内套筒开槽闭口截面柱全螺栓拼接节点制造技术

本发明专利技术属于建筑钢结构节点连接技术领域，具体涉及闭口截面构件拼接节点，由上下两段待连接钢管、开槽内套筒、螺栓和内衬板组成。节点以开槽内套筒作为拼接构件，以螺栓作为紧固件，可使用内衬板增加螺栓摩擦型连接的摩擦力。避免了一般连接节点需要现场施焊的问题，解决了一般连接节点有端板、耳板、螺栓凸出于被连接构件外周尺寸之外，影响邻近构件设计施工的问题，同时具有良好的抗震耗能性能。这种节点形式操作简便、施工速度快、安装精度高、节省劳力，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于建筑钢结构节点连接
，具体涉及钢管构件连接节点。
技术介绍
钢结构建筑具有强度高、自重轻、施工速度快、抗震性能好及工业化程度高等特点。钢结构构件通过连接节点组成结构体系，节点形式的选择对于结构整体性、可靠度、建设周期以及附属构件设计施工有着直接的影响。钢结构节点主要实现梁、柱、支撑等构件的拼接及连接。已有的钢结构节点形式多样，根据节点传力特性可分为刚接节点、铰接节点和半刚性节点。连接方式有焊缝连接、螺栓连接、铆钉连接等，铆钉连接现在已很少使用。现有钢结构节点存在一些缺点，例如: 1、焊缝连接施工工艺高、高空作业难度大以及产生电火花等问题不利于钢结构建筑的现场施工。2、现有钢结构 闭口截面柱的螺栓拼接节点形式较少。闭口截面柱的拼接大多采用焊接，焊缝连接耗时多不利于实现钢结构建筑的快速安装。3、一般的钢结构节点由于存在盖板、耳板、法兰板等构造，需凸出被连接构件，对相邻构件设计施工产生不利影响。如:为了实现上下两根等截面钢管柱的拼接，如有盖板、耳板、螺栓等凸出于柱的四周尺寸，墙体的布置会受到影响，或者需加厚墙体以掩盖柱及柱柱节点构造，或者让柱及柱柱节点凸出于墙体外，影响美观及空间利用。
技术实现思路
本专利技术目的在于克服现有技术的不足，本专利技术运用于闭口截面构件的拼接接，具体提供了一种易于施工、现场全螺栓无焊接、节点构造较少(仅螺母)凸出于被连接构件、较接近刚性节点的连接形式。克服了一般连接节点需要现场施焊延长施工时间、不利于现场施工等问题，同时也解决了一般连接节点由于耳板、盖板、法兰板等构造凸出被连接构件影响相邻附属构件设计施工等问题。本专利技术给出的技术方案为: 一种拼接节点，其特征在于，被连接构件为闭口截面，以开槽内套筒作为拼接构件，以螺栓作为紧固件，拼接节点结构包括上钢管柱和下钢管柱为上下两段被连接的闭口截面柱，其内部还依次包括内套筒、内衬板，轴向所述内套筒跨于上钢管柱和下钢管柱之间交接处，径向外部的上钢管柱和下钢管柱与其内部的内套筒、内衬板都通过螺栓紧固连接； 所述上钢管柱和下钢管柱都预开螺栓孔； 所述内套筒分为上下段，其外形分别与上段钢管柱和下段钢管柱的外形相匹配；所述内套筒下段开有螺栓孔，该螺栓孔的位置、直径与下钢管柱上的螺栓孔对应，用螺栓穿过内套筒和下钢管柱上的螺栓孔实现连接；安装时螺栓的螺帽位于内套筒内部，螺栓的螺母位于下钢管柱外侧；所述内套筒上段开有槽口，槽口的位置、宽度分别与上钢管柱上的螺栓孔的位置、直径对应； 所述内衬板位于内套筒开槽段，与内套筒的内壁接触，内衬板表面做摩擦面处理，以提供更大摩擦承载力；内衬板上开有螺栓孔，位置也与上钢管柱上的螺栓孔对应，用螺栓穿过内衬板和上钢管柱上的螺栓孔实现连接，同时该螺栓由内套筒的槽口滑入内套筒，螺栓的螺帽在内套筒内部。