專(zhuān)利名稱(chēng)：方鋼管端部擠壓螺栓對(duì)接無(wú)凸拼接節(jié)點(diǎn)及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種方鋼管的連接節(jié)點(diǎn)及其施工方法。
背景技術(shù)：
鋼結(jié)構(gòu)建筑具有強(qiáng)度高、自重輕、施工速度快、抗震性能好及工業(yè)化程度高等特點(diǎn)。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件通過(guò)連接節(jié)點(diǎn)組成結(jié)構(gòu)體系，節(jié)點(diǎn)形式的選擇對(duì)于結(jié)構(gòu)整體性、可靠度、建設(shè)周期以及附屬構(gòu)件設(shè)計(jì)施工有著直接的影響。鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)主要實(shí)現(xiàn)梁、柱、支撐等構(gòu)件的拼接及連接。已有的鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)形式多樣，根據(jù)節(jié)點(diǎn)剛度特性可分為剛接節(jié)點(diǎn)、鉸接節(jié)點(diǎn)和半剛性節(jié)點(diǎn)。連接方式有焊縫連接、螺 栓連接、鉚釘連接等，鉚釘連接現(xiàn)在已很少使用?，F(xiàn)有鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)存在一些缺點(diǎn)，例如
I、焊縫連接施工工藝高、高空作業(yè)難度大以及產(chǎn)生電火花等問(wèn)題不利于鋼結(jié)構(gòu)建筑的現(xiàn)場(chǎng)施工。2、焊縫連接耗時(shí)多不利于實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)建筑的快速安裝。3、常規(guī)螺栓或高強(qiáng)螺栓用普通扳手緊固時(shí)，扳手需套在螺母、螺帽周?chē)?，因此?jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)時(shí)需預(yù)留較大的操作空間，小尺寸構(gòu)件常常因?yàn)椴荒軡M足螺栓操作空間等構(gòu)造要求而無(wú)法采用螺栓連接。4、一般的鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)由于存在蓋板、耳板等構(gòu)造，需凸出被連接構(gòu)件，對(duì)相鄰構(gòu)件設(shè)計(jì)施工產(chǎn)生不利影響。如為了實(shí)現(xiàn)上下兩根等截面鋼管柱的拼接，如有蓋板、耳板、螺栓等凸出于柱的四周尺寸，墻體的布置會(huì)受到影響，或者需加厚墻體以掩蓋柱及柱柱節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，或者讓柱及柱柱節(jié)點(diǎn)凸出于墻體外，影響美觀及空間利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種方鋼管端部擠壓螺栓對(duì)接無(wú)凸拼接節(jié)點(diǎn)及其施工方法，要解決現(xiàn)有方鋼管的節(jié)點(diǎn)連接方式現(xiàn)場(chǎng)施工操作不便、連接構(gòu)件設(shè)計(jì)施工復(fù)雜、節(jié)點(diǎn)剛度不足，以及安裝后需改變外緣尺寸的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是
這種方鋼管端部擠壓螺栓對(duì)接無(wú)凸拼接節(jié)點(diǎn)，包括上段方鋼管和下段方鋼管，該節(jié)點(diǎn)還包括連接在上段方鋼管和下段方鋼管之間的上端板、下端板和異形螺栓；
