CN113062456B - 一种钢结构装配式节点连接装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种钢结构装配式节点连接装置，用以连接至少两个方向上的梁柱，包括连接盒与连接件，所述连接件用以与所述梁柱固定连接，所述连接盒上至少设置有与所述梁柱方向与数量对应的连接段，所述连接件与所述连接段之间通过第一螺栓固定连接。本申请实施例提供的钢结构装配式节点连接装置，适用于所有柱截面形式，如工字型、箱型等，同时箱型连接盒为内核，箱型连接盒由六块钢板组成，六面根据梁柱数量及位置设置有与梁、柱端配套的连接段。所述梁端连接件焊接于梁端部，柱端连接件焊接于柱端部。

Description

一种钢结构装配式节点连接装置
技术领域
本申请一般涉及建筑结构工程技术领域，具体涉及一种钢结构装配式节点连接装置。
背景技术
实现建筑装配过程的节能环保，大幅度降低现场工期，降低现场工程管理难度及对现场安装工人技术水平的依赖度。钢结构具有抗震性能好、建筑品质高等优点，可有效解决我国建筑行业工业化水平低，劳动力不足等诸多问题，是建筑行业转型升级的有效途径。
连接节点作为钢结构建筑体系的关键点，其力学性能直接影响到整体结构的安全性。节点的安装便捷性决定了工程整体的进度计划，因此如何解决钢结构节点的连接问题成为进度推进的一个关键问题。国内实际工程中常规钢结构连接节点存在以下不足：
梁柱翼缘加劲肋全焊接节点，需进行现场焊接，焊接质量难于保证，对焊接工人的技术要求高，且需要增加焊缝质量检测工序，严重影响工程速度。该焊接连接节点刚度很大，但延性较差，不利于地震荷载，易发生脆性破坏。
梁柱翼缘加劲肋全栓接节点：钢柱带一段工厂焊接悬臂梁，然后通过全螺栓梁梁拼接实现梁柱刚接，该连接方式增加构件连接节点，且带悬臂梁钢柱单次运输数量有限，大大增加运输成本。
栓焊混合连接节点：翼缘焊接，加劲肋铰接，该节点任需要大量现场施焊，工序较多，大大降低施工速度。
梁柱螺栓突出构件的外表面，对装配式的墙板、楼板安装造成影响，需要进行切割等其他工序。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种钢结构装配式节点连接装置，可以满足节点各项性能，并克服现有技术缺陷，实现结构的全面装配，有效提高整体结构安装速度。
本申请提供了一种钢结构装配式节点连接装置，用以连接至少两个方向上的梁柱，包括连接盒与连接件，所述连接件用以与所述梁柱固定连接，所述连接盒上至少设置有与所述梁柱方向与数量对应的连接段，所述连接件与所述连接段之间通过第一螺栓固定连接。
进一步地，所述连接件在沿待连接梁柱长度方向上的一端设置有第一接触面，所述连接段在沿待连接梁柱长度方向上的一端设置有第二接触面，所述第一接触面与所述第二接触面相接触并通过所述第一螺栓固定连接。
在一些优选实施例中，所述连接件与所述连接段之间还通过连接板固定连接，所述连接板的设置方向平行于所述待连接梁柱长度方向，所述连接板分别穿过所述第一接触面及所述第二接触面。
进一步地，所述连接件上与所述待连接梁柱之间设置有第三接触面，所述待连接梁柱通过焊接固定设置在所述第三接触面上。
进一步地，所述第三接触面上还设置有用以安装所述连接板的安装孔。
进一步地，所述连接件与所述连接段的内部设置有与所述连接板固定连接的加劲肋，所述加劲肋与所述连接板之间通过第二螺栓固定连接。
进一步地，所述连接件与所述连接段内部还设置有平行于所述待连接梁柱长度方向的腹板，所述腹板设置于所述连接件或所述连接段的中间位置，并将所述连接件或所述连接段的内部划分为两个空间，分别标记为第一空间和第二空间。
在一些优选实施例中，所述连接板的数量为两个，且一个位于所述第一空间内，一个位于所述第二空间内，两个所述连接板的位置关于所述待连接梁柱长度方向的中心平面对称。
进一步地，所述连接件与所述连接段在第一空间和所述第二空间上均设置有开口，所述开口所在平面平行于所述腹板所在平面。
