一种梁柱铰接节点的制作方法

本发明涉及钢结构领域，特别涉及一种梁柱铰接节点。

背景技术：

简支梁是工程中常用的一种梁结构，钢梁通过两端的铰接节点与钢柱连接。理想状态下的铰接节点的结构示意图如图1所示，通过在钢柱的面上设置有水平支撑座a和两根杆体b，使得钢梁的一端可以架设在支撑座a上，并通过杆体b固定，钢梁可以实现：(1)绕着与两翼缘平行且与腹板垂直的方向为轴线进行自由转动，如图1中的x轴；(2)不能绕着以与两翼缘和腹板均平行的方向为轴线进行自由转动，如图1中的z轴。

实际工程中常用铰接节点的结构示意图，如图2和图3所示，铰接节点包括第一角钢c、第二角钢d和至少两个螺栓e，通过将第一角钢c的一个侧边和第二角钢d的一个侧边对称在钢梁腹板的两侧，第一角钢c的另一个侧边和第二角钢d的另一个侧边分别通过螺栓e固定在梁柱上，实现节点连接。

在实现本发明的过程中，本发明人发现现有技术中至少存在以下问题：

施工工程中的铰接节点虽然可以实现钢梁与钢柱之间的连接，但是如此设置，钢梁不能绕着与两翼缘平行且与腹板垂直的方向为轴线进行转动，与理论模型不符，结构体系的受力与计算设定上存在一定地差异，造成了安全隐患。

技术实现要素：

鉴于此，本发明提供一种梁柱铰接节点，可以实现钢梁绕着与两翼缘平行且与腹板垂直的方向为轴线进行转动，提高结构的安全性。

具体而言，包括以下的技术方案：

一种梁柱铰接节点，其特征在于，所述节点包括：第一固定组件和第二固定组件，其中，

所述第一固定组件包括第一角板和第一板体，所述第一角板和所述第一板体设置在靠近钢梁的第一翼缘或第二翼缘的腹板的两侧，所述第一角板的侧板面和所述第一板体的侧端面分别与钢柱连接；

所述第二固定组件包括第二角板和第二板体，所述第二角板和所述第二板体设置在靠近所述钢梁的第二翼缘或第一翼缘的腹板的两侧，所述第二角板的侧板面和所述第二板体的侧端面分别与所述钢柱连接；

所述第一板体开设有第一通孔，所述第一角板开设有第二通孔，所述钢梁的腹板上开设有第三通孔，第一螺栓的螺杆穿过所述第一通孔、所述第三通孔和所述第二通孔，且所述第一通孔、所述第三通孔和所述第二通孔的孔径均大于所述第一螺栓的螺杆的杆径。

可选择地，所述节点还包括：第一螺母，所述第一螺栓的螺杆的外壁上设置有外螺纹，所述第一螺母的内壁上设置有与所述外螺纹配合的内螺纹。

可选择地，所述节点还包括：第一弹性缓冲片，所述第一弹性缓冲片套设在所述第一螺栓的螺杆上，且位于所述第一螺母和所述第一角板之间。

可选择地，所述节点还包括：第一垫片，所述第一垫片套设在所述第一螺栓的螺杆上，且位于所述第一螺母与所述第一弹性缓冲片之间。

可选择地，所述节点还包括第二垫片，所述第二垫片套设在所述第一螺栓的螺杆上，且位于所述第一螺栓的螺帽与所述第一板体之间。

可选择地，所述节点还包括：第二螺栓，第二板体开设有第四通孔，第二角板开设有第五通孔，所述钢梁的腹板开设有第六通孔，所述螺栓的螺杆贯穿所述第四通孔、所述第六通孔和所述第五通孔。