本专利技术相对与现有技术具有以下优点: 1、本专利技术通过开有槽段的内套筒和螺栓实现闭口截面钢柱的拼接，节点刚度较大，操作简便，施工速度快。节点区无焊缝，可避免焊接施工耗时长、操作复杂、质量难保证、存在火灾安全隐患等缺点。2、本专利技术采用内套筒作为拼接板，螺栓由套筒内部穿出，在钢管柱壁外部拧紧，因此施工完成之后仅有 螺母、螺帽凸出被连接构件外周，与传统的耳板、法兰连接相比大大减少了凸出尺寸，方便相邻构件的设计安装。3、本专利技术在内套筒中开槽段内侧加入内衬板，可增大节点的摩擦承载力，为节点提供较大的初始刚度。附图说明图1为拼接节点总图。图2为拼接节点剖视图。图3为拼接节点自上钢管断面向下的俯视图。图4为拼接节点自下钢管断面向上的仰视图。图5为上、下钢管柱详图(侧面正视图)。图6为内套筒详图(侧面正视图)。图中标号:1上段钢管柱，2内衬板，3上柱紧固螺栓，4下柱紧固螺栓，5内套筒，6下段钢管柱，7上、下柱上的螺栓孔，8内套筒上的槽段，9内套筒上的螺栓孔。具体实施例方式以下结合附图对本专利技术技术方案作进一步说明。本专利技术为闭口截面钢管柱提供了一种无焊缝全螺栓，节点较少突出被连接构件的拼接方案。本专利技术节点由上下两段被连接的闭口截面柱、内套筒、内衬板和螺栓组成。如图1-图6所示，其中:1为上段钢管柱，2为内衬板，3为上柱紧固螺栓，4为下柱紧固螺栓，5为内套筒，6为下段钢管柱，7为上、下柱上的螺栓孔,8为内套筒上的槽段,9为内套筒上的螺栓孔。内套筒5作为拼接构件连接下段钢管柱I和上段钢管柱6。内套筒5通过下柱紧固螺栓4实现与下段钢管柱6之间的紧固，同时采用上柱紧固螺栓3实现与上段钢管柱I之间的紧固。内衬板2也通过所述的上柱紧固螺栓4紧固在所述内套筒5开槽段上，且位于内套筒5内部。两个被连接对象，即上钢管柱1、下钢管柱6，都为闭口截面，可以是圆管、方管、矩形管等多种截面形式。上钢管柱I预开螺栓孔7，内套筒5以及内衬板2都开有槽结构，由此采用紧固螺栓3依次将上钢管柱1、内套筒5、内衬板2紧固为一体。内衬板2位于内套筒5开槽所在的区域段，置于内套筒内且与内套筒5的内壁接触,一般情况下要求覆盖内套筒5上的每条槽段8。内衬板2表面可做摩擦面处理，以增大与内套筒内壁的摩擦。内衬板2上开有螺栓孔，位置与上钢管柱I上的螺栓孔7对应。上柱紧固螺栓3可以是高强螺栓或者普通螺栓等，安装时螺帽位于内套筒5内部，螺母位于上钢管柱I外侧，便于用扳手旋拧螺栓。下柱紧固螺栓4可以是高强螺栓或者普通螺栓等，安装时螺帽位于内套筒5内部，螺母位于下钢管柱6外侧，方便拧螺栓时也可反过来。内套筒5的外形与上段钢管柱I和下段钢管柱6匹配。内套筒5外周尺寸略小于上段钢管柱I和下段钢管柱6，以便能套入其内部。内套筒5与上钢管柱I连接的上段开有槽口 8，位置、直径与上钢管柱上的螺栓孔7对应；内套筒5下段开有螺栓孔9，位置、直径与下钢管柱上的螺栓孔7对应。下钢管柱6截面尺寸与形状可以与上钢管柱I相同，也可不同，当两者不同时所选内套筒5尺寸和形状要做相应调整。下钢管柱6上开有螺栓孔7，以便用螺栓4与内套筒5紧固。