H型钢梁与H型钢柱强轴装配式节点及施工方法与流程

本发明涉及建筑钢结构施工技术领域，尤其是涉及一种h型钢梁与h型钢柱强轴装配式节点及施工方法。

背景技术：

钢结构作为绿色建筑的代表，具有材料综合性能好、材料利用率高以及安全性能优越的特点。在多、高层钢结构中，h型钢梁和h型钢柱被用作主要承重构件，而用于连接h型钢梁与h型钢柱的节点则主要起到传递梁、柱之间弯矩和剪力等作用，是影响钢结构住宅力学性能的关键。

目前装配式钢结构住宅中最常用的梁柱连接节点是栓焊连接节点。栓焊连接节点是预先将钢梁端部和带有螺栓孔且呈矩形板状的连接板焊接，再将带有连接板的钢梁和钢柱通过螺栓实现固定连接。这种节点是装配式钢结构中最常见的连接形式，具有施工步骤少的优点。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：在工作人员使用螺栓固定连接钢柱与连接板的过程中，需要同时保持钢柱与连接板相对端面抵接以及对应螺栓安装孔的对齐并进行螺栓安放，十分不便于工作人员现场施工安装；同时，端板与钢柱之间的螺栓连接处存在严重的应力集中，钢梁受到垂直于钢梁长度方向的力均由螺栓来承担相应的剪力作用，当钢梁受力较大时可能会出现螺栓受损而影响梁、柱连接稳定性的情况。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的是提供一种h型钢梁与h型钢柱强轴装配式节点，该装配式节点便于工作人员进行现场施工安装，同时，可降低螺栓连接处受到的剪力，以减少螺栓受损而影响梁、柱连接稳定性的情况。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种h型钢梁与h型钢柱强轴装配式节点，包括h型钢梁和h型钢柱，所述h型钢梁包括均呈水平的上翼板、下翼板和竖直的腹板；h型钢梁与h型钢柱强轴装配式节点还包括第一连接件、第二连接件和第三连接件，所述第一连接件包括第一l形板和第一插接块，所述第一l形板包括相互垂直的第一板和第二板；所述第一板呈竖直设置且抵接于h型钢柱靠近h型钢梁的翼板，所述第一板与h型钢柱的翼板通过螺栓实现固定连接；所述第二板呈竖直设置且用于与h型钢梁的腹板相抵接，所述第二板与腹板通过螺栓固定连接；所述第一插接块沿水平方向设于第一板靠近h型钢柱翼板的端面，所述h型钢柱翼板宽度方向的一侧设有与第一插接块插接配合的第一插接槽；所述第二连接件包括第二l形板和第二插接块，所述第二l形板包括第一竖板和第一横板，所述第一竖板抵接于h型钢柱靠近h型钢梁的翼板，所述第一竖板与h型钢柱的翼板通过螺栓固定连接；所述第一横板连接于第一竖板的上端，所述第一横板的上端面用于与下翼板相抵接，且所述第一横板与下翼板通过螺栓固定连接；所述第二插接块沿水平方向设于第一竖板靠近h型钢柱翼板的端面，所述h型钢柱翼板宽度方向远离第一插接槽的一侧设有与第二插接块插接配合的第二插接槽；所述第三连接件设于上翼板，且所述第三连接件用于通过螺栓与h型钢柱的翼板相连接。

通过采用上述技术方案，现场安装时，先将第一连接件的第一插接块与h型钢柱翼板上的第一插接槽相插接，并通过螺栓将第一连接件与h型钢柱翼板固定连接；再将第二连接件的第二插接块与h型钢柱翼板的第二插接槽相插接，并通过螺栓将第二连接件与h型钢柱翼板固定连接；接着，将固定连接有第三连接件的h型钢梁架设于h型钢柱上，利用h型钢梁端面与h型钢柱翼板的抵接定位、第二连接件的第一横板对下翼板的承托定位以及第一连接件的第二板对腹板的抵接定位，实现对h型钢梁端部的定位；此时，对应的各螺栓安装孔呈对齐状，且第二连接件的第一横板可对下翼板起到承托作用，使得h型钢梁保证水平状态的稳定性，便于工作人员使用螺栓将第一连接件的第二板与腹板、第二连接件的第一横板与下翼板以及第三连接件与h型钢柱翼板固定连接；同时，利用第一插接块与第一插接槽和第二插接块与第二插接槽之间的插接配合，使得h型钢梁受到垂直h型钢梁的力时可通过第一插接块和第二插接块传递一部分给h型钢柱翼板进行承担，从而降低水平安装的螺栓受到的剪力，以减少螺栓受损而影响梁、柱连接稳定性的情况。