可选择地，所述第四通孔、所述第五通孔和所述第六通孔的孔径比所述第二螺栓的螺杆的杆径大1.0～1.5mm。

可选择地，所述节点还包括：第二螺母，所述第二螺栓的螺杆外壁上设置有外螺纹，所述第二螺母的内壁上设置有与所述外螺纹配合的内螺纹。

可选择地，所述节点还包括：第三垫片，所述第三垫片套设在所述第二螺栓的螺杆上，且位于所述第二螺母与所述钢的腹板之间。

可选择地，所述节点还包括：第二弹性缓冲片，所述第二弹性缓冲片套设在所述第二螺栓的螺杆上，且位于所述第三垫片与所述钢梁的腹板之间。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果：

本发明实施例的梁柱铰接节点通过第一角板的侧板面和第一板体的侧端面与钢柱连接，第二角板的侧板面和第二板体的侧端面与钢柱连接，使得第一固定组件和第二固定组件固定在钢柱上，由于第二角板和第二板体设置在靠近钢梁的第一翼缘或第二翼缘的腹板的两侧，第二角板与第二板体夹持钢梁的腹板，使得钢梁不能实现绕着以与第一翼缘、第二翼缘以及腹板平行的方向为轴线进行转动；由于第二固定组件的夹持固定，第一通孔、第三通孔和第二通孔的孔径均大于第一螺栓的螺杆的杆径，使得钢梁在受到外力时，可以以第二固定组件为支撑点，实现钢梁绕着与第一翼缘和第二翼缘平行、与腹板垂直的方向为轴线进行转动，结构更符合理想状态下的铰接节点的结构，提高了结构的安全性，消除了结构上的安全隐患。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为理想状态下铰接节点的结构示意图；

图2为实际工程中常用铰接节点的正视结构示意图；

图3为实际工程中常用铰接节点的俯视结构示意图；

图4为本发明实施例提供的第一种梁柱铰接节点的结构拆分示意图；

图5为本发明实施例提供的第一种梁柱铰接节点在安装后的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的第二种梁柱铰接节点的结构拆分示意图；

图7为本发明实施例提供的第二种梁柱铰接节点在安装后的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的第三种梁柱铰接节点的结构拆分示意图；

图9为本发明实施例提供的第三种梁柱铰接节点在安装后的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的第四种梁柱铰接节点的结构拆分示意图；

图11为本发明实施例提供的第四种梁柱铰接节点在安装后的结构示意图；

图12为本发明实施例提供的第五种梁柱铰接节点的结构拆分示意图；

图13为本发明实施例提供的第五种梁柱铰接节点在安装后的结构示意图；

图14为本发明实施例提供的第六种梁柱铰接节点的结构拆分示意图；

图15为本发明实施例提供的第六种梁柱铰接节点在安装后的结构示意图。

图中的附图标记分别表示为：

1、第一固定组件；

101、第一角板；

1011、第二通孔；

102、第一板体；

1021、第一通孔；

2、第二固定组件；

201、第二角板；

2011、第五通孔；

202、第二板体；

2021、第四通孔；

3、钢梁；

301、第一翼缘；

302、腹板；

3021、第三通孔；

3022、第六通孔；

303、第二翼缘；

4、钢柱；

5、第一螺栓；

501、螺杆；

502、螺帽；

6、第一螺母；

7、第一弹性缓冲片；

8、第一垫片；

9、第二垫片；

10、第二螺栓；

1001、螺杆；

11、第二螺母；

12、第三垫片；

13、第二弹性缓冲片；

a、支撑座；

b、杆体；

c、第一角钢；

d、第二角钢；

e、螺栓。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例提供了一种梁柱铰接节点，其结构拆分图如图4所示，其在安装后的结构示意图如图5所示，包括：第一固定组件1和第二固定组件2。

其中，第一固定组件1包括第一角板101和第一板体102，第一角板101和第一板体102设置在靠近钢梁3的第一翼缘301或第二翼缘303的腹板302的两侧，第一角板101的侧板面和第一板体102的侧端面分别与钢柱4连接；

第二固定组件2包括第二角板201和第二板体202，第二角板201和第二板体202设置在靠近钢梁3的第二翼缘303或第一翼缘301的腹板302的两侧，第二角板201的侧板面和第二板体202的侧端面分别与钢柱4连接；

