一種承插式輕型鋼框架連接節(jié)點(diǎn)及其施工方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種輕型鋼框架連接節(jié)點(diǎn)及其施工方法。該節(jié)點(diǎn)包括由柱壁“U形”耳板、梁端封板、開孔耳板、鍥形插板及防松螺栓等連接件拼裝而成。在工廠將鋼板加工成“U形”耳板、梁端封板、開孔耳板及鍥形插板等零部件，并將“U形”耳板和梁端封板、開孔耳板，分別焊接在鋼柱的側(cè)壁和鋼梁的兩端，待梁、柱定位以及槽、孔對(duì)中后，再將鍥形插板打入柱壁“U形”耳板的槽中，并在鍥形插板的下端安裝防松動(dòng)螺栓即完成安裝。本發(fā)明是一種構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單的機(jī)械連接，操作方便快捷，無需現(xiàn)場(chǎng)焊接，尤其適用于各種裝配式的鋼框架結(jié)構(gòu)，例如：鋼結(jié)構(gòu)住宅、立體車庫等。實(shí)現(xiàn)工廠化預(yù)制、現(xiàn)場(chǎng)快速裝配，具有良好的綜合經(jīng)濟(jì)效益，符合建筑工業(yè)化的發(fā)展方向。
【專利說明】一種承插式輕型鋼框架連接節(jié)點(diǎn)及其施工方法
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明屬于土木工程領(lǐng)域，涉及一種輕型鋼框架連接節(jié)點(diǎn)及其施工方法，可廣泛應(yīng)用于各種鋼框架結(jié)構(gòu)中的鋼梁與鋼柱之間的連接。
[0003]

【背景技術(shù)】
[0004]自1996年中國(guó)的鋼產(chǎn)量突破I億噸大關(guān)以來，我國(guó)已成為世界第一產(chǎn)鋼大國(guó)，2010年的鋼產(chǎn)量更是達(dá)到了 6.8億噸(世界鋼鐵協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù))。但與此同時(shí)，我國(guó)每年的建筑用鋼量?jī)H為兩千多萬噸，所占比例與發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距十分顯著。正因?yàn)槿绱?，為了鼓?lì)建筑用鋼，建設(shè)部成立了 “用鋼協(xié)調(diào)小組”，制定了國(guó)家建筑鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)“十五”計(jì)劃和2015年發(fā)展規(guī)劃綱要。
[0005]2012年4月，財(cái)政部和住建部聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于加快推動(dòng)我國(guó)綠色建筑發(fā)展的實(shí)施意見》的通知，指出力爭(zhēng)到2020年，綠色建筑占新建筑的比重將超過30%。作為綠色建筑的典型代表，鋼結(jié)構(gòu)住宅可以做到“輕快好省”，即具備自重輕、建設(shè)速度快、性能好、節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地、抗震等優(yōu)越性能，是對(duì)城市環(huán)境影響最小的建筑結(jié)構(gòu)之一。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年的建筑垃圾聞達(dá)4億噸，已占城市垃圾總量的40%左右，而鋼結(jié)構(gòu)具有很聞的回收利用率，因此，推廣鋼結(jié)構(gòu)住宅還具有良好的社會(huì)效益。
[0006]鋼框架結(jié)構(gòu)是鋼結(jié)構(gòu)住宅的主要結(jié)構(gòu)形式，而鋼梁與鋼柱之間的連接節(jié)點(diǎn)是確保結(jié)構(gòu)具備足夠安全度的關(guān)鍵之一。通常，在裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的施工過程中，若采用現(xiàn)場(chǎng)焊接等常規(guī)連接方式，則節(jié)點(diǎn)連接的工作量占有很高的比重。因此，要實(shí)現(xiàn)快速化現(xiàn)場(chǎng)施工，必須采用機(jī)械連接節(jié)點(diǎn)，在保證連接的強(qiáng)度和剛度的前提下，使現(xiàn)場(chǎng)連接的工作量降到最低程度。
[0007]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]技術(shù)問題:本發(fā)明提供一種構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，操作方便快捷，無需現(xiàn)場(chǎng)焊接的承插式輕型鋼框架連接節(jié)點(diǎn)及其施工方法。
