本發(fā)明涉及不同鋼結構現(xiàn)場連接技術領域，具體涉及一種鋼管柱和h型鋼梁的剛接節(jié)點及其施工方法。

背景技術：

目前隨著我國建筑的發(fā)展，裝配式鋼結構建筑具有現(xiàn)場建設周期短、建設施工快、方便移動安裝等優(yōu)點，越來越被人們所采用，多種不同的鋼結構現(xiàn)場連接是常有的事，連接的方式主要有剛接和鉸接，剛接的特征是鋼結構連接后不能相對移動和轉動，常規(guī)的剛接形式是將兩個鋼結構構件直接進行焊接，剛接方式為使用吊裝機械吊裝起鋼梁，在高空與鋼管柱進行臨時對位，在地面使用全站儀進行實時測量，吊裝機械根據(jù)測量數(shù)據(jù)不斷移動h型鋼梁，最終鋼梁精確對位后，松開吊鉤，再焊接鋼梁與鋼管柱的對接焊縫，即焊接上、下翼緣板和腹板與鋼柱的三道焊縫。此種方法中，鋼結構在空中對位連接難度大造成對位不精確，大量的現(xiàn)場焊接工作造成工期進度緩慢，而且焊接完成后，焊縫檢測不合格，需要返修重新焊接，大量的焊接工作將造成現(xiàn)場環(huán)境弧光、煙塵和噪聲污染，不符合國家綠色施工的要求，為解決上述問題，特提供一種新的剛接節(jié)點和施工方法。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種鋼管柱和h型鋼梁的剛接節(jié)點及其施工方法，解決傳統(tǒng)節(jié)點結構施工中鋼結構在空中對位連接難度大造成對位不精確、大量的現(xiàn)場焊接工作造成工期進度緩慢、焊縫質量不能保證、焊接工作量大、造成現(xiàn)場環(huán)境弧光、煙塵和噪聲污染不符合國家綠色施工的要求的技術問題。

為實現(xiàn)上述技術目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種鋼管柱和h型鋼梁的剛接節(jié)點，包括鋼管柱和h型鋼梁，兩者中軸線互相垂直，其特征在于：所述鋼管柱的壁面上，在h型鋼梁的預設位置對應焊接一段h型鋼牛腿，所述h型鋼牛腿的截面與h型鋼梁相同；h型鋼牛腿的上翼緣板二與h型鋼梁的上翼緣板一對應焊接，所述h型鋼牛腿的下翼緣板二與h型鋼梁的下翼緣板一對應焊接，所述h型鋼牛腿的腹板二上開有一系列螺栓孔二，所述h型鋼梁的腹板一上開有一系列螺栓孔一，所述腹板二和腹板一對接后，通過分別與連接板螺栓連接實現(xiàn)固定；所述上翼緣板一的上表面設置有用于與上翼緣板二臨時搭接固定的定位卡板。

所述連接板為矩形，包括兩塊，分別位于腹板二和腹板一的正反兩面，其上開設的螺栓孔數(shù)量等于螺栓孔二和螺栓孔一的數(shù)量之和。

作為本發(fā)明的優(yōu)選技術方案，所述定位卡板為倒扣的槽型定位卡板，其一端焊接在h型鋼梁的上翼緣板一上，另一端搭設在h型鋼牛腿的上翼緣板二上。

進一步優(yōu)選的，所述定位卡板為一體成型的倒扣槽型定位卡板，其一端為固定部，所述固定部固定在h型鋼梁的上翼緣板一上，另一端為卡接部，所述卡接部卡固或搭設在h型鋼牛腿的上翼緣板二上。

進一步優(yōu)選的，所述定位卡板的固定部和卡接部均為橫截面為l形的板件，自左向右依次為固定橫部、固定立部、卡接橫部和卡接立部，首位順次連接；其中固定橫部與h型鋼梁的上翼緣板一焊接或通過栓釘固定連接；卡接立部的尾部伸長，在h型鋼牛腿的上翼緣板二的對應位置設卡槽，卡接立部的尾部卡固在卡槽內。

進一步優(yōu)選的，所述定位卡板至少包括兩個，分別位于上翼緣板一搭接端的兩頭。

進一步優(yōu)選的，在h型鋼牛腿與h型鋼梁的連接端，h型鋼牛腿與h型鋼梁的腹板與上翼緣板或下翼緣板連接的端部均設有預留豁口，預留豁口內在焊接完成的焊縫之下設置有墊板。