所述上段方鋼管底端四邊各有一個(gè)內(nèi)凹槽，上段方鋼管底端與上端板焊接，上端板四周各開(kāi)有至少一個(gè)落于內(nèi)凹槽中的螺栓孔；
所述下段方鋼管頂端四邊各有一個(gè)內(nèi)凹槽，下段方鋼管頂端與下端板焊接，下端板四周各開(kāi)有至少一個(gè)落于內(nèi)凹槽中的螺栓孔；
所述異形螺栓的螺帽上部周邊有一圈齒輪狀凹槽；
所述上端板和下端板上的螺栓孔位置上下對(duì)應(yīng)，異形螺栓穿過(guò)上端板和下端板上的螺栓孔，將上段方鋼管和下段方鋼管固定。所述上端板和下端板的尺寸等于或大于與之連接的方鋼管。所述上端板和下端板與方鋼管均采用熔透坡口焊接。這種方鋼管端部擠壓螺栓對(duì)接無(wú)凸拼接節(jié)點(diǎn)的施工方法，施工步驟如下
步驟一，工廠預(yù)制構(gòu)件，根據(jù)設(shè)計(jì)將上段方鋼管的底端和下段方鋼管的頂端擠壓出內(nèi)
凹槽，內(nèi)凹槽的大小需滿足異形螺栓的安裝空間要求，在上端板和下端板的四周開(kāi)設(shè)與內(nèi)凹槽位置對(duì)應(yīng)的螺栓孔，將上端板與上段方鋼管的底端焊接，下端板與下段方鋼管的頂端焊接；
步驟二，現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)，將待連接的上、下段方鋼管端板上的螺栓孔對(duì)齊，插入異形螺栓，擰緊螺母，將上段方鋼管和下段方鋼管固定。 所述內(nèi)凹槽的擠壓采用多次擠壓成型的方法。所述異形螺栓擰緊的方法為先初擰螺母，然后將螺母固定防止轉(zhuǎn)動(dòng)，把螺帽套上齒輪帶，使齒輪帶與齒輪狀凹槽嚙合，再用扳手通過(guò)齒輪帶向螺帽傳遞扭力，實(shí)現(xiàn)緊固。本發(fā)明的有益效果如下
I、本發(fā)明將被連接方鋼管端部擠壓成凹形，為螺栓布置連接留出空間。因此螺栓可完全置于凹槽空間內(nèi)，整個(gè)節(jié)點(diǎn)無(wú)耳板、無(wú)端板，實(shí)現(xiàn)連接節(jié)點(diǎn)的無(wú)構(gòu)造突出被連接方鋼管四周尺寸，方便相鄰構(gòu)件的設(shè)計(jì)安裝。2、本發(fā)明通過(guò)端板和螺栓實(shí)現(xiàn)連接，端板在工廠預(yù)制中也與方鋼管焊接。在施工現(xiàn)場(chǎng)只需將上下端板栓接即可，無(wú)需焊接。因此簡(jiǎn)化了施工工序、縮短了施工時(shí)間、節(jié)省了人力成本。同時(shí)也減少了高空作業(yè)量、避免焊接電火花產(chǎn)生等安全隱患?，F(xiàn)場(chǎng)全栓接無(wú)焊縫的連接方式較有焊縫的連接方式具有更高的施工質(zhì)量保證。3、由于鋼管端部擠壓變形不能太大，常規(guī)螺栓或高強(qiáng)螺栓連接所需要的操作空間可能無(wú)法得到滿足，因此本發(fā)明特別設(shè)計(jì)了異形螺栓。這種螺栓螺帽較一般螺帽厚，在螺帽上部設(shè)計(jì)為類(lèi)似齒輪狀，可通過(guò)齒輪帶，用扳手在節(jié)點(diǎn)區(qū)外部擰緊，扳手不用伸入節(jié)點(diǎn)區(qū)。因此異形螺栓較一般的螺栓能夠大大降低需預(yù)留的操作空間，同時(shí)方鋼管端部需擠壓變形的空間也可降低。本發(fā)明的節(jié)點(diǎn)形式操作簡(jiǎn)便、施工速度快、安裝精度高、節(jié)省勞力，在建筑鋼結(jié)構(gòu)施工領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。圖I是本發(fā)明拼接節(jié)點(diǎn)的整體軸側(cè)圖。圖2是異形螺栓的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記1 一上段方鋼管、2 —下段方鋼管、3 —上端板、4 一下端板、5 —異形螺栓、6 —內(nèi)凹槽、7 —齒輪狀凹槽、8-螺栓孔。