本發(fā)明涉及建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋼柱單向螺栓插入式拼接節(jié)點(diǎn)及其安裝方法。

背景技術(shù)：

隨著我國壞境污染加劇、資源約束增強(qiáng)、建筑業(yè)用工成本上升，傳統(tǒng)勞動(dòng)力密集型的建筑業(yè)面臨轉(zhuǎn)型壓力，綠色建筑和建筑工業(yè)化逐漸成為當(dāng)前建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢。鋼結(jié)構(gòu)建筑具有工廠預(yù)制、現(xiàn)場安裝、材料輕質(zhì)高強(qiáng)、運(yùn)輸成本低和綠色低碳環(huán)?？裳h(huán)利用的優(yōu)勢，是建筑工業(yè)化的最佳載體。

目前，我國鋼結(jié)構(gòu)建筑現(xiàn)場連接，如柱與柱拼接、梁與梁拼接、梁與柱連接等仍然以現(xiàn)場焊接或栓焊混合連接為主。按照《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ99抗震設(shè)計(jì)時(shí)，柱與柱的拼接連接需要采用一級(jí)坡口全熔透焊縫；按照《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50205設(shè)計(jì)要求全焊透的一、二級(jí)焊縫應(yīng)采用超聲波探傷進(jìn)行內(nèi)部缺陷檢驗(yàn)，超聲波探傷不能對(duì)缺陷作出判斷時(shí)，應(yīng)采用射線探傷；當(dāng)焊縫質(zhì)量不能滿足要求時(shí)，需要進(jìn)行返修或加固處理。對(duì)于多高層建筑來說，由于高空作業(yè)條件較差、且受外部環(huán)境（風(fēng)、雨、雪、振動(dòng)等）影響較大，現(xiàn)場焊接質(zhì)量很難保證，由此帶來的現(xiàn)場檢驗(yàn)和返工/加固，增加了建設(shè)成本，延長了建設(shè)時(shí)間，降低了鋼結(jié)構(gòu)建筑的施工效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種能夠避免現(xiàn)場焊接，提高施工效率的鋼柱插入式拼接節(jié)點(diǎn)；具體技術(shù)方案為：

一種鋼柱單向螺栓插入式拼接節(jié)點(diǎn)，包括嵌入柱肢、槽口柱肢和節(jié)點(diǎn)區(qū)；所述節(jié)點(diǎn)區(qū)與所述槽口柱肢焊接為一體，所述節(jié)點(diǎn)區(qū)的端面設(shè)置有與所述嵌入柱肢外側(cè)面適配的槽口，嵌入柱肢與所述槽口通過螺栓固定連接。

進(jìn)一步，所述嵌入柱肢為上柱肢或下柱肢，對(duì)應(yīng)地，所述槽口柱肢為下柱肢或上柱肢。

進(jìn)一步，所述上柱肢為單肢柱、雙肢柱或多肢柱。

進(jìn)一步，所述下柱肢為單肢柱、雙肢柱或多肢柱。

進(jìn)一步，所述節(jié)點(diǎn)區(qū)由上環(huán)板、下環(huán)板和中間連接鋼管組成；所述中間連接鋼管與所述上環(huán)板和所述下環(huán)板分別焊接。

進(jìn)一步，所述上柱肢或下柱肢的鋼管截面形狀為圓形、方形、矩形和多邊形。

進(jìn)一步，所述節(jié)點(diǎn)區(qū)設(shè)置有1至4個(gè)柱側(cè)牛腿，所述柱側(cè)牛腿為H型截面，可為焊接H型鋼、熱軋H型鋼或者高頻焊接H型鋼。

進(jìn)一步，所述嵌入柱肢靠近插入端開設(shè)有圓形、矩形或多邊形安裝手孔。

進(jìn)一步，所述安裝手孔的孔壁的內(nèi)側(cè)或外側(cè)設(shè)置有補(bǔ)強(qiáng)鋼板。

本發(fā)明還提供了一種鋼柱單向螺栓插入式拼接節(jié)點(diǎn)安裝方法，其特征在于，包含以下步驟：

1）在工廠分別加工好嵌入柱肢和槽口柱肢；

2）槽口柱肢或嵌入柱肢作為下柱肢安裝就位后，吊裝上柱肢，與所述下柱肢通過槽口連為一體；

3）將連接螺栓通過安裝手孔螺桿方向朝外穿過嵌入柱肢和節(jié)點(diǎn)區(qū)連接鋼管上預(yù)留的螺栓孔；

4）在節(jié)點(diǎn)區(qū)連接鋼管外側(cè)安裝墊片和螺母并擰緊；

5）將桁架鋼筋疊合板擱置在鋼梁下翼緣上。

6）敷設(shè)管線，現(xiàn)場綁扎樓面負(fù)筋，澆筑混凝土?；炷量蓾仓粮拱甯叨?，然后上覆建筑面層至鋼梁上翼緣以上20~50mm；或者將混凝土澆筑至與鋼梁上翼緣平齊，或高出鋼梁上翼緣30~100mm；柱與柱拼接節(jié)點(diǎn)完全隱藏于樓蓋結(jié)構(gòu)中，螺栓和拼接板不外露。

