一种装配式钢结构矩形组合柱框架体系的制作方法

本实用新型涉及一种梁柱节点，尤其涉及一种装配式钢结构矩形组合柱框架体系，属于建筑施工技术领域。

背景技术：

在目前众多的轻型钢结构房屋建筑的设计中，通常钢柱采用箱型截面，而梁一般采用工字钢梁的形式，梁柱节点一般采用焊接或螺栓连接的形式。如 CN107905369公开了一种装配式框架梁柱连接节点，包括：框架柱；框架梁，框架梁的端部设有抵接端头和约束部，抵接端头的端面上具有转动支点；耗能件，耗能件包括耗能板，耗能板包括耗能段、柱侧连接段和梁侧连接段。该节点结构虽有一定的延性和耗能性能，但其施工安装复杂，施工难度加大。 CN207228318公开了一种低层装配式框架梁柱节点，包括框架柱和至少一根框架梁，框架柱中预埋有通过螺杆连接的第一套筒和第二套筒，第一套筒和第二套筒均开设有内螺纹，框架柱包括相对的第一侧壁和第二侧壁，第一套筒和第二套筒分别与框架柱的第一侧壁外和第二侧壁外连通，至少在框架柱的第一侧壁设有牛腿，牛腿设有操作口和连接孔，第一套筒与所述牛腿通过螺栓连接，螺栓穿过所述连接孔伸入所述第一套筒内，框架梁的一端搭接在所述牛腿上。该实用新型将牛腿直接通过连接件与框架柱相连，然后将框架梁搭接在所述的牛腿上形成有效的干式连接，该实用新型装配过程中虽无需现浇混凝土，但施工强度仍然较为复杂，还需要通过螺栓等的对位连接，成本也并未降低。同时，当矩形组合柱的截面过大，板的宽厚比达不到要求时，会影响组合的整体强度。

技术实现要素：

因此，针对现有技术的上述问题，本实用新型提供了一种装配式钢结构矩形组合柱框架体系，用以解决矩形钢柱与梁节点以及组合柱的安装施工问题。

为实现上述实用新型，本实用新型提供的技术方案如下：

一种装配式钢结构矩形组合柱框架体系，包括矩形钢柱以及至少两根工字钢梁，所述矩形钢柱以及工字钢梁在安装节点处连接在一起，其中所述安装节点包括楔形零件板以及倒梯形板，其中，矩形钢柱长度方向外表面设有至少两对相对设置的所述楔形零件板，两对楔形零件板对称焊接在长度方向外表面的两侧；矩形钢柱宽度方向外表面设有至少一对相对设置的所述楔形零件板，该对楔形零件板对称焊接在宽度方向外表面的两端；相对设置的每对所述楔形零件板之间形成一倒梯形卡槽，所述倒梯形板与所述倒梯形卡槽形状尺寸相一致，每一所述倒梯形板焊接在每一工字钢梁的端部；所述倒梯形板插入到所述倒梯形卡槽内；工字钢梁上下翼缘与矩形钢柱坡口焊接；矩形钢柱两长度方向外表面中心沿矩形钢柱竖向等间距设置有至少一列开孔，两长度方向外表面相对的开孔间插设有钢筋；所述矩形组合柱的安装节点处的中间位置设置有至少一列竖向的开槽并插入焊接有钢板，即开槽和钢板设置在长度方向至少两对相对设置的所述楔形零件板之间。

进一步地，楔形零件板包括第一梯形顶面、第一梯形底面、第一梯形外表面、第一矩形外表面、第一梯形内表面以及第一侧斜面，第一梯形外表面和第一矩形外表面相互垂直，第一梯形内表面和第一矩形外表面相互垂直，所述第一梯形内表面与箱型钢柱端部外表面焊接，所述第一侧斜面两侧分别与第一梯形外表面和第一梯形内表面斜向连接，从而使得楔形零件板的水平横截面从第一梯形顶面开始到第一梯形底面逐渐放大；其中，所述第一梯形顶面和第一梯形底面中的直角梯形截面中的锐角角度均为45°-60°，所述第一梯形外表面和第一梯形内表面的直角梯形截面中的锐角角度均为60°-80°；

