一种箱型截面框架柱内套筒式法兰盘连接节点的制作方法

本实用新型涉及钢结构施工的技术领域，尤其是涉及一种箱型截面框架柱内套筒式法兰盘连接节点。

背景技术：

近年来钢结构建筑得到普及和发展，现行的箱型截面框架柱连接节点主要通过坡口全熔透焊缝连接。

现有的焊接方式存在无法避免的缺陷，而焊接过程中也难以控制焊接质量，使焊缝部位成为结构薄弱部位，影响工程质量。现场焊接也会影响施工效率，间接增加工程造价。从可持续发展的角度考虑，焊接存在污染环境，可拆性差和结构装配率低的问题。需要提出新的技术方案解决钢结构箱型柱焊接连接的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种箱型截面框架柱内套筒式法兰盘连接节点，该连接节点具有安装方便，施工效率高，装配率高的优点。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种箱型截面框架柱内套筒式法兰盘连接节点，包括下柱、内套筒、上柱以及法兰盘，所述上柱固定设置在下柱上，所述上柱和下柱的拼接处分别固定设置有法兰盘；所述下柱的内部固定套设有内套筒，所述内套筒一端设置在下柱内，另一端伸出下柱的上端，所述内套筒伸出下柱的部分插入上柱内固定，所述法兰盘处通过高强螺栓固定。

通过采用上述技术方案，在上柱和下柱的连接时，通过在下柱内固定设置内套筒，将内套筒通过螺栓与上柱连接固定；同时在上柱和下柱的拼接处利用法兰盘将上柱和下柱固定，提高了构件的抗剪和抗扭能力，增强局部稳定性，具有安装方便，施工效率高，装配率高以及抗震性能良好，节点承载能力高的优点。解决了箱型柱焊接连接时存在的焊缝质量和可拆性差的问题。

本实用新型进一步设置为：所述内套筒包括直板和斜板，所述直板和斜板间隔设置，所述斜板设置在下柱的直角处，所述直板的侧壁上开设有多个螺栓孔，所述上柱和下柱的侧壁上开设有与螺栓孔同圆心设置的穿孔；在穿孔和螺栓孔内插入螺栓拧紧。

通过采用上述技术方案，通过设置一体式套筒，采用螺栓将内套筒分别与上柱和下柱连接固定，避免了焊接固定，安装方便，可拆性高。

本实用新型进一步设置为：所述内套筒包括直板和斜板，所述直板和斜板在加工下柱时与下柱焊接固定。

通过采用上述技术方案，在下柱两侧连接横梁时，无法采用一体式套筒进行施工，采用在加工下柱时，将内套筒同步的焊接固定在下柱的内部，稳定性高，安装方便，提高施工效率。

本实用新型进一步设置为：所述内套筒的上部于上柱内开设有螺栓孔，所述螺栓孔设置在直板的侧壁上，所述上柱的侧壁上开设有与螺栓孔同圆心设置的穿孔，在穿孔和螺栓孔内插入螺栓拧紧。

通过采用上述技术方案，将内套筒和上柱通过螺栓连接固定，增加上柱和下柱之间的抗剪和抗扭能力，稳定性高，抗震性好。

本实用新型进一步设置为：所述螺栓为自锁螺栓。

通过采用上述技术方案，在通过螺栓将内套筒和上柱、下柱相互固定时，通过普通的螺栓螺母连接不便于施工，施工自锁螺栓，依靠挤压作用在孔内形成内螺纹并形成可靠的锁紧螺纹连接，不配合螺母使用，提高工作效率，达到更高的预紧力，进一步加强箱型柱的整体性，提高构件的抗剪能力。

本实用新型进一步设置为：所述法兰盘上设置加劲肋，所述加劲肋一边固定设置在法兰盘上，另一边固定设置在上柱或者下柱的侧壁上。

通过采用上述技术方案，增强法兰盘与上柱或者下柱连接处的稳定性。

本实用新型进一步设置为：所述内套筒伸出下柱的一端向内套筒中轴线倾斜形成收口。

通过采用上述技术方案，由于收口的大小小于上柱的开口的大小，便于上柱套设在内套筒上。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

