【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及装配式钢结构建筑，具体涉及一种可拆卸的模块化钢结构竖向连接节点及安装方法。
技术介绍
1、模块化钢结构是以单个房间即模块单元为预制对象的装配式建筑，主要应用于建设方仓医院、宿舍、酒店等。模块单元在工厂预制的内容包括模块单元的钢框架、内部的装修和水电设备等，预制完成的模块单元运输至施工现场后，通过预留的模块间连接节点组装成完整的建筑。作为预制化程度最高的装配式建筑，模块单元的预制比例可高达95％，而剩余的5％工作量为现场基础施工与模块安装的连接工作。模块化钢结构具有工厂预制化程度高、适应工业化建筑发展需求、施工速度快、节约劳动力、改建和拆迁容易、材料回收和再生利用率高等优点，符合我国构建资源节约型和环境友好型社会的发展战略。模块化钢结构凭借其优点，正被应用于疫情防控和灾后救援等重大突发事件中。作为预制比例最高的装配式建筑，模块化钢结构已经成为装配式钢结构建筑的重要发展方向之一。
2、模块间连接节点不仅直接影响结构的整体性能，而且是模块单元可靠连接和有效传力的基础。模块单元间节点连接形式主要有垫件式连接、焊缝连接、螺栓连接和自锁式连接等，其中前三种连接方式普遍存在连接节点与模块单元不兼容的问题，即在安装内部模块单元时，缺少连接节点的施工空间。自锁式连接节点虽然能实现三维模块单元的安装，解决了内部模块单元安装时的施工要求，但是已有的自锁式节点普遍构造复杂，施工精度要求高。此外，目前提出的各种模块间连接节点均存在无法拆卸或者难以拆卸的问题，导致模块单元无法二次使用，造成资源浪费，难以发挥模块化钢结构的优势。p>
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种可拆卸的模块化钢结构竖向连接节点及安装方法，该连接节点受力合理，传力可靠，便于安装及拆卸，可使模块单元重复使用。
2、本专利技术的技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种可拆卸的模块化钢结构竖向连接节点，包括传力板ii、高强螺栓、钢拉杆和连接件，所述传力板ii中心开设圆孔，四角开设螺栓孔，所述高强螺栓自下而上穿过所述传力板ii四角开设的螺栓孔并与螺栓孔固定连接，所述高强螺栓垂直于传力板ii；所述传力板ii和所述高强螺栓组成一个固定体，分别固定安装于上模块柱与下模块柱的内部；所述钢拉杆底部固定有螺母，上部设有螺纹；所述连接件和所述钢拉杆用于连接所述上模块柱和所述下模块柱内的所述固定体，从而将所述上模块柱与所述下模块柱进行可拆卸连接。
3、作为本专利技术的进一步技术方案，连接节点还包括端板，所述端板固定于所述上模块柱和下模块柱底部，其中心开设圆孔。
4、作为本专利技术的进一步技术方案，所述连接件包括抗剪键、上盖板、竖板和传力板i，所述上盖板与所述传力板i之间通过多个所述竖板固定连接；在所述上盖板和所述传力板i中心开设圆孔；在所述传力板i的四角开设螺栓孔，在所述上盖板的四角开设圆孔；所述抗剪键固定于所述上盖板上表面的中心圆孔处；所述钢拉杆可穿过所述传力板i、上盖板、抗剪键、端板和传力板ii的中心圆孔。
5、作为本专利技术的进一步技术方案，所述上盖板的四角圆孔孔径大于所述传力板i的四角螺栓孔孔径，便于安装；所述传力板i的四角螺栓孔直径与所述传力板ii四角开设的螺栓孔直径相同。