進一步優(yōu)選的，所述螺栓為高強螺栓。

進一步優(yōu)選的，所述鋼管柱為方鋼管柱，其與1～4根h型鋼梁固定連接，相應的，所述鋼管柱上設置有1～4段h型鋼牛腿。

進一步優(yōu)選的，h型鋼牛腿在垂直于鋼管柱方向的長度為400～600mm。

本發(fā)明還提供上述鋼管柱和h型鋼梁的剛接節(jié)點的施工方法，包括如下步驟：

步驟一、材料準備：對h型鋼梁、連接板和h型鋼牛腿進行打孔處理，所打孔徑比高強度螺栓的直徑大2mm，在h型鋼梁連接端上翼緣板一的兩端固定定位卡板，在h型鋼牛腿的上翼緣板設置卡槽，在h型鋼牛腿與h型鋼梁的腹板與上翼緣板或下翼緣板連接的端部均設有預留豁口；

步驟二、確定h型鋼梁的數(shù)量以及固定位置：確定與鋼管柱連接的h型鋼梁的數(shù)量以及固定位置；

步驟三、在鋼管柱上焊接h型鋼牛腿：在所述鋼管柱的壁面上，在步驟二確定的h型鋼梁的預設位置對應焊接h型鋼牛腿；

步驟四、安裝鋼管柱：將鉆孔后的帶有h型鋼牛腿的鋼管柱、h型鋼梁和連接板運送至施工現(xiàn)場，依據(jù)設計進行鋼管柱的安裝；

步驟五、吊裝：在鋼管柱安裝完成后，將焊接定位卡板之后的h型鋼梁吊裝至高空，使端部的定位卡板放置在h型鋼牛腿的上翼緣板二上，定位卡板的卡接立部卡固在h型鋼牛腿的上翼緣板的卡槽內，成功對位后，松開吊裝機械的吊鉤；

步驟六、腹板螺栓連接：在h型鋼梁和h型鋼牛腿的腹板正反兩面分別對應設置連接板，對接拼合h型鋼梁的上翼緣板一和h型鋼牛腿的上翼緣板二，使上翼緣板一及上翼緣板二與連接板三者的螺栓孔重合后，用高強螺栓對穿并固定；

步驟七、焊接h型鋼上、下翼緣板與鋼管柱牛腿對接的兩道焊縫：h型鋼牛腿的上翼緣板二與h型鋼梁的上翼緣板一對應焊接，所述h型鋼牛腿的下翼緣板二與h型鋼梁的下翼緣板一對應焊接，在預留豁口內焊接完成的焊縫之下設墊板；

步驟八、整體質檢，至此，施工完成。

其中，在所述步驟六中，首先使用電動扳手對高強螺栓進行初擰，待測量無誤后，再使用電動扳手進行終擰。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明存在如下技術優(yōu)勢：

1.本發(fā)明提供的剛接節(jié)點傳力明確、連接牢固，連接節(jié)點的零部件少，構造簡單，是十分理想的連接節(jié)點；

2.通過連接板使用高強度螺栓對穿h型鋼梁和h型鋼牛腿腹板上預設的螺栓孔，鋼梁安裝對位精確，減少了校正時間和返修工作；

3.h型鋼梁通過栓釘、卡板和牛腿上的卡槽精確固定在了牛腿上，即可松開吊鉤，減少了工人高空施工時間，減少了安全風險，也減少了吊裝機械的使用臺班；

4.高強度螺栓安裝完成后，割除栓釘，取出卡板，卡板和栓釘可循環(huán)使用，不浪費，安裝簡便，符合裝配化的趨勢；使用高強度螺栓代替?zhèn)鹘y(tǒng)的腹板對接面的焊接，減少了傳統(tǒng)施工方法中的三道焊縫中最長的腹板焊縫，大大減少了現(xiàn)場的焊接工作，降低了環(huán)境污染，裝配化程度更高，安裝使用快捷方便，并且后續(xù)建筑使用年限到期后，現(xiàn)場更加容易拆卸和更換。