1.通过在内套筒下部通过螺栓连接的方式与下柱上部连接，方便定位与安装，内套筒上部伸出下柱顶部的法兰盘，与上柱下部用螺栓拧紧成为整体。当上柱和下柱对齐安装就位后，上柱和下柱的法兰盘相互接触，通过自锁螺栓安装成一体，同时在法兰板周向设置有加劲肋，提高了构件的抗剪和抗扭能力，增强局部稳定性，解决了箱型柱焊接连接时存在的焊缝质量和可拆性差的问题；

2.通过在内套筒下部通过分步焊接的方式与下柱同时加工成为一体，在现场方便定位，下柱定位后内套筒上部伸出，与上柱下部通过螺栓连接；上柱和下柱的法兰盘相互接触，通过自锁螺栓安装成一体，在法兰板周向设置有加劲肋，提高构件的抗剪和抗扭能力，增强局部稳定性。

附图说明

图1是本实用新型的实施例一的结构示意图；

图2是本实用新型的实施例一的爆炸结构示意图；

图3是本实用新型的实施例二的结构示意图；

图4是本实用新型的实施例二的爆炸结构示意图。

图中，1、上柱；2、下柱；21、穿孔；3、内套筒；31、直板；32、斜板；4、法兰盘；41、螺纹孔；42、高强螺栓；5、螺栓孔；6、螺栓；7、收口；8、加劲肋。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例一：

参照图1和图2，为本实用新型公开的一种箱型截面框架柱内套筒式法兰盘连接节点，包括上柱1，下柱2，法兰盘4和内套筒3，下柱2和上柱1为相适配的中空方柱，在下柱2的内部固定套设有内套筒3，内套筒3一端固定在下柱2的内部，另一端伸出下柱2的顶部，内套筒3伸出下柱2的部分插入上柱1内。上柱1底部端面和下柱2顶部端面周向焊接法兰盘4，在法兰盘4上沿法兰盘4的四条侧边间隔均匀的开设有螺纹孔41，将上柱1与下柱2相互拼接，采用高强度螺栓6连接两个法兰盘4。

上柱1通过插入其中的内套筒3进行定位和连接，内套筒3由四面直板31和四角斜板32拼接而成。直板31贴合在下柱2的内壁上，直板31和直板31之间用斜板32连接，斜板32在内套筒3的直角处形成倒角。由于直角的筒壁在插入过程中会与下柱2内壁有摩擦和卡住的现象，操作存在困难，还会刮擦构件，而通过在内套筒3的直角处连接斜板32形成直倒角，使安装内套筒3时更容易定位安插，也会减少对构件的损伤。

根据内套筒3与下柱2连接方式的不同，内套筒3的加工和安装方法可以分为两种，一种是一体式的套筒，在安装时一端插入下柱2内，与下柱2通过螺栓6连接，一种是分体式的套筒，在加工下柱2时同步与下柱2焊接连接。

本实施例主要介绍一体式内套筒3与下柱2和上柱1通过螺栓6连接的情况。

内套筒3与下柱2螺栓连接时，内套筒3可以一体成型，在每块直板31与上柱1和下柱2贴合的位置分别开设螺栓孔5，根据上柱1和下柱2的受力大小，可以增加或者减少螺栓孔5的数量，上柱1和下柱2在与螺栓孔5相对应位置开设穿孔21，内套筒3与下柱2和上柱1分别通过螺栓6连接。

首先，在内套筒3的上部和下部于四个直板31上分别开设有连通内套筒3内部腔体的螺栓孔5，在下柱2的上部和上柱1的下部与螺栓孔5相对应的位置开设相对应的穿孔21，将内套筒3插入下柱2内，使螺栓孔5对准穿孔21，利用螺栓6插入穿孔21和螺栓孔5，拧紧螺栓6将内套筒3固定在下柱2上。内套筒3上部伸出下柱2法兰盘4，等待和上柱1下部连接。然后，下柱2安装就位，吊装上柱1与内套筒3伸出的上部对齐套入，上柱1与内套筒3贴合部位开设螺栓孔5，用螺栓6将上柱1下部和内套筒3的上部连接在一起。最后，上柱1和下柱2的法兰盘4对接，通过高强度螺栓6将上柱1和下柱2连接成整体。整个安装过程中无需进行焊接，操作简单，可拆性强。

