一種鋼柱腹板式拼接節點及安裝方法與流程
2023-12-04 01:29:01
本發明涉及建築結構領域，尤其涉及一種鋼柱腹板式拼接節點及其安裝方法。
背景技術：
隨著我國壞境汙染加劇、資源約束增強、建築業用工成本上升，傳統勞動力密集型的建築業面臨轉型壓力，綠色建築和建築工業化逐漸成為當前建築行業的發展趨勢。鋼結構建築具有工廠預製、現場安裝、材料輕質高強、運輸成本低和綠色低碳環保可循環利用的優勢，是建築工業化的最佳載體。
目前，我國鋼結構建築現場連接，如柱與柱拼接、梁與梁拼接、梁與柱連接等仍然以現場焊接或栓焊混合連接為主。按照《高層民用建築鋼結構技術規程》JGJ99抗震設計時，柱與柱的拼接連接需要採用一級坡口全熔透焊縫；按照《鋼結構工程施工質量驗收規範》GB50205設計要求全焊透的一、二級焊縫應採用超聲波探傷進行內部缺陷檢驗，超聲波探傷不能對缺陷作出判斷時，應採用射線探傷；當焊縫質量不能滿足要求時，需要進行返修或加固處理。對於多高層建築來說，由於高空作業條件較差、且受外部環境（風、雨、雪、振動等）影響較大，現場焊接質量很難保證，由此帶來的現場檢驗和返工/加固，增加了建設成本，延長了建設時間，降低了鋼結構建築的施工效率。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種能夠避免現場焊接，提高施工效率的鋼柱腹板式拼接節點；具體技術方案為：
一種鋼柱腹板式拼接節點，包括上柱肢、下柱肢；所述上柱肢與所述下柱肢均設置有節點區，所述節點區的端面設置有螺栓安裝孔，上柱肢與下柱肢通過螺栓固定連接。
進一步，所述上柱肢與所述下柱肢的節點區均設置有柱側牛腿。
進一步，所述上柱肢為單肢柱、雙肢柱或多肢柱。
進一步，所述下柱肢為單肢柱、雙肢柱或多肢柱。
進一步，所述節點區由上環板、下環板和中間腹板組成；所述中間腹板與所述上環板和所述下環板分別焊接。
進一步，所述上柱肢或下柱肢的鋼管截面形狀為圓形、方形、矩形和多邊形。
進一步，所述節點區設置有1至4個柱側牛腿，所述柱側牛腿為H型截面，可為焊接H型鋼、熱軋H型鋼或者高頻焊接H型鋼。
進一步，所述下柱肢的柱側牛腿長度大於所述上柱肢的柱側牛腿長度。
進一步，所述上環板、下環板分別與所述柱側牛腿的上翼緣板和下翼緣板一體設置。
本發明還公開了一種上述鋼柱腹板式拼接節點的安裝方法，包含以下步驟：
1）在工廠分別加工好所述上柱肢和所述下柱肢；
2）將下柱肢安裝就位後，吊裝上柱肢，與所述下柱肢對齊；
3）將連接螺栓螺杆方向朝下穿過上柱肢和下柱肢節點區上預留的螺栓孔；
4）在下側安裝墊片和螺母並擰緊；
5）將桁架鋼筋疊合板擱置在鋼梁下翼緣上。
6）敷設管線，現場綁紮樓面負筋，澆築混凝土。混凝土可澆築至腹板高度，然後上覆建築面層至鋼梁上翼緣以上20~50mm；或者將混凝土澆築至與鋼梁上翼緣平齊，或高出鋼梁上翼緣30~100mm；柱與柱拼接節點完全隱藏於樓蓋結構中，螺栓和拼接板不外露。
本發明鋼柱腹板式拼接節點採用高強度螺栓連接，能夠避免現場焊接帶來的問題，現場全螺栓連接，具有施工速度快等優點；通過澆築混凝土能夠將節點板和高強螺栓隱藏在樓板高度範圍內；不僅提高了防腐性能，而且避免外露的節點板影響室內環境的美觀。
附圖說明
圖1為本發明鋼柱腹板式拼接節點結構示意圖；
圖2為拼接節點分解結構示意圖。
圖中：1、上柱肢；1-1、上柱肢節點區；1-2、上柱肢牛腿梁；2、下柱肢；2-1、下柱肢節點區；2-2、下柱肢牛腿梁；3、橫梁。
具體實施方式