第一板体102开设有第一通孔1021，第一角板101开设有第二通孔1011，钢梁3的腹板302上开设有第三通孔3021，第一螺栓5的螺杆501穿过第一通孔1021、第三通孔3021和第二通孔1011，且第一通孔1021、第三通孔3021和第二通孔1011的孔径均大于第一螺栓5的螺杆501的杆径。

因此，本发明实施例的梁柱铰接节点利用第一固定组件1和第二固定组件2，通过第一角板101的侧板面和第一板体102的侧端面与钢柱4连接，第二角板201的侧板面和第二板体202的侧端面与钢柱4连接，使得第一固定组件1和第二固定组件2固定在钢柱4上，由于第二角板201和第二板体202设置在靠近钢梁3的第一翼缘301或第二翼缘303的腹板302的两侧，第二角板201与第二板体202夹持钢梁3的腹板302，使得钢梁3不能实现绕着以与第一翼缘301、第二翼缘303以及腹板302平行的方向为轴线进行转动；由于第二固定组件2的夹持固定，第一通孔1021、第三通孔3021和第二通孔1011的孔径均大于第一螺栓5的螺杆501的杆径，使得钢梁3在受到外力时，可以以第二固定组件2为支撑点，实现钢梁3绕着与第一翼缘301和第二翼缘303平行、与腹板垂直的方向为轴线进行转动，结构更符合理想状态下的铰接节点的结构，提高了结构的安全性，消除了结构上的安全隐患。

需要说明的是，为了确保第一角板101、第一板体102与钢柱4之间的连接稳定，第二角板201、第二板体202与钢柱4之间的连接稳定，第一角板101的侧板面和第一板体102的侧端面分别焊接固定在钢柱4上，第二角板201的侧端面和第二板体202的侧端面焊接在钢柱4上，使得第一固定组件1和第二固定组件2可以牢固固定在钢柱4上。

基于上述装置，下面对本发明实施例的梁柱铰接节点的结构进行进一步地描述说明：

本领域技术人员可以理解的是，由于第一通孔1021、第三通孔3021和第二通孔1011的孔径均大于第一螺栓5的螺杆501的杆径，因此，即使将第一角板101、钢梁3的腹板302与第一板体102之间固定的紧密，当外界向钢梁3的第一翼缘301或第二翼缘303施力时，钢梁3的腹板302也可以实现绕着与第一翼缘301和第二翼缘303平行、与腹板302垂直的方向为轴线进行转动。

在本发明实施例中第一通孔1021、第三通孔3021和第二通孔1011的结构有多种可能的实现方式。

在第一种可能的实现方式中，如图4或图5所示，第一角板101和第一板体102设置在靠近钢梁3的第一翼缘301的腹板302的两侧，第一通孔1021和第二通孔1011为在水平方向延伸变长的椭圆孔，第三通孔3021为在竖直方向延伸变长的椭圆孔，第一螺栓5的螺杆501可以先后穿过第一通孔1021、第三通孔3021和第二通孔1011。

如此设置，当钢梁3的第一翼缘301受到外力时，第一螺栓5不会限制钢梁3的腹板302与第一板体102、第一角板101之间的相对移动，以实现钢梁3绕着与第一翼缘301和第二翼缘303平行、与腹板302垂直的方向为轴线进行转动的目的。

在第二种可能的实现方式中，如图6或图7所示，第一角板101和第一板体102设置在靠近钢梁3的第二翼缘303的腹板302的两侧，第一通孔1021和第二通孔1011为在水平方向延伸变长的椭圆孔，第三通孔3021为在竖直方向延伸变长的椭圆孔，第一螺栓5的螺杆501可以先后穿过第一通孔1021、第三通孔3021和第二通孔1011。

如此设置，当钢梁3的第二翼缘303受到外力时，第一螺栓5不会限制钢梁3的腹板302与第一板体102、第一角板101之间的相对移动，以实现钢梁3绕着与第一翼缘301和第二翼缘303平行、与腹板302垂直的方向为轴线进行转动的目的。

