鋼管柱與H型鋼梁的內(nèi)套筒式單邊螺栓連接節(jié)點(diǎn)的制作方法

本發(fā)明屬于土木建筑工程和機(jī)械裝配技術(shù)領(lǐng)域，涉及裝配式鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)，具體為鋼管柱與H型鋼梁的內(nèi)套筒式單邊螺栓連接節(jié)點(diǎn)。

背景技術(shù)：

鋼管柱抗扭剛度大，穩(wěn)定性好，常與H型鋼梁連接形成鋼框架。由于鋼管截面封閉，高強(qiáng)螺栓無(wú)法直接應(yīng)用于連接節(jié)點(diǎn)。現(xiàn)多借助短伸臂梁、環(huán)肋、隔板等過(guò)渡件將H型鋼梁與鋼管柱連接，現(xiàn)場(chǎng)焊接量大，且節(jié)點(diǎn)質(zhì)量不易保證，裝配化程度低。

為避免現(xiàn)場(chǎng)大量焊接，提高裝配化程度，可以采用只在一側(cè)即可擰緊螺栓的單邊螺栓緊固件，完成梁柱節(jié)點(diǎn)連接。但現(xiàn)有單邊螺栓一般為特制緊固件，需專用工具完成連接，造價(jià)較高；這些單邊螺栓的錨固端較為薄弱，螺栓容易被拔出，鋼管壁板局部變形較大，不利于抗震和震后修復(fù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種鋼管柱與H型鋼梁的內(nèi)套筒式單邊螺栓連接節(jié)點(diǎn)，構(gòu)造簡(jiǎn)單，性能良好，無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)焊接，克服單邊螺栓容易被拔出、壁板變形大的缺陷，裝配化程度高，節(jié)點(diǎn)質(zhì)量可靠。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

鋼管柱與H型鋼梁的內(nèi)套筒式單邊螺栓連接節(jié)點(diǎn)，包括鋼管柱和H型鋼梁，鋼管柱內(nèi)同軸設(shè)置的鋼套筒，鋼套筒內(nèi)與H型鋼梁翼緣共面固定的橫隔板，H型鋼梁端部焊接的外伸端板，以及穿過(guò)外伸端板的高強(qiáng)螺栓；所述鋼套筒上開設(shè)有攻絲螺栓孔，攻絲螺栓孔與高強(qiáng)螺栓配合；所述外伸端板和鋼管柱沿鋼管柱軸向成對(duì)開設(shè)若干螺栓孔，鋼管柱沿其軸向在連接壁板及對(duì)面壁板各開設(shè)至少兩個(gè)定位圓孔；螺栓孔與同側(cè)的攻絲螺栓孔對(duì)應(yīng)設(shè)置，同側(cè)的定位圓孔對(duì)應(yīng)設(shè)置；所述高強(qiáng)螺栓依次穿過(guò)外伸端板上的螺栓孔和鋼管柱上的螺栓孔與鋼套筒上對(duì)應(yīng)的攻絲螺栓孔連接，且按高強(qiáng)螺栓的設(shè)計(jì)預(yù)拉力擰緊固定。

優(yōu)選的，鋼套筒的截面寬度和高度略小于鋼管柱壁板內(nèi)側(cè)的寬度和高度，長(zhǎng)度與外伸端板的長(zhǎng)度相同。

優(yōu)選的，橫隔板高度和寬度與內(nèi)套筒內(nèi)側(cè)的寬度和高度相同，橫隔板的中心開有圓孔，用于混凝土澆筑振搗。

進(jìn)一步，橫隔板的四個(gè)角呈切角設(shè)置，四周焊接固定在內(nèi)套筒壁板的內(nèi)側(cè)。

優(yōu)選的，鋼管柱的截面形式為冷成型鋼管。

優(yōu)選的，鋼管柱同一截面的四個(gè)壁板上共固定連接一個(gè)、二個(gè)、三個(gè)或四個(gè)H型鋼梁。

優(yōu)選的，H型鋼梁與鋼管柱兩者中線垂直，外伸端板與鋼管柱的壁板平行。

優(yōu)選的，鋼管柱沿其軸向在連接壁板及對(duì)面壁板的中線上各開設(shè)兩個(gè)定位圓孔。

優(yōu)選的，鋼管柱和鋼套筒在定位圓孔處通過(guò)塞焊連接固定。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：