进一步地，所述倒梯形板水平横截面和竖向横截面均为倒梯形，其包括第一倒梯形内表面、第一倒梯形外表面以及位于二者之间的第一倒梯形顶面、第一倒梯形底面、两个第二侧斜面，两个第二侧斜面分别对称设置在倒梯形板的两侧；所述第一倒梯形外表面尺寸小于所述第一倒梯形内表面尺寸，且竖向横截面尺寸由第一倒梯形外表面至第一倒梯形内表面逐渐变大，所述第一倒梯形顶面尺寸大于第一倒梯形底面尺寸，且水平横截面尺寸由第一倒梯形顶面到第一倒梯形底面逐渐缩小；第一倒梯形内表面与所述工字钢梁端部焊接。

进一步地，所述矩形钢柱所有外表面均焊接有所述楔形零件板。

进一步地，所述楔形零件板和所述倒梯形板的厚度均为20-50mm。

进一步地，所述第一梯形顶面和第一梯形底面中的直角梯形截面中的锐角角度均为50°，所述第一梯形外表面和第一梯形内表面的直角梯形截面中的锐角角度均为70°。

进一步地，所述钢筋与开孔塞焊；所述开槽和钢板焊接。

进一步地，所述钢筋、开孔、开槽和钢板均为相对设置的两列。

进一步地，两个所述矩形钢柱焊接组成一字形矩形组合截面、L字形矩形组合截面、T字形矩形组合截面或十字形组合截面，两个所述矩形钢柱连接处的中间部分焊接有两块与矩形钢柱钢板等厚度的连接钢板。

相对于现有技术，本实用新型具有如下技术效果：

本实用新型的一种装配式钢结构矩形组合柱框架体系，施工快捷、方便，施工难度系数低，其所用的节点构件可在构件厂预先制作完成，既节约了施工时间、又节省了施工成本，方便了装配钢结构梁柱的快速安装，同时矩形钢柱的组合形成的新的不同截面类型，方便了不同结构体系的装配施工。

附图说明

图1为本实用新型的楔形零件板示意图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为本实用新型的楔形零件板立体图；

图4为本实用新型的楔形零件板与矩形钢柱的连接示意图；

图5为图4的A-A剖视图；

图6为本实用新型的楔形零件板与矩形钢柱的连接立体图；

图7为本实用新型的倒梯形板示意图；

图8为图7的A-A剖视图；

图9为本实用新型的倒梯形板与工字钢梁的连接示意图；

图10为图9的A-A剖视图；

图11为图9的B-B剖视图；

图12为本实用新型的倒梯形板与工字钢梁的连接立体图；

图13为本发明的倒梯形板与倒梯形卡槽安装示意图；

图14为工字钢梁吊装示意图；

图15为一种一字型矩形组合截面示意图；

图16为一种L字形矩形组合截面示意图；

图17为一种T字形矩形组合截面示意图；

图18为一种十字形组合截面示意图。

具体实施方式

下面结合附图1-18的具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1-12所示，一种装配式钢结构矩形组合柱框架体系，包括矩形钢柱1 以及至少两根工字钢梁2，矩形钢柱1以及工字钢梁2在安装节点处连接在一起，其中安装节点包括楔形零件板3以及倒梯形板4，楔形零件板3和倒梯形板4的厚度均为30mm，材料均为碳素钢。其中，矩形钢柱1长度方向外表面设有至少两对相对设置的楔形零件板3，两对楔形零件板3对称焊接在长度方向外表面的两侧。矩形钢柱1宽度方向外表面设有至少一对相对设置的楔形零件板3，该对楔形零件板3对称焊接在宽度方向外表面的两端。相对设置的每对楔形零件板3 之间形成一倒梯形卡槽5，倒梯形板4与倒梯形卡槽5形状尺寸相一致，每一倒梯形板4焊接在每一工字钢梁2的端部。倒梯形板4插入到倒梯形卡槽5内。工字钢梁2上下翼缘与矩形钢柱1坡口焊接。矩形钢柱1两长度方向外表面中心沿矩形钢柱1竖向等间距设置有至少一列开孔，两长度方向外表面相对的开孔间插设有钢筋72。矩形组合柱的安装节点处的中间位置设置有至少一列竖向的开槽并插入焊接有钢板74，即开槽和钢板74设置在长度方向至少两对相对设置的楔形零件板3之间。钢筋72与开孔塞焊。开槽和钢板74焊接。钢筋72、开孔、开槽和钢板74均为相对设置的两列。

