CN204609000U - 一种用于建筑结构的装配式节点及其装配式框架 - Google Patents
一种用于建筑结构的装配式节点及其装配式框架 Download PDFInfo
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Abstract
一种用于建筑结构的装配式节点，包括钢管柱，环绕钢管柱的外表面在同一高度间隔固定有多个加劲肋，且该加劲肋上设有多个螺栓孔A；同时，还包括能与所述加劲肋配合安装的钢槽，所述钢槽形状为能与钢管柱贴合的凹形槽，钢槽两侧设有多个与螺栓孔A间距、孔径相同的螺栓孔B，钢槽上的凹陷处还固定连接有H型钢梁，一端带钢槽的H型钢梁经螺栓孔A和螺栓孔B用螺栓连接，被固定在钢管柱上形成装配式节点。钢槽设计尺寸固定，H型钢梁的截面尺寸可变化，但始终小于等于钢槽尺寸。本实用新型通过采用预制手段预先将钢槽与H型钢梁焊接以及预先将加劲肋与钢管柱的节点域部位焊接，使施工效率高，拆装容易。也减少了钢结构设计环节的程序和工作量。
Description
技术领域
本实用新型属于建筑钢结构技术领域，具体涉及一种用于建筑结构的装配式节点及其装配式框架。
背景技术
在多、高层钢结构中，H型钢梁和钢管柱被用作主要承重构件，连接H型钢梁与钢管柱的节点起到传递梁和柱的弯矩、剪力的作用，对于结构的整体受力性能有重要影响。
目前，H型钢梁和钢管柱的连接节点采用全焊接连接、栓焊连接或螺栓连接。全焊接连接和栓焊连接两种节点构造形式的连接刚度大，受力性能好，但其容易发生脆性破坏，且现场施工难度大、造价高，不能满足装配式钢结构施工时速度快的要求。而且,焊接结构拆卸困难,比如施工现场的临时用房，施工完之后就废了，这势必导致浪费。
中国专利201310284060.6公开了一种梁柱节点连接装置，该装置包括工厂提前预制部分和现场加工部分，工厂提前预制部分包括上柱、下柱和钢梁，现场加工部分包括分别连接上柱和钢梁、下柱和钢梁的高强螺栓，现场加工部分还包括浇注在工厂提前预制部分中的混凝土。
虽然其提供的梁柱节点连接装置，可以提前在工厂预制，然后在现场组装，但其结构极为复杂，需要焊接的部件多，焊缝多势必造成焊接变形，在现在组装的时候往往会由于焊接变形使得装配误差大，达不到装配要求。而且该设计中采用的是C型钢拼接形成的梁结构，梁和梁之间还需要通过焊接等方式固定，现场焊接同样会降低施工速度。其通用性也差，如果在不同的节点处要改变梁的截面尺寸，换不同尺寸的梁，那么其预制的部件必须全部更改，重新制作。另外，在一个钢结构整体工程中，每个梁柱节点均需按照梁的尺寸进行单独设计，导致节点设计数量繁多，同一节点设计方案不能适应变化的梁截面尺寸，即不能实现节点设计和生产标准化，使设计环节的程序和工作量较大。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型旨在提供一种施工效率高，拆装方便，能实现节点设计和生产标准化的装配式节点及其装配式框架。
本实用新型解决问题的技术方案是：一种用于建筑结构的装配式节点，包括钢管柱，环绕钢管柱的外表面在同一高度间隔固定有多个加劲肋，且该加劲肋上设有多个螺栓孔A；
同时，还包括能与所述加劲肋配合安装的钢槽，所述钢槽形状为能与钢管柱贴合的凹形槽，钢槽两侧设有多个与螺栓孔A间距、孔径相同的螺栓孔B，钢槽上的凹陷处还固定连接有H型钢梁，一端带钢槽的H型钢梁经螺栓孔A和螺栓孔B用螺栓连接，被固定在钢管柱上形成装配式节点；
所述钢槽的设计尺寸固定，H型钢梁的截面尺寸可变化，但始终小于等于钢槽尺寸，固定于钢槽凹陷区域内。
一种具体的方案是：所述钢管柱为方钢管柱，所述方钢管柱的各条棱角边上分别固定有Y形加劲肋，该Y形加劲肋的两翼缘成90度角，与方钢管柱的直角棱角边贴合焊接，Y形加劲肋的腹板上设有多个螺栓孔A；
