卡槽裝配式鋼管柱和鋼梁連接節(jié)點及其施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及了一種鋼節(jié)點與工法，尤其是涉及了一種卡槽裝配式鋼管柱和鋼梁連接節(jié)點及其施工方法，該節(jié)點可廣泛應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)廠房、住宅、公寓等建筑中。
【背景技術(shù)】
[0002]黨的十八大報告提出大力推進生態(tài)文明建設(shè)；2013年1月，國務(wù)院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)了發(fā)展改革委、住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部的《綠色建筑行動方案》；國務(wù)院
[2013]41號文件要求化解產(chǎn)能嚴重過剩，要求在建筑領(lǐng)域推進鋼材的利用，建筑工業(yè)化尤其是鋼結(jié)構(gòu)建筑的工業(yè)化勢在必行。鋼結(jié)構(gòu)建筑體系是工業(yè)化綠色建筑產(chǎn)品，契合國家當前良好的政策形勢，鋼結(jié)構(gòu)建筑體系的大量推廣有利于國家的長期可持續(xù)發(fā)展。梁與柱的節(jié)點連接是多高層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中重要而又復(fù)雜的環(huán)節(jié)之一，節(jié)點連接的可靠性對鋼結(jié)構(gòu)的整體性能有很大的影響，對鋼管框架節(jié)點也不例外。在各種形式的鋼管框架結(jié)構(gòu)中，鋼管節(jié)點的設(shè)計都是一個重要的課題，因為節(jié)點的破壞往往導(dǎo)致與之相連的若干桿件的失效，從而導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)的破壞。
[0003]目前，國內(nèi)外已對鋼框架結(jié)構(gòu)鋼梁與鋼柱半剛性節(jié)點進行了廣泛研究，并開發(fā)出多種連接型式，如頂?shù)捉卿撨B接，頂?shù)捉卿?、腹板雙角鋼連接，高強螺栓端板連接等?？梢钥闯鲣摴苤c鋼梁連接節(jié)點的類型主要集中在焊接和栓接，為保證梁柱剛性連接要求，還需要設(shè)置外環(huán)板。然而研究發(fā)現(xiàn)焊接可能導(dǎo)致鋼管壁受拉變形甚至撕裂，栓接需要破壞鋼管壁，設(shè)置外環(huán)板影響美觀和使用空間，同時這些方法施工復(fù)雜，造價較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對傳統(tǒng)鋼柱與鋼梁連接節(jié)點現(xiàn)場施工復(fù)雜、施工過程中導(dǎo)致鋼管壁變形或破壞等問題，提出了一種卡槽裝配式鋼管柱和鋼梁連接節(jié)點及其施工方法，施工方便、無需現(xiàn)場焊接或栓接，并通過裝配化施工、工廠化制作加快施工速度。
[0005]為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
[0006]—、一種卡槽裝配式鋼管柱和鋼梁連接節(jié)點:
[0007]節(jié)點包括鋼管柱、Η型鋼梁、U型卡槽和活動鋼箍；多個Η型鋼梁水平連接到鋼管柱周圍側(cè)壁，Η型鋼梁端面固定焊接有沿鋼管柱梁高方向延伸的鋼梁端板，鋼管柱下側(cè)焊接有U型卡槽，鋼梁端板下側(cè)插入U型卡槽內(nèi)，鋼管柱上側(cè)安裝有環(huán)形的活動鋼箍，鋼管柱周圍的鋼梁端板上端采用活動鋼箍箍緊連接或采用加勁板配合活動鋼箍箍緊連接。
[0008]所述的U型卡槽與鋼管柱之間空隙形成的槽寬大于鋼梁端板厚度，鋼梁端板下側(cè)插入U型卡槽后在鋼梁端板與U型卡槽之間間隙插接有用于緊固的插板。
[0009]所述的鋼梁端板上端通過活動鋼箍箍緊在鋼管柱側(cè)壁，鋼梁端板與活動鋼箍內(nèi)壁之間間隙插接有用于緊固的插板。
[0010]所述的鋼梁端板上端通過加勁板配合活動鋼箍箍緊在鋼管柱側(cè)壁，活動鋼箍內(nèi)壁中部焊接有水平的環(huán)形加勁板，鋼梁端板上端中部與上翼緣交接處固定有豎直的端板加勁板，每一側(cè)邊環(huán)形加勁板的中部開有用于端板加勁板安裝相嵌的槽口。
[0011]所述的端板加勁板焊接在鋼梁端板上端中部的外側(cè)，端板加勁板和槽口沿鋼管柱徑向方向。
[0012]所述的鋼管柱為矩形柱，四邊側(cè)壁的下側(cè)均焊接有U型卡槽，四邊側(cè)壁的鋼梁端板上端采用矩形的活動鋼箍或采用加勁板配合活動鋼箍箍緊連接。
[0013]所述鋼梁端板沿Η型鋼梁梁高方向的長度大于Η型鋼梁梁高，并且鋼梁端板上下端伸出Η型鋼梁翼緣，所述鋼梁端板寬度與Η型鋼梁等寬或略寬于Η型鋼梁。
[0014]當鋼梁端板上端采用活動鋼箍箍緊連接時，鋼箍內(nèi)尺寸略大于所連接構(gòu)件的外形尺寸，活動鋼箍套入鋼管柱與鋼梁端板外側(cè)，并用插板塞緊緊固連接。
[0015]當鋼梁端板上端采用加勁板配合活動鋼箍箍緊連接時，Η型鋼梁上翼緣與鋼梁端板上部焊接有加勁板，活動鋼箍內(nèi)尺寸略大于所連接構(gòu)件的外形尺寸，且活動鋼箍內(nèi)側(cè)設(shè)置有環(huán)形加勁板，環(huán)形加勁板在端板加勁板位置預(yù)先設(shè)置有槽口。
[0016]若采用加勁板配合活動鋼箍箍緊連接時，適當調(diào)整活動鋼箍6的位置至環(huán)形加勁板的槽口對準加勁板，并將活動鋼箍套入鋼梁端板上部。
[0017]二、一種卡槽裝配式鋼管柱和鋼梁連接節(jié)點的施工方法，包括:
[0018]步驟一)預(yù)制鋼管柱和Η型鋼梁，鋼管柱下側(cè)焊接U型卡槽，Η型鋼梁的端面焊接鋼梁端板；
[0019]步驟二 )現(xiàn)場裝配化施工鋼管柱，在鋼管柱上先套上活動鋼箍或者配合有加勁板的活動鋼箍；
[0020]步驟三)將Η型鋼梁裝配至鋼管柱上，鋼梁端板下端插入到鋼管柱的U型卡槽內(nèi)，然后在鋼梁端板與U型卡槽的空隙內(nèi)插入插板；
[0021]步驟四)將活動鋼箍抬起再套入鋼梁端板上部徑向固定Η型鋼梁。
[0022]采用所述活動鋼箍，活動鋼箍套入鋼梁端板上部后，在活動鋼箍內(nèi)壁與鋼梁端板上端之間間隙插入插板以徑向固定Η型鋼梁。
[0023]采用所述配合有加勁板的活動鋼箍，活動鋼箍內(nèi)壁中部預(yù)先焊接上水平的環(huán)形加勁板，每側(cè)邊的環(huán)形加勁板中部開有槽口，鋼梁端板上端外壁與上翼緣交接處預(yù)先焊接上豎直的端板加勁板，活動鋼箍套入鋼梁端板并使得端板加勁板嵌入到環(huán)形加勁板的槽口中以周向固定。