在一些优选实施例中，所述连接件与所述连接段之间还通过翼缘连接板固定连接，所述连接件与所述连接段在垂直于所述腹板所在平面方向上的外表面上均设置有安装槽，所述安装槽用以安装所述翼缘连接板，所述翼缘连接板与所述连接件及所述连接段之间均通过第三螺栓固定连接。
本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本申请实施例提供的钢结构装配式节点连接装置，适用于所有柱截面形式，如工字型、箱型等，同时箱型连接盒为内核，箱型连接盒由六块钢板组成，六面根据梁柱数量及位置设置有与梁、柱端配套的连接段。所述梁端连接件焊接于梁端部，柱端连接件焊接于柱端部。
本申请实施例提供的钢结构装配式节点连接装置，大大减小了运输空间，从而有效节约了运输成本。节点连接装置，部分部件可通过工厂焊接完成，节点现场安装仅需要螺栓连接，便于工人现场施工，在保证结构安全的前提下，大大加快了工程的安装进度。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本申请的实施例提供的一种钢结构装配式节点连接装置的正面结构示意图；
图2为本申请的实施例提供的一种钢结构装配式节点连接装置的背面结构示意图；
图3为本申请的实施例提供的一种钢结构装配式节点连接装置的爆炸结构示意图；
图4为本申请的实施例提供的连接盒的结构示意图；
图5为本申请的实施例提供的连接盒的另一实施例的结构示意图。
其中，
1、连接盒；2、连接件；3、横梁；4、连接段；5、第一螺栓；6、外表面；7、立柱；8、第一接触面；9、第二接触面；10、第三接触面； 11、安装孔；12、连接板；13、预留孔；14、加劲肋；15、第二螺栓；16、第三螺栓；17、腹板；18、第一空间；19、第二空间；20、开口； 21、翼缘连接板；22、安装槽。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
请详见图1-3，本申请提供了一种钢结构装配式节点连接装置，用以连接至少两个方向上的梁柱，包括连接盒1与连接件2，所述连接件2用以与所述梁柱固定连接，所述连接盒1上至少设置有与所述梁柱方向与数量对应的连接段4，所述连接件2与所述连接段4之间通过第一螺栓5固定连接。至少两个方向上的横梁3或立柱7通过连接盒1与连接件2之间的固定连接，进而实现横梁3与横梁3、立柱7 与立柱7、横梁3与立柱7之间的连接。
需要说明的是，在本申请实施例中涉及到“方向”，因此定义坐标轴X/Y/Z，X轴为连接盒1左右方向，Y轴为连接盒1前后方向，Z 轴为连接盒1上下方向，在本申请实施例中涉及到“沿待连接梁柱长度方向”，指的是框架梁和框架柱的安装方向，在连接盒1左右方向上的横梁3的安装方向即为X轴方向，对应的，在连接盒1前后方向上的横梁3的安装方向即为Y轴方向，在连接盒1上下方向上的立柱 7的安装方向即为Z轴方向。
所述连接件2在沿待连接梁柱长度方向上的一端设置有第一接触面8，所述连接段4在沿待连接梁柱长度方向上的一端设置有第二接触面9，所述第一接触面8与所述第二接触面9相接触并通过所述第一螺栓5固定连接。所述连接件2上与所述待连接梁柱之间设置有第三接触面10，所述待连接梁柱通过焊接固定设置在所述第三接触面10 上。
连接盒1作为中心连接件2，在六个方向上可以与横梁3、立柱7 进行连接，在具体应用时，连接盒1可以根据具体连接部位设置不同的数量和方向的连接段4，在本申请实施例中，为了全面描述各种应用场景，以连接盒1六个连接面上均设置有连接段4，可以实现任一方向上两梁柱之间的连接。
如图3、4所示，第一接触面8、第二接触面9和 第三接触面10在连接件2与连接盒1的安装方向上设置，通过在安装方向上的端面进行接触固定，提高接触面积，保证安装效果。例如，对于X轴方向上的横梁3，第二接触面9分别位于连接盒1的左右两端上，对于Y轴方向上的横梁3，第二接触面9分别位于连接盒1的前后两端上，对于Z轴方向上的横梁3，第二接触面9分别位于连接盒1的上下两端上。如图5为本申请另一实施例，连接盒设置有前后左右四个方向上的连接段，用于横梁与横梁之间的连接。