需要说明的是，在本发明实施例中，第一通孔1021、第二通孔1011和第三通孔3021的尺寸可以相同，也可以不同，在本发明实施例中不作具体限定。

在第三种可能的实现方式中，如图8或图9所示，第一角板101和第一板体102设置在靠近钢梁3的第一翼缘301的腹板302的两侧，第一通孔1021、第二通孔1011和第三通孔3021均为圆孔，且三者的大小相同，均远大于第一螺栓5的螺杆501的横截面的面积，第一螺栓5的螺杆501可以先后穿过第一通孔1021、第三通孔3021和第二通孔1011。

如此设置，由于第一通孔1021、第二通孔1011和第三通孔3021均为圆孔，且均远大于第一螺栓5的螺杆501的横截面的面积，因此，当钢梁3的第一翼缘301受到外力时，第一螺栓5不会限制钢梁3的腹板302与第一板体102、第一角板101之间的相对移动，以实现钢梁3绕着与第一翼缘301和第二翼缘303平行、与腹板302垂直的方向为轴线进行转动的目的。

在第四种可能的实现方式中，如图10或图11所示，第一角板101和第一板体102设置在靠近钢梁3的第二翼缘303的腹板302的两侧，第一通孔1021、第二通孔1011和第三通孔3021均为圆孔，且三者的大小相同，均远大于第一螺栓5的螺杆501的横截面的面积，第一螺栓5的螺杆501可以先后穿过第一通孔1021、第三通孔3021和第二通孔1011。

如此设置，由于第一通孔1021、第二通孔1011和第三通孔3021均为圆孔，且均远大于第一螺栓5的螺杆501的横截面的面积，因此，当钢梁3的第一翼缘301受到外力时，第一螺栓5不会限制钢梁3的腹板302与第一板体102、第一角板101之间的相对移动，以实现钢梁3绕着与第一翼缘301和第二翼缘303平行、与腹板302垂直的方向为轴线进行转动的目的。

在第五种可能的实现方式中，如图12或图13所示，第一角板101和第一板体102设置在靠近钢梁3的第一翼缘301的腹板302的两侧，第一通孔1021、第二通孔1011和第三通孔3021均为方孔，且三者的大小相同，均远大于第一螺栓5的螺杆501的横截面的面积，第一螺栓5的螺杆501可以先后穿过第一通孔1021、第三通孔3021和第二通孔1011。

如此设置，由于第一通孔1021、第二通孔1011和第三通孔3021均为方孔，且均远大于第一螺栓5的螺杆501的横截面的面积，因此，当钢梁3的第一翼缘301受到外界施加的力时，第一螺栓5不会限制钢梁3的腹板302与第一板体102、第一角板101之间的相对移动，以实现钢梁3绕着与第一翼缘301和第二翼缘303平行、与腹板302垂直的方向为轴线进行转动的目的。

在第六种可能的实现方式中，如图14或图15所示，第一角板101和第一板体102设置在靠近钢梁3的第二翼缘303的腹板302的两侧，第一通孔1021、第二通孔1011和第三通孔3021均为方孔，且三者的大小相同，均远大于第一螺栓5的螺杆501的横截面的面积，第一螺栓5的螺杆501可以先后穿过第一通孔1021、第三通孔3021和第二通孔1011。

如此设置，由于第一通孔1021、第二通孔1011和第三通孔3021均为方孔，且均远大于第一螺栓5的螺杆501的横截面的面积，因此，当钢梁3的第一翼缘301受到外界施加的力时，第一螺栓5不会限制钢梁3的腹板302与第一板体102、第一角板101之间的相对移动，以实现钢梁3绕着与第一翼缘301和第二翼缘303平行、与腹板302垂直的方向为轴线进行转动的目的。

基于上述装置，对于固定组件1，为了固定第一螺栓5，节点还包括：第一螺母6，第一螺栓5的螺杆501的外壁上设置有外螺纹，第一螺母6的内壁上设置有与外螺纹配合的内螺纹，通过第一螺母6与第一螺栓5实现对第一角板101、腹板302与第一板体102之间的紧固。

