CN111058570A - 一种闭口截面柱连接结构及方法 - Google Patents

一种闭口截面柱连接结构及方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种闭口截面柱连接结构及方法，该连接结构包括：第一柱体、第二柱体和芯筒，其中，第一柱体的至少一端面具有第一法兰板，第二柱体的至少一端面具有第二法兰板；第一法兰板与第二法兰板能够通过螺栓固定连接；第一柱体上靠近第一法兰板的柱壁上和第二柱体上靠近第二法兰板的柱壁上分别设置有一个或多个塞焊孔，芯筒能够穿设在第一柱体和第二柱体内，并能够通过塞焊工艺经塞焊孔与第一柱体和第二柱体连接。本申请，采用法兰板和芯筒便于产业化生产，以塞焊进行芯筒与柱壁的连接，保证了连接结构性能，实现了高效装配，减少了焊接，有效的加快了施工进度；通过塞焊孔降低了芯筒和柱壁的加工精度要求。

Description

一种闭口截面柱连接结构及方法
技术领域
本申请涉及装配式钢结构领域，尤其涉及一种闭口截面柱连接结构及方法。
背景技术
现行《建筑抗震设计规范》(GB50010-2010，2016版)和《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-2015)中钢结构连接主要有焊缝和螺栓连接两种形式，目前工程中箱型柱、钢管柱等闭口截面柱应用广泛，但常用的箱型截面柱与柱连接一般为坡口全熔透焊接的形式。与螺栓连接相比，现场焊缝连接具有以下不足：(1)焊接施工效率低；(2)焊工劳务量需求大；(3)焊接完成后对焊接质量的检查工序繁琐；(4)焊接方式受焊工技术熟练程度影响较大，焊工经验不足可能会严重影响焊接质量，严重时甚至引起火灾。
发明内容
为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请提供了一种闭口截面柱连接结构及方法。
第一方面，本申请提供了一种闭口截面柱连接结构，用于装配式钢结构，闭口截面柱连接结构包括：第一柱体、第二柱体和芯筒，其中，第一柱体的至少一端面具有第一法兰板，第二柱体的至少一端面具有第二法兰板；第一法兰板与第二法兰板能够通过螺栓固定连接，形成第一柱体与第二柱体之间的第一连接；第一柱体上靠近第一法兰板的柱壁上和第二柱体上靠近第二法兰板的柱壁上分别设置有一个或多个塞焊孔，芯筒能够穿设在第一柱体和第二柱体内，并能够通过塞焊工艺经塞焊孔与第一柱体和第二柱体连接，形成芯筒与第一柱体和第二柱体之间的第二连接。
在某些实施例中，第一柱体和/或第二柱体的柱壁内设置有定位隔板，定位隔板能够将芯筒的至少部分定位在柱壁内，并使芯筒的筒壁至少部分与塞焊孔重叠。
在某些实施例中，第一柱体与第一法兰板之间和/或第二柱体与第二法兰板之间，设置有多个加强筋。
在某些实施例中，芯筒为八边形芯筒。
在某些实施例中，第一柱体和第二柱体为竖向构件柱。
第二方面，本申请提供了一种闭口截面柱连接方法，用于装配式钢结构，闭口截面柱连接方法包括：将芯筒穿设在第一柱体的内壁，使得芯筒至少部分与第一柱体上的多个塞焊孔重叠；通过塞焊工艺将芯筒经塞焊孔与第一柱体连接；将第二柱体与第一柱体对接，使得芯筒穿入第二柱体；通过螺栓将第一柱体与第二柱体的两端面上的法兰板固定连接，通过塞焊工艺将芯筒经第二柱体上的塞焊孔与第二柱体焊接。
在某些实施例中，将芯筒穿设在第一柱体的内壁，包括：将芯筒穿设在第一柱体的内壁，并与第一柱体内的定位隔板抵接，使芯筒的筒壁至少部分与第一柱体的塞焊孔重叠。
在某些实施例中，第一柱体与第一法兰板之间和/或第二柱体与第二法兰板之间，设置有多个加强筋。
在某些实施例中，芯筒为八边形芯筒。
在某些实施例中，第一柱体和第二柱体为竖向构件柱。