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例參見(jiàn)圖I所示，這種方鋼管端部擠壓螺栓對(duì)接無(wú)凸拼接節(jié)點(diǎn)，包括上段方鋼管I和下段方鋼管2，該節(jié)點(diǎn)還包括連接在上段方鋼管I和下段方鋼管2之間的上端板3、下端板4和異形螺栓5。上段方鋼管I底端四邊各有一個(gè)內(nèi)凹槽6，上段方鋼管I底端與上端板3焊接，上端板3四周各開(kāi)有至少一個(gè)落于內(nèi)凹槽6中的螺栓孔3. I。下段方鋼管2頂端四邊各有一個(gè)內(nèi)凹槽6，下段方鋼管2頂端與下端板4焊接，下端板4四周各開(kāi)有至少一個(gè)落于內(nèi)凹槽6中的螺栓孔4. I。上端板3和下端板4上的螺栓孔位置上下對(duì)應(yīng)，異形螺栓5穿過(guò)上端板3和下端板4上的螺栓孔，將上段方鋼管I和下段方鋼管2固定。上端板3和下端板4的尺寸等于與之連接的方鋼管。上端板3和下端板4與方鋼管均采用熔透坡口焊接。參見(jiàn)圖2所示，所述異形螺栓5的螺帽上部周邊有一圈齒輪狀凹槽7。
這種方鋼管端部擠壓螺栓對(duì)接無(wú)凸拼接節(jié)點(diǎn)的施工方法，施工步驟如下
步驟一，工廠預(yù)制構(gòu)件，根據(jù)設(shè)計(jì)將上段方鋼管I的底端和下段方鋼管2的頂端擠壓出
內(nèi)凹槽6，由于擠壓過(guò)程中管壁塑性變形較大，可采用多次擠壓成型的辦法。內(nèi)凹槽6的大小需滿足異形螺栓5的安裝空間要求。在上端板3和下端板4的四周開(kāi)設(shè)與內(nèi)凹槽6位置對(duì)應(yīng)的螺栓孔，將上端板3與上段方鋼管I的底端焊接，下端板4與下段方鋼管2的頂端焊接。在設(shè)計(jì)時(shí)，需要確定異形螺栓的數(shù)量、直徑和布置位置。首先可根據(jù)構(gòu)件受力要求確定拼接所需要的異形螺栓數(shù)量和直徑。異形螺栓布置的構(gòu)造要求可根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范中關(guān)于螺栓布置的相關(guān)規(guī)定確定，但規(guī)定中關(guān)于施工操作預(yù)留空間的相關(guān)規(guī)定(螺栓之間的最小間距、螺栓中心到內(nèi)板邊緣、高強(qiáng)螺栓時(shí)螺栓上方凈高等規(guī)定)可放松，具體尺寸還需詳細(xì)研究確定。上端板和下端板的厚度根據(jù)受力要求確定，端板上螺栓孔開(kāi)動(dòng)位置根據(jù)異形螺栓布置確定。在確定好異形螺栓布置方案后可確定待連接方鋼管柱壁需擠壓出的空間?？臻g應(yīng)能滿足異形螺栓受力的構(gòu)造要求(異形螺栓中心到構(gòu)件邊緣的距離)以及異形螺栓緊固的操作空間要求(異形螺栓中心到內(nèi)凹槽壁之間的距離、異形螺栓上方需留空間等)。異形螺栓為螺栓工廠特殊設(shè)計(jì)生產(chǎn)，同時(shí)還生產(chǎn)配套的齒輪帶與扳手。步驟二，現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)，將待連接的上、下段方鋼管端板上的螺栓孔對(duì)齊，插入異形螺栓6，擰緊螺母，將上段方鋼管I和下段方鋼管2固定。異形螺栓6擰緊的方法為先初擰螺母，然后將螺母固定防止轉(zhuǎn)動(dòng)，把螺帽套上齒輪帶，使齒輪帶與齒輪狀凹槽7嚙合，再用扳手通過(guò)齒輪帶向螺帽傳遞扭力，實(shí)現(xiàn)緊固。
權(quán)利要求
1.一種方鋼管端部擠壓螺栓對(duì)接無(wú)凸拼接節(jié)點(diǎn)，包括上段方鋼管(I)和下段方鋼管(2)，其特征在于該節(jié)點(diǎn)還包括連接在上段方鋼管(I)和下段方鋼管(2)之間的上端板(3)、下端板(4)和異形螺栓(5)； 所述上段方鋼管(I)底端四邊各有ー個(gè)內(nèi)凹槽(6)，上段方鋼管(I)底端與上端板(3)焊接，上端板(3)四周各開(kāi)有至少ー個(gè)落于內(nèi)凹槽(6)中的螺栓孔(8)； 所述下段方鋼管(2)頂端四邊 