一种装配式箱形结构及其连接节点制造技术

本发明专利技术公开了一种装配式箱形结构及其连接节点，包括箱形结构、外翼缘、内翼缘、波纹腹板。本发明专利技术的外翼缘没有像H钢的那种平翼缘板的突出边缘，在受到正应力时不会产生边缘纤维的塑化，同时外翼缘是通过冷弯成型件，因冷弯强化作用，提高了材料的承载能力。本发明专利技术实现了全装配式结构，代替传统焊接梁柱结构。考虑到波形腹板的稳定性问题，对波纹腹板的两侧平面均进行了约束。通过螺栓而不是自攻螺钉进行连接，充分考虑到被连接件的孔径比螺栓外径大，在受到较大外力时，连接件会产生相对滑移而耗散掉一部分能量，外力不会在第一时间对螺栓产生剪切破坏。内、外翼缘之间的连接通过两端与端板焊接，中间部位开孔点焊的方式将内外翼缘板连成一体。翼缘板连成一体。翼缘板连成一体。

【技术实现步骤摘要】
一种装配式箱形结构及其连接节点


[0001]本专利技术涉及波纹腹板相关
，具体为一种装配式箱形结构及其连接节点。

技术介绍

[0002]自从2016年国家宣布大力发展和推广装配式建筑以来，许多结构体系如雨后春笋般涌现，在诸多已公布的技术方案中，绝大多数仅提供了单一的技术方案，没有将该技术拓展到整个建筑中，如节点连接方式的简捷可靠上，以及在保证结构安全的情况下节约用钢量上。即使有所涉及，其节点也很难在实际应用中发挥作用，有甚者以为装配式就是所有节点全螺栓连接，造成设计与施工比传统的更加复杂，成本更高。为解决上述问题，本专利技术提出了一种装配式波纹腹板箱形结构及其连接节点，连接处多设计为开口型连接件，方便安装时梁可以插入其中施焊，并且对梁的长度精度要求不高；在节约原材料方面，采用波纹板具有高厚比较大的先天优势，其相对平腹板的高厚比增加了6倍，腹板可以做到1.5毫米薄，能节省25％以上的用钢量，经济效益明显。在构件制造上极少使用焊接，梁、柱从制作到连接设计，到安装均给出了较简捷可靠的解决方案。
[0003]本专利技术是根据集装箱的原理设计的一种装配式箱形结构的构件，在箱形结构的两侧各有一块波纹板做腹板，但是摒弃了传统的焊接形式，采用螺栓与翼缘板进行连接，而翼缘也不再是一张平板，采用冷弯的U形构造，避免了平翼缘板受力时的边缘纤维提前进入塑化阶段的缺陷。波纹腹板的高厚比能达到1/500，而平腹板的高厚比只能达到1/80，前者材料更薄稳定性更好，节省材料显著。
[0004]专利申请号为200920075109.6的专利公开的技术方案为波纹双腹板梁，平翼缘板与波纹腹板的顶部焊接而成，焊接区域产生的应力会造成材料强度的损失，并增加对环境有害气体排放，及焊接辐射对人体的损害，极大增加了设备的投入，同时，平翼缘板突出的外边缘在受到较大荷载时会先与结构产生纤维塑化，使结构出现局部失稳，进而发生全局失稳。
[0005]专利申请号为201810951102.X的专利公开了一种波纹腹板梁的螺栓连接方式，其采用L形连接件将波纹腹板与平翼缘板进行连接，波纹腹板有两个平行的平面，但其仅对一个平面进行了约束，对波纹的另一个平面没有设置约束，受力时结构容易失稳，而且，其平翼缘板的边缘纤维塑化问题同上述的专利一样存在缺陷。
[0006]如专利号为201811221795.3所公开的一种冷弯薄壁型钢波纹腹板组合梁，其通过自攻螺丝将波纹腹板与翼缘进行的连接，自攻螺钉将两个连接件通过同一螺纹进行连接时，两个连接件和螺钉是紧密配合的，三者之间没有过渡的间隙，当受力较大时，螺钉和连接件之间同时受力，连接件之间因为没有间隙不会产生滑移耗能，在地震设防较高地区极为不利，因为结构间相互滑移会产生较大阻尼，给建筑留有缓冲时间。本专利技术采用高强螺栓对波纹腹板的两侧平面均进行了约束，螺栓孔比螺栓直径大2毫米左右，当结构受到较大外力时，被连接件之间会先产生滑移耗能，再对螺栓产生剪应力，而最早的外力此时已被消耗掉一部分能量，所以螺栓受到的剪应力稍弱一些，对螺栓的保护及结构安全性更为有利。凡
是如专利号为201811221795.3所公开的单腹板波纹梁，以及类似的单波纹腹板H梁，其任意处截面均为非对称结构，在CECS 291
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2011波纹腹板钢结构技术规范中已经明确，其只能适用于厂房的抗风柱与主梁、多高层建筑的次梁，而不能作为多高层建筑的主梁。
[0007]为此，提出一种装配式箱形结构及其连接节点。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种装配式箱形结构及其连接节点，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0009]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种装配式箱形结构及其连接节点，包括箱形结构、外翼缘、内翼缘、波纹腹板、内平板、外平板、檩条、X形加强肋、主梁连接件、加强板、端板、次梁连接件、U形轨道、开口垫圈；