本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：该连接结构，在保证柱与柱之间连接性能与传统焊接连接的力学性能接近的基础上，采用法兰板和芯筒便于产业化生产，并且以塞焊的方式保证了芯筒与柱壁的连接，保证了连接结构的性能，实现了结构的高效装配，极大减少了焊接，有效的加快了施工进度。并且通过设置塞焊孔，在一定程度上降低了芯筒和柱壁的加工精度要求。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的闭口截面柱连接结构一种实施方式的装配状态的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的闭口截面柱连接结构一种实施方式的部分装配状态的示意图；
图3为本申请实施例提供的芯筒一种实施方式的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的闭口截面柱连接方法一种实施方式的流程图。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本申请的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。
在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
参考图1至图3所示，本申请实施例中提供的闭口截面柱连接结构，包括：第一柱体1、第二柱体2和芯筒3。应当理解，图示为箱型截面柱，仅为示例性说明，而不是特指箱型截面柱，此本申请实施例的连接结构可以适用于钢管柱、方钢管柱等闭口截面柱。
在本申请实施例中，第一柱体1的至少一端面具有第一法兰板11，第二柱体2的至少一端面具有第二法兰板21。第一法兰板11与第二法兰板21能够通过多个螺栓4固定连接，形成第一柱体1与第二柱体2之间的第一连接。可选地，螺栓4可为高强螺栓。
在本申请实施例中第一柱体1上靠近第一法兰板11的柱壁上，设置有多个塞焊孔12；第二柱体2上靠近第二法兰板21的柱壁上，设置有多个塞焊孔22。芯筒3能够穿设在第一柱体1和第二柱体3内，并能够通过塞焊工艺经塞焊孔12与第一柱体1连接，以及经塞焊孔22与第二柱体2连接，形成芯筒3与第一柱体1和第二柱体2之间的第二连接。由芯筒3保证连接结构刚接，增加连接区域的刚度。
在某些实施例中，第一柱体1和/或第二柱体2的柱壁内设置有定位隔板5，定位隔板5能够将芯筒3的至少部分定位在柱壁内，并使芯筒3的筒壁至少部分与塞焊孔12和22重叠。
在某些实施例中，第一柱体1与第一法兰板11之间和/或第二柱体2与第二法兰板21之间，设置有多个加强筋6。参考图1和图2所示，多个加强筋6设置在第一柱体1和第二柱体2的外侧。加强筋6的数量和大小由第一柱体1和第二柱体2的尺寸决定。加强筋6能够增加刚度，并保护柱体与法兰板之间的焊缝。
在某些实施例中，参考图3所示，芯筒3为八边形芯筒，芯筒3可由多块加强版焊接而成。
在某些实施例中，第一柱体1和第二柱体2为竖向构件柱。参考图1至图3所示，第一柱体1为下柱，第二柱体2为上柱。参考图2所示，第一柱体1设置有定位隔板5。
图4为本申请实施例提供的闭口截面柱连接方法一种实施方式的流程图，如图4所示，闭口截面柱连接方法包括步骤S402至步骤S410。
步骤S402，将芯筒3穿设在第一柱1的内壁，使得芯筒3至少部分与第一柱体1上的多个塞焊孔12重叠。
步骤S404，通过塞焊工艺将芯筒3经塞焊孔12与第一柱体1连接。
步骤S406，将第二柱体2与第一柱体1对接，使得芯筒3穿入第二柱体2。
步骤S408，通过螺栓将第一柱体1与第二柱体2的两端面上的法兰板11和12固定连接。
步骤S410，通过塞焊工艺将芯筒3经第二柱体2上的塞焊孔22与第二柱体2焊接。