附圖說明

通過結合以下附圖所作的詳細描述，本發(fā)明的上述和/或其他方面和優(yōu)點將變得更清楚和更容易理解，這些附圖只是示意性的，并不限制本發(fā)明，其中：

圖1是本發(fā)明涉及的實施例一中鋼管柱和h型鋼梁裝配前的結構示意圖；

圖2是本發(fā)明涉及的實施例一中鋼管柱和h型鋼梁的剛接節(jié)點的整體結構立面圖；

圖3是圖2的a-a剖面結構示意圖；

圖4是的實施例二中鋼管柱和四根h型鋼梁的結構示意圖；

圖5是本發(fā)明涉及的定位卡板的結構示意圖；

圖6是圖5的俯視結構示意圖；

圖7是定位卡板的工作狀態(tài)示意圖。

附圖標記：1-鋼管柱、2-h型鋼梁、21-上翼緣板一、22-下翼緣板一、23-腹板一、24-螺栓孔一、3-h型鋼牛腿、31-上翼緣板二、32-下翼緣板二、33-腹板二、34-螺栓孔二、35-卡槽、4-定位卡板、41-卡接橫部、42-卡接立部、43-固定橫部、44-栓釘、45-預留孔、46-固定立部、5-高強螺栓、6-連接板、7-焊縫、8-墊板、9-預留豁口。

具體實施方式

在下文中，將參照附圖描述本發(fā)明的鋼管柱和h型鋼梁的剛接節(jié)點及其施工方法的實施例。在此記載的實施例為本發(fā)明的特定的具體實施方式，用于說明本發(fā)明的構思，均是解釋性和示例性的，不應解釋為對本發(fā)明實施方式及本發(fā)明范圍的限制。除在此記載的實施例外，本領域技術人員還能夠基于本申請權利要求書和說明書所公開的內容采用顯而易見的其它技術方案，這些技術方案包括采用對在此記載的實施例的做出任何顯而易見的替換和修改的技術方案。本說明書的附圖為示意圖，輔助說明本發(fā)明的構思，示意性地表示各部分的形狀及其相互關系。請注意，為了便于清楚地表現(xiàn)出本發(fā)明實施例的各部件的結構，各附圖之間并未按照相同的比例繪制。相同的參考標記用于表示相同的部分。

以下結合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

如圖1-3所述為本發(fā)明涉及的實施例一鋼管柱和一根h型鋼梁進行連接的結構示意圖，如圖所示，本發(fā)明涉及的鋼管柱和h型鋼梁的剛接節(jié)點，包括鋼管柱1和h型鋼梁2，兩者中軸線互相垂直，其特征在于：鋼管柱1的壁面上，在h型鋼梁2的預設位置對應焊接一段h型鋼牛腿3，h型鋼牛腿3的截面與h型鋼梁2相同；h型鋼牛腿3的上翼緣板二31與h型鋼梁2的上翼緣板一21對應焊接，h型鋼牛腿3的下翼緣板二33與h型鋼梁2的下翼緣板一23對應焊接，h型鋼牛腿3的腹板二32上開有一系列螺栓孔二34，h型鋼梁2的腹板一22上開有一系列螺栓孔一24，腹板二32和腹板一22對接后，通過分別與連接板6螺栓連接實現(xiàn)固定；上翼緣板一21的上表面設置有用于與上翼緣板二31臨時搭接固定的定位卡板4。螺栓為高強螺栓5。

作為優(yōu)選方案，如圖5～7，定位卡板4為一體成型的倒扣槽型定位卡板，其一端為固定部，固定部固定在h型鋼梁2的上翼緣板一21上，另一端為卡接部，卡接部卡固或搭設在h型鋼牛腿3的上翼緣板二31上；固定部和卡接部均為橫截面為l形的板件，自左向右依次為固定橫部46、固定立部46、卡接橫部41和卡接立部42，四者首位順次連接；其中固定橫部46與h型鋼梁2的上翼緣板一21焊接或通過栓釘44固定連接；卡接立部42的尾部伸長，在h型鋼牛腿3的上翼緣板二31的對應位置設卡槽35，卡接立部42的尾部卡固在卡槽35內。連接板6為矩形，包括兩塊，分別位于腹板二32和腹板一22的正反兩面，其上開設的螺栓孔數(shù)量等于螺栓孔二34和螺栓孔一24的數(shù)量之和。定位卡板4為倒扣的槽型定位卡板，其一端焊接在h型鋼梁2的上翼緣板一21上，另一端搭設在h型鋼牛腿3的上翼緣板二31上。定位卡板4至少包括兩個，分別位于上翼緣板一21搭接端的兩頭。h型鋼牛腿3在垂直于鋼管柱1方向的長度為400～600mm，優(yōu)選500mm。