在一些优选实施例中，所述连接件2与所述连接段4之间还通过连接板12固定连接，所述连接板12的设置方向平行于所述待连接梁柱长度方向，所述连接板12分别穿过所述第一接触面8及所述第二接触面9。所述第三接触面10上还设置有用以安装所述连接板12的安装孔11。第一接触面8上和第二接触面9上设置有用以穿过连接板12 穿过的预留孔13。
所述连接件2与所述连接段4的内部设置有与所述连接板12固定连接的加劲肋14，所述加劲肋14与所述连接板12之间通过第二螺栓15固定连接。
需要说明的是，连接板12的安装方向与梁柱的安装方向相同，在具体安装时，连接板12从第三接触面10的安装孔11中穿过，并依次穿过第一接触面8和第二接触面9，并与设置在连接件2和连接段4 内部的加劲肋14进行固定连接，使得节点在强震动作用时在梁端部形成塑性铰，较好的实现了塑性铰的外移，满足结构设计强节点弱杆件的基本理念。
另外，所述连接件2与所述连接段4内部还设置有平行于所述待连接梁柱长度方向的腹板17，所述腹板17设置于所述连接件2或所述连接段4的中间位置，并将所述连接件2或所述连接段4的内部划分为两个空间，分别标记为第一空间18和第二空间19。所述连接件2与所述连接段4在第一空间18和所述第二空间19上均设置有开口20，所述开口20所在平面平行于所述腹板17所在平面。
在一些优选实施例中，所述连接板12的数量为两个，且一个位于所述第一空间18内，一个位于所述第二空间19内，两个所述连接板 12的位置关于所述待连接梁柱长度方向的中心平面对称。
腹板17设置于平行梁柱长度方向，即，在连接盒1左右两侧设置的腹板17平行于X轴方向，在连接盒1前后两侧设置的腹板17平行于Y轴方向，在连接盒1上下两侧设置的腹板17平行于Z轴方向。
在具体设置时，例如，对于X轴方向上的腹板17，腹板17所在平面为XZ平面，腹板17将连接件2的内部空间划分为前后两空间，在划分后的两空间中，第一螺栓5沿Z轴方向布置一列或多列螺栓，第一螺栓5的安装方向为平行于X轴方向，同时，连接板12布置与 XY平面平行，因此，用于连接加劲肋14和连接板12的螺栓的安装方向为平行于Z轴方向。开口20所在平面平行于所述腹板17所在平面，即开口20设置于平行于XZ平面，通过开口20可以方便实现螺栓的安装与拆卸。
本申请实施例中所使用的连接螺栓不突出与于构件的表面，对装配式墙板、楼板的制作安装更为方便。
需要说明的是，腹板17与加劲肋14、连接板12的设置方向相互垂直，实现对连接件2和连接盒1的十字加强肋，当然腹板17、加劲肋14、加劲肋14连接的设置方向仅作为实施例进行实例性说明，在另一些实施例中，在连接盒1左右两侧设置的腹板17设置于XY平面，并将连接件2和连接块的空间划分为上下两空间，同样满足本申请的设计构思，本申请实施例并不进行一一阐述。
还需要说明的是，本申请实施例中，第一空间18和第二空间19 内的加劲肋14、连接板12关于两空间交界处的腹板中心对称设计，例如在中心连接件2的左右两侧上，连接板12的安装为上下对称，在中心连接件2的上下两侧上，连接板12的安装为左右对称，在中心连接件2的前后两侧上，连接板12为上下对称设计。通过中心对称设计的加劲肋14和连接板12使得连接盒1的各个方向上受力均衡。
在一些优选实施例中，所述连接件2与所述连接段4之间还通过翼缘连接板21固定连接，所述连接件2与所述连接段4在垂直于所述腹板17所在平面方向上的外表面6上均设置有安装槽22，所述安装槽22用以安装所述翼缘连接板21，所述翼缘连接板21与所述连接件 2及所述连接段4之间均通过第三螺栓16固定连接。
本申请实施例提供的钢结构装配式节点连接装置，适用于所有柱截面形式，如工字型、箱型等，同时箱型连接盒为内核，箱型连接盒由六块钢板组成，六面根据梁柱数量及位置设置有与梁、柱端配套的连接段。所述梁端连接件焊接于梁端部，柱端连接件焊接于柱端部。
连接节点当用于井字梁时，仅需将节点连接盒上的上、下面用于柱连接的柱端配套的连接段去掉即可，形成适用于井字梁连接的节点连接盒。
