CN113565207A - 一种装配式梁柱节点结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种装配式梁柱节点结构及施工方法，包括方钢管柱、预加工H型钢梁和连接两者的梁柱连接组件；所述梁柱连接组件包括沿方钢管柱的四面设置的多个T型连接板，每个T型连接板均插接有Π型连接板，所述T型连接板和Π型连接板的上、下两端均共同连接有凸字型连接件，所述方钢管柱相背两个面上的凸字型连接件通过贯穿方钢管柱的螺栓相互连接。该结构合理、施工方便，实现梁柱连接节点的产品化、标准化，梁柱连接现场零焊接。

Description

一种装配式梁柱节点结构及施工方法

技术领域

本发明涉及建筑结构的钢结构连接技术领域，具体涉及一种装配式梁柱节点结构及施工方法。

背景技术

装配式钢结构以其工业化程度高、自重轻、强度高、抗震性能好、施工快捷、可重复利用、污染小等优点而成为目前建筑业的发展热点。目前方钢管柱-H型钢梁是最为常见的竖向受力构件和横向受力构件之一，其连接形式多采用焊接或栓焊。要实现钢结构的装配化，首先要实现组成主体各部件的产品化、标准化，尤其是梁柱连接节点的装配化连接。钢结构梁柱节点又分为四梁柱节点、边梁柱节点和角梁柱节点，对于四梁柱节点，其装配精度要求高，现有技术涉及的四梁柱节点，其连接结构互换性差、没达到产品化、标准化，节点的装配存在需要现场焊接，施工方法复杂，且装配精度难以控制等问题。

为加快装配式钢结构发展，实现梁柱现场装配零焊接，连接构件标准化、产品化、通用互换性、工厂化生产，施工快捷、简便。需要研发一种高质高效的装配梁柱连接节点及配套的施工方法。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种装配式梁柱节点结构及施工方法，该结构合理、施工方便，实现梁柱连接节点的产品化、标准化，梁柱连接现场零焊接。

一种装配式梁柱节点结构，包括方钢管柱、预加工H型钢梁和连接两者的梁柱连接组件；所述梁柱连接组件包括沿方钢管柱的四面设置的多个T型连接板，每个T型连接板均插接有Π型连接板，所述T型连接板和Π型连接板的上、下两端均共同连接有凸字型连接件，所述方钢管柱相背两个面上的凸字型连接件通过贯穿方钢管柱的螺栓相互连接。

进一步地，所述T型连接板包括依次连接的上T型板、连接板和下T型板， 所述连接板的横截面为T型，所述连接板包括相互垂直的横板和纵板，所述横板上设置有凸起块，所述凸起块为两个，两个凸起块对称式分布于纵板两侧。