[0024]本發(fā)明具有以下的特點和有益效果:
[0025](1)鋼管柱與Η型鋼梁連接時，未設(shè)置有螺栓和螺母，現(xiàn)場無需焊接和栓接，減少焊接或栓接過程中造成的管壁破壞變形。
[0026](2)連接節(jié)點基本不突出所連接構(gòu)件，不需特殊裝修處理(活動鋼箍被隱蔽在樓面混凝土樓板內(nèi))。
[0027](3)工廠化程度高，現(xiàn)場施工速度快。
[0028]鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點特別是在一些不發(fā)達的地區(qū)需要裝配化的便利安裝，本發(fā)明的節(jié)點中，U型卡槽、活動鋼箍、Η型鋼梁的端板，都是在工廠制作好的，現(xiàn)場安裝時，只需將Η型鋼梁的端板插入卡槽，并套緊活動鋼箍即可，現(xiàn)場無需螺栓連接，無需焊接，安裝非常方便。
【附圖說明】
[0029]圖1是本發(fā)明梁端上部采用加勁板配合活動鋼箍箍緊連接的卡槽裝配式鋼管柱和鋼梁連接節(jié)點的三維示意圖。
[0030]圖2是圖1的俯視圖。
[0031]圖3是圖1的仰視圖。
[0032]圖4是圖1的正視圖。
[0033]圖5是本發(fā)明梁端上部采用活動鋼箍箍緊連接的卡槽裝配式鋼管柱和鋼梁連接節(jié)點的三維示意圖。
[0034]圖6是圖5的俯視圖。
[0035]圖7是圖5的正視圖。
[0036]圖中:1-鋼管柱，2-H型鋼梁，3-鋼梁端板，4-U型卡槽，5_插板，6_活動鋼箍，7_端板加勁板，8-環(huán)形加勁板。
【具體實施方式】
[0037]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0038]鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點，在力學(xué)方面需要傳遞梁端剪力、軸力和梁端彎矩。在本發(fā)明所示的節(jié)點中，Η型鋼梁端板插入下部U型卡槽中，靠U型卡槽與鋼柱的焊縫來傳遞Η型鋼梁的豎向剪力?；顒愉摴俊型卡槽與Η型鋼梁通過插板或加勁板塞緊，可以有效的傳遞Η型鋼梁端部彎矩和軸力。所以，該節(jié)點能很好的滿足梁柱節(jié)點傳遞剪力、軸力和彎矩的需求。
[0039]本發(fā)明的實施例如下:
[0040]實施例1
[0041]如圖5?圖7所示，節(jié)點包括鋼管柱1、Η型鋼梁2、U型卡槽4和活動鋼箍6 ;如圖7所示，多個Η型鋼梁2水平連接到鋼管柱1周圍側(cè)壁，Η型鋼梁2端面固定焊接有沿鋼管柱1梁高方向延伸的鋼梁端板3，鋼管柱1下側(cè)焊接有U型卡槽4，鋼梁端板3下側(cè)插入U型卡槽4內(nèi)，鋼管柱1上側(cè)安裝有環(huán)形的活動鋼箍6，一周圍的鋼梁端板3上端采活動鋼箍6箍緊連接。
[0042]如圖5所示，鋼管柱1為方形柱，四邊側(cè)壁的下側(cè)均焊接有U型卡槽4，四邊側(cè)壁的鋼梁端板3上端采用方形的活動鋼箍6連接。鋼箍內(nèi)尺寸略大于所連接構(gòu)件的外形尺寸以便插入插板5，鋼梁端板3上端通過活動鋼箍6箍緊在鋼管柱1側(cè)壁，鋼梁端板3與活動鋼箍6內(nèi)壁之間間隙插接有用于緊固的插板5，如圖6所示。
[0043]鋼梁端板3沿Η型鋼梁2梁高方向的長度大于Η型鋼梁2梁高，并且鋼梁端板3上下端伸出Η型鋼梁2翼緣，鋼梁端板3寬度與Η型鋼梁等寬或略寬于Η型鋼