[0010]所述箱形结构由外翼缘、内翼缘和波纹腹板拼装而成；
[0011]所述内翼缘为热轧槽钢，所述波纹腹板为梯形，其连接面为内平板和外平板均设有约束，且内平板和外平板的表面设置有孔，所述内翼缘与内平板通过螺栓固定连接，所述外翼缘与外平板通过螺栓固定连接；；
[0012]所述外翼缘通过冷弯成形；
[0013]所述箱形结构横向设置为承重梁，竖向设置为结构柱。
[0014]进一步地，所述箱形结构的一端设置有X形加强肋，所述X形加强肋交叉支撑在内翼缘内部，所述箱形结构的另一端设置有端板，一个结构柱的端板与另一个结构柱的端板通过螺栓固定连接，同时在两个结构柱相接处的外翼缘之间插入加强板，加强板的两边分别与两个结构柱焊接。
[0015]进一步地，在所述箱形结构内的空腔还可以灌注混凝土。
[0016]进一步地，所述X形加强肋外侧的外翼缘之间焊接有加强板。
[0017]进一步地，梁在结构柱的强轴方向连接时，在外翼缘的外平面焊有主梁连接件；
[0018]梁在结构柱的弱轴方向连接时，在结构柱的两个外翼缘1之间增加一块加强板，再在加强板外侧焊接主梁连接件。
[0019]进一步地，所述梁与结构柱通过主梁连接件连接；
[0020]梁与梁通过次梁连接件连接；
[0021]梁上的外翼缘通过螺栓和开口垫圈固定连接有U形轨道；
[0022]所述U形轨道内固定连接有檩条的一端，檩条的另一端与另一个U形轨道固定连接。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0024]1.本专利技术的外翼缘没有平翼缘板的突出边缘，不会产生边缘纤维的塑化，同时因冷弯强化作用，提高了结构的承载能力。
[0025]2.本专利技术的单个波纹腹板的两侧平板均进行了约束，其中被连接件的孔径比螺栓外径大，在受到较大外力时，连接件会产生相对滑移而耗散掉一部分能量，外力不会在第一时间对螺栓产生剪切破坏。
[0026]3.本专利技术的柱底脚采用X形加强肋内置于箱形结构的内腔，交叉支撑在内接翼缘之间，在外侧的外翼缘之间焊接加强板，必要时可灌注混凝土。该节点通过有限元分析，比
外包混凝土柱脚的抗弯强度更好，因此不需要再在柱底板外焊接加强肋和做外包混凝土。
[0027]4.本专利技术通过增加一个开口垫圈将U形轨道固定在主梁两侧，檩条与梁顶齐平，因檩条上、下翼缘均已固定，稳定性好，不需要设置偶撑。
[0028]5.本专利技术采用对称的波纹腹板，任意截面均为对称截面，因此受力时不会发生扭转，可以替代单腹板的波纹梁、作为建筑的主梁使用。
[0029]6.本专利技术实现了全装配式结构，代替传统焊接梁柱结构。考虑到波形腹板的稳定性问题，对波纹腹板的两侧平面均进行了约束。通过螺栓而不是自攻螺钉进行连接，充分考虑到被连接件的孔径比螺栓外径大，在受到较大外力时，连接件会产生相对滑移而耗散掉一部分能量，外力不会在第一时间对螺栓产生剪切破坏。内、外翼缘之间的连接通过两端与端板焊接，中间部位开孔点焊的方式将内外翼缘板连成一体。
附图说明
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种装配式箱形结构，包括箱形结构、外翼缘(1)、内翼缘(2)、波纹腹板(3)、内平板(4)、外平板(5)、檩条(6)、X形加强肋(7)、主梁连接件(8)、加强板(9)、端板(10)、次梁连接件(11)、U形轨道(12)、开口垫圈(13)；其特征在于：所述箱形结构由外翼缘(1)、内翼缘(2)和波纹腹板(3)拼装而成；所述内翼缘(2)为热轧槽钢，所述内翼缘(2)上设置有螺纹孔；所述波纹腹板(3)为梯形，其连接面为内平板(4)和外平板(5)均设有约束，且内平板(4)和外平板(5)的表面设置有孔，所述内翼缘(2)与内平板(4)通过螺栓固定连接，所述外翼缘(1)与外平板(5)通过螺栓固定连接；所述外翼缘(1)通过冷弯成形；所述箱形结构横向设置为承重梁，竖向设置为结构柱。2.根据权利要求1所述的一种用作结构柱的装配式箱形结构，其特征在于：所述箱形结构的一端设置有X形加强肋(7)，所述X形加强肋(7)交叉支撑在内翼缘(2)内部，所述箱形结构的另一端设置有端板(10)，一个结构柱的端板(10)与另一个结构柱的端板(10)通过螺栓固定连接，同时在两个结构柱相接处...

【专利技术属性】
技术研发人员：时靖，
申请(专利权)人：时靖，
类型：发明
国别省市：