通过螺栓6连接上柱1和下柱2时，可使用高强度螺栓6进行连接，对于一般的螺栓6，需要在伸入螺栓孔5后用螺母配合拧紧。在本实施例中，上柱1与下柱2对接后形成封闭构件，无法将工具伸入内腔，在拧紧外部螺母时，连轴转动，无法快速拧紧，操作存在困难。优选地，还可以使用自锁螺栓。依靠挤压作用在孔内形成内螺纹并形成可靠的锁紧螺纹连接，不配合螺母使用，提高工作效率，达到更高的预紧力，进一步加强箱型柱的整体性，提高构件的抗剪能力。

进一步的，可以结合现场实际情况在法兰盘4上进行加劲肋8焊接处理，加劲肋8形状为梯形，布置在上柱1和下柱2的周向，垂直法兰盘4和柱体的接缝与法兰盘4和柱体焊接，可以增强局部稳定性，增加构件的抗扭能力。

进一步的，为了便于上柱1的安装，将内套筒3的上端向内套筒3中轴线处倾斜形成收口7，收口7小于上柱1的开口，便于上柱1套设在内套筒3上。

本实施例的实施原理为：内套筒3下部通过螺栓6连接的方式与下柱2上部连接，方便定位与安装。内套筒3上部伸出下柱2顶部的法兰盘4，与上柱1下部用螺栓6拧紧成为整体。当上柱1和下柱2对齐安装就位后，上柱1和下柱2的法兰盘4相互接触，通过自锁螺栓6安装成一体，同时在法兰板周向设置有加劲肋8。提高了构件的抗剪和抗扭能力，增强局部稳定性，解决了箱型柱焊接连接时存在的焊缝质量和可拆性差的问题。

实施例二：

参照图3和图4，与实施例一的区别在于：内套筒3为分体式，通过焊接加工成型并与下柱2的上部连接。

如附图所示，当下柱2的柱顶需要和横向的梁进行连接时，通常横梁分为两段，下柱2顶部与每段的一端一体成型，另一端之间螺栓6连接，避免了在梁柱节点薄弱处进行过多的构件连接。所以在这样的情况下，下柱2侧壁无法开孔，内套筒3安装时不能使用螺栓6临时定位。分体式内套筒3的直板31和斜板32与下柱2同时加工，焊接成为一体，内套筒3的上部伸出下柱2顶部，与上柱1下部内壁通过开设的螺栓孔5进行螺栓6连接。上柱1与下柱2对接，法兰盘4间通过自锁螺栓6连接，法兰盘4的板上分布垂直于柱体和法兰盘4的梯形加劲肋8。

加工方法为：内套筒3与下柱2在工厂内同步加工成型。内套筒3的三块直板31与焊接完成的下柱2的三面内壁对中并紧贴，然后放置内套筒3的两块斜板32在三块直板31之间，直板31和斜板32接缝处留有全熔透焊缝坡口，在端面以下对直板31、斜板32和柱进行焊接成为整体，此时箱型柱为u形结构，焊接操作方便。内套筒3的第四块直板31与下柱2的第四块钢板内壁进行点焊固定，然后将下柱2的第四面钢板与其余钢板进行焊接形成整体，再将余下两块斜板32放置到直板31之间与直板31焊接，同时端面以上焊接成型，使内套筒3形成八边形。在内套筒3的上部于直板31的侧壁上开设螺栓孔5，安装就位后可以通过螺栓6连接上柱1和内套筒3，使内套筒3和上柱1和下柱2紧密连接。上柱1和下柱2的法兰盘4相互接触，通过自锁螺栓6安装成一体，在法兰板周向设置有加劲肋8，提高构件的抗剪和抗扭能力，增强局部稳定性。

内套筒3下部可以通过焊接的方式与下柱2上部固接，内套筒3上部和上柱1下部可以通过螺栓6连接。

本实施例的实施原理为：内套筒3下部通过分步焊接的方式与下柱2同时加工成为一体，在现场方便定位，下柱2定位后内套筒3上部伸出，与上柱1下部通过螺栓6连接。上柱1和下柱2的法兰盘4相互接触，通过自锁螺栓6安装成一体，在法兰板周向设置有加劲肋8，提高构件的抗剪和抗扭能力，增强局部稳定性。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。