隔板贯通式钢框架梁柱连接装置的制作方法

本实用新型属于建筑工程技术领域，尤其涉及一种隔板贯通式钢框架梁柱连接装置。

背景技术：

装配式钢框架结构建筑与传统的建筑建造方式不同，最大的特点就是施工快速，这对节点的连接提出了更高的要求。

目前，在装配式钢框架结构建筑中，方钢管柱-H型梁连接节点形式主要有内隔板节点、外隔板节点、隔板贯通节点和端板连接节点，其中，仅有端板连接节点为装配式节点，其他三类均需要进行现场焊接，但端板连接节点作为半刚性节点，其刚度相对较小，且很难在梁端形成塑性铰。在上述几种连接节点形式中，隔板贯通节点具有刚度较大、延性较好、耗能能力较强的优点，然而，目前能够实现装配化的隔板贯通式钢框架连接节点形式极少。专利CN107489278A公开了一种箱型柱-H型梁钢框架节点的施工方法，其先将梁连接构件、柱连接板、上隔板、下隔板和下柱焊接为整体，再通过梁连接横板、梁连接竖板和高强螺栓将H型梁固定至柱梁连接构件上，通过高强螺栓将上柱与柱连接板固定连接。然而，该种连接方式仍存在一些不足，例如：(1)在连接节点中，下柱与下隔板通过焊接连接，上柱与上隔板通过柱连接板栓接，上、下柱构造不同，无法实现柱构件的标准化生产；(2)上柱与上隔板采用高强螺栓和柱连接板连接，如果上柱长度过长，则无法施拧，限制了上柱的长度；(3)用于连接上柱与上隔板的柱连接板，其位置与上、下隔板间的箱形短柱竖向位置不连贯，存在竖向传力不连续的问题。

因而，如何在实现构件生产标准化的前提下，提供一种既能快速安装、现场零焊接，同时又能保证安全可靠的隔板贯通式钢框架梁柱连接形式，是一个亟待解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型针对上述的技术问题，提出一种隔板贯通式钢框架梁柱连接装置，能够在实现梁、柱构件生产标准化的前提下，达到施工速度快、构造简单、安装方便的要求，同时又能保证整个连接节点的安全可靠。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

隔板贯通式钢框架梁柱连接装置，包括第一钢框架柱、第二钢框架柱、隔板贯通式套筒和钢框架梁，所述第二钢框架柱位于所述第一钢框架柱的下方；所述隔板贯通式套筒包括自上而下依次焊接的上部子套筒、上隔板、中部子套筒、下隔板和下部子套筒，还包括焊接于所述中部子套筒外壁的腹板连接板；所述上部子套筒套接于所述第一钢框架柱的下端，并通过单向螺栓与所述第一钢框架柱固定连接，所述下部子套筒套接于所述第二钢框架柱的上端，并通过单向螺栓与所述第二钢框架柱固定连接；所述中部子套筒的壁厚大于或等于所述上部子套筒和第一钢框架柱的壁厚之和，且大于或等于所述下部子套筒和第二钢框架柱的壁厚之和；所述钢框架梁包括上翼缘板、下翼缘板和连接在所述上翼缘板和下翼缘板之间的腹板，所述上翼缘板与上隔板通过高强螺栓固定连接，所述下翼缘板与下隔板通过高强螺栓固定连接，所述腹板与腹板连接板通过高强螺栓固定连接。

作为优选，所述上隔板和下隔板平行设置，所述上部子套筒、中部子套筒和下部子套筒共轴线设置，且该轴线垂直于所述上隔板或下隔板。

作为优选，所述腹板连接板垂直于所述上隔板或下隔板设置。

作为优选，所述上部子套筒的下端，所述中部子套筒的上端和下端，以及所述下部子套筒的上端，均设有焊接坡口。

作为优选，所述第一钢框架柱下端的外壁与所述上部子套筒的内壁间隙配合，所述第二钢框架柱上端的外壁与所述下部子套筒的内壁间隙配合。

作为优选，所述上部子套筒的相对两侧壁分别设有多个第一螺栓孔，所述第一钢框架柱侧壁的下端对应于所述第一螺栓孔设有多个第二螺栓孔，所述第一螺栓孔与第二螺栓孔同轴设置。