各有ー個(gè)內(nèi)凹槽(6)，下段方鋼管(2)頂端與下端板(4)焊接，下端板(4)四周各開(kāi)有至少ー個(gè)落于內(nèi)凹槽(6)中的螺栓孔(8)； 所述異形螺栓(5)的螺帽上部周邊有ー圈齒輪狀凹槽(7)； 所述上端板(3)和下端板(4)上的螺栓孔位置上下對(duì)應(yīng)，異形螺栓(5)穿過(guò)上端板(3)和下端板(4)上的螺栓孔，將上段方鋼管(I)和下段方鋼管(2)固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方鋼管端部擠壓螺栓對(duì)接無(wú)凸拼接節(jié)點(diǎn)，其特征在于所述上端板(3)和下端板(4)的尺寸等于或大干與之連接的方鋼管。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方鋼管端部擠壓螺栓對(duì)接無(wú)凸拼接節(jié)點(diǎn)，其特征在于所述上端板(3)和下端板(4)與方鋼管均采用熔透坡ロ焊接。
4.一種如權(quán)利要求I 3任意ー項(xiàng)所述方鋼管端部擠壓螺栓對(duì)接無(wú)凸拼接節(jié)點(diǎn)的施工方法，其特征在于施工步驟如下 步驟一，エ廠預(yù)制構(gòu)件，根據(jù)設(shè)計(jì)將上段方鋼管(I)的底端和下段方鋼管(2)的頂端擠壓出內(nèi)凹槽(6)，內(nèi)凹槽(6)的大小需滿足異形螺栓(5)的安裝空間要求，在上端板(3)和下端板(4)的四周開(kāi)設(shè)與內(nèi)凹槽(6)位置對(duì)應(yīng)的螺栓孔，將上端板(3)與上段方鋼管(I)的底端焊接，下端板(4)與下段方鋼管(2)的頂端焊接； 步驟ニ，現(xiàn)場(chǎng)安裝吋，將待連接的上、下段方鋼管端板上的螺栓孔對(duì)齊，插入異形螺栓6，擰緊螺母，將上段方鋼管(I)和下段方鋼管(2)固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方鋼管端部擠壓螺栓對(duì)接無(wú)凸拼接節(jié)點(diǎn)的施工方法，其特征在于所述內(nèi)凹槽(6)的擠壓采用多次擠壓成型的方法。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方鋼管端部擠壓螺栓對(duì)接無(wú)凸拼接節(jié)點(diǎn)的施工方法，其特征在于所述異形螺栓(6)擰緊的方法為先初擰螺母，然后將螺母固定防止轉(zhuǎn)動(dòng)，把螺帽套上齒輪帶，使齒輪帶與齒輪狀凹槽(7)嚙合，再用扳手通過(guò)齒輪帶向螺帽傳遞扭力，實(shí)現(xiàn)緊固。
全文摘要
一種方鋼管端部擠壓螺栓對(duì)接無(wú)凸拼接節(jié)點(diǎn)及其施工方法，該節(jié)點(diǎn)包括上段方鋼管和下段方鋼管，上段方鋼管底端四邊各有一個(gè)內(nèi)凹槽，上段方鋼管底端與上端板焊接，上端板四周各開(kāi)有至少一個(gè)落于內(nèi)凹槽中的螺栓孔。下段方鋼管頂端四邊各有一個(gè)內(nèi)凹槽，下段方鋼管頂端與下端板焊接，下端板四周各開(kāi)有至少一個(gè)落于內(nèi)凹槽中的螺栓孔。異形螺栓的螺帽上部周邊有一圈齒輪狀凹槽。上端板和下端板上的螺栓孔位置上下對(duì)應(yīng)，異形螺栓穿過(guò)上端板和下端板上的螺栓孔，將上段方鋼管和下段方鋼管固定。本發(fā)明的節(jié)點(diǎn)形式操作簡(jiǎn)便、施工速度快、安裝精度高、節(jié)省勞力，能夠大大降低需預(yù)留的操作空間，在建筑鋼結(jié)構(gòu)施工領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)E04G21/14GK102733488SQ201210221038
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月29日
發(fā)明者劉康, 劉玉姝, 劉青, 孫建運(yùn), 李國(guó)強(qiáng), 楊曉杰, 金曉飛, 陸燁 申請(qǐng)人:中國(guó)建筑股份有限公司