本發(fā)明通過(guò)設(shè)置的橫隔板能夠傳遞鋼梁翼緣的水平力，使鋼管柱前后壁板與內(nèi)套筒共同工作，并將H型鋼梁翼緣的水平力傳遞到相對(duì)一側(cè)，進(jìn)一步減小節(jié)點(diǎn)域鋼管柱壁板的局部變形。

通過(guò)在鋼管柱內(nèi)設(shè)置帶有攻絲孔的鋼套筒，將高強(qiáng)螺栓從鋼管柱外穿過(guò)鋼管柱壁板擰入攻絲孔，完成緊固連接。鋼套筒具有錨固螺栓和加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)域的作用：一方面，鋼套筒上開設(shè)攻絲孔，相當(dāng)于螺母，使高強(qiáng)螺栓可靠固定，克服現(xiàn)有單邊螺栓容易拔出的缺陷；另一方面，高強(qiáng)螺栓擰緊后使得鋼套筒緊貼于鋼管柱內(nèi)壁，相當(dāng)于增加節(jié)點(diǎn)域鋼管柱壁板的厚度，從而提高節(jié)點(diǎn)域的抗剪承載力和鋼管柱壁板的局部穩(wěn)定性，減小局部變形。

該節(jié)點(diǎn)連接時(shí)所用的高強(qiáng)螺栓為標(biāo)準(zhǔn)連接件，鋼套筒加工和定位均在工廠完成，質(zhì)量可靠；現(xiàn)場(chǎng)裝配時(shí)只需擰緊高強(qiáng)螺栓即可，無(wú)焊接工作，施工簡(jiǎn)單，大幅提升裝配效率，對(duì)裝配式鋼結(jié)構(gòu)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展起到關(guān)鍵性作用。

進(jìn)一步的，鋼套筒利用鋼管柱壁板上的定位圓孔完成準(zhǔn)確定位，鋼套筒到位后，通過(guò)定位圓孔塞焊將內(nèi)套筒和鋼管柱內(nèi)壁牢固固定。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)例中所述的連接節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1的俯視圖。

圖中：1-鋼管柱；2-H型鋼梁；3-鋼套筒；4-外伸端板；5-橫隔板；6-高強(qiáng)螺栓。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，所述是對(duì)本發(fā)明的解釋而不是限定。

本發(fā)明鋼管柱與H型鋼梁的內(nèi)套筒式單邊螺栓連接節(jié)點(diǎn)，包括鋼管柱1和H型鋼梁2，鋼管柱1內(nèi)同軸設(shè)置鋼套筒3，鋼套筒3內(nèi)對(duì)應(yīng)H型鋼梁2翼緣處的橫隔板5，H型鋼梁2端部焊有外伸端板4。穿過(guò)外伸端板4的高強(qiáng)螺栓6；所述鋼套筒3上開有適用于高強(qiáng)螺栓6的攻絲螺栓孔；所述外伸端板4和鋼管柱1沿鋼管柱1軸向成對(duì)開設(shè)若干螺栓孔，鋼管柱1沿其軸向在連接一側(cè)及對(duì)面壁板中線各開設(shè)兩個(gè)定位圓孔；每側(cè)端板4的螺栓孔與鋼套筒的攻絲螺栓孔對(duì)應(yīng)設(shè)置；所述對(duì)橫隔板5四周圍焊接于鋼套筒內(nèi)壁，用于傳遞H型鋼梁2翼緣的拉力，使得鋼管柱1前后壁板共同工作，防止鋼管柱壁板外凸變形和撕裂，起到加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)域的作用；所述高強(qiáng)螺栓6依次穿過(guò)外伸端板4上的螺栓孔和鋼管柱1上的螺栓孔，再擰入鋼套筒3上對(duì)應(yīng)的攻絲螺栓孔內(nèi)，按高強(qiáng)螺栓6的設(shè)計(jì)預(yù)拉力擰緊，完成連接固定。

