CN114855993A - 一种具有抗震及自复位功能的装配式h型钢结构梁柱节点及其施工方法 - Google Patents

一种具有抗震及自复位功能的装配式h型钢结构梁柱节点及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及结构工程技术领域，公开了一种具有抗震及自复位功能的装配式H型钢结构梁柱节点及其施工方法，包括：竖向设置的立柱和横向设置的H型横梁；所述立柱的任一侧面设置有L型牛腿，所述L型牛腿包括竖向设置的第一连接部，横向设置于第一连接部一侧的第二连接部，以及分别设置于第一连接部和第二连接部内的安装腔，所述第一连接部的顶部和第二连接部的底部均开设有第一安装孔，所述第一安装孔竖向设置于远离立柱的一端，所述安装腔远离立柱的一侧横向设置有多个定位孔，所述H型横梁靠近L型牛腿的一端设置有限位机构；所述限位机构贴合于L型牛腿，并搭接固定在L型牛腿上，两者拼接缝呈Z型，Z型拼接缝的上部和下部通过连接板固定。

Description

一种具有抗震及自复位功能的装配式H型钢结构梁柱节点及 其施工方法
技术领域
本发明涉及结构工程技术领域，特别是涉及一种具有抗震及自复位功能的装配式H型钢结构梁柱节点及其施工方法。
背景技术
目前，装配式框架结构一般采用叠合梁，不仅需要支撑辅助安装，而且现场有湿作业，施工较为繁琐；
对于传统钢结构连接节点，安装时部分需要焊接，施工质量不易保证，且污染空气，且大部分需要支撑辅助安装或者吊车长时间等待钢梁安装，施工效率较低；
而对于部分企口式干式连接框架梁柱节点，一般采用现场焊接连接，施工质量不易保证，而且污染空气；因此，本发明诞生。
发明内容
本申请提供了一种具有抗震及自复位功能的装配式H型钢结构梁柱节点及其施工方法，以解决现有装配式梁柱在安装过程中工序繁多，需要焊接，在施工过程中需要设置梁底支撑的问题。
为解决上述技术问题，本申请提供了一种具有抗震及自复位功能的装配式H型钢结构梁柱节点及其施工方法，包括：竖向设置的H型立柱和横向设置的横梁；所述立柱的任一侧面设置有L型牛腿，所述L型牛腿包括竖向设置的第一连接部，横向设置于第一连接部一侧的第二连接部，以及分别设置于第一连接部和第二连接部内的安装腔，所述第一连接部的顶部和第二连接部的底部均开设有第一安装孔，所述第一安装孔竖向设置于远离立柱的一端，所述安装腔远离立柱的一侧横向设置有多个定位孔，所述H型横梁靠近L型牛腿的一端设置有限位机构；所述限位机构贴合于L型牛腿，并搭接固定在L型牛腿上，两者拼接缝呈Z型，Z型拼接缝的上部和下部通过连接板固定；所述限位机构包括向第一连接部延伸的第一限位部，向远离第二连接部的方向凹陷、与第二连接部连接的第二限位部，分别设置于第一限位部和第二限位部内的限位腔，所述第一限位部和第二限位部与第一连接部和第二连接部相对的一侧设置有多个限位孔，所述第一限位部的顶部和第二限位部的底部均开设有第二安装孔，所述第二安装孔设置于靠近L型牛腿的一端。
本申请的一些实施例中，所述第二连接部的顶部向内凹陷通长设置有定位槽，所述第一限位部的底部向下凸起、向靠近L型牛腿的方向通长设置有定位条，所述定位槽与定位条相适配，所述定位条由第二连接部的外侧延伸嵌入至定位槽内。
本申请的一些实施例中，所述定位孔和限位孔内穿设有第一紧固螺栓和第二紧固螺栓，所述第一紧固螺栓和第二紧固螺栓上下间隔设置，所述第一限位部和第二限位部内的第一紧固螺栓和第二紧固螺栓上设置有预压弹簧，所述预压弹簧的一侧通过垫片与第一限位部和第二限位部的内壁抵接，另一侧通过螺母拧紧进行预压弹簧预压力的施加，所述预压弹簧用于使L型牛腿和H型横梁复位。
