[发明专利]一种钢套筒式方管钢柱与工字型钢梁装配节点及施工方法

说明书

本发明公开了一种钢套筒式方管钢柱与工字型钢梁装配节点及施工方法。本发明装配节点主要包括钢套筒，通过其四个侧面与工字型钢梁连接，通过其上下两面与方管钢柱连接；钢套筒四个侧面分别设有一个倒几字型钢端部连接件及其盖板，倒几字型钢端部连接件两上边耳板设有数个螺栓孔，其盖板也设有数个螺栓孔；钢套筒上下两面的四边上分别设有一个凸型楔形连接件、四角上分别设有螺栓孔，方管钢柱端部四边内也设有相应的预制楔形槽，方管钢柱端部四个角上也设有相应的螺栓孔。将钢套筒与方管钢柱通过凸型楔形连接件与预制楔形槽进行对准连接，将方管钢柱搭接在倒几字型钢端部连接件上，完成钢套筒与方管钢柱和方管钢柱的连接。

技术领域

本发明属于建筑钢结构连接节点技术领域，具体涉及一种带楔形连接件的钢套筒式方管钢柱与工字型钢梁装配节点及施工方法。

背景技术

装配式钢结构以其自重轻、强度高、施工周期短、钢材可重复利用、污染少等优点成为建筑业发展的热点方向。节点是装配式钢结构设计与建造的重点和难点，其设计方法与拼接工艺直接决定结构的工业化程度以及结构形式。方钢管柱是钢结构经常采用的主要竖向受力构件，工字型钢也是最为常用的横向受力构件，由于两种构件截面形式的差异，其在结构中的连接形式主要分为：焊接连接、栓焊连接和在方钢管柱内设置螺栓连接。采用焊接工艺的装配式节点连接现场施工复杂、通用性较差、质量参差不齐，很难制作标准化的产品，焊接裂缝处容易引起结构疲劳破坏，不能满足工业化发展的要求；方钢管内设置螺栓的装配式连接，由于其需要对方钢管进行开孔，其削弱了承压构件的截面面积，结构承载过程中易发生应力集中、局部屈曲等问题。专利申请号为201711223047.4的中国发明专利申请中公开的新型套筒式方钢管柱与H型钢梁装配式节点及其施工方法，采用H型套筒和支撑钢板，H型套筒与方型套筒通过焊接连接；H型套筒生产制造复杂，连接时对正较难，H型套筒焊接面积小，采用支撑钢板支撑，强度有限。而且现有技术中连接节点结构复杂，施工精度要求较高，工人高空焊接作业时间较长等问题。

因此，需要设计一种刚度大、整体性好、连接简单、通用性强的方管钢柱与工字型钢梁装配节点，提升钢结构的装配式能力，为采用该类构件的钢结构建筑工业化提供技术支持。

发明内容

本发明的目的之一在于针对现有技术中存在的上述缺陷，提供一种结构合理、施工方便、性能稳定的钢套筒式方管钢柱与工字型钢梁装配节点。能解决节点既要保证整体刚度又要保证全装配式快捷施工之间的协调统一问题，以及节点受预制构件平整度和角度等因素的影响，钢结构还需要对预制构件进行角度调节、只能专门设计制作、通用型差、不易实现标准化的问题，以增加节点的适用型和通用性。

本发明上述目的是通过如下的技术方案来实现的：该钢套筒式方管钢柱与工字型钢梁装配节点，它包括钢套筒，钢套筒的主体是一个方形管构件，通过其四个侧面与工字型钢梁连接，通过其上下两面与方管钢柱连接；所述钢套筒的四个侧面分别设有一个倒几字型钢端部连接件及其盖板，倒几字型钢端部连接件的两上边耳板设有数个螺杆套丝的螺栓孔，其盖板两边相应处也设有螺栓孔，所述工字型钢梁放置于倒几字型钢端部连接件内，通过拧紧盖板与倒几字型钢端部连接件的螺栓孔内的高强螺栓压紧工字型钢梁而完成工字型钢梁与钢套筒的搭接；所述钢套筒上下两面的四边上分别设有一个凸型楔形连接件、四角上分别设有螺杆套丝的螺栓孔，所述方管钢柱端部四边内相应位置设有与凸型楔形连接件相配合的预制楔形槽，方管钢柱端部四个角上与钢套筒上下两面四角上螺栓孔的相应位置处设有螺栓孔，且该螺栓孔上部的方管钢柱四角上开有槽孔，钢套筒上的凸型楔形连接件插入方管钢柱端部的预制楔形槽内，并通过承压型高强螺杆拧入钢套筒和方管钢柱上的螺栓孔内，通过方管钢柱四角上的槽孔将螺帽拧于承压型高强螺杆的上部而完成钢套筒与方管钢柱的连接。

进一步的，所述倒几字型钢端部连接件底部与钢套筒主体侧面的连接处设有加劲肋。

进一步的，所述工字型钢梁两端封闭，在近梁端的工字型钢梁截面内侧设有加劲肋，其离梁端的距离为钢套筒中倒几字型钢端部连接件的横向伸长长度；倒几字形型钢端部连接件的横向伸长长度为工字型钢梁高度的2倍。