厚壁贯通节点方管钢构件框架系统及其施工方法技术方案

本发明专利技术公开了一种厚壁贯通节点方管钢构件框架系统及其施工方法，框架系统包括薄壁钢方管、厚壁贯通箱形钢柱节点和钢梁；其中，厚壁贯通箱形钢柱节点包括箱体、内衬加劲钢板和钢梁连接件，箱体上下贯通设置，箱体的上下两端分别与薄壁钢方管对接焊接，拼接成箱形钢柱主体，箱体的壁厚大于薄壁钢方管的壁厚；内衬加劲钢板与箱体内部截面相同，并嵌入箱体内与箱体的内壁焊接固定；箱体的侧面外壁根据对应箱形钢柱主体所在位置焊接固定有两个、三个或四个钢梁连接件，钢梁与钢梁连接件固定连接，将相邻箱形钢柱主体连成框架结构。本发明专利技术具有加工周期短、现场装配速度快、省工省料、绿色环保、降低成本的优点，同时满足节点强度及抗震设计要求。

Thick wall through joint square steel tube member frame system and construction method thereof

The invention discloses a thick wall steel tube through joints of frame system and construction method, the frame system comprises a thin-walled steel square pipe, thick wall through steel box column joints and steel beams; the thick wall through steel box column comprises a box body, the liner stiffened steel plates and beams connecting piece, box through set box the upper and lower ends are respectively welded with thin-walled steel tube butt splice box steel column box body, the wall thickness is greater than the thickness of the thin-walled steel tube; stiffened plate and lining inside the box body and the inner wall of the body with the same cross section, box embedded box welded box; side wall according to the corresponding location of welded steel box column body fixed there is a two, three or four pieces of steel beam and steel beam connection, the connecting piece is fixed, the adjacent steel box columns are the main frame structure. The invention has the advantages of short processing cycle, high field assembly speed, labor saving, material saving, green environment protection and cost reduction, and simultaneously meets the requirements of node strength and seismic design.