本申请的一些实施例中，所述第一安装孔和第二安装孔上设置有连接板，所述连接板上设置有多个连接孔，所述连接孔与第一安装孔和第二安装孔一一对应，通过螺栓连接，所述连接板的表面，以及所述L型牛腿和H型横梁与连接板相对应的表面为粗糙面，以用于分别对L型牛腿和横向产生摩擦，消耗动能。
本申请的一些实施例中，所述第一安装孔和第二安装孔分别沿L型牛腿和H型横梁的宽度方向设置为两组，两组第一安装孔和两组第二安装孔均为左右间隔设置，每组第一安装孔和第二安装孔均包括四个螺栓孔。
本申请的一些实施例中，所述第二紧固螺栓的一端穿过第二连接部，固定于第一连接部的安装腔内，另一端延伸至第二限位部的限位腔内。
本申请的一些实施例中，一种具有抗震及自复位功能的装配式H型钢结构梁柱节点的施工方法，具体步骤如下：
A、预制立柱，根据设计规定，将所述L型牛腿和立柱预制为一体，L型牛腿位于立柱的侧面，L型牛腿的第一连接部的顶部和第二连接部的底部设置第一安装孔，在L型牛腿远离立柱的一侧开设定位孔，在第二连接部的顶部加工出定位槽；
B、预制H型横梁，根据设计规定，选用限位机构，将限位机构设置于H型横梁的一端，在第一限位部和第二限位部与第一连接部和第二连接部相对的一侧、对应定位孔的连接端开设限位孔，在第一限位部的顶部和第二限位部的底部开设第二安装孔，在第二限位部的底部向下凸起设置定位条；
C、预制连接板，根据设计规定，将连接板的表面处理为粗糙面，并根据第一安装孔和第二安装孔的数量、尺寸和间隔距离，开设与其相对应的连接孔；
D、现场安装，在立柱固定完成后，将H型横梁吊装至L型牛腿的位置，使定位条嵌入至定位槽内，通过紧固螺栓将L型牛腿和H型横梁固定，在L型牛腿和H型横梁的顶部和底部安装连接板，上述安装过程完全干式连接，梁底施工过程免支撑。
与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：
本发明通过企口式连接，不需要支撑辅助安装，通过设置第一连接部和第二连接部，将L型牛腿与横梁连接，通过设置第一限位部和第二限位部，配合第一连接部和第二连接部，使立柱和横梁之间的连接稳定，通过设置第一定位孔、第二定位孔和连接板，确保立柱和横梁之间的连接位置准确，通过设置多个定位板，加强整体稳定性，通过在第一连接部和第二连接部上设置多个定位孔，方便安装，增强立柱和横梁之间连接的稳定性，应用本发明现场没有湿作业，不需要焊接，提高施工效率，不会造成空气污染，推广使用能够产生较好效果，地震作用下摩擦耗能，耗能机制明确，材料塑性变形小，材料损伤小，预压弹簧实现地震作用下自复位，无需张拉预应力繁琐施工实现结构自复位性能，地震后直接替换连接板即可实现快速修复。
附图说明
图1是本发明实施例安装示意图；
图2是本发明实施例紧固螺栓结构示意图；
图3是本发明实施例立柱结构示意图；
图4是本发明实施例H型横梁结构示意图；
图5是本发明实施例限位机构侧视示意图；
图6是本发明实施例连接板俯视示意图；
图7是本发明实施例立柱俯视示意图。
图中，100、立柱；200、H型横梁；300、L型牛腿；310、第一连接部；320、第二连接部；321、定位槽；330、安装腔；331、定位孔；340、第一安装孔；400、限位机构；410、第一限位部；411、定位条；420、第二限位部；430、限位腔；440、限位孔；450、第二安装孔；500、第一紧固螺栓；600、第二紧固螺栓；700、预压弹簧；800、连接板；810、连接孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