连接节点将各个构件零件化，现场通过螺栓将各构件连接为整体。梁、柱、节点连接件三部分组成结构整体。梁柱均为直杆构件，大大减小了运输空间，从而有效节约了运输成本。节点连接装置，部分部件可通过工厂焊接完成，节点现场安装仅需要螺栓连接，便于工人现场施工，在保证结构安全的前提下，大大加快了工程的安装进度。
在具体安装时，根据待连接梁、柱的位置和数量配置连接盒上连接段的位置和数量，通过钢板焊接形成连接盒结构。
将待连接梁、柱端的端面焊接连接件。
箱型连接盒根据梁柱数量制作完成后，将其吊装至已立起的下立柱上；
用螺栓将连接盒上的连接段与下立柱端连接件进行固定连接；
将连接板插入下立柱、连接盒连接段上的预留孔，并用螺栓连接；
将翼缘连接板放置柱翼缘侧的连接部位，并通过螺钉拧紧，箱型连接盒与下立柱安装完成；
以此类推，安装前、后、左、右的横梁；横梁安装完成后再安装上立柱。
通过上述的操作可完成节点的整个安装流程。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。本文中出现的诸如“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。
本发明已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施方式范围内。本领域技术人员可以理解的是，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。

Claims (9)

1.一种钢结构装配式节点连接装置，用以连接至少两个方向上的梁柱，其特征在于，包括连接盒与连接件，所述连接件用以与所述梁柱固定连接，所述连接盒上至少设置有与所述梁柱方向与数量对应的连接段，所述连接件与所述连接段之间通过第一螺栓固定连接；
所述连接件与所述连接段之间还通过连接板固定连接，所述连接板的设置方向平行于待连接梁柱长度方向；
所述连接件在沿待连接梁柱长度方向上的一端设置有第一接触面，所述连接段在沿待连接梁柱长度方向上的一端设置有第二接触面，所述连接板分别穿过所述第一接触面及所述第二接触面；
所述连接件与所述连接段的内部设置有与所述连接板固定连接的加劲肋；
所述连接件与所述连接段内部还设置有平行于所述待连接梁柱长度方向的腹板，所述腹板设置于所述连接件或所述连接段的中间位置；
所述腹板与加劲肋、连接板的设置方向相互垂直。
2.根据权利要求1所述的钢结构装配式节点连接装置，其特征在于，所述第一接触面与所述第二接触面相接触并通过所述第一螺栓固定连接。
3.根据权利要求1所述的钢结构装配式节点连接装置，其特征在于，所述连接件上与所述待连接梁柱之间设置有第三接触面，所述待连接梁柱通过焊接固定设置在所述第三接触面上。
4.根据权利要求3所述的钢结构装配式节点连接装置，其特征在于，所述第三接触面上还设置有用以安装所述连接板的安装孔。
5.根据权利要求1所述的钢结构装配式节点连接装置，其特征在于，所述加劲肋与所述连接板之间通过第二螺栓固定连接。
6.根据权利要求1所述的钢结构装配式节点连接装置，其特征在于，所述腹板将所述连接件或所述连接段的内部划分为两个空间，分别标记为第一空间和第二空间。
7.根据权利要求6所述的钢结构装配式节点连接装置，其特征在于，所述连接板的数量为两个，且一个位于所述第一空间内，一个位于所述第二空间内，两个所述连接板的位置关于所述待连接梁柱长度方向的中心平面对称。
8.根据权利要求6所述的钢结构装配式节点连接装置，其特征在于，所述连接件与所述连接段在第一空间和所述第二空间上均设置有开口，所述开口所在平面平行于所述腹板所在平面。
9.根据权利要求6所述的钢结构装配式节点连接装置，其特征在于，所述连接件与所述连接段之间还通过翼缘连接板固定连接，所述连接件与所述连接段在垂直于所述腹板所在平面方向上的外表面上均设置有安装槽，所述安装槽用以安装所述翼缘连接板，所述翼缘连接板与所述连接件及所述连接段之间均通过第三螺栓固定连接。
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