上下钢管柱的螺栓孔7的位置和尺寸要，分别要与内套筒上部的槽段8、内套筒5下部的螺栓孔9 一一对应。槽段8可用线切割、铣床、激光切割加工。在施工安装时 ，先将内套筒与下方钢管螺栓孔对齐，用螺栓穿过内套筒和方钢管上的螺栓孔，实现连接。然后将上段方钢管与内衬板对号螺栓孔位，用螺栓穿好，螺栓螺帽在内套筒内部，螺杆由内至外依次穿过内衬板和上钢管柱。在方钢管柱外侧将螺母稍稍拧在螺杆上，固定就位。将带内衬板的上钢管柱套入内套筒外，螺杆由内套筒上的槽口滑入至设计位置，在上钢管柱外侧拧紧螺母。在设计时需要确定内套筒尺寸和厚度、方钢管与内套筒开洞位置和尺寸、螺栓尺寸和数量，设计方法与一般钢结构节点设计方法一致。首先可根据构件受力要求确定拼接所需要的螺栓数量和直径，根据钢结构规范中关于螺栓布置构造要求并考虑避免相邻垂直螺栓位置冲突等确定螺栓布置位置。如使用高强螺栓的摩擦型连接，要根据承载能力要求确定螺栓规格和内衬板表面摩擦处理方式。选好螺栓直径之后，方钢管与内套筒相应位置上开动尺寸应该比螺杆直径略大l_2mm。内套筒壁厚根据节点受力性能要求可调整，内套筒长度根据螺栓布置构造要求确定。内套筒上的槽段的宽度比螺杆直径大I 2mm，长度根据螺杆安装好之后的位置确定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种拼接节点，其特征在于，被连接构件为闭口截面，以开槽内套筒作为拼接构件，以螺栓作为紧固件，拼接节点结构包括上钢管柱和下钢管柱为上下两段被连接的闭口截面柱，其内部还依次包括内套筒、内衬板，轴向所述内套筒跨于上钢管柱和下钢管柱之间交接处，径向外部的上钢管柱和下钢管柱与其内部的内套筒、内衬板都通过螺栓紧固连接；所述上钢管柱和下钢管柱都预开螺栓孔；所述内套筒分为上下段，其外形分别与上段钢管柱和下段钢管柱的外形相匹配；所述内套筒下段开有螺栓孔，该螺栓孔的位置、直径与下钢管柱上的螺栓孔对应，用螺栓穿过内套筒和下钢管柱上的螺栓孔实现连接；安装时螺栓的螺帽位于内套筒内部，螺栓的螺母位于下钢管柱外侧；所述内套筒上段开有槽口，槽口的位置、宽度分别与上钢管柱上的螺栓孔的位置、直径对应；所述内衬板位于内套筒开槽段，与内套筒的内壁接触，内衬板表面做摩擦面处理，以提供更大摩擦承载力；内衬板上开有螺栓孔，位置也与上钢管柱上的螺栓孔对应，用螺栓穿过内衬板和上钢管柱上的螺栓孔实现连接，同时该螺栓由内套筒的槽口滑入内套筒，螺栓的螺帽在内套筒内部。

【技术特征摘要】
1.一种拼接节点，其特征在于，被连接构件为闭口截面，以开槽内套筒作为拼接构件，以螺栓作为紧固件，拼接节点结构包括上钢管柱和下钢管柱为上下两段被连接的闭口截面柱，其内部还依次包括内套筒、内衬板，轴向所述内套筒跨于上钢管柱和下钢管柱之间交接处，径向外部的上钢管柱和下钢管柱与其内部的内套筒、内衬板都通过螺栓紧固连接； 所述上钢管柱和下钢管柱都预开螺栓孔； 所述内套筒分为上下段，其外形分别与上段钢管柱和下段钢管柱的外形相匹配；所述内套筒下段开有螺栓孔，该螺栓孔的位置、直径与...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘康，李国强，陆烨，刘玉姝，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：