作为优选，所述下部子套筒的相对两侧壁分别设有多个第三螺栓孔，所述第二钢框架柱侧壁的上端对应于所述第三螺栓孔设有多个第四螺栓孔，所述第三螺栓孔与第四螺栓孔同轴设置。

作为优选，所述上隔板具有用于与所述上翼缘板连接的第一连接部，所述下隔板具有用于与所述下翼缘板连接的第二连接部，所述第一连接部、第二连接部和腹板连接板位于所述中部子套筒的同侧；所述钢框架梁端部插入所述第一连接部和第二连接部之间，所述上翼缘板与第一连接部相贴合，所述下翼缘板与第二连接部相贴合，所述腹板与腹板连接板相贴合。

作为优选，所述第一连接部设有多个第五螺栓孔，所述上翼缘板对应于所述第五螺栓孔设有多个第六螺栓孔，所述第五螺栓孔和第六螺栓孔同轴设置；所述第二连接部设有多个第七螺栓孔，所述下翼缘板对应于所述第七螺栓孔设有多个第八螺栓孔，所述第七螺栓孔和第八螺栓孔同轴设置；所述腹板连接板设有多个第九螺栓孔，所述腹板对应于所述第九螺栓孔设有多个第十螺栓孔，所述第九螺栓孔和第十螺栓孔同轴设置。

与现有技术相比，本实用新型的优点和有益效果在于：

1、本实用新型提供的隔板贯通式钢框架梁柱连接装置，通过隔板贯通式套筒的上部子套筒和下部子套筒分别连接第一钢框架柱和第二钢框架柱，通过上隔板、下隔板以及腹板连接板连接钢框架梁，使第一钢框架柱和第二钢框架柱的构造一致，可实现钢框架梁、柱生产标准化，现场施工主要为吊装和螺栓施拧两大步骤，安装快速简便，可以实现现场零焊接施工；

2、本实用新型提供的隔板贯通式钢框架梁柱连接装置，采用单向螺栓实现了上部子套筒与第一钢框架柱、下部子套筒与第二钢框架柱的有效连接，能够有效防止节点在往复荷载作用下产生脱离现象，而且，由于柱端单向螺栓的受力状态主要为承担剪力作用，而单向螺栓的抗剪承载力高于同规格、同级别的普通高强螺栓，能够保证整个连接节点的安全可靠；

3、本实用新型提供的隔板贯通式钢框架梁柱连接装置中，中部子套筒的壁厚大于或等于所述上部子套筒和第一钢框架柱的壁厚之和，且大于或等于所述下部子套筒和第二钢框架柱的壁厚之和，保证了竖向传力的连续性，有利于保证整个连接节点的安全可靠。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的隔板贯通式钢框架梁柱连接装置的结构示意图；

图2为图1的爆炸结构图；

图3为沿竖直方向剖开后的隔板贯通式钢框架梁柱连接装置的结构示意图；

图4为图3中A处的局部放大示意图；

图5为本实用新型实施例提供的隔板贯通式套筒的立体图；

图6为图5的爆炸结构图；

图7为本实用新型实施例提供的隔板贯通式套筒的主视图；

图8为本实用新型实施例提供的上部子套筒的结构示意图；

图9为本实用新型实施例提供的中部子套筒的结构示意图；

图10为本实用新型实施例提供的下部子套筒的结构示意图；

以上各图中：1、第一钢框架柱；2、第二钢框架柱；3、隔板贯通式套筒；31、上部子套筒；32、上隔板；321、第一连接部；33、中部子套筒；34、下隔板；341、第二连接部；35、下部子套筒；36、腹板连接板；4、钢框架梁；41、上翼缘板；42、腹板；43、下翼缘板；5、单向螺栓；6、高强螺栓；7、第一螺栓孔；8、第二螺栓孔；9、第三螺栓孔；10、第四螺栓孔；11、第五螺栓孔；12、第六螺栓孔；13、第七螺栓孔；14、第八螺栓孔；15、第九螺栓孔；16、第十螺栓孔；17、焊接坡口。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本实用新型进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、……、“第十”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1-图4所示，本实用新型涉及一种隔板贯通式钢框架梁柱连接装置，包括第一钢框架柱1、第二钢框架柱2、隔板贯通式套筒3和钢框架梁4，第一钢框架柱1和第二钢框架柱2共轴线设置，且第二钢框架柱2位于第一钢框架柱1的下方，第一钢框架柱1和第二钢框架柱2作为钢框架的支撑柱；如图5-图7所示，隔板贯通式套筒3包括自上而下依次焊接的上部子套筒31、上隔板32、中部子套筒33、下隔板34和下部子套筒35，还包括焊接于中部子套筒33外壁的腹板连接板36；上部子套筒31套接于第一钢框架柱1的下端，并通过单向螺栓5与第一钢框架柱1固定连接，下部子套筒35套接于第二钢框架柱2的上端，并通过单向螺栓5与第二钢框架柱2固定连接；如图4所示，中部子套筒33的壁厚大于或等于上部子套筒31和第一钢框架柱1的壁厚之和，且大于或等于下部子套筒35和第二钢框架柱2的壁厚之和；如图1-图2所示，钢框架梁4包括上翼缘板41、下翼缘板43和连接在上翼缘板41和下翼缘板43之间的腹板42，上翼缘板41与上隔板32通过高强螺栓6固定连接，下翼缘板43与下隔板34通过高强螺栓6固定连接，腹板42与腹板连接板36通过高强螺栓6固定连接。

