一种用于联肢模块化装配式钢结构的复合连接节点制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于联肢模块化装配式钢结构的复合连接节点，尤其涉及一种内套筒与角钢复合的连接节点，该节点为内套筒、角钢连接件、高强螺栓和长贯穿螺栓连接联肢模块化装配式建筑中上/下模块单元及相邻联肢单元形成的节点结构，组成构件包括上部模块单元方钢管柱、下部模块单元方钢管柱、设有平齐式端板的联肢单元H型钢梁、内套筒、上角钢连接件、下角钢连接件、高强螺栓和长贯穿螺栓，该节点结构具有连接可靠、受力合理、构造简单、可快速拆装的优点。装的优点。装的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种用于联肢模块化装配式钢结构的复合连接节点


[0001]本技术涉及一种用于联肢模块化装配式钢结构的复合连接节点，尤其涉及一种内套筒与角钢复合的连接节点。

技术介绍

[0002]模块化建筑是指将建筑分成若干空间模块，模块内的一切结构骨架、设备、管线、装修、固定家具均已做好，外立面装修也可以完成，将这些模块构件运至施工现场，就像“搭建积木”一样拼装在一起的建筑。模块化建筑作为一种高度集成的装配式建筑，是建筑工业化发展的高级阶段，实现高预制率的同时具有绿色环保、施工高效、方便拆卸等技术优势，与装配式建筑的标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修的建造模式高度吻合。
[0003]模块化建筑单元可根据结构材料不同分为钢结构模块单元、混凝土结构模块单元和木结构模块单元。钢结构模块单元相较于后两者轻质高强、方便吊装运输，得到了广泛应用。中国工程建设标准化协会、住房和城乡建设部相继颁布的《钢结构模块建筑技术规程》(T/CECS 507-2018)、《轻型模块化钢结构组合房屋技术标准》(JGJ/T 466-2019)将进一步推动我国钢结构模块化建筑产业的快速发展。
[0004]关于钢结构模块化建筑的模块布局及结构体系，相关规范和标准有如下规定：《轻型模块化钢结构组合房屋技术标准》(JGJ/T 466-2019)3.2.5条中要求模块化建筑平面设计应采用标准模块的平面移动、交替回抽、阶梯悬臂布置、金字塔形堆叠等不同堆叠形式，来实现多样化的建筑功能需求。《钢结构模块建筑技术规程》(T/CECS 507-2018)5.5.1条中指出“模块建筑按照主要抗侧力体系的不同，可分为纯模块结构、模块-钢框架混合结构、模块-钢框架支撑混合结构、模块-筒体混合结构等形式。”[0005]尽管钢结构模块化建筑技术有了快速发展，但仍存在一些突出的问题。