本發(fā)明鋼柱單向螺栓插入式拼接節(jié)點(diǎn)采用高強(qiáng)度螺栓連接，能夠避免現(xiàn)場焊接帶來的問題，現(xiàn)場全螺栓連接，具有施工速度快等優(yōu)點(diǎn)；通過澆筑混凝土能夠?qū)⒐?jié)點(diǎn)板和高強(qiáng)螺栓隱藏在樓板高度范圍內(nèi)；不僅提高了防腐性能，而且避免外露的節(jié)點(diǎn)板影響室內(nèi)環(huán)境的美觀。

附圖說明

圖1為本發(fā)明鋼柱單向螺栓插入式拼接節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為下柱肢結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為上柱肢結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為節(jié)點(diǎn)區(qū)與橫梁連接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、上柱肢；1-1、安裝手孔；1-2、螺栓安裝孔；2、下柱肢；3、節(jié)點(diǎn)區(qū)；4、橫梁；5、連接板。

具體實(shí)施方式

下面利用實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的說明。本發(fā)明可以體現(xiàn)為多種不同形式，并不應(yīng)理解為局限于這里敘述的示例性實(shí)施例。

為了易于說明，在這里可以使用諸如“上”、“下”“左”“右”等空間相對(duì)術(shù)語，用于說明圖中示出的一個(gè)元件或特征相對(duì)于另一個(gè)元件或特征的關(guān)系。應(yīng)該理解的是，除了圖中示出的方位之外，空間術(shù)語意在于包括裝置在使用或操作中的不同方位。例如，如果圖中的裝置被倒置，被敘述為位于其他元件或特征“下”的元件將定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性術(shù)語“下”可以包含上和下方位兩者。裝置可以以其他方式定位（旋轉(zhuǎn)90度或位于其他方位），這里所用的空間相對(duì)說明可相應(yīng)地解釋。

如圖1所示，本實(shí)施例中的鋼柱單向螺栓插入式拼接節(jié)點(diǎn)，包括上柱肢1、下柱肢2和節(jié)點(diǎn)區(qū)3；節(jié)點(diǎn)區(qū)3與下柱肢2焊接為一體，節(jié)點(diǎn)區(qū)3的上端面設(shè)置有與上柱肢1外側(cè)面適配的槽口，上柱肢1與槽口通過螺栓固定連接。連接螺栓為高強(qiáng)度螺栓、普通螺栓、對(duì)拉螺栓或單向螺栓。當(dāng)然，也可以將節(jié)點(diǎn)區(qū)3與上柱肢1焊接為一體作為槽口柱肢，將下柱肢2作為嵌入柱肢插入槽口。

柱肢之間通過柱側(cè)牛腿與橫梁4連接；柱側(cè)牛腿與橫梁4之間可以通過連接板5用螺栓連接。也可以通過柱側(cè)牛腿與橫梁4的端部搭接，用螺栓固定連接。

本實(shí)施例中上柱肢1單肢柱，還可以是雙肢柱或多肢柱。同理，下柱肢既可以是單肢柱，也可以是雙肢柱或多肢柱。

節(jié)點(diǎn)區(qū)3由上環(huán)板、下環(huán)板和連接鋼管組成；上環(huán)板和下環(huán)板分別焊接在連接鋼管的上下端面上。柱側(cè)牛腿腹板與連接鋼管在工廠焊接，形成一個(gè)整體，有利于保證焊接質(zhì)量。將柱側(cè)牛腿的上、下翼緣板分別與上環(huán)板和下環(huán)板采用同一塊鋼板，不采用焊接連接，不僅減少了焊接工序，還有利于提高牛腿與節(jié)點(diǎn)區(qū)3的連接強(qiáng)度。連接鋼管的側(cè)壁設(shè)置有螺栓安裝孔A，螺栓安裝孔A的數(shù)量和孔徑根據(jù)需要設(shè)計(jì)，如何設(shè)計(jì)屬于現(xiàn)有技術(shù)，在這里不再贅述。