6、作为本专利技术的进一步技术方案，所述上模块柱与所述下模块柱为横截面尺寸相同的方钢管；所述端板尺寸与所述上模块柱底部外形尺寸相同，所述上盖板尺寸与所述下模块柱顶部外形尺寸相同；所述传力板i和所述传力板ii尺寸与所述下模块柱内腔尺寸相同；所述传力板i、上盖板、抗剪键、端板和传力板ii的中心圆孔直径相同；所述抗剪键为圆钢管，其内径尺寸与端板中心圆孔直径尺寸相同。
7、第二方面，本专利技术还提供了一种可拆卸的模块化钢结构竖向连接节点的安装方法，基于上述所述的可拆卸的模块化钢结构竖向连接节点，包括如下步骤：
8、步骤s1：在工厂预制模块单元时，将由传力板ii和高强螺栓组成的固定体放置于下模块柱的内腔，传力板ii靠近下模块柱的上端，使传力板ii到下模块柱的上口距离小于竖板与高强度螺栓高度之和，然后将传力板ii与下模块柱的内壁焊接固定；端板与下模块柱下端的端面贴合并焊接固定；
9、步骤s2：将另一个由传力板ii和高强螺栓组成的固定体放置于上模块柱的内腔，传力板ii靠近上模块柱的上端，使传力板ii到上模块柱的上口的距离小于竖板与高强度螺栓高度之和，然后将传力板ii与上模块柱的内壁焊接固定；端板与上模块柱下端的端面贴合并焊接固定；
10、步骤s3：在施工现场，将抗剪键和钢拉杆预埋在基础中，钢拉杆从抗剪键的中心穿出；安装第一层模块单元时，该层模块柱即为上模块柱，将上模块柱下放，使抗剪键穿过上模块柱底部端板的中心圆孔，钢拉杆上端穿过传力板ii的中心圆孔，通过螺母进行紧固，将第一层模块单元和基础进行竖向紧固连接；
11、步骤s4：安装第二层模块单元时，第二层模块单元所用的模块柱为上模块柱，第一层模块柱作为下模块柱；将钢拉杆从底部依次穿过传力板i、上盖板和抗剪键构成的连接件，将由钢拉杆和连接件组成的整体提起，然后放到下模块柱上端面的上方，当传力板i四角的四个螺栓孔对准固定在下模块柱内部传力板ii的四个高强螺栓后，将其下放，传力板i进入下模块柱的内腔里，使四个高强螺栓穿过传力板i四角的四个螺栓孔，上盖板平放在下模块柱的上端面，将螺母从上盖板四角的圆孔处放入，并与四个高强螺栓螺纹连接，从而完成连接件与下模块柱的连接；
12、步骤s5：将上模块柱下放，使抗剪键穿过上模块柱底部端板的中心圆孔，钢拉杆上端依次穿过上模块柱的端板和传力板ii的中心圆孔，使用六角套筒对螺母进行紧固，从而完成上模块柱和下模块柱竖向紧固连接；
13、步骤s6：重复步骤s4和s5，完成整个多层模块化钢结构的安装。
14、本专利技术的有益效果是：
15、(1)本专利技术的连接节点，设置由传力板ii和高强螺栓组成的固定体，将固定体设置于上模块柱和下模块柱内并靠近模块柱的上端口，且固定体与连接件均在工厂预制连接完成，现场仅采用螺栓和钢拉杆即可将连接件与上下两个固定体竖向连接起来，因此安装与拆卸都非常方便；
16、(2)端板中心圆孔、传力板ii中心圆孔及连接件上各部件的中心圆孔直径均大于钢拉杆直径，在现场安装时，可允许有部分对中误差，降低了安装精度要求，提高了模块化钢结构的现场施工效率；
17、(3)连接件上设置抗剪键，层间剪力通过上模块柱下端的端板传递至下模块柱上端的抗剪键，节点受力合理，传力路径明确，可以有效防止上模块柱与下模块柱的水平错动；
18、(4)本专利技术的连接节点具有可拆卸的功能，模块单元拆除后可重复使用，有效延长建筑的使用寿命，符合我国构建资源节约型和环境友好型社会的发展战略。