其中，如图1-6所示，楔形零件板3包括第一梯形顶面31、第一梯形底面 32、第一梯形外表面33、第一矩形外表面34、第一梯形内表面35以及第一侧斜面36，第一梯形外表面33和第一矩形外表面34相互垂直，第一梯形内表面 35和第一矩形外表面34相互垂直，第一梯形内表面35与箱型钢柱1端部外表面焊接，第一侧斜面36两侧分别与第一梯形外表面33和第一梯形内表面35斜向连接，从而使得楔形零件板3的水平横截面从第一梯形顶面31开始到第一梯形底面32逐渐放大。其中，第一梯形顶面31和第一梯形底面32中的直角梯形截面中的锐角角度均为50°，第一梯形外表面33和第一梯形内表面35的直角梯形截面中的锐角角度均为70°。如图7-12所示，倒梯形板4水平横截面和竖向横截面均为倒梯形，其包括第一倒梯形内表面41、第一倒梯形外表面42以及位于二者之间的第一倒梯形顶面43、第一倒梯形底面44、两个第二侧斜面45，两个第二侧斜面45分别对称设置在倒梯形板4的两侧。第一倒梯形外表面42 尺寸小于第一倒梯形内表面41尺寸，且竖向横截面尺寸由第一倒梯形外表面42 至第一倒梯形内表面41逐渐变大，第一倒梯形顶面43尺寸大于第一倒梯形底面44尺寸，且水平横截面尺寸由第一倒梯形顶面43到第一倒梯形底面44逐渐缩小。第一倒梯形内表面41与工字钢梁2端部焊接。其中，矩形钢柱1所有外表面均焊接有楔形零件板3。

如图15-18所示，两个矩形钢柱1焊接可组成一字形矩形组合截面、L字形矩形组合截面、T字形矩形组合截面或十字形组合截面，两个矩形钢柱1连接处的中间部分焊接有两块与矩形钢柱1钢板等厚度的连接钢板741。矩形钢柱1内灌注有混凝土100。

如图13-14所示，上述一种装配式钢结构矩形组合柱框架体系的装配方法，包括如下步骤：

步骤一：在矩形钢柱1上设置开孔、开槽，并插入焊接钢筋72和钢板74，将两个矩形钢柱1组成一字形矩形组合截面、L字形矩形组合截面、T字形矩形组合截面或十字形组合截面，两个矩形钢柱1连接处的中间部分焊接两块与矩形钢柱1钢板等厚度的连接钢板741。

步骤二：按照图纸要求的尺寸制作楔形零件板3。

步骤三：将楔形零件板3定位焊接在矩形钢柱1外表面上。

步骤四：首先按照图纸要求的尺寸加工倒梯形板4。

步骤五：将倒梯形板4定位焊接在工字钢梁2的端部。

步骤六：安装时，在至少两根并列的工字钢梁2的两端分别套设有一圈紧固钢丝绳6，紧固钢丝绳上套设有一U形卡环7，两个U形卡环7之间连接一起吊钢丝绳8，起吊钢丝绳8挂设在汽车吊的吊钩9上，通过汽车吊将工字钢梁2 起吊，将工字钢梁2端部的倒梯形板4从上到下竖向插入矩形钢柱1上的每个倒梯形卡槽5内，调整工字钢梁2使之与矩形钢柱1结合紧密。

步骤七：将工字钢梁2上、下翼缘与矩形钢柱1坡口焊接，从而完成节点的安装。

其中附图标记10为坡口焊接处。

上述实施例只是为了更清楚说明本实用新型的技术方案做出的列举，并非对本实用新型的限定，本领域的普通技术人员根据本领域的公知常识对本申请技术方案的变通亦均在本申请保护范围之内，总之，上述实施例仅为列举，本申请的保护范围以所附权利要求书范围为准。