应当理解，上述步骤序号仅作为示例性说明，并不是对本申请实施例的步骤顺序的限定，例如，步骤S408和步骤S410可调换顺序，本申请实施例对此不做限定。在某些实施中，考虑到焊接完成后可能会有变形，可能会导致法兰上螺栓对穿困难的问题，因此考虑到现场施工因素，优选地，步骤S408在步骤S410之前。
在某些实施例中，上述步骤S402中，将芯筒3穿设在第一柱体1的内壁，并与第一柱体1内的定位隔板5抵接，使芯筒3的筒壁至少部分与第一柱体1的塞焊孔12重叠。
在某些实施例中，第一柱体1、第二柱体2和芯筒3，可为普通强度等级钢材(例如Q235或Q345等)，或者高性能钢材(例如Q420)。本申请实施例对此不做限定。
本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：该连接结构，在保证箱型截面竖向构件柱与柱之间连接性能与传统焊接连接的力学性能接近的基础上，采用法兰板和芯筒便于产业化生产，并且以塞焊的方式保证了芯筒与柱壁的连接，保证了连接结构的性能，实现了结构的高效装配，极大减少了焊接，有效的加快了施工进度。并且通过设置塞焊孔，在一定程度上降低了芯筒和柱壁的加工精度要求。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种闭口截面柱连接结构，用于装配式钢结构，其特征在于，所述闭口截面柱连接结构包括：第一柱体、第二柱体和芯筒，其中，
所述第一柱体的至少一端面具有第一法兰板，所述第二柱体的至少一端面具有第二法兰板；所述第一法兰板与所述第二法兰板能够通过螺栓固定连接，形成所述第一柱体与所述第二柱体之间的第一连接；
所述第一柱体上靠近第一法兰板的柱壁上和所述第二柱体上靠近第二法兰板的柱壁上分别设置有一个或多个塞焊孔，所述芯筒能够穿设在所述第一柱体和所述第二柱体内，并能够通过塞焊工艺经所述塞焊孔与所述第一柱体和所述第二柱体连接，形成所述芯筒与所述第一柱体和所述第二柱体之间的第二连接。
2.根据权利要求1所述的闭口截面柱连接结构，其特征在于，所述第一柱体和/或所述第二柱体的柱壁内设置有定位隔板，所述定位隔板能够将所述芯筒的至少部分定位在柱壁内，并使所述芯筒的筒壁至少部分与所述塞焊孔重叠。
3.根据权利要求1或2所述的闭口截面柱连接结构，其特征在于，所述第一柱体与所述第一法兰板之间和/或所述第二柱体与所述第二法兰板之间，设置有多个加强筋。
4.根据权利要求1或2所述的闭口截面柱连接结构，其特征在于，所述芯筒为八边形芯筒。
5.根据权利要求1所述的闭口截面柱连接结构，其特征在于，所述第一柱体和所述第二柱体为竖向构件柱。
6.一种闭口截面柱连接方法，用于装配式钢结构，其特征在于，所述闭口截面柱连接方法包括：
将芯筒穿设在第一柱体的内壁，使得所述芯筒至少部分与所述第一柱体上的多个塞焊孔重叠；
通过塞焊工艺将所述芯筒经所述塞焊孔与所述第一柱体连接；
将第二柱体与所述第一柱体对接，使得所述芯筒穿入所述第二柱体；
通过螺栓将所述第一柱体与所述第二柱体的两端面上的法兰板固定连接，通过塞焊工艺将所述芯筒经所述第二柱体上的塞焊孔与所述第二柱体焊接。
7.根据权利要求6所述的闭口截面柱连接方法，其特征在于，将芯筒穿设在第一柱体的内壁，包括：将所述芯筒穿设在所述第一柱体的内壁，并与所述第一柱体内的定位隔板抵接，使所述芯筒的筒壁至少部分与所述第一柱体的塞焊孔重叠。
8.根据权利要求6或7所述的闭口截面柱连接方法，其特征在于，所述第一柱体与所述第一法兰板之间和/或所述第二柱体与所述第二法兰板之间，设置有多个加强筋。
9.根据权利要求6或7所述的闭口截面柱连接方法，其特征在于，所述芯筒为八边形芯筒。
10.根据权利要求6所述的闭口截面柱连接方法，其特征在于，所述第一柱体和所述第二柱体为竖向构件柱。
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