如图1-7所示，根据本申请的一些实施例中，一种具有抗震及自复位功能的装配式H型钢结构梁柱节点及其施工方法，包括：竖向设置的H型立柱100和横向设置的横梁；立柱100的任一侧面设置有L型牛腿300，L型牛腿300包括竖向设置的第一连接部310，横向设置于第一连接部310一侧的第二连接部320，以及分别设置于第一连接部310和第二连接部320内的安装腔330，第一连接部310的顶部和第二连接部320的底部均开设有第一安装孔340，第一安装孔340竖向设置于远离立柱100的一端，安装腔330远离立柱100的一侧横向设置有多个定位孔331，H型横梁200靠近L型牛腿300的一端设置有限位机构400；限位机构400贴合于L型牛腿300，并搭接固定在L型牛腿300上，两者拼接缝呈Z型，Z型拼接缝的上部和下部通过连接板800固定；限位机构400包括向第一连接部310延伸的第一限位部410，向远离第二连接部320的方向凹陷、与第二连接部320连接的第二限位部420，分别设置于第一限位部410和第二限位部420内的限位腔430，第一限位部410和第二限位部420与第一连接部310和第二连接部320相对的一侧设置有多个限位孔440，第一限位部410的顶部和第二限位部420的底部均开设有第二安装孔450，第二安装孔450设置于靠近L型牛腿300的一端。
根据本申请的一些实施例中，第二连接部320的顶部向内凹陷通长设置有定位槽321，第一限位部410的底部向下凸起、向靠近L型牛腿300的方向通长设置有定位条411，定位槽321与定位条411相适配，定位条411由第二连接部320的外侧延伸嵌入至定位槽321内。
根据本申请的一些实施例中，定位孔331和限位孔440内穿设有第一紧固螺栓500和第二紧固螺栓600，第一紧固螺栓500和第二紧固螺栓600上下间隔设置，第一限位部410和第二限位部420内的第一紧固螺栓500和第二紧固螺栓600上设置有预压弹簧700，预压弹簧700的一侧通过垫片与第一限位部410和第二限位部420的内壁抵接，另一侧通过螺母拧紧进行预压弹簧700预压力的施加，预压弹簧700用于使L型牛腿300和H型横梁200复位。
在此需要说明的是，通过需要施加的预压弹簧700预压力计算获得预压弹簧700的压缩长度，从而通过螺母拧紧进行预压。预压弹簧700实现L型牛腿300和H型横梁200在地震作用发生后实现节点的自复位。
根据本申请的一些实施例中，第一安装孔340和第二安装孔450上设置有连接板800，连接板800上设置有多个连接孔810，连接孔810与第一安装孔340和第二安装孔450一一对应，通过螺栓连接，连接板800的表面，以及L型牛腿300和H型横梁200与连接板800相对应的表面为粗糙面，以用于分别对L型牛腿300和横向产生摩擦，消耗动能。
在此需要说明的是，连接板800的表面，以及L型牛腿300和H型横梁200与连接板800相接触的表面做粗糙面处理，可在地震作用下发生滑移，从而实现地震作用下摩擦耗能。
根据本申请的一些实施例中，第一安装孔340和第二安装孔450分别沿L型牛腿300和H型横梁200的宽度方向设置为两组，两组第一安装孔340和两组第二安装孔450均为左右间隔设置，每组第一安装孔340和第二安装孔450均包括四个螺栓孔。
根据本申请的一些实施例中，第二紧固螺栓600的一端穿过第二连接部320，固定于第一连接部310的安装腔330内，另一端延伸至第二限位部420的限位腔430内。
根据本申请的一些实施例中，一种具有抗震及自复位功能的装配式H型钢结构梁柱节点的施工方法，具体步骤如下：
A、预制立柱100，根据设计规定，将L型牛腿300和立柱100预制为一体，L型牛腿300位于立柱100的侧面，L型牛腿300的第一连接部310的顶部和第二连接部320的底部设置第一安装孔340，在L型牛腿300远离立柱100的一侧开设定位孔331，在第二连接部320的顶部加工出定位槽321；