进一步地，所述上T型板的中间凸出部宽度与纵板的厚度相等，所述下T型板的凸出部宽度大于纵板的厚度，所述纵板和下T型板均设置有多个连接孔。

进一步地，所述横板两侧均设置有第一搭接板，所述第一搭接板的高度为横板高度的一半，T型连接板与方钢管柱连接后相邻面的第一搭接板相互搭接。

进一步地，所述Π型连接板包括顶板，所述顶板垂直连接有竖板，所述竖板两侧各连接一个翼板，每个翼板均设置有多个连接孔，两个翼板的顶端均与顶板连接。

进一步地，所述竖板的背面设置有与所述凸起块配合的凹槽。

进一步地，所述凸起块为T型块，所述凹槽为T型槽。

进一步地，所述凸字形连接件包括相互垂直的底板和背板，所述底板和背板上均设置有连接孔。

进一步地，所述底板和背板之间设置有三角形状加强板。

进一步地，所述背板的两侧均设置有第二搭接板，所述第二搭接板的高度为背板高度的一半，凸字形连接件与方钢管柱连接后相邻面的第二搭接板相互搭接。

本发明还公开一种装配式梁柱节点结构的施工方法，步骤如下：

第一步：在工厂定制T型连接板、Π型连接板、凸字型连接件、及预加工的H型钢梁，并在方钢管上预留凸字型连接件与方钢管连接所需的螺栓孔；

第二步：先将第一T型连接板焊接到方钢管某一面；

第三步：将另一第一T型连接板焊接到之前已焊接第一T型连接板的方钢管面的背面；

第四步：将第二T型连接板焊接至方钢管的剩余两面中任一面上，需要注意的是，第一T型连接板的第一搭接板需与焊接在相邻侧面的第二T型连接板的第一搭接板正好卡住；

第五步：在最后没有焊接T型连接板的方钢管一侧焊接上第二T型连接板并将第一搭接板和相邻两侧焊接的第一T型连接板的第一搭接板互相卡住，后焊接成十字型套筒方钢管；

第六步：将焊接完成的十字型套筒方钢管和预加工的H型钢梁运抵施工现场；

第七步：将Π型连接板从上到下插入T型连接板上的T型凸起块，该T型凸起块与Π型连接板内部T型凹槽恰好吻合；

第八步：用螺栓将Π型连接板与T型连接板的纵板连接上；

第九步：将相邻侧两个Π型连接板的翼板用螺栓连接固定，组装成米字型套筒组装式结构；

第十步：将方钢管上相背的两个面上的凸字型连接件用螺栓贯穿方钢管上预留螺栓孔后连接固定起来；

第十一步：将预加工H型钢上翼缘与T型连接板和Π型连接板组成的翼缘用凸字型连接件加螺栓连接起来，用凸字型连接件将预加工H型钢下翼缘和T型连接板下T型板用螺栓连接，组成米字型套筒组装式梁柱节点。

本发明的有益效果：

（1）本发明采用的米字型套筒套方钢管外搭连接件连接H型钢梁梁柱节点构件创造性地实现了钢管柱和外环板标准构件在工厂的预制生产，直接将标准构件在工地实现组装，解决了外环板式节点在现场焊接时施工过程繁琐，焊接质量无法保证的问题，加快施工速度，提高了运输效率和施工效率；同时采用Π型连接板组成的外环板标准组件拼装的连接构造，保证外环板本身整体性的同时保证了节点域的强度，实现了塑性铰外移，连接板与连接件在施工时提供了充足的施工空间，安装方便快捷，且具有可更换性；

（2）本发明的米字型套筒套方钢管外搭连接件连接H型钢梁梁柱节点构件采用的是可以现场组装的方形钢管柱拼接件，提高了节点的整体性，米字型套筒创新性设计也保证了钢管柱本身的承载能力和抗震性能；

（3）本发明的所有构件均可在工厂加工完成，现场全部通过螺栓连接，实现了完全装配化施工，可避免现场焊接可能带来的质量问题，并加快施工进度、提高劳动生产率，对推动装配式钢结构发展具有重要意义。

附图说明

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，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明整体结构图；

图2是图1去掉预加工H型钢梁后的结构图；

图3是图2去掉凸字型连接件后的结构图；

图4是图3去掉Π型连接板后的结构图；

图5是Π型连接板结构图；

图6是凸字形连接件结构图；

图7是T型连接板结构图；

图中，1-第一T型连接板 2-第二T型连接板 3-第一Π型连接板 4-第二Π型连接板 5-上凸字型连接件 6-下凸字型连接件 7-预加工H型钢梁

8-为上凸字型连接件预留螺栓孔 9-为下凸字型连接件预留螺栓孔。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”、“左”、“右”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组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。

本发明公开如图1-7所示的一种装配式梁柱节点结构，包括方钢管柱、预加工H型钢梁以及连接两者的梁柱连接组件；梁柱连接组件包括沿方钢管四面设置的两个第一T型连接板1和两个第二T型连接板2，每个T型连接板上均安装一个第一Π型连接板3和第二Π型连接板4，Π型连接板的顶板连接凸字型连接件底板,同样的T型连接板的下T型板连接凸字型连接件底板，最后组成米字型套筒，如图2。

方钢管柱四面设有T型连接板，分别为第一T型连接板1和第二T型连接板2；每个T型连接板均包括上T型板、中间的连接板和下T型板，T型连接板沿中间的连接板对称，连接板的横截面为T型，该连接板包括相互垂直的横板和纵板，纵两侧在横板上对称设计T型凸起，该T型凸起用以连接第一Π型连接板3和第二Π型连接板4，横板两侧均设置有第一搭接板，用以搭接相邻面的T型连接板。该搭接板呈长方体状，长和宽均与T型连接板厚度相同，搭接板的高度为横板高度的一半，第一搭接板在横板上部的为第一T型连接板1，第一搭接板在横板下部的为第二T型连接板2，第一T型连接板的第一搭接板与相邻侧第二T型连接板的第一搭接板在将T型连接板焊接至方钢管壁后恰好卡住吻合。

