全文摘要
本发明公开了一种全预制装配式混合框架节点及其制作方法，该节点包括全预制方钢管混凝土柱的柱柱连接、H型钢梁与全预制方钢管混凝土柱的梁柱连接；所述方钢管混凝土下柱连接截面设置单槽口，上柱连接截面设内插型钢抗剪键，上下柱接头柱面分别预焊H型钢接头，并预留孔道，上下柱对接焊缝连接，接缝处外包钢板通过对拉螺杆安装固定，与H型钢接头焊接成一体，所述梁柱连接采用腹板高强螺栓连接，翼缘焊接的方式。本发明避免现场湿作业，施工操作性强，从设计层面降低现场焊接难度，实现了全预制装配式混合框架节点的连接。
主设计要求
1.一种全预制装配式混合框架节点，包括方钢管混凝土上柱、方钢管混凝土下柱；其特征在于：所述方钢管混凝土下柱连接截面设置单口凹槽(1)，所述方钢管混凝土上柱连接截面设内插型钢抗剪键(2)；所述方钢管混凝土上柱和方钢管混凝土下柱柱面分别预焊梁连接接头(3)；所述方钢管混凝土上柱、方钢管混凝土下柱对接焊缝连接，所述内插型钢抗剪键(2)插入单口凹槽(1)内；所述梁连接接头(3)与方钢管混凝土上柱和方钢管混凝土下柱焊接成一体。
设计方案
1.一种全预制装配式混合框架节点，包括方钢管混凝土上柱、方钢管混凝土下柱；其特征在于：所述方钢管混凝土下柱连接截面设置单口凹槽(1)，所述方钢管混凝土上柱连接截面设内插型钢抗剪键(2)；所述方钢管混凝土上柱和方钢管混凝土下柱柱面分别预焊梁连接接头(3)；所述方钢管混凝土上柱、方钢管混凝土下柱对接焊缝连接，所述内插型钢抗剪键(2)插入单口凹槽(1)内；所述梁连接接头(3)与方钢管混凝土上柱和方钢管混凝土下柱焊接成一体。
2.根据权利要求书1所述的全预制装配式混合框架节点，其特征在于：所述单口凹槽(1)的边长大于内插型钢抗剪键(2)的边长。
3.根据权利要求书2所述的全预制装配式混合框架节点，其特征在于：所述单口凹槽(1)边长大于内插型钢抗剪键(2)的边长不超过10mm。
4.根据权利要求书1所述的全预制装配式混合框架节点，其特征在于：所述单口凹槽(1)的深度大于内插型钢抗剪键(2)的高度。
5.根据权利要求书1所述的全预制装配式混合框架节点，其特征在于：外贴角钢(5)贴紧外包于所述方钢管混凝土上柱与方钢管混凝土下柱的接缝处的四个角上，所述外贴角钢(5)上预留有通孔，所述通孔与所述方钢管混凝土上柱和方钢管混凝土下柱上的预留对拉螺杆孔道(4)一一对应；对拉螺栓(6)穿过所述通孔及所述对拉螺杆孔道(4)，并采用高强螺栓连接紧固。
6.根据权利要求书1所述的全预制装配式混合框架节点，其特征在于：所述内插型钢抗剪键(2)内插十字型钢，外包混凝土。
7.根据权利要求书1所述的全预制装配式混合框架节点，其特征在于：所述梁连接接头(3)共有四个，分别焊接于方钢管混凝土上柱和方钢管混凝土下柱的四个面上。
8.根据权利要求书5所述的全预制装配式混合框架节点，其特征在于：所述外贴角钢(5)与梁连接接头(3)竖向焊接连接。
9.一种权利要求5所述全预制装配式混合框架节点的制作方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1)在方钢管混凝土上柱相邻的两个表面上焊接梁连接接头(3)；在方钢管混凝土下柱相邻的两个表面上也分别焊接梁连接接头(3)；
步骤2)：将方钢管混凝土下柱运输吊装到预定安装位置，柱底安装固定；
步骤3)：将方钢管混凝土上柱垂直吊装至方钢管混凝土下柱上方，使内插型钢抗剪键(2)高于连接截面，并水平移动；当内插型钢抗剪键(2)到达单口凹槽(1)上部后缓慢下放，直至上下柱连接截面互相贴合；并保证梁连接接头(3)分别位于节点的四个表面上；
步骤4)：所述方钢管混凝土上柱和方钢管混凝土下柱表面上贴焊的梁连接接头(3)能保证柱体连接的大致垂直；经过现场辅助修正后，将外贴角钢(5)进行安装，对拉螺栓(6)穿过外贴角钢(5)与方钢管混凝土上柱和方钢管混凝土下柱上的预留对拉螺杆孔道(4)，并进行初步紧固，不断观察与调整上下柱的垂直度；
步骤5)统一进行焊接环节，实现外贴角钢(5)与梁连接接头(3)的竖向焊缝连接；将对拉螺栓进行最后的紧固；后进行梁连接接头(3)与钢梁的常规连接操作。
设计说明书
技术领域