B、预制H型横梁200，根据设计规定，选用限位机构400，将限位机构400设置于H型横梁200的一端，在第一限位部410和第二限位部420与第一连接部310和第二连接部320相对的一侧、对应定位孔331的连接端开设限位孔440，在第一限位部410的顶部和第二限位部420的底部开设第二安装孔450，在第二限位部420的底部向下凸起设置定位条411；
C、预制连接板800，根据设计规定，将连接板800的表面处理为粗糙面，并根据第一安装孔340和第二安装孔450的数量、尺寸和间隔距离，开设与其相对应的连接孔810；
D、现场安装，在立柱100固定完成后，将H型横梁200吊装至L型牛腿300的位置，使定位条411嵌入至定位槽321内，通过紧固螺栓将L型牛腿300和H型横梁200固定，在L型牛腿300和H型横梁200的顶部和底部安装连接板800，上述安装过程完全干式连接，梁底施工过程免支撑。
综上，本发明涉及结构工程技术领域，公开了一种具有抗震及自复位功能的装配式H型钢结构梁柱节点及其施工方法，包括：竖向设置的立柱和横向设置的H型横梁；所述立柱的任一侧面设置有L型牛腿，所述L型牛腿包括竖向设置的第一连接部，横向设置于第一连接部一侧的第二连接部，以及分别设置于第一连接部和第二连接部内的安装腔，所述第一连接部的顶部和第二连接部的底部均开设有第一安装孔，所述第一安装孔竖向设置于远离立柱的一端，所述安装腔远离立柱的一侧横向设置有多个定位孔，所述H型横梁靠近L型牛腿的一端设置有限位机构；所述限位机构贴合于L型牛腿，并搭接固定在L型牛腿上，两者拼接缝呈Z型，Z型拼接缝的上部和下部通过连接板固定。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种具有抗震及自复位功能的装配式H型钢结构梁柱节点，包括：竖向设置的立柱(100)和横向设置的H型横梁(200)；其特征在于，所述立柱(100)的任一侧面设置有L型牛腿(300)，所述L型牛腿(300)包括竖向设置的第一连接部(310)，横向设置于第一连接部(310)一侧的第二连接部(320)，以及分别设置于第一连接部(310)和第二连接部(320)内的安装腔(330)，所述第一连接部(310)的顶部和第二连接部(320)的底部均开设有第一安装孔(340)，所述第一安装孔(340)竖向设置于远离立柱(100)的一端，所述安装腔(330)远离立柱(100)的一侧横向设置有多个定位孔(331)，所述H型横梁(200)靠近L型牛腿(300)的一端设置有限位机构(400)；所述限位机构(400)贴合于L型牛腿(300)，并搭接固定在L型牛腿(300)上，两者拼接缝呈Z型，Z型拼接缝的上部和下部通过连接板(800)固定；所述限位机构(400)包括向第一连接部(310)延伸的第一限位部(410)，向远离第二连接部(320)的方向凹陷、与第二连接部(320)连接的第二限位部(420)，分别设置于第一限位部(410)和第二限位部(420)内的限位腔(430)，所述第一限位部(410)和第二限位部(420)与第一连接部(310)和第二连接部(320)相对的一侧设置有多个限位孔(440)，所述第一限位部(410)的顶部和第二限位部(420)的底部均开设有第二安装孔(450)，所述第二安装孔(450)设置于靠近L型牛腿(300)的一端。
2.根据权利要求1所述的一种具有抗震及自复位功能的装配式H型钢结构梁柱节点，其特征在于，所述第二连接部(320)的顶部向内凹陷通长设置有定位槽(321)，所述第一限位部(410)的底部向下凸起、向靠近L型牛腿(300)的方向通长设置有定位条(411)，所述定位槽(321)与定位条(411)相适配，所述定位条(411)由第二连接部(320)的外侧延伸嵌入至定位槽(321)内。
