带开槽套筒的钢结构装配式柱柱连接节点及安装方法技术

本发明专利技术公开了一种带开槽套筒的新型钢结构装配式柱柱连接节点及安装方法，包括上柱组件，下柱组件，槽板连接件及高强螺栓；上柱组件包括上柱和锥形内套筒；下柱组件包括下柱和开槽套筒；锥形内套筒和开槽套筒均需在相应位置开销轴预留孔；槽板连接件包括槽板及销轴，销轴末端预留螺纹孔。安装时上柱组件的锥形内套筒插入下柱组件的开槽套筒中，各自的销轴孔对齐，将槽板连接件的销轴插入销轴孔，完成拼接，安装高强螺栓，对其施加预紧力，完成节点安装。本发明专利技术为全螺栓连接的装配式结构，较普通螺栓连接可以提高节点刚度；上下柱截面可以为任意形式的截面，也可以实现不同截面尺寸的柱的连接，不会产生凸出的节点板，实用性高。实用性高。实用性高。

【技术实现步骤摘要】
带开槽套筒的钢结构装配式柱柱连接节点及安装方法


[0001]本专利技术涉及一种带开槽套筒的新型钢结构装配式柱柱连接节点及其安装方法，属于结构工程


技术介绍

[0002]装配式钢结构体系是按照统一、标准的建筑部规格制作的房屋单元或构件，在工厂经过预制生产后运至施工现场装配而产生的建筑，钢结构具有良好的机械加工性能，易拼装，装配后的建筑具有轻质高强、节能环保、施工速度快、工业化程度高的特点，发展装配式钢结构是我国绿色建筑和建筑工业化的迫切要求。柱柱连接节点是装配式钢结构体系中最重要的节点之一，为了保证结构的施工速度和结构的安全度，装配式柱柱连接常用便于操作的法兰板及高强螺栓的方式进行连接，但是这种连接方式会局部显著增大截面面积，不美观，而且由螺栓来抵抗拉力，对于截面接触产生的摩擦力没有加以利用，造成了一定程度上的耗能能力的浪费。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在提出一种带开槽套筒的钢结构装配式柱柱连接节点及安装方法，结构主要包括上柱组件，下柱组件，槽板连接件及高强螺栓；该结构能够实现上柱组件与下柱组件的紧密连接，从而提高节点的刚度，且利用了接触面之间的摩擦，协助受力，使安装时更加简易且能提高节点的承载能力，结构安装简便，能大幅提高现场的施工效率，降低施工难度，从而提高效率，缩减成本。本专利技术还介绍了上述组件结构的安装方法。
[0004]本专利技术提供了一种带开槽套筒的钢结构装配式柱柱连接节点，包括上柱组件，下柱组件，槽板连接件及高强螺栓；上柱组件包括上柱端、锥形内套筒，下柱组件包括下柱端、开槽套筒；连接时锥形内套筒插入开槽套筒的内部，在锥形内套筒和开槽套筒的四周分别对应开设销轴孔，二者套在一起后销轴孔的位置相对应；通过槽板连接件和高强螺栓将锥形内套筒、开槽套筒连接；槽板连接件包括槽板及销轴，共有四块槽板设置在开槽套筒的外侧，槽板内侧为弧形，外部为平面结构，其内部弧形槽的弧度与开槽套筒相匹配；相对应的两块槽板间设有两根销轴，销轴一端与槽板固定连接，另一端通过高强螺栓固定连接。
[0005]进一步地，销轴为圆柱体结构，四根销轴分别焊接在四块槽板内侧，对应地，每块槽板上一侧焊接一根销轴，平行的另一侧设有销轴限位孔，供对向槽板上焊接的销轴提供限位；销轴一端与槽板的内侧焊接为一体，销轴另一端设有内螺纹孔，销轴依次穿过开槽套筒、锥形内套筒后插入对向槽板的销轴限位孔，从槽板外侧向销轴端部连接高强螺栓紧固。
[0006]更进一步地，在销轴的末端设有内螺纹孔，用于与高强螺栓的紧固连接，并由此处的螺栓预紧力增加开槽套筒与锥形内套筒之间的压力，从而起到增加摩擦力抵抗扭矩的作用。。
[0007]更进一步地，在四块槽板上分别设有销轴限位孔，该孔为阶梯型结构，内大外小，销轴位于限位孔内侧，销轴端部通过内螺纹孔与槽板外部设置的高强螺栓连接紧固。
[0008]上述的锥形内套筒及开槽套筒连接面均为具有小锥度的锥面，二者的锥度相同，且接触面要做粗糙处理，锥形内套筒为空心结构，壁厚应该进行加厚处理，开槽套筒壁稍薄，锥形内套筒半径略小于相应位置下开槽套筒，二者都要预留销轴孔的位置，在锥形内套筒、开槽套筒上分别设有四组销轴孔，对应有四个销轴穿过，两个销轴平行设置在上方，另外两个与此垂直设置在下方；相对设置的两个销轴沿直径方向设置，一端与槽板连接，另一端插入对向槽板上的销轴限位孔，并通过高强螺栓紧固。
[0009]开槽套筒的每对销轴孔中间设有一个V型槽，V型槽为细长结构，高度略小于套筒，宽度贯穿整个套筒壁。V型槽设置的目的：为开槽套筒的变形预留空间，在螺栓预紧力作用下开槽套筒V型槽紧缩，增加与内套筒之间的压力。
[0010]上述槽板的外侧为平面，内侧为弧形槽结构，其弧形槽对应的弧度略小于1/4，其弧度与开槽套筒相匹配，圆弧内径大小等于开槽套筒的外径；槽板的外侧平面所围尺寸与柱端尺寸相同，槽板的高度略小于锥形内套筒或开槽套筒高度。