[0009]技術(shù)方案:本發(fā)明的承插式輕型鋼框架連接節(jié)點(diǎn)，包括端部設(shè)置有梁端封板的鋼梁、中段設(shè)置有“U形”耳板的鋼柱和鍥形插板，所述梁端封板上連接有開孔耳板，所述開孔耳板上的開孔與“U形”耳板的孔槽對(duì)齊，所述鍥形插板插入開孔耳板的開孔和“U形”耳板的孔槽內(nèi)，并用防松螺栓安裝定位。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)選方案中，鋼柱的每個(gè)側(cè)面均設(shè)置兩個(gè)平行的“U形”耳板，梁端封板的兩端各設(shè)置一個(gè)開孔耳板，每個(gè)開孔耳板上設(shè)置兩個(gè)開孔，每個(gè)開孔對(duì)應(yīng)一個(gè)“U形”耳板的孔槽。 本發(fā)明的優(yōu)選方案中，鍥形插板的一端設(shè)置有螺孔，所述防松動(dòng)螺栓通過螺孔安裝在鍥形插板上。
[0011]本發(fā)明的承插式輕型鋼框架連接節(jié)點(diǎn)施工方法，應(yīng)用上述的承插式輕型鋼框架連接節(jié)點(diǎn)，待鋼柱安裝就位后，吊起鋼梁，將“U形”耳板的孔槽與開孔耳板上的開孔對(duì)中后，將鍥形插板打入開孔耳板的開孔和“U形”耳板的槽中，并在鍥形插板下端的預(yù)留螺孔內(nèi)安裝防松動(dòng)螺栓，即完成鋼框架節(jié)點(diǎn)的安裝工作。
[0012]鋼框架結(jié)構(gòu)的梁、柱，一般采用H型鋼、矩形或圓形鋼管截面，將耳板等部件預(yù)先在工廠，焊接在鋼梁的兩端及鋼柱的側(cè)面，這樣可確保焊接質(zhì)量及定位的安裝精度。直接運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)并利用簡(jiǎn)單工具進(jìn)行拼裝，大大提高了生產(chǎn)效率。具有操作簡(jiǎn)單、質(zhì)量可靠、工期縮短、勞動(dòng)強(qiáng)度低、無焊接污染、環(huán)保效益明顯等特點(diǎn)。由于本發(fā)明節(jié)點(diǎn)是一種構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單的機(jī)械連接，操作方便快捷，無需現(xiàn)場(chǎng)焊接，因此，尤其適用于各種裝配式的鋼框架結(jié)構(gòu)，例如:鋼結(jié)構(gòu)住宅、立體車庫等?？蓪?shí)現(xiàn)工廠化、系列化定型批量生產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)裝配化施工。具有良好的使用效果和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，符合建筑工業(yè)化的發(fā)展方向。
[0013]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
通過對(duì)該節(jié)點(diǎn)在拉、壓、彎、剪等復(fù)合受力狀態(tài)下，同時(shí)考慮材料非線性、幾何非線性和接觸非線性的有限元計(jì)算分析，結(jié)果表明該節(jié)點(diǎn)的受力性能良好，具有較高的承載能力。
[0014]焊縫連接是鋼結(jié)構(gòu)最主要的連接方法，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、不削弱構(gòu)件截面、節(jié)約鋼材、連接可靠等優(yōu)點(diǎn)；但其主要缺點(diǎn)是現(xiàn)場(chǎng)焊接工作量大，焊接質(zhì)量不容易保證。另外，焊接引起的殘余應(yīng)力和殘余變形將對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響，焊接結(jié)構(gòu)的低溫冷脆問題也較突出。
[0015]與目前現(xiàn)有的傳統(tǒng)焊接型節(jié)點(diǎn)相比，由于節(jié)點(diǎn)中的所有部件均在工廠加工制作，既避免了大量的現(xiàn)場(chǎng)焊接工作，又能確保焊接質(zhì)量及構(gòu)件定位的安裝精度。留給現(xiàn)場(chǎng)的只有簡(jiǎn)單的裝配工作，從而使現(xiàn)場(chǎng)安裝的工作量降到最低程度，真正實(shí)現(xiàn)了快速化綠色施工，帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是承插式輕型鋼框架節(jié)點(diǎn)連接示意圖。
[0017]圖中有:鋼梁1、鋼柱2、“U形”耳板3、梁端封板4、開孔耳板5、鍥形插板6、防松螺栓7。