首先受标准模块单元的尺寸限制，只改变其堆叠形式来实现不同组拼形式仍具有一定的局限性，很难灵活地调整占地面积及建筑空间布局；其次《钢结构模块建筑技术规程》(T/CECS 507-2018)5.8.8中明确指出“模块单元间连接是钢结构模块建筑的关键部分，具有多柱多梁的连接特点，如角柱的“两柱四梁”、边柱的“四柱八梁”和中柱的“八柱十六梁”，应做到强度高、可靠性好；模块单元间的节点连接在工地现场施工时，应有容错空间，便于施工安装和检测”，因此模块化建筑对模块单元间连接的节点性能和安装误差等方面要求较高；最后现有模块化建筑无法避免“多梁多柱多板”的问题。C.D.Anna教授的论文《SeismicOverstrength in Braced Frames of Modular Steel Buildings》研究结果表明，模块结构的双层梁协同工作状态难以达到理想状态，使结构受力性能产生较大的差异性；特别是“八柱十六梁”等多构件会交处的节点构造复杂、连接刚度小、整体性差等问题将对结构整体的承载能力、抗震性能造成极为不利的影响。
[0006]针对上述现有技术存在的问题，本申请人在申请号为“202010029490.3”，名称为“一种联股模块化装配式钢结构房屋”的专利中提供了一种联肢模块化装配式钢结构房屋，该钢结构房屋由集成房间模块单元、联肢单元和附属单元组成，所有单元均在工厂预制，并
运输至现场进行拼装，且现场装配过程中全部采用螺栓连接。标准化、模数化的集成房间模块单元之间采用尺寸易调的联肢单元进行组拼，使得建筑布局更加灵活的同时还解决了现有模块建筑多梁多柱多板造成的结构构件重复浪费、连接困难、传力复杂等问题。
[0007]但上述专利改进内容为集成模块的布局及连接方式，对于节点并未作出改进，节点是钢结构集成模块建筑设计的关键部分，模块连接的可靠程度直接影响结构的整体性能。与传统钢框架建筑或传统模块建筑相比，联肢模块化装配式建筑对于节点的需求具有明显的特殊性，具体是(1)联肢模块化装配式建筑中节点在实现上模块柱单元和下模块梁柱单元竖向拼接的同时，还需同时完成联肢梁与上 /下模块单元柱的水平连接，与现有的先实现方钢管柱竖向连接后，再在不同高度实现H型钢梁连接的方式不同，(2)下模块的梁和柱单元连接节点应在工厂通过焊接连接、上/下模块的柱单元的竖向连接及两者与联肢单元H型钢梁的水平连接应在现场通过全螺栓连接，这与现有的节点连接方式不同。因此，对联肢模块化装配式建筑的节点构造进行适应性改进是十分必要的。
[0008]申请人提出的联肢模块化装配式建筑中，节点所需完成的竖向连接为下模块 H型钢梁、方钢管柱与上部模块单元方钢管柱的连接，节点所需的水平连接为方钢管柱与H型钢梁的连接，目前两类节点均有一定的构造形式，如前者包括焊接连接、螺栓连接、预应力筋连接、榫卯连接等，后者包括套筒复合连接板节点、柱座-法兰盘连接节点、隔板贯通节点等形式。但是这些节点都未满足梁柱同时拼接的要求，不能将这些节点构造直接应用在联肢模块化装配式建筑体系中。