Π型连接板由一个顶板和垂直于顶板的竖板以及分别连接在竖板两侧的两个翼板组成；

竖板背面设置有T型凹槽，T型凹槽尺寸大小恰好放置T型连接板上的T型凸起；连接在竖板两侧有两个翼板，与竖板正交连接的翼板承担连接预加工H型钢梁腹板和T型连接板的连接板的作用，中间布置螺栓孔；另一翼板与竖板呈钝角相交，相邻Π型连接板通过该翼板加螺栓以连接固定。其中一侧的翼板侧面伸出到顶板侧面外部，另一侧的翼板侧面与顶板侧面平齐。与竖板呈钝角相交的翼板在正面视角右侧的为第二Π型连接板4，伸出翼板在正面视角左侧的为第一Π型连接板3；

T型连接板与Π型连接板一同组成米字型外部套筒式结构，如图4；

凸字型连接件用于连接十字型外部套筒式结构外伸翼缘和预加工H型钢梁翼缘，凸字型连接包括相互垂直的底板和背板，底板和背板均设置有预留螺栓孔，背板的两侧均设置有第二搭接板，第二搭接板在下部且预留螺栓孔在上的为上凸字型连接件5，第二搭接板在上部且预留螺栓孔在下的为下凸字型连接件6，先用一长螺栓贯穿通过上凸字型连接件5螺栓孔与方钢管上预留螺栓孔8与对立面上预留螺栓孔8和上凸字型连接件5上螺栓孔，后栓紧，再将上凸字型连接件5水平钢板通过螺栓分别与第二T型连接板2与两个Π型连接板的翼板组成的节点外伸翼缘用螺栓连接起来，再将垂直于水平钢板部分与方钢管上螺栓孔对齐，后栓紧，剩余两面用同样方法安装下凸字型连接件6，安装完成后亦用长螺栓将下凸字型连接件6与方钢管预留螺栓孔9连接；

上述米字型套筒组装式结构连接梁柱节点的安装方法包括以下步骤：

第一步：在工厂定制T型连接板、Π型连接板、凸字型连接件及预加工的H型钢梁7，并在方钢管上预留凸字型连接件与方钢管连接所需螺栓孔；

第二步：先将第一T型连接板1焊接到方钢管某一面，下T型板一侧在下方；

第三步：将另一第一T型连接板1焊接到之前已焊接第一T型连接板1的方钢管面的背面，如图4所示；

第四步：将第二T型连接板2焊接至尚未有连接板的方钢管的剩余两面任一面上，需要注意的是，第一T型连接板2第一搭接板需与焊接在相邻侧面的第二T型连接板1第一搭接板正好卡住；

第五步：在最后没有焊接T型连接板的方钢管一侧焊接上第二T型连接板2并将第一搭接板和相邻两侧焊接的第一T型连接板1第一搭接板互相卡住，后焊接成十字型套筒方钢管，如图5所示；

第六步：将焊接完成的十字型套筒方钢管和预加工的H型钢梁7运抵施工现场；

第七步：将Π型连接板依次从上到下插入T型连接板上的T型凸起，与Π型连接板内部T型凹槽恰好吻合；

第八步：用螺栓将Π型连接板与T型连接板中间的连接板连接上；

第九步：将在相邻侧Π型连接板用螺栓将两外伸翼缘部分连接固定，组装成米字型套筒组装式结构；

第十步：用一长螺栓贯穿通过上凸字型连接件5螺栓孔与方钢管上预留螺栓孔8与对立面上预留螺栓孔8和上凸字型连接件5上螺栓孔，同样的下凸字连接件6也与方钢管上预留螺栓孔9用上述贯通长螺栓连接固定；