【技术实现步骤摘要】
厚壁贯通节点方管钢构件框架系统及其施工方法
本专利技术涉及一种厚壁贯通节点方管钢构件框架系统及其施工方法，属于钢结构装配式建筑领域。
技术介绍
随着装配式建筑受到国家的重视和推广，装配式建筑将进一步得到发展和应用。而钢结构装配式建筑是其中一个重要体系，钢结构装配式建筑中的钢柱、钢梁组成的钢框架是其体系中的核心部分。现有的箱形钢柱框架系统设计加工可分为二种：一种采用成品钢方管直接焊接钢牛腿或连接钢板做成钢柱的框架系统，一般用于小跨度低层钢框架结构中。由于柱梁节点位置无法焊接贯通内衬钢板，为达到节点位置受加要求，不得不增加整个钢方管的壁厚，成而增加整个钢柱用钢量。另一种采用热轧钢板切割成四块条板，节点位置焊接贯通内衬钢板，再进行人工焊接组成箱体结构钢柱的框架系统。此种结构目前应用最为广泛。此种箱形钢柱虽能解决节点位置受力问题，但加工制作工序复杂、周期长、人工费用高，非节点位置钢箱体未因受力小而减少用钢量，造价高。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：针对现有的钢构件框架系统存在的上述缺陷，提供一种厚壁贯通节点方管钢构件框架系统及其施工方法，通过厚壁贯通节点方管箱形钢柱上下对接焊接，以及钢梁连接，形成整个建筑框架系统。本专利技术具体采用如下技术方案实现：厚壁贯通节点方管钢构件框架系统，包括薄壁钢方管、厚壁贯通箱形钢柱节点和钢梁；其中，所述厚壁贯通箱形钢柱节点包括箱体、内衬加劲钢板和钢梁连接件，所述箱体上下贯通设置，箱体的上下两端分别与薄壁钢方管对接焊接，拼接成箱形钢柱主体，所述箱体的壁厚为薄壁钢方管的1.1-2倍；所述内衬加劲钢板与箱体内部截面相同，并嵌入箱体内与箱体的内壁焊接固定；所述箱体的侧面外壁根据对应箱形钢柱主体所在位置焊接固定有两个、三个或四个钢梁连接件，所述钢梁与钢梁连接件固定连接，将相邻箱形钢柱主体连成框架结构。作为本专利技术的一种优选方案，所述钢梁连接件包括竖直的连接钢板。作为本专利技术的另一种优选方案，所述钢梁连接件包括竖直的钢牛腿腹板和钢牛腿腹板上下侧边焊接的钢牛腿翼板。在上述两种方案中，所所述内衬加劲钢板至少为两块，其中两块分别与连接钢板或钢牛腿腹板的上下侧边对齐，与钢梁连接件的两侧边形成贯通连续的受力面。进一步的，所述箱体为成品厚壁钢方管或钢板焊接成的钢箱体。进一步的，所述薄壁钢方管为成品钢方管。进一步的，所述钢梁为热轧钢板加工成的H形钢构件或成品H形钢构件，所述钢梁两端和钢梁连接件上设有用于螺栓固定连接的螺栓孔。在本专利技术的厚壁贯通节点方管钢构件框架系统中，所述箱形钢柱主体包括至少两段薄壁钢方管和一个厚壁贯通箱形钢柱节点拼接，至少四根箱形钢柱主体通过钢梁连成框架结构。进一步的，所述箱形钢柱主体最底层的薄壁钢方管底部焊接设有与基础地面固定锚固的柱底钢板，所述柱底钢板与薄壁钢方管之间焊接设有柱底加劲钢板。本专利技术还公开了一种上述厚壁贯通节点方管钢构件框架系统的施工该方法，包括如下步骤：A、先在工厂将箱形钢柱主体和钢梁加工好，运至装配现场；B、现场装配时，先装第一层有柱底钢板的箱形钢柱主体，通过预埋地锚和螺帽与基础固定连接；C、再装配第一层箱形钢柱之间的钢梁，钢梁与第一层箱形钢柱上的钢梁连接件用高强螺栓连接，形成第一层框架；D、将第二层箱形钢柱主体与第一层箱形钢柱主体的厚壁贯通箱形钢柱节点上下对接焊接，等强连接；再装配第二层箱形钢柱之间的钢梁，形成第二层框架；E、重复D步骤，直到所有的楼层的框架组装完成，形成整个建筑框架系统。本专利技术的厚壁贯通节点方管钢构件框架系统由厚壁贯通箱形钢柱节点连接的方管箱形钢柱和H形钢梁装配连接而成。箱型钢柱再非节点受力位置采用薄壁成品方管直接按构件长度切割下料；节点受力位置钢箱体采用厚壁成品钢方管切割下料或用热轧钢板下料焊接成箱体；在节点位置钢箱体内焊接贯通内衬钢板；将不同壁厚钢方管或焊接钢箱体对接焊接，组成钢柱体；在节点位置的箱体外四周焊接钢梁连接件或连接钢板；在钢柱体底端焊接柱底钢板和柱底加劲钢板。本专利技术具有如下有益效果：钢箱形柱受力节点位置采用厚壁钢方管或焊接钢箱体，同时可方便焊接内衬加劲钢板，在箱体内设置与钢梁连接件贯通对应的内衬加劲钢板，提高了节点和钢梁连接件之间的受力强度，解决了强节点的受力问题。钢箱形柱非主受力位置采用薄壁成品钢方管，不但减少了用钢量，节省了人工、材料资源和成本，又方便加工，减少了工序和加工周期。不同壁厚的钢方管或钢箱体对接焊接，可采用自动焊接设备或焊接机器人加工。既能保证焊接质量，又能减少工人劳动强度。对应的该框架系统的施工方法可将组成框架系统的所有构件都由工厂预制加工完成，现场装配只需对接焊接和螺栓连接。安装周期段、速度快，对现场环境影响小，节省人工和成本。以下结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步说明。附图说明图1为实施例中的厚壁贯通节点方管钢构件框架系统的立体结构示意图。图2为实施例中的厚壁贯通节点方管钢构件框架系统的其中一种箱形钢柱示意图。图3为实施例中的厚壁贯通节点方管钢构件框架系统的另一种箱形钢柱示意图。图4为实施例中的钢梁示意图。图中标号：1-箱体，2-内衬加劲钢板，3-薄壁钢方管，4-钢牛腿翼板，5-钢牛腿腹板，5’-连接钢板，6-柱底钢板，7-柱底加劲钢板，8-钢梁。具体实施方式实施例参见图1和图2，图示中的厚壁贯通节点方管钢构件框架系统为本专利技术的优选方案，具体包括若干段薄壁钢方管3、钢梁8和厚壁贯通箱形钢柱节点进行拼接。具体的，厚壁贯通箱形钢柱节点包括箱体1、内衬加劲钢板2、钢牛腿翼板4和钢牛腿腹板5。箱体1为一个上下贯通的方形管件，即在箱体1的上端和下端均开口设置，用于与上下拼接的薄壁钢方管进行对接焊接。实际应用中，可采用成品厚壁钢方管或钢板焊接围成的钢箱体，箱体1的壁厚要大于薄壁钢方管的壁厚，一般优选箱体1的壁厚为对接薄壁钢方管壁厚的1.1-2倍，同时应当保证箱体1的侧面外壁与薄壁钢方管的外壁平齐，使其搭建的钢结构表面平整美观。若干段薄壁钢方管两两与厚壁贯通箱形钢柱节点的箱体1拼接后可构成箱形钢柱。在箱体1内部设有内衬加劲钢板2，内衬加劲钢板2采用与箱体1内部截面相同的形状，将内衬加劲钢板2能够从箱体的两侧开口嵌入到箱体1的内部，本实施例的箱体1采用两端开口的结构，其目的一是为了放入内衬加劲钢板2，同时能够通过焊接设备有效地将内衬加劲钢板2的侧边与箱体1的内壁焊接固定。在箱体1的四个侧面外壁分别焊接固定有钢牛腿翼板4和钢牛腿腹板5组成的钢梁连接件，其中钢牛腿腹板5一端竖直焊接固定在箱体1的外壁上，两块水平的沿钢牛腿翼板4固定焊接在钢牛腿腹板5的上下侧边，并在钢牛腿腹板5的另一端预留连接钢梁的螺栓连接孔位。内衬加劲钢板2在箱体内部的水平位置与钢牛腿腹板5上下侧边的钢牛腿翼板4平齐，使钢牛腿翼板4与内衬加劲钢板2形成贯通连续的受力平面，提高了钢梁连接件和节点直接的横向扭力强度。内衬加劲钢板2的厚度可与钢牛腿翼板4的厚度相同。如图3所示，在承重较轻的钢架结构中，节点连接的钢梁连接件可直接采用竖直的连接钢板5’，将连接钢板5’一端竖直焊接固定在箱体1的外壁上，其上直接设置连接钢梁的螺栓连接孔位。如图4所示，本实施例的钢梁8为H形钢梁构件，可采用热轧钢板加工制作成H形构件或直接采用成品H形钢构件按设计尺寸切割，在钢梁两端设本文档来自技高网...