所述钢槽为顶端敞开的半封闭式箱型结构，其横截面为等腰梯形，钢槽上对称的两腰部上分别开设有多个螺栓孔B，且所述对称的两腰部分别与其两侧的Y形加劲肋贴合；
所述H型钢梁一端与钢槽内腔的底面焊接，钢槽上对称的两腰部上的螺栓孔B与Y形加劲肋上的螺栓孔A对齐并通过高强度螺栓连接。
所述钢槽包括钢槽本体和板状肋，钢槽本体是由钢板折弯而成的横截面为等腰梯形的槽形结构，该槽形结构的两端开口设有板状肋，形成顶端敞开的半封闭式箱型结构。
为保证连接强度，钢槽本体及板状肋的厚度不小于H型钢梁翼缘的厚度；Y形加劲肋的厚度不小于钢槽本体的厚度。
根据具体情况，在方钢管柱的其中一个或多个方向无须装配H型钢梁的情况下，只需将单个钢槽零件与方钢管柱上的Y形加劲肋连接，该钢槽不与H型钢梁焊接。安装钢槽的目的在于便于整体机构的力传递。
另一种具体的方案是：所述钢管柱为圆钢管柱，圆钢管柱的圆形横截面的等分线处分别固定有板状开孔加劲肋，开孔加劲肋的腹板上设有多个螺栓孔A；
所述钢槽包括钢槽本体以及弧形肋，钢槽本体是由钢板折弯而成的横截面为“W”形的槽形结构，该槽形结构的两端开口设有弧形肋；
钢槽上对称的两腰部上分别开设有多个螺栓孔B；
所述H型钢梁一端与钢槽本体外表面焊接，钢槽对称的两腰部上的螺栓孔B与开孔加劲肋上的螺栓孔A对齐并通过高强度螺栓连接；
各钢槽与开孔加劲肋依次连接，形成一个完整的圆形结构固定在圆钢管柱外表面。
为保证连接强度，钢槽本体及弧形肋的厚度不小于H型钢梁翼缘的厚度；开孔加劲肋的厚度不小于钢槽本体的厚度。
根据具体情况，在圆钢管柱的其中一个或多个方向无须装配H型钢梁的情况下，只需将单个钢槽零件与圆钢管柱上的开孔加劲肋连接，该钢槽不与H型钢梁焊接。安装钢槽的目的在于便于整体机构的力传递。
同时，本实用新型还提供一种应用上述技术方案的装配式节点所构成的装配式框架，所述钢管柱的两端均带有法兰板，法兰板上开有螺栓孔C；在轴向方向，上钢管柱与下钢管柱之间通过法兰板螺栓连接，在横向方向，钢管柱与钢管柱之间通过H型钢梁固定连接，所述H型钢梁两端均焊接有钢槽，两端钢槽上的螺栓孔B与钢管柱加劲肋上的螺栓孔A通过螺栓固定，使装配式节点之间在轴向和横向方向均被固定连接。
本实用新型的显著效果是：由于采用预制手段预先将钢槽与H型钢梁焊接以及预先将加劲肋与钢管柱的节点域部位焊接，使得现场安装时只需螺栓连接，不再需要现场高难度的焊接，安装就像搭积木，施工效率高，而且对现场工人的操作水平要求降低；而且安全性高，避免焊接引起火灾的风险。
而且，拆除容易，在某处施工现场用完后，可以把所有构件拆除再运到新的施工现场重复利用，节省了施工用房的费用。
所述钢槽的设计尺寸固定，H型钢梁的截面尺寸可变化，如果在不同的节点处出于承受力的考虑，要改变梁的截面尺寸，换不同尺寸的梁，那么无需更换钢槽，只需将不同尺寸的梁与钢槽焊接即可，从这点来说本专利的节点标准化更好，在工程中需要制作大量节点时，只需简单更换即可满足要求，并且节点处还可以混用不同尺寸的梁。
另外，由于每个节点处钢槽的截面是统一的，在设计中，可以统一用同一个节点大样来标示设计图中的节点，从而减少了钢结构设计中节点设计数量，使得连接节点适用性更强，减少设计环节的程序和工作量。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1为实施例1的装配式节点示意图。
图2为实施例1的装配式节点分解示意图。
图3为实施例1的Y形加劲肋结构图。
图4为实施例1的钢槽结构图。
图5为实施例1的装配式框架结构图。
图6为实施例2的装配式节点示意图。
图7为实施例2的装配式节点分解示意图。
图8为实施例2的开孔加劲肋结构图。
图9为实施例2的钢槽结构图。
图10为实施例2的装配式框架结构图。