節(jié)點(diǎn)區(qū)3與下柱肢2應(yīng)在工廠焊接為一體，連接鋼管應(yīng)大于下柱肢2的鋼管的尺寸，可以套在下柱肢2的鋼管外部；焊接時(shí)，重疊尺寸應(yīng)不小于10毫米。

還可以將節(jié)點(diǎn)區(qū)3下環(huán)板深入下柱肢2內(nèi)，下柱肢2焊接于節(jié)點(diǎn)區(qū)3下環(huán)板上；節(jié)點(diǎn)區(qū)3下環(huán)板在下柱肢板內(nèi)的部分開設(shè)有圓形或矩形孔，以便澆筑混凝土。

上柱肢1或下柱肢2的鋼管截面形狀不限于正方形，還可以根據(jù)需要選擇圓形、矩形和多邊形等形式。

鋼管為冷彎成型或焊接成型。鋼管內(nèi)也可內(nèi)填混凝土形成鋼管混凝土。

節(jié)點(diǎn)區(qū)可以根據(jù)需要設(shè)置1至4個(gè)，或者更多柱側(cè)牛腿，柱側(cè)牛腿為H型截面，可為焊接H型鋼、熱軋H型鋼或者高頻焊接H型鋼。

上柱肢1靠近作為插入端的下端開設(shè)有圓形的安裝手孔1-1，當(dāng)然也可以是矩形或多邊形等其他形狀的開口。通過設(shè)置安裝手孔1-1方便安裝螺栓。

為了避免上柱肢1的強(qiáng)度降低，在安裝手孔1-1的孔壁的內(nèi)側(cè)或外側(cè)可以通過焊接、粘接等方式設(shè)置補(bǔ)強(qiáng)鋼板，提高安裝手孔1-1開口周邊的強(qiáng)度。

圖4給出了節(jié)點(diǎn)區(qū)3和橫梁4之間連接的另一種形式。節(jié)點(diǎn)區(qū)3的腹板下部比上部長，腹板上設(shè)置有多寶格結(jié)構(gòu)的加勁肋。橫梁的連接端與節(jié)點(diǎn)區(qū)3腹板適配，其橫梁腹板的上部比下部長，在橫梁腹板上設(shè)置有多寶格結(jié)構(gòu)的加勁肋。節(jié)點(diǎn)區(qū)3和橫梁4上對(duì)應(yīng)的加勁肋設(shè)置有螺栓安裝孔，通過螺栓將節(jié)點(diǎn)區(qū)3和橫梁4連接。節(jié)點(diǎn)區(qū)3伸出的腹板托住橫梁4伸出的橫梁腹板，這種連接方式節(jié)點(diǎn)區(qū)3外伸部分可為橫梁4提供支托，施工較為方便。

本發(fā)明還提供了一種鋼柱單向螺栓插入式拼接節(jié)點(diǎn)安裝方法，包含以下步驟：

1）在工廠分別加工好嵌入柱肢和槽口柱肢；

2）槽口柱肢或嵌入柱肢作為下柱肢2安裝就位后，吊裝上柱肢1，與下柱肢2通過槽口連為一體；

3）將連接螺栓通過安裝手孔1-1螺桿方向朝外穿過嵌入柱肢和節(jié)點(diǎn)區(qū)3的連接鋼管上預(yù)留的螺栓孔；

4）在節(jié)點(diǎn)區(qū)3的連接鋼管外側(cè)安裝墊片和螺母并擰緊；

5）將桁架鋼筋疊合板擱置在鋼梁下翼緣上。

6）敷設(shè)管線，現(xiàn)場綁扎樓面負(fù)筋，澆筑混凝土?；炷量蓾仓粮拱迳隙嗣娴母叨?，然后上覆建筑面層至鋼梁上翼緣以上20~50mm；通過建筑面層避免柱與柱拼接節(jié)點(diǎn)外露?；蛘邔⒒炷翝仓僚c鋼梁上翼緣平齊，或高出鋼梁上翼緣30~100mm；通過混凝土將柱與柱拼接節(jié)點(diǎn)完全隱藏于樓蓋結(jié)構(gòu)中，使螺栓和拼接板不外露。

上述示例只是用于說明本發(fā)明，除此之外，還有多種不同的實(shí)施方式，而這些實(shí)施方式都是本領(lǐng)域技術(shù)人員在領(lǐng)悟本發(fā)明思想后能夠想到的，故，在此不再一一列舉。