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1.一种可拆卸的模块化钢结构竖向连接节点，其特征在于，包括传力板II(11)、高强螺栓(12)、钢拉杆(7)和连接件，所述传力板II(11)中心开设圆孔，四角开设螺栓孔，所述高强螺栓(12)自下而上穿过所述传力板II(11)四角开设的螺栓孔并与螺栓孔固定连接，所述高强螺栓(12)垂直于传力板II(11)；所述传力板II(11)和所述高强螺栓(12)组成一个固定体，分别固定安装于上模块柱(1)与下模块柱(2)的内部；所述钢拉杆(7)底部固定有螺母，上部设有螺纹；所述连接件和所述钢拉杆(7)用于连接所述上模块柱(1)和所述下模块柱(2)内的所述固定体，从而将所述上模块柱(1)与所述下模块柱(2)进行可拆卸连接。
2.根据权利要求1所述的可拆卸的模块化钢结构竖向连接节点，其特征在于，还包括端板(5)，所述端板(5)固定于所述上模块柱(1)和下模块柱(2)底部，其中心开设圆孔。
3.根据权利要求1所述的可拆卸的模块化钢结构竖向连接节点，其特征在于，所述连接件包括抗剪键(6)、上盖板(8)、竖板(9)和传力板I(10)，所述上盖板(8)与所述传力板I(10)之间通过
4.根据权利要求3所述的可拆卸的模块化钢结构竖向连接节点，其特征在于，所述上盖板(8)的四角圆孔孔径大于所述传力板I(10)的四角螺栓孔孔径，便于安装；所述传力板I(10)的四角螺栓孔直径与所述传力板II(11)四角开设的螺栓孔直径相同。
5.根据权利要求3所述的可拆卸的模块化钢结构竖向连接节点，其特征在于，所述上模块柱(1)与所述下模块柱(2)为横截面尺寸相同的方钢管；所述端板(5)尺寸与所述上模块柱(1)底部外形尺寸相同，所述上盖板(8)尺寸与所述下模块柱(2)顶部外形尺寸相同；所述传力板I(10)和所述传力板II(11)尺寸与所述下模块柱(2)内腔尺寸相同；所述传力板I(10)、上盖板(8)、抗剪键(6)、端板(5)和传力板II(11)的中心圆孔直径相同；所述抗剪键(6)为圆钢管，其内径尺寸与端板(5)中心圆孔直径尺寸相同。
6.一种可拆卸的模块化钢结构竖向连接节点的安装方法，基于权利要求1-5中任一项所述的可拆卸的模块化钢结构竖向连接节点，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种可拆卸的模块化钢结构竖向连接节点，其特征在于，包括传力板ii(11)、高强螺栓(12)、钢拉杆(7)和连接件，所述传力板ii(11)中心开设圆孔，四角开设螺栓孔，所述高强螺栓(12)自下而上穿过所述传力板ii(11)四角开设的螺栓孔并与螺栓孔固定连接，所述高强螺栓(12)垂直于传力板ii(11)；所述传力板ii(11)和所述高强螺栓(12)组成一个固定体，分别固定安装于上模块柱(1)与下模块柱(2)的内部；所述钢拉杆(7)底部固定有螺母，上部设有螺纹；所述连接件和所述钢拉杆(7)用于连接所述上模块柱(1)和所述下模块柱(2)内的所述固定体，从而将所述上模块柱(1)与所述下模块柱(2)进行可拆卸连接。
2.根据权利要求1所述的可拆卸的模块化钢结构竖向连接节点，其特征在于，还包括端板(5)，所述端板(5)固定于所述上模块柱(1)和下模块柱(2)底部，其中心开设圆孔。
3.根据权利要求1所述的可拆卸的模块化钢结构竖向连接节点，其特征在于，所述连接件包括抗剪键(6)、上盖板(8)、竖板(9)和传力板i(10)，所述上盖板(8)与所述传力板i(10)之间通过多个所述竖板(9)固定连接；在所述上盖板(8)和所述传力板i(10)中心开设圆孔；在所述传力板i(10)的四角开设螺栓孔，在所述上...
【专利技术属性】
技术研发人员：王清霖，苏明周，叶继红，姜健，陈伟，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：
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