优选的，所述第一连接件还包括第一限位板，所述第一限位板设于第一插接块远离第一板的一端，且所述第一限位板靠近第一插接块的端面用于与h型钢柱翼板远离第一板的侧壁。

通过采用上述技术方案，安装第一连接件过程中，利用第一限位板的限位作用，可减少第一连接件沿垂直于h型钢柱翼板的方向与h型钢柱想脱离的情况，以使得工作人员使用螺栓将第一连接件与h型钢柱翼板固定连接的过程更加便捷。

优选的，所述第一限位板、h型钢柱翼板与第一板通过螺栓相连接。

通过采用上述技术方案，第一限位板与第一板分别位于h型钢柱翼板的两侧并通过螺栓固定连接在一起，可增加第一连接件与h型钢柱翼板之间的连接稳定性。

优选的，所述第一插接块靠近第一插接槽槽底的一端设有圆角。

通过采用上述技术方案，圆角的设置可便于工作人员实现第一连接件的第一插接块与第一插接槽之间的插接配合，从而使第一连接件与h型钢柱翼板的安装固定更加便捷。

优选的，所述第一板与第二板的连接处设有加强肋。

通过采用上述技术方案，加强肋可增加第一板与第二板之间的连接稳定性，并可起到增加第二板与第一板连接处对弯矩的承受能力，减少第二板受垂直与第二板方向的力而在第二板与第一板连接处发生弯折而影响梁、柱连接稳定性的情况。

优选的，所述第三连接件包括相互垂直的第二横板和第二竖板，所述第二横板与第二竖板连接形成呈l形的连接板，所述第二横板固设于上翼板的上端面，所述第二竖板通过螺栓与h型钢柱的翼板相连接。

通过采用上述技术方案，第三连接件的第二横板与上翼板固定连接且第二竖板通过螺栓与h型钢柱的翼板相连接，即实现第三连接件将h型钢梁的上翼板与h型钢柱翼板相连接的效果，结构简单且稳定性高。

优选的，所述第二横板与上翼板焊接固定。

通过采用上述技术方案，可在工厂中将第二横板与上翼板焊接固定，以实现第三连接件与h型钢梁的固定连接，从而使得现场安装过程更加便捷。

优选的，还包括第四连接件，所述第四连接件包括相互垂直的第三板与第四板，所述第三板与第四板连接形呈l形的连接板，所述第三板固设于腹板背离第二板的侧面，且所述第三板设有供螺栓穿过的通孔；所述第四板通过螺栓与h型钢柱的翼板相连接。

通过采用上述技术方案，第四连接件可实现h型钢梁的腹板与h型钢柱的翼板之间的连接，从而起到提升h型钢梁与h型钢柱连接性的效果。

针对现有技术存在的不足，本发明的第二个目的是提供一种h型钢梁与h型钢柱强轴装配式节点施工方法，该施工方法便于工作人员对钢梁与钢柱进行现场施工安装。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：h型钢梁与h型钢柱强轴装配式节点的施工方法，包括以下施工步骤：

步骤一：工厂预制h型钢梁、h型钢柱、第一连接件、第二连接件、第三连接件和第四连接件，h型钢梁与h型钢柱均预留螺栓孔，且h型钢柱的翼板宽度方向的两侧分别预留第一插接槽与第二插接槽；并在工厂直接将第三连接件的第二横板焊接于h型钢梁的上翼板、以实现第三连接件与h型钢梁的固定连接，将第四连接件的第三板焊接于h型钢梁的腹板一侧壁、以实现第四连接件与h型钢梁的固定连接；