技术实现思路

[0009]针对上述联肢模块化装配式建筑体系无对应节点构造的技术问题，本技术提出了一种用于联肢模块化装配式建筑的复合连接节点，该节点为内套筒、角钢连接件、高强螺栓和长贯穿螺栓连接联肢模块化装配式建筑中上/下模块单元及相邻联肢单元形成的节点结构，该节点结构具有连接可靠、受力合理、构造简单、可快速拆装的优点。
[0010]上述节点结构用于同时实现所述上部模块单元方钢管柱与下部模块单元方钢管柱的竖向连接以及上部模块单元方钢管柱、下部模块单元方钢管柱与联肢单元H型钢梁的水平连接，其组成构件包括上部模块单元方钢管柱、下部模块单元方钢管柱、设有平齐式端板的联肢单元H型钢梁、内套筒、上角钢连接件、下角钢连接件、高强螺栓和长贯穿螺栓，所述联肢单元H型钢梁由上翼缘、下翼缘、腹板和平齐式端板组成；所述的上角钢连接件和下角钢连接件为具有水平肢和垂直肢的直角形连接件，所述内套筒内置于上部模块单元方钢管柱和下部模块单元方钢管柱内交界处，并分别与二者实现连接，从而完成上部模块单元方钢管柱和下部模块单元方钢管柱的竖向连接，所述的上角钢连接件的垂直肢和上角钢件连接件的水平肢分别与上部模块单元方钢管柱和联肢单元H型钢梁栓接，所述的下角钢连接件的垂直肢和下角钢连接件的水平肢分别与下部模块单元方钢管柱和联肢单元H型钢梁栓接。
[0011]所述内套筒分为分离式内套筒和整体式内套筒两种形式，相应的，本技术提供的用于联肢模块化装配式建筑的连接复合节点可分为(1)分离式内套筒与角钢连接件复合连接节点、(2)整体式内套筒与角钢连接件复合连接节点两种形式。
[0012]所述(1)分离式内套筒与角钢连接件复合连接节点的组成构件包括上部模块单元
方钢管柱、下部模块单元方钢管柱、设有平齐式端板的联肢单元H型钢梁、独立内套筒、上角钢连接件、下角钢连接件、高强螺栓和长贯穿螺栓。
[0013]所述独立内套筒侧壁上设有螺栓孔，下部模块单元方钢管柱上端侧壁和上部模块单元方钢管柱下端侧壁设有与独立内套筒侧壁相对应的螺栓孔，所述高强螺栓和长贯穿螺栓分别穿过下部模块单元方钢管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于联肢模块化装配式钢结构的复合连接节点，其特征在于，该节点为内套筒、角钢连接件、高强螺栓和长贯穿螺栓连接联肢模块化装配式建筑中上/下部模块单元及相邻联肢单元形成的节点结构，其组成构件包括上部模块单元方钢管柱、下部模块单元方钢管柱、联肢单元H型钢梁、内套筒、上角钢连接件、下角钢连接件、高强螺栓和长贯穿螺栓，所述联肢单元H型钢梁由上翼缘、下翼缘、腹板和平齐式端板组成；所述的上角钢连接件和下角钢连接件为具有水平肢和垂直肢的直角形连接件；所述内套筒内置于上部模块方钢管柱和下部模块单元方钢管柱内交界处，并分别与二者实现连接，从而完成上部模块方钢管柱和下部模块单元方钢管柱的竖向连接，所述的上角钢连接件的垂直肢和上角钢件连接件的水平肢分别与上部模块单元方钢管柱和联肢单元H型钢梁栓接，所述的下角钢连接件的垂直肢和下角钢连接件的水平肢分别与下部模块单元方钢管柱和联肢单元H型钢梁栓接。2.根据权利要求1所述的用于联肢模块化装配式钢结构的复合连接节点，其特征在于，所述的内套筒分为分离式内套筒和整体式内套筒两种形式，相应的，所述的复合连接节点分为分离式内套筒与角钢连接件复合连接节点、整体式内套筒与角钢连接件复合连接节点两种形式。3.根据权利要求2所述的用于联肢模块化装配式钢结构的复合连接节点，其特征在于，所述的分离式内套筒与角钢连接件复合连接节点的组成构件包括上部模块单元方钢管柱、下部模块单元方钢管柱、联肢单元H型钢梁、独立内套筒、上角钢连接件、下角钢连接件、高强螺栓和长贯穿螺栓，所述独立内套筒侧壁上设有螺栓孔，下部模块单元方钢管柱上端侧壁和上部模块单元方钢管柱下端侧壁设有与独立内套筒侧壁相对应的螺栓孔，所述高强螺栓和长贯穿螺栓分别穿过下部模块单元方钢管柱、上部模块单元方钢管柱与独立内套筒对应螺栓孔实现上部模块单元方钢管柱与下部模块单元方钢管柱的紧密竖向连接，所述下角钢连接件的水平肢和下角钢连接件的垂直肢上均设有螺栓孔，下部模块单元方钢管柱上端侧壁和联肢单元H型钢梁下翼缘分别设有与下角钢连接件的垂直肢和下角钢连接件的水平肢相对应的螺栓孔，所述联肢单元H型钢梁下翼缘使用高强螺栓通过下角钢连接件实现与下部模块单元方钢管柱的连接，将联肢单元H型钢梁下翼缘所受的拉/压荷载传递至下部模块单元方钢管柱，所述联肢单元H型钢梁的平齐式端板和与其正对的下部模块单元方钢管柱侧面设有相应的螺栓孔，所述联肢单元H型钢梁的平齐式端板通过高强螺栓同时实现与下部模块单元方钢管柱、独立内套筒的连接，将联肢单元H型钢梁的剪力和弯矩传递至下部模块单元方钢管柱和独立内套筒，所述上角钢连接件的水平肢和上角钢连接件的垂直肢上均设有螺栓孔，上部模块单元方钢管柱下端侧壁和联肢单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：马国伟，王浩，赵欣，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：新型
国别省市：