其中，橫隔板5的中心開有圓孔，便于混凝土澆筑振搗。鋼管柱1同一截面的壁板上共固定連接一個(gè)、二個(gè)、三個(gè)或四個(gè)H型鋼梁2。H型鋼梁2與鋼管柱1兩者中線垂直，外伸端板4與鋼管柱1的壁板平行。

具體的，如圖1和圖2所示，本發(fā)明鋼管柱與H型鋼梁的內(nèi)套筒式單邊螺栓連接節(jié)點(diǎn)，包括鋼管柱1和H型鋼梁2；鋼管柱1內(nèi)設(shè)置鋼套筒3，H型鋼梁2端部焊有外伸端板4；所述鋼套筒3上開有攻絲螺栓孔，外伸端板4和鋼管柱1沿鋼管柱1軸向成對(duì)開設(shè)若干螺栓孔，鋼管柱1各壁板沿其軸向開設(shè)兩個(gè)定位圓孔，鋼套筒3與鋼管柱1在定位圓孔處塞焊定位，確保攻絲螺栓孔和對(duì)開的螺栓孔位一一對(duì)應(yīng)，并起到加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)域的作用。

本實(shí)例中，鋼套筒3的截面寬度和高度略小于鋼管柱1壁板內(nèi)側(cè)的寬度和高度，長(zhǎng)度與外伸端板4的長(zhǎng)度一致。橫隔板5高度和寬度與內(nèi)套筒3內(nèi)側(cè)的寬度和高度相同。鋼管柱1的截面形式為冷成型鋼管。

鋼套筒3插入鋼管柱1內(nèi)，在定位圓孔處塞焊于鋼管柱1的壁板上。

具體實(shí)施時(shí)，本發(fā)明新型內(nèi)套筒式單邊螺栓連接鋼管柱-H型鋼梁節(jié)點(diǎn)的施工步驟為：

1.在鋼管柱1壁板的指定位置開設(shè)若干螺栓孔和定位圓孔；

2.在內(nèi)套筒3上開設(shè)與鋼管柱1相對(duì)應(yīng)的攻絲螺栓孔，螺栓孔內(nèi)全長(zhǎng)攻絲，攻絲須滿足鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)螺栓要求；

3.在外伸端板4上開設(shè)若干螺栓孔，孔位與鋼管柱1的螺栓孔對(duì)應(yīng)；

4.將外伸端板4焊于H型鋼梁1端部，外伸端板4與H型鋼梁1的腹板和翼緣均垂直；

5.將鋼套筒3插入鋼管柱1中，孔位對(duì)正后，在定位圓孔處將鋼套筒與鋼管柱1塞焊連接，完成定位；

6.將完成步驟2的H型鋼梁吊升至鋼管柱1外部相應(yīng)位置，H型鋼梁2與鋼管柱1兩者中線垂直，用高強(qiáng)螺栓6依次穿過(guò)外伸端板4、鋼管柱1壁板的螺栓孔，再擰入鋼套筒3上的攻絲螺栓孔內(nèi)，使用扭矩扳手完成終擰。

7.上述步驟中，1-5為工廠預(yù)制階段，6為施工現(xiàn)場(chǎng)裝配階段。

如圖1和圖2所示，本實(shí)例為鋼管柱1與兩根H型鋼梁2連接的情況，即鋼管柱1的一個(gè)壁板外連接一根H型鋼梁2，兩根H型鋼梁2對(duì)稱設(shè)置；若鋼管柱1與多根H型鋼梁2連接時(shí)，只需采取與本實(shí)例相同的連接方式即可完成，在鋼管柱1的同一橫截面上，鋼管柱1最多與四根H型鋼梁2連接。

綜上所述，本發(fā)明新型內(nèi)套筒式單邊螺栓連接鋼管柱-H型鋼梁節(jié)點(diǎn)克服現(xiàn)有單邊螺栓容易被拔出、鋼管柱壁板變形較大的缺陷，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)焊接作業(yè)，大幅縮短工期，連接性能良好，外形美觀，對(duì)裝配式鋼結(jié)構(gòu)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展具有關(guān)鍵性作用。