[0011]每块槽板上分别设有一个销轴限位孔，对向的两块槽板上的销轴孔位于同一水平线，分别有两根销轴从开槽套筒、锥形内套筒中穿过将其连接；在安装时，将销轴插入销轴预留孔，对侧的槽板同时安装，让两根焊接在槽板上的销轴可以插入对向槽板的销轴限位孔中，同样操作完成另一对的安装，拧上高强螺栓施加预紧力，完成安装。
[0012]上柱组件和下柱组件均可在工厂完成焊接加工；安装时上柱组件的锥形内套筒插入下柱组件的开槽套筒中，相应的销轴孔对齐，将槽板连接件的销轴插入销轴孔，完成拼接，最后安装高强螺栓，对其施加相应的预紧力，完成节点的安装。
[0013]本专利技术提供了上述带开槽套筒的钢结构装配式柱柱连接节点的安装方法，包括以下步骤：（1）上柱组件、下柱组件及槽板连接件在工厂完成组件的焊接及组装，上述的上柱组件和下柱组件的柱截面形式均任意选取；（2）将上柱吊装插入下柱开槽套筒中，注意预留销轴孔对齐；（3）将槽板连接件的销轴插入销轴孔位，销轴端部的内螺纹孔和对侧槽板连接件的销轴限位孔对齐，对侧的槽板同时安装，让二者的销轴可以插入对方的销轴孔中，同样操作完成另一对销轴的安装，拧上高强螺栓施加预紧力，完成安装。
[0014]本专利技术的有益效果如下：（1）本专利技术通过上柱组件与下柱组件的特殊接触形式实现利用轴向压力抵抗扭矩，实现柱与柱的自锁，抵抗安装时外力扰动，方便安装。
[0015]（2）本专利技术所有构件均可在工厂制作完成，采用现场拼接的方式装配，装配过程非常简单，可以有效的简化施工工艺，提高现场施工效率，节省施工时间。
[0016]（3）通过套筒壁开V型槽，且外侧施加压力的方式，消除由于组件安装时的缝隙，并增加接触面之间的压力，提高截面的摩擦力，提高节点的刚度并增加节点的承载能力。
[0017]（4）构件主要承力部位都做加厚处理，实际受力条件下，其抗压抗拉抗扭性能都满足设计需求，受力性能良好，节点安全可靠。
[0018]（5）该设计没有对截面的尺寸做太大的改变，基本不会改变柱体的外观，方便后续的装修等二次施工。
附图说明
[0019]图1为本专利技术一种带开槽套筒的新型钢结构装配式柱柱连接节点的立体示意图；图2为本专利技术一种带开槽套筒的新型钢结构装配式柱柱连接节点的爆炸示意图；图3为本专利技术一种带开槽套筒的新型钢结构装配式柱柱连接节点的上柱组件立体示意图；图4为本专利技术一种带开槽套筒的新型钢结构装配式柱柱连接节点的下柱组件立体示意图；图5为本专利技术一种带开槽套筒的新型钢结构装配式柱柱连接节点的槽板组件立体示意图；图6为本专利技术一种带开槽套筒的新型钢结构装配式柱柱连接节点的槽板组件拼装爆炸示意图；图7为本专利技术一种带开槽套筒的新型钢结构装配式柱柱连接节点的除去上柱组件立体示意图；图中1为上柱组件，2为下柱组件，3为槽板连接件，4为高强螺栓，5为上柱端，6为锥形内套筒，7为下柱端，8为开槽套筒，9为销轴孔，10为槽板，11为销轴，12为内螺纹孔，13为销轴限位孔。
具体实施方式
[0020]下面通过实施例来进一步说明本专利技术，但不局限于以下实施例。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带开槽套筒的钢结构装配式柱柱连接节点，其特征在于：包括上柱组件，下柱组件，槽板连接件及高强螺栓；上柱组件包括上柱端、锥形内套筒，下柱组件包括下柱端、开槽套筒；连接时锥形内套筒插入开槽套筒的内部，在锥形内套筒和开槽套筒的四周分别对应开设销轴孔，二者套在一起后销轴孔的位置相对应；通过槽板连接件和高强螺栓将锥形内套筒、开槽套筒连接；槽板连接件包括槽板及销轴，共有四块槽板设置在开槽套筒的外侧，槽板外部为平面结构，内侧为弧形槽，其内部弧形槽的弧度与开槽套筒相匹配；对应设置的两块槽板间设有两根销轴，销轴一端与槽板固定连接，另一端通过高强螺栓固定连接。2.根据权利要求1所述的带开槽套筒的钢结构装配式柱柱连接节点，其特征在于：销轴为圆柱体结构，四根销轴分别焊接在四块槽板内侧，每块槽板上焊接一根销轴，销轴一端与槽板的内侧焊接为一体，销轴另一端设有内螺纹孔，销轴依次穿过开槽套筒、锥形内套筒后插入对向槽板的销轴限位孔，从槽板外侧向销轴端部连接高强螺栓紧固。3.根据权利要求2所述的带开槽套筒的钢结构装配式柱柱连接节点，其特征在于：在四块槽板上分别设有销轴限位孔，该孔为阶梯型结构，内大外小，销轴位于限位孔内侧，销轴端部通过内螺纹孔与槽板外部设置的高强螺栓连接紧固。4.根据权利要求1所述的带开槽套筒的钢结构装配式柱柱连接节点，其特征在于：锥形内套筒及开槽套筒连接面均为具有小锥度的锥面，二者的锥度相...

【专利技术属性】
技术研发人员：李赟，安毅，程欣，刘建飞，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：