下面利用實施例對本發明進行更全面的說明。本發明可以體現為多種不同形式，並不應理解為局限於這裡敘述的示例性實施例。
為了易於說明，在這裡可以使用諸如「上」、「下」「左」「右」等空間相對術語，用於說明圖中示出的一個元件或特徵相對於另一個元件或特徵的關係。應該理解的是，除了圖中示出的方位之外，空間術語意在於包括裝置在使用或操作中的不同方位。例如，如果圖中的裝置被倒置，被敘述為位於其他元件或特徵「下」的元件將定位在其他元件或特徵「上」。因此，示例性術語「下」可以包含上和下方位兩者。裝置可以以其他方式定位（旋轉90度或位於其他方位），這裡所用的空間相對說明可相應地解釋。
如圖1所示，本實施例中的鋼柱腹板式拼接節點，包括上柱肢1、下柱肢2；上柱肢1與下柱肢2均設置有節點區，節點區的端面設置有螺栓安裝孔，上柱肢1與下柱肢2通過螺栓固定連接。
上柱肢1的上柱肢節點區1-1的柱側設置有上柱肢牛腿梁1-2；下柱肢2的下柱肢節點區2-1的柱側設置有下柱肢牛腿梁2-2。
本實施例中上柱肢1單肢柱，還可以是雙肢柱或多肢柱。同理，下柱肢既可以是單肢柱，也可以是雙肢柱或多肢柱。
下柱肢2的下柱肢牛腿梁2-2的牛腿梁長度大於上柱肢1的上柱肢牛腿梁1-2的牛腿梁長度。上柱肢1與下柱肢連接後，下柱肢牛腿梁2-2與上柱肢牛腿梁1-2形成臺階面，對橫梁3進行支撐，提高了牛腿梁對橫梁3的支撐能力。
節點區由上環板、下環板和中間腹板組成；上環板和下環板分別焊接在中間腹板的上下端面上。柱側牛腿腹板與中間腹板在工廠焊接，形成一個整體，有利於保證焊接質量；優選地，柱側牛腿腹板與中間腹板採用同一塊鋼板，不採用焊接連接，不僅減少了焊接工序，而且有利有保證連接質量。將柱側牛腿的上、下翼緣板分別與上環板和下環板採用同一塊鋼板，不採用焊接連接，不僅減少了焊接工序，還有利於提高牛腿與節點區的連接強度。
下柱肢節點區2-1與下柱肢2應在工廠焊接為一體，中間腹板應大於下柱肢2的鋼管的尺寸，可以套在下柱肢2的鋼管外部；焊接時，重疊尺寸應不小於10毫米。
還可以將下柱肢2的鋼管焊接在下環板上，下環板中間設置有圓孔，圓孔的直徑小於下柱肢2的鋼管的口徑；這樣使得下環板可以採用更大的截面，從而提高了節點區3的強度。
上柱肢1與上柱肢節點區1-1當然也可以採用上述方案。
上柱肢1或下柱肢2的鋼管截面形狀不限於正方形，還可以根據需要選擇圓形、矩形和多邊形等形式。
下柱肢2的柱側牛腿長度大於上柱肢1的柱側牛腿長度；方便橫梁3的安裝。
鋼管為冷彎成型或焊接成型。鋼管內也可內填混凝土形成鋼管混凝土。
節點區3可以根據需要設置1至4個，或者更多柱側牛腿，柱側牛腿為H型截面，可為焊接H型鋼、熱軋H型鋼或者高頻焊接H型鋼。
本發明還公開了一種上述鋼柱腹板式拼接節點的安裝方法，包含以下步驟：
1）在工廠分別加工好所述上柱肢和所述下柱肢；
2）將下柱肢安裝就位後，吊裝上柱肢1，與所述下柱肢2對齊；
3）將連接螺栓螺杆方向朝下穿過上柱肢1和下柱肢2節點區3上預留的螺栓孔；
4）在下側安裝墊片和螺母並擰緊；
5）將桁架鋼筋疊合板擱置在鋼梁下翼緣上。
6）敷設管線，現場綁紮樓面負筋，澆築混凝土。混凝土可澆築至腹板高度，然後上覆建築面層至鋼梁上翼緣以上20~50mm；或者將混凝土澆築至與鋼梁上翼緣平齊，或高出鋼梁上翼緣30~100mm；柱與柱拼接節點完全隱藏於樓蓋結構中，螺栓和拼接板不外露。
上述示例只是用於說明本發明，除此之外，還有多種不同的實施方式，而這些實施方式都是本領域技術人員在領悟本發明思想後能夠想到的，故，在此不再一一列舉。