本发明涉及一种装配式节点，尤其是一种全预制装配式混合框架节点及其制作方法。
背景技术
随着装配式建筑的兴起和推广，装配式节点连接问题成为制约装配式建筑发展的瓶颈。为了适应建筑工业化的发展，并积极推动组合结构在高层建筑领域的运用，于是形成了全预制装配式混合框架节点的设计思想。
目前，装配式混凝土结构节点连接以湿作业为多，带来了施工的不便；并且现阶段国内装配式混凝土结构的抗震性能存在缺陷，因此引进组合结构体系将会是不错的选择。组合结构具有钢结构易于装配的特性，经过设计的组合结构有良好的的抗震性能。
因此，发明一种全预制装配式混合框架节点，克服混凝土现浇的现场湿作业，通过合理设计降低现场焊接难度。
发明内容
发明目的：提供一种全预制装配式混合框架节点及其制作方法，该节点具有良好的抗震性能，采用了全预制装配，避免了现场湿作业；该制作方法能够有效的保证节点的垂直度以及抗剪性能，且避免了现场湿作业，提高了施工效率。
技术方案：一种全预制装配式混合框架节点，包括方钢管混凝土上柱、方钢管混凝土下柱；
具体的，方钢管混凝土下柱连接截面设置单口凹槽，方钢管混凝土上柱连接截面设内插型钢抗剪键；方钢管混凝土上柱和方钢管混凝土下柱柱面分别预焊梁连接接头；所述方钢管混凝土上柱、方钢管混凝土下柱对接焊缝连接，所述内插型钢抗剪键插入单口凹槽内；所述梁连接接头与方钢管混凝土上柱和方钢管混凝土下柱焊接成一体。通过抗剪键和凹槽的组合，节点的整体性提高，抗剪键除了抗水平剪力外，还能够提供一定的抗弯作用。
为了使得内插型钢抗剪键顺利插入单口凹槽内部，单口凹槽的边长大于内插型钢抗剪键的边长。单口凹槽边长大于内插型钢抗剪键的边长不超过10mm，以避免内插型钢抗剪键在单口凹槽内晃动。
为了使得方钢管混凝土上柱和方钢管混凝土下柱的连接截面能够紧密贴合，所述单口凹槽的深度略大于内插型钢抗剪键的深度。但单口凹槽的深度大于内插型钢抗剪键的深度不超过10mm。
外贴角钢贴紧外包于所述方钢管混凝土上柱与方钢管混凝土下柱的接缝处的四个角上，所述外贴角钢上预留有通孔，所述通孔与所述方钢管混凝土上柱和方钢管混凝土下柱上的预留对拉螺杆孔道一一对应；对拉螺栓穿过所述通孔及所述对拉螺杆孔道，并采用高强螺栓连接紧固。
具体的，内插型钢抗剪键内插十字型钢，外包混凝土。
具体的，梁连接接头共有四个，分别焊接于方钢管混凝土上柱和方钢管混凝土下柱的四个面上。可充当耳板。外贴角钢与梁连接接头竖向焊接连接。
本发明还公开了一种全预制装配式混合框架节点制作方法，具体包括如下步骤：
步骤1)在方钢管混凝土上柱相邻的两个表面上焊接梁连接接头；在方钢管混凝土下柱相邻的两个表面上也分别焊接梁连接接头；
步骤2)：将方钢管混凝土下柱运输吊装到预定安装位置，柱底安装固定；
步骤3)：将方钢管混凝土上柱垂直吊装至方钢管混凝土下柱上方，使内插型钢抗剪键高于连接截面，并水平移动；当内插型钢抗剪键到达单口凹槽上部后缓慢下放，直至上下柱连接截面互相贴合；并保证梁连接接头分别位于节点的四个表面上；
步骤4)：所述方钢管混凝土上柱和方钢管混凝土下柱表面上贴焊的梁连接接头能保证柱体连接的大致垂直；经过现场辅助修正后，将外贴角钢进行安装，对拉螺杆穿过外贴角钢与方钢管混凝土上柱和方钢管混凝土下柱上的预留对拉螺杆孔道，并进行初步紧固，不断观察与调整上下柱的垂直度；
步骤5)统一进行焊接环节，实现外贴角钢与梁连接接头的竖向焊缝连接；将对拉螺栓进行最后的紧固；后进行梁连接接头与钢梁的常规连接操作。
有益效果：本发明提供的一种全预制装配式混合框架节点与常规现浇钢管混凝土柱相比，本发明的装配化程度更高。通过合理的构造连接，使节点的受力性能合理，抗震性能优良，保证节点受力的整体性。本发明提供的一种全预制装配式混合框架节点得制作方法避免了湿作业，且能够保证节点的垂直度和整体性。
附图说明
图1为本发明方钢管混凝土上柱的结构示意图；
图2为本发明节点断面结构示意图；
图3为本发明方钢管混凝土下柱的结构示意图；
图4为本发明单片外贴角钢俯视图；
图5为本发明单片外贴角钢正视图。
具体实施方式
