单向锁紧连接的螺栓紧固组件及相应节点、钢管柱及结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种单向锁紧连接的螺栓紧固组件及相应节点、钢管柱及结构，其中，螺栓紧固组件包括螺母、一体成型的螺母套及与所述螺母配套使用的螺栓；所述螺母套包括一体式相互连接的螺母套盖帽部、螺母限位部及安装连接部；所述螺母限位部呈筒状结构，所述螺母套盖帽部封于所述螺母限位部的一端，所述安装连接部设于所述螺母限位部的另一端；所述螺母穿过所述安装连接部嵌套于所述螺母限位部内侧。采用该结构的单向锁紧连接的螺栓紧固组件及相应节点、钢管柱及结构可实现单向紧固连接、便于操作、且保障安装的牢固度，适应性好。适应性好。适应性好。

Bolt fastening components of one-way locking connection and corresponding nodes, steel pipe columns and structures

【技术实现步骤摘要】
单向锁紧连接的螺栓紧固组件及相应节点、钢管柱及结构


[0001]本技术涉及建筑领域，尤其涉及建筑钢结构
，具体是指一种单向锁紧连接的螺栓紧固组件及相应节点、钢管柱及结构。

技术介绍

[0002]装配式钢结构建筑因其具有抗震性能优越、生产周期短、建筑空间布置灵活、较高的施工效率、综合经济效益好、舒适度高等诸多优点，在国内的研究和应用也日益增多。装配式钢结构因其良好的结构力学性能以及显著的经济效益等优点，一直是国内外建筑领域中的研究热点。
[0003]钢结构建筑通常通过梁柱节点连接来实现装配化，传统钢框架中梁柱的刚性连接节点采用全焊接、栓焊混合连接、全栓接的形式进行连接，具体连接结构可参阅图1a至图1c所示，其中，图1a是现有技术中全焊接形式的连接结构示意图，图1b是现有技术中栓焊混合连接形式的连接结构示意图，图1c是现有技术中全栓接形式的连接结构示意图。这三种连接形式也属于广义的装配式连接节点形式。前两种连接形式由于受到环境和工人施工水平等因素的影响，焊接质量难以稳定控制，给节点连接受力性能埋下安全隐患。全栓接梁柱连接节点费工费料，工程中鲜有采用，且这些连接装配化程度不高，无法满足真正意义上的装配建筑的要求。
[0004]采用图1a中的全焊接形式对刚性连接节点进行连接时，存在下述缺点：
[0005]1、施工速度慢，比螺栓连接慢很多，且全焊接形式受到天气影响较大；
[0006]2、焊工尤其是焊接技工紧缺，人口红利消失，施工条件差，年轻人不愿当焊工，焊工工资越来越高，造成焊接成本越来越高；
[0007]3、破坏涂层和保护层，焊接之前需对焊接区域进行打磨并严格清理，由于焊接应力作用和焊接缺陷存在，焊缝往往是锈蚀的起点；
[0008]4、焊接安全程度低，螺栓连接抗震性能远优于焊接连接，焊接动火本身存在安全隐患；
[0009]5、焊接质量不容易控制：焊接施工往往是单人作业，质量取决于焊工水平和责任心，施工条件差容易导致焊接缺陷存在，焊接质量堪忧。
[0010]而螺栓连接相比焊接质量更好，速度更快。
[0011]现有技术中的螺栓组件通常由螺栓杆和螺母垫片组成，建筑工程中，螺栓穿过两块钢板中间孔，通过螺栓头和螺母及垫片紧固方法，将两块钢板紧固在一起。建筑构件采用高强螺栓紧固方式连接越来越多，当装配式钢结构建筑柱与梁采用端板连接时通常采用高强螺栓连接方式，通常情况下需要施工人员在螺栓孔一侧插入螺栓，在另一侧用工具将螺母紧固，这种操作适用于H型钢柱与端板连接等开口型构件。
[0012]H形钢柱，采用高强度螺栓实现梁柱连接节点，由于是在外部操作因此比较简单，但是对封闭截面构件、或者不方便在另外一侧进行作业时，无法使用这种螺栓螺母紧固方法，闭口截面构件难以实现全螺栓连接，螺栓的使用受到很大限制。
[0013]在钢管结构构件中，存在有手无法越过的遮挡部位，要进入到钢管柱内部拧紧螺栓非常困难几乎无法实现。一般解决办法是在工厂事先开好直径较大的安装孔，在工厂完成钢管柱短牛腿螺栓连接后再将安装孔补焊好；或者是到施工现场完成钢梁短牛腿拼接，将钢管柱钢梁螺栓连接后，再将安装孔补焊好；或者是将钢管柱直接截断后，再进行相关连接操作。前者会增加构件加工工作量和运输成本，增加了现场焊接量，后者会增加了施工难度和工作量，降低了工作效率。
[0014]在钢管结构及钢管混凝土结构中，在钢管柱及钢管混凝土柱中放置内置节点时，由于钢管柱为封闭闭合截面构件，不能两边进行操作，只能采用一面操作方式，无法采用这种常用的紧固螺栓螺母连接法进行紧固安装。只能单侧连接安装，即只能在外侧进行单侧连接和安装。
[0015]为解决上述问题，现有技术中通过一种单向锁紧螺栓(又名单边螺栓One
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Side Bolt)来进行安装，其通过对螺栓结构进行调整以实现单侧安装、单侧拧紧功能。其能在不破坏钢管其他部位的前提下，完成螺栓连接，既能规避普通螺栓所产生的问题，实现无焊接紧固连接操作。
[0016]然而现有技术中的单向锁紧螺栓存在如下问题：
[0017]当前国内外存在一些单向锁紧螺栓，但是其难于在安装阶段对螺栓施加较大的预拉力以形成摩擦型螺栓连接接头。其承载的综合力学性能不理想，在建筑结构抗震设计和应用中受到限制。且国外的单边螺栓价格远超同尺寸高强螺栓产品。此外，抗震规范要求高强螺栓连接不得滑移，而国外单边螺栓无法较好施加预紧力，即使施加上也不能保证预紧力不发生松弛，无法满足国内规范要求。以英国的Hollo
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bolt螺栓为例，其结构可参阅图2a所示，其安装后，在安装体的后柱内部呈图2b所示状态，当将螺栓拔出后，呈图2c所示状态，对Hollo
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bolt螺栓的测试数据如图2d所示。由图2a至2d我们可以看出，该Hollo
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bolt螺栓安装后其本体结构会产生严重变形，而当安装体受到较大外力时，由于该Hollo
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bolt螺栓强度不够，会使得安装体(如柱壁)产生严重塑性变形，螺栓所处位置会呈图2c所示状态，螺栓被拔出破坏。由图2d所示，该Hollo
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bolt螺栓存在滞回曲线捏缩严重的问题，伴有螺栓拔出。套筒清晰可见后期螺栓松弛，导致预紧力不足，因此无法用于高强螺栓摩擦型连接，无法用于我国抗震区钢结构。
[0018]而国内现有的螺栓在达到这一要求时需要事先开直径较大的安装孔，装配完成后再封闭手孔，造成对构件对截面的削弱，同时降低工作效率。另外一种方法是缩小螺栓头、扩大螺栓孔。目前国内已经公开的专利或产品，基本上都是将螺栓头缩小，或者对螺栓杆削弱过多，或者是将螺纹孔扩孔加大孔径方法，使得螺栓头受力点减少。不具备优势。
[0019]如申请号为CN201810684459.6的一公开文件中涉及一种设有倒角的变形收缩自回复分体式单边螺栓紧固件，其包括圆头螺栓以及沿圆头螺栓轴向依次套设在圆头螺栓上的螺母、垫圈、分体式垫片，分体式垫片包括多个沿周向依次首尾相连的垫片单体以及套设在垫片单体外部的橡皮圈，垫片单体的两端均设有倒角，其利用分体式垫片受力可变形收缩、撤去力后可自动回复原状的特性，使其能够在变形后通过相对狭小的连接件安装孔，并在到达连接件另一侧后受橡皮圈弹力作用而自动回复原状，在保证力学性能的前提下使紧固件的分体式垫片能够正常回复，从而实现在连接件单侧完成紧固件的快速精确安装工作，该紧固件的结构可参阅图3所示。该紧固件安装工具虽然能够简化安装的过程和方式，
但是其结构组装复杂，并且需要将螺栓孔扩大，以便将分体式垫片放入到板背面。同时将垫片分为四个部分，破坏了垫片整体性影响受力性能。如果在垫片变形和自回复的过程中，假如出现由于四个分体式垫片的受力不均匀或者橡皮圈的弹力不均匀导致垫片无法正常回复情况，将会影响正常使用。
[0020]故现急需研发出满足国内规范的可以实现无滑移的摩擦型单边螺栓产品。