3.根据权利要求1所述的一种具有抗震及自复位功能的装配式H型钢结构梁柱节点，其特征在于，所述定位孔(331)和限位孔(440)内穿设有第一紧固螺栓(500)和第二紧固螺栓(600)，所述第一紧固螺栓(500)和第二紧固螺栓(600)上下间隔设置，所述第一限位部(410)和第二限位部(420)内的第一紧固螺栓(500)和第二紧固螺栓(600)上设置有预压弹簧(700)，所述预压弹簧(700)的一侧通过垫片与第一限位部(410)和第二限位部(420)的内壁抵接，另一侧通过螺母拧紧进行预压弹簧(700)预压力的施加，所述预压弹簧(700)用于使L型牛腿(300)和H型横梁(200)复位。
4.根据权利要求1所述的一种具有抗震及自复位功能的装配式H型钢结构梁柱节点，其特征在于，所述第一安装孔(340)和第二安装孔(450)上设置有连接板(800)，所述连接板(800)上设置有多个连接孔(810)，所述连接孔(810)与第一安装孔(340)和第二安装孔(450)一一对应，通过螺栓连接，所述连接板(800)的表面，以及所述L型牛腿(300)和H型横梁(200)与连接板(800)相对应的表面为粗糙面，以用于分别对L型牛腿(300)和横向产生摩擦，消耗动能。
5.根据权利要求1所述的一种具有抗震及自复位功能的装配式H型钢结构梁柱节点，其特征在于，所述第一安装孔(340)和第二安装孔(450)分别沿L型牛腿(300)和H型横梁(200)的宽度方向设置为两组，两组第一安装孔(340)和两组第二安装孔(450)均为左右间隔设置，每组第一安装孔(340)和第二安装孔(450)均包括四个螺栓孔。
6.根据权利要求4所述的一种具有抗震及自复位功能的装配式H型钢结构梁柱节点，其特征在于，所述第二紧固螺栓(600)的一端穿过第二连接部(320)，固定于第一连接部(310)的安装腔(330)内，另一端延伸至第二限位部(420)的限位腔(430)内。
7.一种应用于权利要求1-7任一项所述的一种具有抗震及自复位功能的装配式H型钢结构梁柱节点的施工方法，其特征在于，具体步骤如下：
A、预制立柱(100)，根据设计规定，将所述L型牛腿(300)和立柱(100)预制为一体，L型牛腿(300)位于立柱(100)的侧面，L型牛腿(300)的第一连接部(310)的顶部和第二连接部(320)的底部设置第一安装孔(340)，在L型牛腿（300）远离立柱（100）的一侧开设定位孔（331），在第二连接部(320)的顶部加工出定位槽(321)；
B、预制H型横梁(200)，根据设计规定，选用限位机构(400)，将限位机构(400)设置于H型横梁(200)的一端，在第一限位部(410)和第二限位部(420)与第一连接部(310)和第二连接部(320)相对的一侧、对应定位孔(331)的连接端开设限位孔(440)，在第一限位部(410)的顶部和第二限位部(420)的底部开设第二安装孔(450)，在第二限位部(420)的底部向下凸起设置定位条(411)；
C、预制连接板(800)，根据设计规定，将连接板(800)的表面处理为粗糙面，并根据第一安装孔(340)和第二安装孔(450)的数量、尺寸和间隔距离，开设与其相对应的连接孔(810)；
D、现场安装，在立柱(100)固定完成后，将H型横梁(200)吊装至L型牛腿(300)的位置，使定位条(411)嵌入至定位槽(321)内，通过紧固螺栓将L型牛腿(300)和H型横梁(200)固定，在L型牛腿(300)和H型横梁(200)的顶部和底部安装连接板(800)，上述安装过程完全干式连接，梁底施工过程免支撑。
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