本發(fā)明涉及建筑結構領域，尤其涉及一種鋼柱單向螺栓插入式拼接節(jié)點及其安裝方法。

背景技術：

隨著我國壞境污染加劇、資源約束增強、建筑業(yè)用工成本上升，傳統(tǒng)勞動力密集型的建筑業(yè)面臨轉型壓力，綠色建筑和建筑工業(yè)化逐漸成為當前建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢。鋼結構建筑具有工廠預制、現(xiàn)場安裝、材料輕質(zhì)高強、運輸成本低和綠色低碳環(huán)保可循環(huán)利用的優(yōu)勢，是建筑工業(yè)化的最佳載體。

目前，我國鋼結構建筑現(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《高層民用建筑鋼結構技術規(guī)程》JGJ99抗震設計時，柱與柱的拼接連接需要采用一級坡口全熔透焊縫；按照《鋼結構工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50205設計要求全焊透的一、二級焊縫應采用超聲波探傷進行內(nèi)部缺陷檢驗，超聲波探傷不能對缺陷作出判斷時，應采用射線探傷；當焊縫質(zhì)量不能滿足要求時，需要進行返修或加固處理。對于多高層建筑來說，由于高空作業(yè)條件較差、且受外部環(huán)境（風、雨、雪、振動等）影響較大，現(xiàn)場焊接質(zhì)量很難保證，由此帶來的現(xiàn)場檢驗和返工/加固，增加了建設成本，延長了建設時間，降低了鋼結構建筑的施工效率。

技術實現(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；具體技術方案為：

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

進一步，所述嵌入柱肢為上柱肢或下柱肢，對應地，所述槽口柱肢為下柱肢或上柱肢。

進一步，所述上柱肢為單肢柱、雙肢柱或多肢柱。

進一步，所述下柱肢為單肢柱、雙肢柱或多肢柱。

進一步，所述節(jié)點區(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。

進一步，所述節(jié)點區(qū)設置有1至4個柱側牛腿，所述柱側牛腿為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。

進一步，所述嵌入柱肢靠近插入端開設有圓形、矩形或多邊形安裝手孔。

進一步，所述安裝手孔的孔壁的內(nèi)側或外側設置有補強鋼板。

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)點區(qū)連接鋼管上預留的螺栓孔；

4）在節(jié)點區(qū)連接鋼管外側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）敷設管線，現(xiàn)場綁扎樓面負筋，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)點完全隱藏于樓蓋結構中，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)點采用高強度螺栓連接，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；通過澆筑混凝土能夠將節(jié)點板和高強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)點結構示意圖；

圖2為下柱肢結構示意圖；

圖3為上柱肢結構示意圖；

圖4為節(jié)點區(qū)與橫梁連接結構示意圖。

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)點區(qū)；4、橫梁；5、連接板。

具體實施方式

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

為了易于說明，在這里可以使用諸如“上”、“下”“左”“右”等空間相對術語，用于說明圖中示出的一個元件或特征相對于另一個元件或特征的關系。應該理解的是，除了圖中示出的方位之外，空間術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90度或位于其他方位），這里所用的空間相對說明可相應地解釋。

如圖1所示，本實施例中的鋼柱單向螺栓插入式拼接節(jié)點，包括上柱肢1、下柱肢2和節(jié)點區(qū)3；節(jié)點區(qū)3與下柱肢2焊接為一體，節(jié)點區(qū)3的上端面設置有與上柱肢1外側面適配的槽口，上柱肢1與槽口通過螺栓固定連接。連接螺栓為高強度螺栓、普通螺栓、對拉螺栓或單向螺栓。當然，也可以將節(jié)點區(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。

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

本實施例中上柱肢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。柱側牛腿腹板與連接鋼管在工廠焊接，形成一個整體，有利于保證焊接質(zhì)量。將柱側牛腿的上、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)點區(qū)3的連接強度。連接鋼管的側壁設置有螺栓安裝孔A，螺栓安裝孔A的數(shù)量和孔徑根據(jù)需要設計，如何設計屬于現(xiàn)有技術，在這里不再贅述。

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

還可以將節(jié)點區(qū)3下環(huán)板深入下柱肢2內(nèi)，下柱肢2焊接于節(jié)點區(qū)3下環(huán)板上；節(jié)點區(qū)3下環(huán)板在下柱肢板內(nèi)的部分開設有圓形或矩形孔，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)點區(qū)可以根據(jù)需要設置1至4個，或者更多柱側牛腿，柱側牛腿為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有圓形的安裝手孔1-1，當然也可以是矩形或多邊形等其他形狀的開口。通過設置安裝手孔1-1方便安裝螺栓。

為了避免上柱肢1的強度降低，在安裝手孔1-1的孔壁的內(nèi)側或外側可以通過焊接、粘接等方式設置補強鋼板，提高安裝手孔1-1開口周邊的強度。

圖4給出了節(jié)點區(qū)3和橫梁4之間連接的另一種形式。節(jié)點區(qū)3的腹板下部比上部長，腹板上設置有多寶格結構的加勁肋。橫梁的連接端與節(jié)點區(qū)3腹板適配，其橫梁腹板的上部比下部長，在橫梁腹板上設置有多寶格結構的加勁肋。節(jié)點區(qū)3和橫梁4上對應的加勁肋設置有螺栓安裝孔，通過螺栓將節(jié)點區(qū)3和橫梁4連接。節(jié)點區(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)點區(qū)3的連接鋼管上預留的螺栓孔；

4）在節(jié)點區(qū)3的連接鋼管外側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）敷設管線，現(xiàn)場綁扎樓面負筋，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)點完全隱藏于樓蓋結構中，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，還有多種不同的實施方式，而這些實施方式都是本領域技術人員在領悟本發(fā)明思想后能夠想到的，故，在此不再一一列舉。