[0018]

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合說明書附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0020]本發(fā)明承插式輕型鋼框架連接節(jié)點(diǎn)的實(shí)施例中，包括端部設(shè)置有梁端封板4的鋼梁1、中段設(shè)置有“U形”耳板3的鋼柱2和鍥形插板6，所述梁端封板4上連接有開孔耳板5，所述開孔耳板5上的開孔與“U形”耳板3的孔槽對(duì)齊，所述鍥形插板6插入開孔耳板5的開孔和“U形”耳板3的孔槽內(nèi)，并用防松螺栓7安裝定位。鋼柱2的每個(gè)側(cè)面均設(shè)置兩個(gè)平行的“U形”耳板3，梁端封板4的兩端各設(shè)置一個(gè)開孔耳板5，每個(gè)開孔耳板5上設(shè)置兩個(gè)開孔，每個(gè)開孔對(duì)應(yīng)一個(gè)“U形”耳板3的孔槽。鍥形插板6的一端設(shè)置有螺孔，防松動(dòng)螺栓7通過螺孔安裝在鍥形插板6上，另一端的寬度要大于開孔耳板5的開孔和“U形”耳板3的孔槽，打緊后即自然定位。
[0021]施工方法:首先，在專業(yè)工廠內(nèi)將鋼板精確下料后，加工成“U形”耳板3、梁端封板
4、開孔耳板5及鍥形插板6等零部件，并將梁端封板4焊接在鋼梁I的兩端，再將開孔耳板5焊接在梁端封板4的上下側(cè)。在鋼柱2的側(cè)壁需要連接鋼梁I的位置，焊接“U形”耳板
3。然后將鋼梁I和鋼柱2運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，待鋼柱2安裝就位后再吊起鋼梁1，當(dāng)“U形”耳板3的孔槽與開孔耳板5上的開孔對(duì)中后，將鍥形插板打入開孔耳板5的開孔和“U形”耳板3的槽中，并在鍥形插板6下端的預(yù)留螺孔內(nèi)安裝防松動(dòng)螺栓7，即完成鋼框架節(jié)點(diǎn)的安裝工作。
[0022]上述實(shí)施例僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和等同替換，這些對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求進(jìn)行改進(jìn)和等同替換后的技術(shù)方案，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種承插式輕型鋼框架連接節(jié)點(diǎn)，其特征在于，該節(jié)點(diǎn)包括端部設(shè)置有梁端封板(4)的鋼梁(I)、中段設(shè)置有“U形”耳板(3)的鋼柱(2)和鍥形插板(6)，所述梁端封板(4)上連接有開孔耳板(5)，所述開孔耳板(5)上的開孔與“U形”耳板(3)的孔槽對(duì)齊，所述鍥形插板(6)插入開孔耳板(5)的開孔和“U形”耳板(3)的孔槽內(nèi)，并用防松螺栓(7)安裝定位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的承插式鋼框架連接節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述鋼柱(2)的每個(gè)側(cè)面均設(shè)置兩個(gè)平行的“U形”耳板(3)，梁端封板(4)的兩端各設(shè)置一個(gè)開孔耳板(5)，每個(gè)開孔耳板(5)上設(shè)置兩個(gè)開孔，每個(gè)開孔對(duì)應(yīng)一個(gè)“U形”耳板(3)的孔槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的承插式鋼框架連接節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述鍥形插板(6)的一端設(shè)置有螺孔，所述防松動(dòng)螺栓(7)通過螺孔安裝在鍥形插板(6)上。
4.一種承插式輕型鋼框架連接節(jié)點(diǎn)施工方法，其特征在于，該方法應(yīng)用權(quán)利要求1、2或3所述的承插式輕型鋼框架連接節(jié)點(diǎn)，待鋼柱(2)安裝就位后，吊起鋼梁(1)，將“U形”耳板(3)的孔槽與開孔耳板(5)上的開孔對(duì)中后，將鍥形插板(6)打入開孔耳板(5)的開孔和“U形”耳板(3)的槽中，并在鍥形插板(6)—端的預(yù)留螺孔內(nèi)安裝防松動(dòng)螺栓(7)，即完成鋼框架節(jié)點(diǎn)的安裝工作。
【文檔編號(hào)】E04G21/14GK104234212SQ201410484477
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月19日
【發(fā)明者】趙才其, 馬軍, 周曉光, 趙雅婷 申請(qǐng)人:東南大學(xué)