在上述隔板贯通式钢框架梁柱连接装置中，隔板贯通式套筒3作为梁柱连接的主要部件，其上部子套筒31和下部子套筒35分别用于与第一钢框架柱1和第二钢框架柱2连接，其上隔板32、下隔板34以及腹板连接板36用于与钢框架梁4连接，其具体结构如图5-图10所示。需要说明的是，如图5-图7所示，上隔板32和下隔板34平行设置，上部子套筒31、中部子套筒33和下部子套筒35共轴线设置，且该轴线垂直于上隔板32或下隔板34，这样设置能够保证梁柱连接的垂直度，保证连接质量。进一步的，如图8-图10所示，上部子套筒31的下端，中部子套筒33的上端和下端，以及下部子套筒35的上端，均设有焊接坡口17，以便于通过坡口焊接将上部子套筒31、上隔板32、中部子套筒33、下隔板34和下部子套筒35依次焊接为整体。此外，腹板连接板36通过角焊焊接于中部子套筒33的外壁，且腹板连接板36垂直于上隔板32或下隔板34设置，以便于与钢框架梁4的腹板42相连。

针对隔板贯通式套筒3与第一钢框架柱1和第二钢框架柱2的连接，如图3所示，第一钢框架柱1下端的外壁与上部子套筒31的内壁间隙配合，第二钢框架柱2上端的外壁与下部子套筒35的内壁间隙配合。在安装时，既保证了第一钢框架柱1的下端能够顺利插入上部子套筒31内，第二钢框架柱2的上端能够顺利插入下部子套筒35内，又保证了在通过单向螺栓5紧固时，能够实现第一钢框架柱1的外壁与上部子套筒31的紧密贴合，以及第二钢框架柱2的外壁与下部子套筒35的紧密贴合，保证连接强度。

针对上部子套筒31与第一钢框架柱1的连接，如图2所示，上部子套筒31的相对两侧壁分别设有多个第一螺栓孔7，第一钢框架柱1侧壁的下端对应于第一螺栓孔7设有多个第二螺栓孔8，第一螺栓孔7与第二螺栓孔8同轴设置，以使上部子套筒31与第一钢框架柱1的下端通过单向螺栓5固定连接在一起。需要说明的是，在上部子套筒31相对两侧壁分别设置第一螺栓孔7，能够保证上部子套筒31与第一钢框架柱1连接时的受力平衡，可以理解的是，本领域技术人员也可在上部子套筒31的四个侧壁均设置第一螺栓孔7。此外，本领域技术人员可根据连接强度的需要，具体设置第一螺栓孔7和第二螺栓孔8的数量，在本实施例中，第一螺栓孔7和第二螺栓孔8均为三排三列，共9个。

同理，针对下部子套筒35与第二钢框架柱2的连接，如图2所示，下部子套筒35的相对两侧壁分别设有多个第三螺栓孔9，第二钢框架柱2侧壁的上端对应于第三螺栓孔9设有多个第四螺栓孔10，第三螺栓孔9与第四螺栓孔10同轴设置，以使下部子套筒35与第二钢框架柱2的上端通过单向螺栓5固定连接在一起。需要说明的是，在下部子套筒35相对两侧壁分别设置第三螺栓孔9，能够保证下部子套筒35与第二钢框架柱2连接时的受力平衡，可以理解的是，本领域技术人员也可在下部子套筒35的四个侧壁均设置第三螺栓孔9。此外，本领域技术人员可根据连接强度的需要，具体设置第三螺栓孔9和第四螺栓孔10的数量，在本实施例中，第三螺栓孔9和第四螺栓孔10均为三排三列，共9个。