【技术保护点】
厚壁贯通节点方管钢构件框架系统，其特征在于：包括薄壁钢方管、厚壁贯通箱形钢柱节点和钢梁；其中，所述厚壁贯通箱形钢柱节点包括箱体、内衬加劲钢板和钢梁连接件，所述箱体上下贯通设置，箱体的上下两端分别与薄壁钢方管对接焊接，拼接成箱形钢柱主体，所述箱体的壁厚为薄壁钢方管的1.1‑2倍；所述内衬加劲钢板与箱体内部截面相同，并嵌入箱体内与箱体的内壁焊接固定；所述箱体的侧面外壁根据对应箱形钢柱主体所在位置焊接固定有两个、三个或四个钢梁连接件，所述钢梁与钢梁连接件固定连接，将相邻箱形钢柱主体连成框架结构。

【技术特征摘要】
1.厚壁贯通节点方管钢构件框架系统，其特征在于：包括薄壁钢方管、厚壁贯通箱形钢柱节点和钢梁；其中，所述厚壁贯通箱形钢柱节点包括箱体、内衬加劲钢板和钢梁连接件，所述箱体上下贯通设置，箱体的上下两端分别与薄壁钢方管对接焊接，拼接成箱形钢柱主体，所述箱体的壁厚为薄壁钢方管的1.1-2倍；所述内衬加劲钢板与箱体内部截面相同，并嵌入箱体内与箱体的内壁焊接固定；所述箱体的侧面外壁根据对应箱形钢柱主体所在位置焊接固定有两个、三个或四个钢梁连接件，所述钢梁与钢梁连接件固定连接，将相邻箱形钢柱主体连成框架结构。2.根据权利要求1所述的厚壁贯通节点方管钢构件框架系统，所述钢梁连接件包括竖直的连接钢板。3.根据权利要求1所述的厚壁贯通节点方管钢构件框架系统，所述钢梁连接件包括竖直的钢牛腿腹板和钢牛腿腹板上下侧边焊接的钢牛腿翼板。4.根据权利要求2或3所述的厚壁贯通节点方管钢构件框架系统，所所述内衬加劲钢板至少为两块，其中两块分别与连接钢板或钢牛腿腹板的上下侧边对齐。5.根据权利要求1所述的厚壁贯通节点方管钢构件框架系统，所述箱体为成品厚壁钢方管或钢板焊接成的钢箱体。6.根据权利要求5所述的厚壁贯通节点方管钢构件框架系统，所述薄壁钢方管为成品钢方管。7.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：李清山，
申请(专利权)人：长沙三远钢结构有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43