为了避免第一螺母6拧的过紧，影响钢梁3绕着与第一翼缘301和第二翼缘303平行、与腹板302垂直的方向为轴线进行转动，节点还包括：第一弹性缓冲片7，第一弹性缓冲片7套设在第一螺栓5的螺杆501上，且位于第一螺母6和第一角板101之间。

进一步地，为了与第一螺母6配合，节点还包括第一垫片8，第一垫片8套设在第一螺栓5的螺杆501上，且位于第一螺母6与第一弹性缓冲片7之间，一方面，可以以便于第一螺母6的拆卸与安装，避免在安装或拆卸时花费过多的时间在拆卸和安装第一螺母6上；另一方面，可以分散第一螺母6对于第一角板101的受力。

与第一垫片8所起的作用相同，节点还包括第二垫片9，第二垫片9套设在第一螺栓5的螺杆501上，且位于第一螺栓5的螺帽502与第一板体102之间，如图8或图10或图12或图14所示。

对于第二固定组件2而言，节点还包括：第二螺栓10，第二板体202开设有第四通孔2021，第二角板201开设有第五通孔2011，钢梁3的腹板302开设有第六通孔3022，第二螺栓10的螺杆1001贯穿第四通孔2021、第六通孔3022和第五通孔2011，用以连接第二角板201、第二板体202与钢梁3的腹板302。

进一步地，第五通孔2011和第六通孔3022的孔径比第二螺栓10的螺杆1001的杆径大1.0～1.5mm，使得第二固定组件2可以牢固固定在钢柱4上，不会发生相对运动。

在本发明实施例中，第一螺栓5和第二螺栓10均可以为直径为30mm的M30螺栓，便于安装与拆卸。

进一步地，为了与螺栓7配合，节点还包括第二螺母11，第二螺栓10的螺杆1001的外壁上设置有外螺纹，第二螺母11的内壁上设置有与外螺纹配合的内螺纹，第二螺栓10可以穿第二板体202、钢梁3的腹板302和第二角板201后，通过第二螺母11与第二螺栓10之间的螺纹配合实现固定。

相对应的，为了与第二螺母11配合，节点还包括第三垫片12，第三垫片12套设在第二螺栓10的螺杆1001上，且位于第二螺母11与钢梁3的腹板302之间。

如此设置，便于第二螺母11的拆卸与安装，避免在安装或拆卸时花费过多的时间在拆卸和安装第二螺母11上，而且可以分散第二螺母11对于第二角板201的受力。

需要说明的是，在本发明实施例中，第一垫片8、第二垫片9和第三垫片12的厚度可以为10mm～35mm之间，优选为30mm。

进一步地，为了避免第二螺母11拧的过紧，影响钢梁3绕着与第一翼缘301和第二翼缘303平行、与腹板302垂直的方向为轴线进行转动，节点还包括：第二弹性缓冲片13，第二弹性缓冲片13套设在第二螺栓10的螺杆1001上，且位于第二垫片12与钢梁3的腹板302之间。

同时，第一弹性缓冲片7和第二弹性缓冲片13的材质均可以为具有弹性的橡胶片，厚度均可以为6～30mm，优选为10mm。

在整体结构上，本发明实施例的梁柱铰接节点的各个组成部分要确保牢固性、稳定性和耐压性，因此，各个组成部件均优选为钢材质。

在实际使用过程中，以图4和图5中的结构为例，其安装过程具体如下：

首先，将钢梁3就位，采用临时支撑装置支撑钢梁3，将第二角板201和第二板体202焊接在钢柱4上；

其次，将第二螺栓10穿过第二板体202、钢梁3的腹板302、第二角板201、第二弹性缓冲片13和第三垫片12；

继而，上紧第二螺母11；

再次，将第一角板101和第一板体102焊接到钢柱4上；

接着，将第一螺栓5穿过第一板体102、钢梁3的腹板302、第一角板101、第一弹性缓冲片7和第一垫片8；

最后，上紧第一螺母6，拆除临时支撑装置，完成安装。

以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。