针对隔板贯通式套筒3与钢框架梁4的连接，如图1、图2、图5和图6所示，上隔板32具有用于与上翼缘板41连接的第一连接部321，下隔板34具有用于与下翼缘板43连接的第二连接部341，第一连接部321和第二连接部341均突出于中部子套筒33的外壁，且第一连接部321、第二连接部341和腹板连接板36位于中部子套筒33的同侧；钢框架梁4端部插入第一连接部321和第二连接部341之间，上翼缘板41与第一连接部321相贴合，下翼缘板43与第二连接部341相贴合，腹板42与腹板连接板36相贴合。

进一步的，如图2所示，第一连接部321设有多个第五螺栓孔11，钢框架梁4的上翼缘板41对应于第五螺栓孔11设有多个第六螺栓孔12，第五螺栓孔11和第六螺栓孔12同轴设置，以使上隔板32和上翼缘板41通过高强螺栓6固定连接在一起；第二连接部341设有多个第七螺栓孔13，钢框架梁4的下翼缘板43对应于第七螺栓孔13设有多个第八螺栓孔14，第七螺栓孔13和第八螺栓孔14同轴设置，以使下隔板34和下翼缘板43通过高强螺栓6固定连接在一起；腹板连接板36设有多个第九螺栓孔15，钢框架梁4的腹板42对应于第九螺栓孔15设有多个第十螺栓孔16，第九螺栓孔15和第十螺栓孔16同轴设置，以使腹板连接板36和腹板42通过高强螺栓6固定连接在一起。

为了更好的理解上述实施例提供的隔板贯通式钢框架梁柱连接装置，对其安装过程说明如下：

首先，在工厂内将上部子套筒31、上隔板32、中部子套筒33、下隔板34和下部子套筒35自上而下依次焊接为整体，将腹板连接板36焊接于中部子套筒33的外壁，得到焊接好的隔板贯通式套筒3。现场施工时，根据具体安装需要，将第二钢框架柱2固定安装就位，将隔板贯通式套筒3的下部子套筒35套在第二钢框架柱2的上端，安装单向螺栓5并拧紧，使下部子套筒35与第二钢框架柱2紧密连接。随后，将第一钢框架柱1吊至隔板贯通式套筒3的上部子套筒31的上方，将第一钢框架柱1的下端插入上部子套筒31内，安装单向螺栓5并拧紧，使上部子套筒31与第一钢框架柱1紧密连接。最后，将钢框架梁4的端部插入上隔板32和下隔板34之间，采用高强螺栓6将上翼缘板41与上隔板32连接紧固，采用高强螺栓6将下翼缘板43与下隔板34连接紧固，采用高强螺栓6将腹板42与腹板连接板36连接紧固，成整个梁柱连接节点的安装。

本实用新型提供的隔板贯通式钢框架梁柱连接装置，通过隔板贯通式套筒3的上部子套筒31和下部子套筒35分别连接第一钢框架柱1和第二钢框架柱2，通过上隔板32、下隔板34以及腹板连接板36连接钢框架梁4，使第一钢框架柱1和第二钢框架柱2的构造一致，可实现钢框架梁、柱生产标准化，现场施工主要为吊装和螺栓施拧两大步骤，安装快速简便，可以实现现场零焊接施工。而且，本实用新型提供的隔板贯通式钢框架梁柱连接装置，采用单向螺栓5实现了上部子套筒31与第一钢框架柱1、下部子套筒35与第二钢框架柱2的有效连接，能够有效防止节点在往复荷载作用下产生脱离现象，而且，由于柱端单向螺栓5的受力状态主要为承担剪力作用，而单向螺栓的抗剪承载力高于同规格、同级别的普通高强螺栓，能够保证整个连接节点的安全可靠。此外，本实用新型提供的隔板贯通式钢框架梁柱连接装置中，中部子套筒33的壁厚大于或等于上部子套筒31和第一钢框架柱1的壁厚之和，且大于或等于下部子套筒35和第二钢框架柱2的壁厚之和，保证了竖向传力的连续性，有利于保证整个连接节点的安全可靠。