如图1～3所示，一种全预制装配式混合框架节点，包括方钢管混凝土上柱、方钢管混凝土下柱；方钢管混凝土下柱连接截面设置单口凹槽1，方钢管混凝土上柱连接截面设内插型钢抗剪键2；方钢管混凝土上柱相邻的两个柱面和方钢管混凝土下柱与之互补的两个柱面分别预焊梁连接接头3；方钢管混凝土上柱、方钢管混凝土下柱对接焊缝连接，内插型钢抗剪键2插入单口凹槽1内；梁连接接头3与方钢管混凝土上柱和方钢管混凝土下柱焊接成一体。
具体的，方钢管混凝土上、下柱采用Q345钢板，壁厚10-15mm，最小宽厚比为50。方钢管混凝土上、下柱混凝土强度等级不低于C40。
单口凹槽1宽为方钢管混凝土下柱边长的1\/4，深为H型钢梁高的1\/2；方钢管混凝土上柱截面有内插型钢抗剪键2，内插十字型钢。单口凹槽1的边长略大于内插型钢抗剪键2的边长。单口凹槽1边长大于内插型钢抗剪键2的边长不超过10mm。单口凹槽1的深度大于内插型钢抗剪键2的深度。
如图2所示，外贴角钢5有四片，采用Q345钢板，高为H型钢梁腹板的2\/3，壁厚8mm，四片外贴角钢5贴紧外包于所述方钢管混凝土上柱与方钢管混凝土下柱的接缝处的四个角上，所述外贴角钢5上预留有通孔，所述通孔与所述方钢管混凝土上柱和方钢管混凝土下柱上的预留对拉螺杆孔道4一一对应；对拉螺栓6穿过所述通孔及所述对拉螺杆孔道4，并采用高强螺栓连接紧固。
预留对拉螺杆孔道4分别分布于方钢管混凝土上柱和方钢管混凝土下柱的四个柱面上，并且每一个柱面上留有四个对拉螺杆孔道4；同一个柱面上的对拉螺杆孔道4两两一组设置于柱宽三分点处，相对的两个柱面上其两个对拉螺杆孔道4一一对应；由此，方钢管混凝土上柱和方钢管混凝土下柱上共设置16根对拉螺栓6。对拉螺栓6由Q235制成。
梁连接接头3留有对拉螺栓孔，梁连接接头3与H型钢梁腹板采用高强螺栓连接，翼缘采用焊接。
内插型钢抗剪键2内插十字型钢，外包混凝土，形成了与单口凹槽1适应的矩形抗剪键。增强了整个节点的抗弯矩能力。
梁连接接头3共有四个，分别焊接于方钢管混凝土上柱和方钢管混凝土下柱的四个面上。在施工的时候可以用于帮助保证方钢管混凝土上柱和方钢管混凝土下柱的垂直度，并且还可以当做耳板使用。外贴角钢5与梁连接接头3竖向焊接连接，增强了节点的整体性。
一种上述全预制装配式混合框架节点制作方法，具体包括如下步骤：
步骤1在方钢管混凝土上柱相邻的两个表面上焊接梁连接接头3；在方钢管混凝土下柱相邻的两个表面上也分别焊接梁连接接头3；
步骤2：将方钢管混凝土下柱运输吊装到预定安装位置，柱底安装固定；
步骤3：将方钢管混凝土上柱垂直吊装至方钢管混凝土下柱上方，使内插型钢抗剪键2高于连接截面，并水平移动；当内插型钢抗剪键2到达单口凹槽1上部后缓慢下放，直至上下柱连接截面互相贴合；并保证梁连接接头3分别位于节点的四个表面上；
步骤4：所述方钢管混凝土上柱和方钢管混凝土下柱表面上贴焊的梁连接接头3能保证柱体连接的大致垂直；经过现场辅助修正后，将外贴角钢5进行安装，对拉螺杆6穿过外贴角钢5与方钢管混凝土上柱和方钢管混凝土下柱上的预留对拉螺杆孔道4，并进行初步紧固，不断观察与调整上下柱的垂直度；
步骤5：统一进行焊接环节，实现外贴角钢5与梁连接接头3的竖向焊缝连接；将对拉螺栓进行最后的紧固；后进行梁连接接头3与钢梁的常规连接操作。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201910010285.X
申请日:2019-01-04
公开号:CN109695294A
公开日:2019-04-30
国家:CN
国家/省市:84(南京)
授权编号:CN109695294B
授权时间:20200107
主分类号:E04B1/21
专利分类号:E04B1/21;E04G21/14;B23K31/00;B23K37/00
范畴分类:36C;36D;
申请人:河海大学
第一申请人:河海大学
申请人地址:211100 江苏省南京市鼓楼区西康路1号
发明人:伍凯;阚锦照;杨程;陈峰;李辉
第一发明人:伍凯
当前权利人:河海大学
代理人:李凤娇
代理机构:32204
代理机构编号:南京苏高专利商标事务所(普通合伙)
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计