此外，在h型鋼牛腿3與h型鋼梁2的連接端，h型鋼牛腿3與h型鋼梁2的腹板與上翼緣板或下翼緣板連接的端部均設有預留豁口9，預留豁口9內在焊接完成的焊縫7之下設置有墊板8。鋼管柱1優(yōu)選為方鋼管柱，其與1～4根h型鋼梁2固定連接，相應的，鋼管柱1上設置有1～4段h型鋼牛腿3。圖4為實施例二鋼管柱和四根h型鋼梁進行連接的結構示意圖，其還可以根據(jù)要求與2根或3根h型鋼梁2形成其他任意連接形式。

本發(fā)明還提供上述鋼管柱和h型鋼梁的剛接節(jié)點的施工方法，包括如下步驟：

步驟一、材料準備：對h型鋼梁2、連接板6和h型鋼牛腿3進行打孔處理，所打孔徑比高強度螺栓的直徑大2mm，在h型鋼梁2連接端上翼緣板一21的兩端焊接定位卡板4，在加工廠制作矩形連接板和鋼梁定位卡板，卡板材質為q235b，定位卡板詳圖見圖5至圖7，在加工廠內使用直徑16mm的栓釘44穿過定位卡板的預留孔45固定在h型鋼梁2的上翼緣板上，栓釘44圍縫在上翼緣上，同時在h型鋼牛腿3的端部上翼緣開設卡槽35，在h型鋼牛腿3與h型鋼梁2的腹板與上翼緣板或下翼緣板連接的端部均設有預留豁口9；

步驟二、確定h型鋼梁2的數(shù)量以及固定位置：確定與鋼管柱1連接的h型鋼梁2的數(shù)量以及固定位置；

步驟三、在鋼管柱1上焊接h型鋼牛腿3：在鋼管柱1的壁面上，在步驟二確定的h型鋼梁2的預設位置對應焊接h型鋼牛腿3；

步驟四、安裝鋼管柱1：將鉆孔后的帶有h型鋼牛腿3的鋼管柱1、h型鋼梁2和連接板6運送至施工現(xiàn)場，依據(jù)設計進行鋼管柱1的安裝；

步驟五、吊裝：在鋼管柱1安裝完成后，將焊接定位卡板4之后的h型鋼梁2吊裝至高空，使端部的定位卡板4放置在h型鋼牛腿3的上翼緣板二31上，定位卡板4的卡接立部42卡固在h型鋼牛腿3的上翼緣板的卡槽35內，成功對位后，松開吊裝機械的吊鉤；

步驟六、腹板螺栓連接：在h型鋼梁2和h型鋼牛腿3的腹板正反兩面分別對應設置連接板6，對接拼合h型鋼梁2的上翼緣板一21和h型鋼牛腿3的上翼緣板二31，使上翼緣板一21及上翼緣板二31與連接板6三者的螺栓孔重合后，用高強螺栓5對穿并固定；

步驟七、焊接h型鋼上、下翼緣板與鋼管柱牛腿對接的兩道焊縫：h型鋼牛腿3的上翼緣板二31與h型鋼梁2的上翼緣板一21對應焊接，h型鋼牛腿3的下翼緣板二33與h型鋼梁2的下翼緣板一23對應焊接，在預留豁口9內焊接完成的焊縫7之下設墊板8；

步驟八、整體質檢，至此，施工完成。

步驟六中，首先使用電動扳手對高強螺栓5進行初擰，待測量無誤后，再使用電動扳手進行終擰。

其中，高強螺栓不可重復使用，高強螺栓用于永久連接，高強螺栓連接分為初擰和終擰，初擰和終擰使用電動扳手，終擰后即不可調整，連接板上的螺栓孔區(qū)域需要在加工廠內進行打砂處理，以增強高強度螺栓與連接面的摩擦力，增大連接強度。螺栓孔的制作直徑比高強度螺栓直徑稍大2mm，以方便現(xiàn)場調節(jié)對穿。

鋼梁上、下翼緣板與鋼管柱牛腿的焊接增強了連接節(jié)點的抗拉和抗壓強度，鋼梁腹板與鋼管柱牛腿使用永久性高強度螺栓連接，增強了連接節(jié)點的抗剪強度，契合了剛接節(jié)點的要求。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。