图中，1-方钢管柱，2-H型钢梁，3-钢槽，4-Y形加劲肋，5、13-钢槽本体，6-板状肋，7-螺栓孔B，8、12-腰部，9-圆钢管柱，10-开孔加劲肋，11-弧形肋，14-法兰板，15-螺栓孔C，41-腹板，42-翼缘，43-螺栓孔A。
具体实施方式
实施例1
如图1～4所示，一种用于建筑结构的装配式节点，包括方钢管柱1，所述方钢管柱1的各条棱角边上分别固定有Y形加劲肋4，该Y形加劲肋4的两翼缘42成90度角，与方钢管柱1的直角棱角边贴合焊接，且各个Y形加劲肋4位于同样高度，Y形加劲肋4的腹板41上设有多个螺栓孔A43；
同时还包括与H型钢梁2一端焊接的钢槽3，所述钢槽3包括钢槽本体5和板状肋6，钢槽本体5是由钢板折弯而成的横截面为等腰梯形的槽形结构，该槽形结构的两端开口设有板状肋6，形成顶端敞开的半封闭式箱型结构。钢槽3上对称的两腰部8上分别开设有多个螺栓孔B7，且孔间距、孔径与Y形加劲肋4上的螺栓孔A43相同；
所述H型钢梁2一端与钢槽3内腔的底面焊接，钢槽3上对称的两腰部8上的螺栓孔B7与Y形加劲肋4上的螺栓孔A43对齐并通过高强度螺栓连接。
钢槽本体5及板状肋6的厚度不小于H型钢梁2翼缘的厚度；Y形加劲肋4的厚度不小于钢槽本体5的厚度。
在方钢管柱1的其中一个或多个方向无须装配H型钢梁2的情况下，只需将单个钢槽3与方钢管柱1上的Y形加劲肋4连接，该钢槽3不与H型钢梁2焊接。
所述方钢管柱与H型钢梁装配式节点的施工方法步骤如下：
步骤1：预先将钢槽3与H型钢梁2一端焊接；
步骤2：预先将Y形加劲肋4与方钢管柱1的节点区域部位的直角棱角边焊接；
步骤3：在现场将焊接有钢槽3的H型钢梁2与焊接有Y形加劲肋4的方钢管柱1对齐布置，并通过高强螺栓固定。
如图5所示，本实施例还提供一种应用上述方钢管柱与H型钢梁装配式节点所构成的装配式框架，所述方钢管柱1的两端均带有法兰板14，法兰板14上开有螺栓孔C15；在轴向方向，方钢管柱与方钢管柱之间通过法兰板14螺栓连接，在横向方向，方钢管柱与方钢管柱之间通过H型钢梁2固定连接，所述H型钢梁2两端均焊接有钢槽3，两端钢槽3上的螺栓孔B7与方钢管柱Y形加劲肋4上的螺栓孔A43通过螺栓固定，使装配式节点之间在轴向和横向方向均被固定连接。
实施例2
如图6～9所示，一种用于建筑结构的装配式节点，包括圆钢管柱9，圆钢管柱9的圆形横截面的四等分线处分别固定有板状开孔加劲肋10，开孔加劲肋10的腹板上设有多个螺栓孔A43；
同时还包括与H型钢梁2一端焊接的钢槽3，所述钢槽3包括钢槽本体13以及弧形肋11，钢槽本体13是由钢板折弯而成的横截面为“W”形的槽形结构，该槽形结构的两端开口设有弧形肋11；
钢槽上对称的两腰部12上分别开设有多个螺栓孔B7；
所述H型钢梁2一端与钢槽本体13外表面焊接，钢槽对称的两腰部12上的螺栓孔B7与开孔加劲肋10上的螺栓孔A43对齐并通过高强度螺栓连接；
各钢槽3与开孔加劲肋10依次连接，形成一个完整的圆形结构固定在圆钢管柱外表面。
钢槽本体13及弧形肋11的厚度不小于H型钢梁翼缘的厚度；开孔加劲肋10的厚度不小于钢槽本体的厚度。
在圆钢管柱9的其中一个或多个方向无须装配H型钢梁2的情况下，只需将单个钢槽3零件与圆钢管柱9上的开孔加劲肋10连接，该钢槽3不与H型钢梁2焊接。
所述圆钢管柱与H型钢梁装配式节点的施工方法步骤如下：
步骤1：预先将钢槽3与H型钢梁2一端焊接；
步骤2：预先将四个开孔加劲肋10分别焊接在圆钢管柱9圆形横截面的四等分线处；
步骤3：在现场将焊接有钢槽3的H型钢梁2与焊接有开孔加劲肋10的圆钢管柱9对齐布置，并通过高强螺栓固定。
如图10所示，本实施例还提供一种应用上述圆钢管柱与H型钢梁装配式节点所构成的装配式框架，所述圆钢管柱9的两端均带有法兰板14，法兰板14上开有螺栓孔C15；在轴向方向，上圆钢管柱9与下圆钢管柱9之间通过法兰板14螺栓连接，在横向方向，圆钢管柱与圆钢管柱之间通过H型钢梁2固定连接，所述H型钢梁2两端均焊接有钢槽3，两端钢槽3上的螺栓孔B7与圆钢管柱开孔加劲肋10上的螺栓孔A43通过螺栓固定，使装配式节点之间在轴向和横向方向均被固定连接。
