圆钢管柱与顶部钢框架的装配式节点结构的制作方法

本实用新型涉及建筑钢构件的节点结构，特别涉及用于民用建筑、变电站或者发电厂内的一种圆钢管柱与顶部钢框架的装配式节点结构。

背景技术：

圆钢管柱和顶部方钢梁传统的节点连接结构是将将圆钢管柱通过连接板件直接焊接在方钢梁的顶面，这种焊接连接方式容易破坏钢构件表面的镀锌层，从而影响钢结构的耐腐蚀性，并且焊接的连接方式对施工的技术要求更高，施工工期也较长。因此，如何优化圆钢管柱和顶部方钢梁的节点连接结构，这对降低施工难度、缩短工期来说具有重要意义。

钢管柱和方钢梁都是封闭截面的型材，具有外形美观、截面惯性矩大、防腐性能好的优点，钢管柱和方钢梁广泛连接应用在民用建筑或工业建筑中，但是其连接节点通常较难设计。如将节点按照传统工字钢梁柱的连接方式，将钢梁通过连接板直接焊接在钢管柱的侧面，但是这种连接方式通常要求钢管柱的侧面连接板较大，从而影响美观，并且焊接的连接方式对施工的技术要求更高，施工工期也较长。因此，如何优化圆钢管柱和顶部方钢梁的节点连接结构，这对降低施工难度、缩短工期来说具有重要意义。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种圆钢管柱与顶部钢框架的装配式节点结构，其结构简单、安装方便且能够有效缩短施工工期。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种圆钢管柱与顶部钢框架的装配式节点结构，其特征在于：包括圆钢管柱、以及布置在圆钢管柱顶端的钢框梁，圆钢管柱的顶端固定有连接件，所述连接件卡固并螺栓连接钢框梁。

采用上述技术方案产生的有益效果在于：本实用新型采用连接件直接卡固并螺栓连接钢框梁，不仅加工方便，而且与传统的管柱与顶部钢框梁焊接连接固定相比，可以有效地降低施工难度，从而缩短施工工期，降低人力成本。

附图说明

图1是圆形管柱的结构示意图；

图2是图1的俯视图或仰视图；

图3是图1的A-A向剖视图；

图4是圆形管柱固定顶部钢框梁的结构示意图。

具体实施方式

一种圆钢管柱与顶部钢框架的装配式节点结构，包括圆钢管柱10、以及布置在圆钢管柱10顶端的钢框梁，圆钢管柱10的顶端固定有连接件，所述连接件卡固并螺栓连接钢框梁。本实用新型采用连接件直接卡固并螺栓连接顶部钢框梁，不仅加工方便，而且与传统的管柱与钢框梁焊接连接固定相比，可以有效地降低施工难度，从而缩短施工工期，降低人力成本。

如图1所示，所述连接件包括圆形板11，圆形板11的板面与圆钢管柱10的长度垂直，圆形板11远离圆钢管柱10的板面上设置有卡固并螺栓连接钢框梁的角钢卡具。

具体的，结合图1-2、4所示，所述角钢卡具由均匀布置在圆形板 11上的四个角钢12组成，角钢12的长度方向垂直于圆形板11的板面，且角钢12的开口朝外，相邻的第一角钢12a、第二角钢12b的临近直角面平行且间隔，钢框梁的节点区段的外表面与相邻的第一角钢12a、第二角钢12b的临近直角面平齐贴靠、且三者通过螺栓20连接。结合图 1-3所示，角钢12的两直角面上均设置有供螺栓20通过的连接孔121，钢框梁的节点区段预设供螺栓20穿过的通孔。也就是说，预先在钢框梁和角钢12上开孔，这样运至现场后，将钢框梁卡设布置到位，确保相邻的第一角钢12a、第二角钢12b的临近直角面上的连接孔121以及钢框梁上的通孔对齐，之后再将螺栓20穿过孔并拧紧即可，操作起来非常方便。

具体的，如图2所示，所述的四个角钢12为等边直角角钢，四个角钢12沿圆形板11的周向均匀对称分布，以构成卡接钢框梁的十字形空隙，亦即所述四个角钢12围合构成的卡接钢框梁的空隙呈十字形。当然，根据实际施工要求，只要确保相邻的第一角钢12a、第二角钢12b 的临近直角面平行且间隔即可对钢框架加以安装固定，对于所述的十字形卡接空隙的情况，主要是针对如图1所示的节点处的钢框梁呈十字分布的情形。

优选的，所述圆钢管柱10与圆形板11为焊接连接，圆形板11与圆钢管柱10的端面结合处周向分布有加强筋13，以提高结构的可靠性。本实用新型所用的管柱为圆钢管柱10，与传统的方型钢截面相比，其在外表面及受力上具有优越性，具体来说，圆钢管柱10有以下优点：1、其双轴对称，截面形心和剪心重合，截面惯性矩各轴相同，因此作为受弯及受压构件优势突出；2、其截面闭合，抗扭刚度大，因此构件的局部稳定性好；3、其外观简洁，平滑，截面表面平整，外表面积小，有利于节约防腐、防火涂料。

具体来说，所述钢框梁包括扁形方管状的横钢梁40和纵钢梁50，横钢梁40连续穿过角钢夹具构成的十字形间隙并通过螺栓20固定，两纵钢梁50分布在横钢梁40的两侧，且两纵钢梁50的端部通过角钢卡具卡固并螺栓连接。与现有技术相比，本实用新型是一种刚性连接的装配式节点结构，其整体稳定性和抗震性能好。

关于圆钢管柱10下端的固定方式，可采用如下方案：结合图1和3 所示，圆钢管柱10的下端设置有与其长度方向垂直的圆板14，圆板14 的板面上周向设有供混凝土预埋螺栓通过固定的孔141，且圆板14的板面上、沿周向间隔设有连接圆板14与圆钢管柱10周身的连接板筋15。实际施工时，是将圆钢管柱10的底部与钢筋混凝土基础采用8根M24 预埋螺栓固结，安装时需要精确调平，保证圆钢管柱10垂直后方可紧固螺栓，安装完成后采用250mm厚C30混凝土包柱脚。

本实用新型所述的装配式节点结构的具体施工步骤如下：1、首先在圆钢管柱10的一端焊接连接圆形板11、角钢12以及加强筋13，角钢 12的直角面上打有连接孔121，然后连同预设通孔的横钢梁40和纵钢梁50运至建筑现场；2、施工时将圆钢管柱10吊装至基础顶部，调平后采用螺栓固结圆钢管柱10的下端，安装完成后采用250mm厚C30混凝土包柱脚；3、吊装横钢梁40就位，确保横钢梁40的节点区段卡固在圆钢管柱10顶端的角钢夹具的卡设空隙处，安装紧固螺栓20，然后再安装横钢梁40两侧的纵钢梁50，用螺栓20将纵钢梁50的端部高强约束固定在两角钢11构成的空隙之间。

本工程现场施工采用装配式施工方案，现场仅需布置一台吊车、一个移动操作平台和若干安装工人即可，而传统焊接节点施工时需要增加焊接设备和专业焊接人员，相比而言，本方案施工更为经济便捷。同时，装配式施工方案工期更短，具体来说，加上调平圆钢管柱10以及浇筑圆钢管柱10底部混凝土的养护时间，传统焊接方案工期约在9天左右，后期还需要对被焊接破坏的防腐层进行恢复，而本方案工期仅需5天左右，且对钢构件防腐层没有损坏，节点的用钢量也有显著下降。具体传统技术与本方案的施工效果对比如下。

表1现有技术与本方案的效果对比

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