[发明专利]钢管柱与H型钢梁的内套筒式单边螺栓连接节点

说明书

技术领域

本发明属于土木建筑工程和机械装配技术领域，涉及装配式钢结构施工技术，具体为钢管柱与H型钢梁的内套筒式单边螺栓连接节点。

背景技术

钢管柱抗扭刚度大，稳定性好，常与H型钢梁连接形成钢框架。由于钢管截面封闭，高强螺栓无法直接应用于连接节点。现多借助短伸臂梁、环肋、隔板等过渡件将H型钢梁与钢管柱连接，现场焊接量大，且节点质量不易保证，装配化程度低。

为避免现场大量焊接，提高装配化程度，可以采用只在一侧即可拧紧螺栓的单边螺栓紧固件，完成梁柱节点连接。但现有单边螺栓一般为特制紧固件，需专用工具完成连接，造价较高；这些单边螺栓的锚固端较为薄弱，螺栓容易被拔出，钢管壁板局部变形较大，不利于抗震和震后修复。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种钢管柱与H型钢梁的内套筒式单边螺栓连接节点，构造简单，性能良好，无需现场焊接，克服单边螺栓容易被拔出、壁板变形大的缺陷，装配化程度高，节点质量可靠。

本发明是通过以下技术方案来实现：

钢管柱与H型钢梁的内套筒式单边螺栓连接节点，包括钢管柱和H型钢梁，钢管柱内同轴设置的钢套筒，钢套筒内与H型钢梁翼缘共面固定的横隔板，H型钢梁端部焊接的外伸端板，以及穿过外伸端板的高强螺栓；所述钢套筒上开设有攻丝螺栓孔，攻丝螺栓孔与高强螺栓配合；所述外伸端板和钢管柱沿钢管柱轴向成对开设若干螺栓孔，钢管柱沿其轴向在连接壁板及对面壁板各开设至少两个定位圆孔；螺栓孔与同侧的攻丝螺栓孔对应设置，同侧的定位圆孔对应设置；所述高强螺栓依次穿过外伸端板上的螺栓孔和钢管柱上的螺栓孔与钢套筒上对应的攻丝螺栓孔连接，且按高强螺栓的设计预拉力拧紧固定。

优选的，钢套筒的截面宽度和高度略小于钢管柱壁板内侧的宽度和高度，长度与外伸端板的长度相同。

优选的，横隔板高度和宽度与内套筒内侧的宽度和高度相同，横隔板的中心开有圆孔，用于混凝土浇筑振捣。

进一步，横隔板的四个角呈切角设置，四周焊接固定在内套筒壁板的内侧。

优选的，钢管柱的截面形式为冷成型钢管。

优选的，钢管柱同一截面的四个壁板上共固定连接一个、二个、三个或四个H型钢梁。

优选的，H型钢梁与钢管柱两者中线垂直，外伸端板与钢管柱的壁板平行。

优选的，钢管柱沿其轴向在连接壁板及对面壁板的中线上各开设两个定位圆孔。

优选的，钢管柱和钢套筒在定位圆孔处通过塞焊连接固定。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明通过设置的横隔板能够传递钢梁翼缘的水平力，使钢管柱前后壁板与内套筒共同工作，并将H型钢梁翼缘的水平力传递到相对一侧，进一步减小节点域钢管柱壁板的局部变形。

通过在钢管柱内设置带有攻丝孔的钢套筒，将高强螺栓从钢管柱外穿过钢管柱壁板拧入攻丝孔，完成紧固连接。钢套筒具有锚固螺栓和加强节点域的作用：一方面，钢套筒上开设攻丝孔，相当于螺母，使高强螺栓可靠固定，克服现有单边螺栓容易拔出的缺陷；另一方面，高强螺栓拧紧后使得钢套筒紧贴于钢管柱内壁，相当于增加节点域钢管柱壁板的厚度，从而提高节点域的抗剪承载力和钢管柱壁板的局部稳定性，减小局部变形。

该节点连接时所用的高强螺栓为标准连接件，钢套筒加工和定位均在工厂完成，质量可靠；现场装配时只需拧紧高强螺栓即可，无焊接工作，施工简单，大幅提升装配效率，对装配式钢结构的产业化发展起到关键性作用。

进一步的，钢套筒利用钢管柱壁板上的定位圆孔完成准确定位，钢套筒到位后，通过定位圆孔塞焊将内套筒和钢管柱内壁牢固固定。

附图说明

图1为本发明实例中所述的连接节点的结构示意图。

图2为图1的俯视图。

图中：1-钢管柱；2-H型钢梁；3-钢套筒；4-外伸端板；5-横隔板；6-高强螺栓。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。