上述为本实用新型的较佳实施例，但并不局限于上述实施方式，可进行适当改变。例如，在同一装配式框架中根据实际情况，可将方钢管柱与H型钢梁装配式节点和圆钢管柱与H型钢梁装配式节点混合使用。
Claims (9)
1.一种用于建筑结构的装配式节点，包括钢管柱，其特征在于：环绕钢管柱的外表面在同一高度间隔固定有多个加劲肋，且该加劲肋上设有多个螺栓孔A；
同时，还包括能与所述加劲肋配合安装的钢槽，所述钢槽形状为能与钢管柱贴合的凹形槽，钢槽两侧设有多个与螺栓孔A间距、孔径相同的螺栓孔B，钢槽上的凹陷处还固定连接有H型钢梁，一端带钢槽的H型钢梁经螺栓孔A和螺栓孔B用螺栓连接，被固定在钢管柱上形成装配式节点；
所述钢槽的设计尺寸固定，H型钢梁的截面尺寸小于等于钢槽尺寸，固定于钢槽凹陷区域内。
2.根据权利要求1所述的装配式节点，其特征在于：所述钢管柱为方钢管柱，所述方钢管柱的各条棱角边上分别固定有Y形加劲肋，该Y形加劲肋的两翼缘成90度角，与方钢管柱的直角棱角边贴合焊接，Y形加劲肋的腹板上设有多个螺栓孔A；
所述钢槽为顶端敞开的半封闭式箱型结构，其横截面为等腰梯形，钢槽上对称的两腰部上分别开设有多个螺栓孔B，且所述对称的两腰部分别与其两侧的Y形加劲肋贴合；
所述H型钢梁一端与钢槽内腔的底面焊接，钢槽上对称的两腰部上的螺栓孔B与Y形加劲肋上的螺栓孔A对齐并通过高强度螺栓连接。
3.根据权利要求2所述的装配式节点，其特征在于：所述钢槽包括钢槽本体和板状肋，钢槽本体是由钢板折弯而成的横截面为等腰梯形的槽形结构，该槽形结构的两端开口设有板状肋，形成顶端敞开的半封闭式箱型结构。
4.根据权利要求3所述的装配式节点，其特征在于：钢槽本体及板状肋的厚度不小于H型钢梁翼缘的厚度；Y形加劲肋的厚度不小于钢槽本体的厚度。
5.根据权利要求2～4任一项所述的装配式节点，其特征在于：方钢管柱的其中一个或多个方向无须装配H型钢梁的情况下，只需将单个钢槽零件与方钢管柱上的Y形加劲肋连接，该钢槽不与H型钢梁焊接。
6.根据权利要求1所述的装配式节点，其特征在于：所述钢管柱为圆钢管柱，圆钢管柱的圆形横截面的等分线处分别固定有板状开孔加劲肋，开孔加劲肋的腹板上设有多个螺栓孔A；
所述钢槽包括钢槽本体以及弧形肋，钢槽本体是由钢板折弯而成的横截面为“W”形的槽形结构，该槽形结构的两端开口设有弧形肋；
钢槽上对称的两腰部上分别开设有多个螺栓孔B；
所述H型钢梁一端与钢槽本体外表面焊接，钢槽对称的两腰部上的螺栓孔B与开孔加劲肋上的螺栓孔A对齐并通过高强度螺栓连接；
各钢槽与开孔加劲肋依次连接，形成一个完整的圆形结构固定在圆钢管柱外表面。
7.根据权利要求6所述的装配式节点，其特征在于：钢槽本体及弧形肋的厚度不小于H型钢梁翼缘的厚度；开孔加劲肋的厚度不小于钢槽本体的厚度。
8.根据权利要求6或7所述的装配式节点，其特征在于：圆钢管柱的其中一个或多个方向无须装配H型钢梁的情况下，只需将单个钢槽零件与圆钢管柱上的开孔加劲肋连接，该钢槽不与H型钢梁焊接。
9.一种应用上述权利要求1～8任一项所述的装配式节点所构成的装配式框架，其特征在于：所述钢管柱的两端均带有法兰板，法兰板上开有螺栓孔C；在轴向方向，上钢管柱与下钢管柱之间通过法兰板螺栓连接，在横向方向，钢管柱与钢管柱之间通过H型钢梁固定连接，所述H型钢梁两端均焊接有钢槽，两端钢槽上的螺栓孔B与钢管柱加劲肋上的螺栓孔A通过螺栓固定，使装配式节点之间在轴向和横向方向均被固定连接。
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