第十一步：将预加工H型钢上翼缘7与T型连接板和Π型连接板组成的翼缘用凸字型连接件加螺栓连接起来，用凸字型连接件将预加工H型钢下翼缘和T型连接板下T型板用螺栓连接，组成米字型套筒组装式梁柱节点。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种装配式梁柱节点结构，其特征在于，包括方钢管柱、预加工H型钢梁和连接两者的梁柱连接组件；所述梁柱连接组件包括沿方钢管柱的四面设置的多个T型连接板，每个T型连接板均插接有Π型连接板，所述T型连接板和Π型连接板的上、下两端均共同连接有凸字型连接件，所述方钢管柱相背两个面上的凸字型连接件通过贯穿方钢管柱的螺栓相互连接。

2.根据权利要求1所述的一种装配式梁柱节点结构，其特征在于，所述T型连接板包括依次连接的上T型板、连接板和下T型板， 所述连接板的横截面为T型，所述连接板包括相互垂直的横板和纵板，所述横板上设置有凸起块，所述凸起块为两个，两个凸起块对称式分布于纵板两侧。

3.根据权利要求2所述的一种装配式梁柱节点结构，其特征在于，所述上T型板的中间凸出部宽度与纵板的厚度相等，所述下T型板的凸出部宽度大于纵板的厚度，所述纵板和下T型板均设置有多个连接孔。

4.根据权利要求2所述的一种装配式梁柱节点结构，其特征在于，所述横板两侧均设置有第一搭接板，所述第一搭接板的高度为横板高度的一半，T型连接板与方钢管柱连接后相邻面的第一搭接板相互搭接。

5.根据权利要求4所述的一种装配式梁柱节点结构，其特征在于，所述Π型连接板包括顶板，所述顶板垂直连接有竖板，所述竖板两侧各连接一个翼板，每个翼板均设置有多个连接孔，两个翼板的顶端均与顶板连接。

6.根据权利要求5所述的一种装配式梁柱节点结构，其特征在于，所述竖板的背面设置有与所述凸起块配合的凹槽。

7.根据权利要求6所述的一种装配式梁柱节点结构，其特征在于，所述凸起块为T型块，所述凹槽为T型槽。

8.根据权利要求1所述的一种装配式梁柱节点结构，其特征在于，所述凸字形连接件包括相互垂直的底板和背板，所述底板和背板上均设置有连接孔。

9.根据权利要求1所述的一种装配式梁柱节点结构，其特征在于，所述背板的两侧均设置有第二搭接板，所述第二搭接板的高度为背板高度的一半，凸字形连接件与方钢管柱连接后相邻面的第二搭接板相互搭接。

10.一种根据权利要求7所述的装配式梁柱节点结构的施工方法，步骤如下：

第一步：在工厂定制T型连接板、Π型连接板、凸字型连接件、及预加工的H型钢梁，并在方钢管上预留凸字型连接件与方钢管连接所需的螺栓孔；

第二步：先将第一T型连接板焊接到方钢管某一面；

第三步：将另一第一T型连接板焊接到之前已焊接第一T型连接板的方钢管面的背面；

第四步：将第二T型连接板焊接至方钢管的剩余两面中任一面上，需要注意的是，第一T型连接板的第一搭接板需与焊接在相邻侧面的第二T型连接板的第一搭接板正好卡住；

第五步：在最后没有焊接T型连接板的方钢管一侧焊接上第二T型连接板并将第一搭接板和相邻两侧焊接的第一T型连接板的第一搭接板互相卡住，后焊接成十字型套筒方钢管；

第六步：将焊接完成的十字型套筒方钢管和预加工的H型钢梁运抵施工现场；

第七步：将Π型连接板从上到下插入T型连接板上的T型凸起块，该T型凸起块与Π型连接板内部T型凹槽恰好吻合；

第八步：用螺栓将Π型连接板与T型连接板的纵板连接上；

第九步：将相邻侧两个Π型连接板的翼板用螺栓连接固定，组装成米字型套筒组装式结构；

第十步：将方钢管上相背的两个面上的凸字型连接件用螺栓贯穿方钢管上预留螺栓孔后连接固定起来；

第十一步：将预加工H型钢上翼缘与T型连接板和Π型连接板组成的翼缘用凸字型连接件加螺栓连接起来，用凸字型连接件将预加工H型钢下翼缘和T型连接板下T型板用螺栓连接，组成米字型套筒组装式梁柱节点。

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