技术实现思路

[0021]有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单向锁紧连接的螺栓紧固组件，其特征在于，包括螺母、一体成型的螺母套及与所述螺母配套使用的螺栓；所述螺母套包括一体式相互连接的螺母套盖帽部、螺母限位部及安装连接部；所述螺母限位部呈筒状结构，所述螺母套盖帽部封于所述螺母限位部的一端，所述安装连接部设于所述螺母限位部的另一端；所述螺母穿过所述安装连接部嵌套于所述螺母限位部内侧；所述螺母限位部的内侧壁的形状与所述螺母的形状相匹配，以使得所述螺母限位部对所述螺母进行周向限位；且所述螺母限位部的轴向长度长于所述螺母的轴向长度，以使得所述螺母可在所述螺母限位部内侧沿所述螺母限位部的轴向移动。2.根据权利要求1所述的单向锁紧连接的螺栓紧固组件，其特征在于，所述安装连接部呈沿所述螺母限位部的端部的边缘向外翻边的结构。3.根据权利要求1所述的单向锁紧连接的螺栓紧固组件，其特征在于，所述螺栓与所述螺母配合使用时，所述螺栓穿过所述螺母后伸出2至3个螺栓丝扣的外露长度。4.根据权利要求1所述的单向锁紧连接的螺栓紧固组件，其特征在于，所述螺栓紧固组件还包括与所述螺母配套使用的垫片，所述垫片置于所述螺母限位部中靠近所述安装连接部的一侧。5.根据权利要求1至4中任一项所述的单向锁紧连接的螺栓紧固组件，其特征在于，所述螺母套为由薄钢板一体冲压制成的单侧开口的帽体结构。6.一种榫卯内置节点，其特征在于，包含复数个带有复数个第一插槽的横向加劲板、复数个带有复数个第二插槽的纵向加劲板和复数个榫卯内置节点端板；所述横向加劲板与所述纵向加劲板相互垂直，且所述横向加劲板与所述纵向加劲板通过所述第一插槽与所述第二插槽彼此插入并焊接固定；所述纵...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈生明，曲金光，张钢英，陈建平，袁富贵，
申请(专利权)人：上海阿格坦姆建筑科技有限公司，
类型：新型
国别省市：