步骤二：将预制件运输至作业现场，先将第一连接件的第一插接块与h型钢柱翼板上的第一插接槽相插接，并通过螺栓将第一连接件与h型钢柱翼板固定连接；再将第二连接件的第二插接块与h型钢柱翼板的第二插接槽相插接，并通过螺栓将第二连接件与h型钢柱翼板固定连接；将h型钢梁架设于h型钢柱上，使用螺栓将第一连接件的第二板与腹板以及第二连接件的第一横板与下翼板固定连接，使用螺栓将第三连接件的第二竖板以及第四连接件的第四板分别与h型钢柱的翼板固定连接。

通过采用上述技术方案，先将第一连接件与第二连接件安装于h型钢柱翼板上，利用h型钢梁端面与h型钢柱翼板的抵接定位、第二连接件的第一横板对下翼板的承托定位以及第一连接件的第二板对腹板的抵接定位，实现对h型钢梁端部的定位以令对应的各螺栓安装孔相对齐，使得工作人员可便捷的使用螺栓将第一连接件的第二板与腹板、第二连接件的第一横板与下翼板进行固定连接；此外，在工厂将第三连接件与第四连接件通过焊接的方式固定连接于h型钢梁端部，可减少工作人员对h型钢梁与h型钢柱进行现场安装过程中的安装步骤，提升了工作人员对h型钢梁与h型钢柱进行现场施工安装的便捷性。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1、第一连接件与第二连接件可对h型钢梁的端部进行定位，从而提升工作人员使用螺栓对h型钢梁与h型钢柱进行现场安装的便捷性，同时，利用第一插接块与第一插接槽和第二插接块与第二插接槽之间的插接配合，使得h型钢梁受到垂直h型钢梁的力时可通过第一插接块和第二插接块传递一部分给h型钢柱翼板进行承担，从而降低水平安装的螺栓受到的剪力；

2、利用第一限位板的限位作用，可减少第一连接件沿垂直于h型钢柱翼板的方向与h型钢柱想脱离的情况，以使得工作人员使用螺栓将第一连接件与h型钢柱翼板固定连接的过程更加便捷；

3、第一限位板与第一板分别位于h型钢柱翼板的两侧并通过螺栓固定连接在一起，可增加第一连接件与h型钢柱翼板之间的连接稳定性；

4、该节点所需所有配件均在工厂预制，施工现场节点完全采用高强螺栓实现装配式连接，节点刚度大，连接速度快，能够满足钢结构装配式施工的要求；

5、在工厂将第三连接件与第四连接件通过焊接的方式固定连接于h型钢梁端部，可减少工作人员对h型钢梁与h型钢柱进行现场安装过程中的安装步骤，提升了工作人员对h型钢梁与h型钢柱进行现场施工安装的便捷性。

附图说明

图1是本发明实施例一种h型钢梁与h型钢柱强轴装配式节点的整体结构示意图一。

图2是本发明实施例一种h型钢梁与h型钢柱强轴装配式节点的整体结构示意图二。

图3是本发明实施例一种h型钢梁与h型钢柱强轴装配式节点中h型钢柱、第一连接件与第二连接件的分解示意图。

图4是本发明实施例一种h型钢梁与h型钢柱强轴装配式节点中h型钢柱与h型钢梁的分解示意图。

附图标记：1、h型钢梁；1a、上翼板；1b、下翼板；1c、腹板；2、h型钢柱；2a、第一插接槽；2b、第二插接槽；3、第一连接件；3a、第一板；3b、第二板；3c、第一插接块；3d、第一限位板；3e、加强肋；4、第二连接件；4a、第一竖板；4b、第一横板；4c、第二插接块；4d、第二限位块；5、第三连接件；5a、第二横板；5b、第二竖板；6、第四连接件；6a、第三板；6b、第四板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1和图2，为本发明公开的一种h型钢梁与h型钢柱强轴装配式节点，包括h型钢梁1、h型钢柱2、第一连接件3、第二连接件4、第三连接件5和第四连接件6；其中，h型钢梁1包括均呈水平的上翼板1a、下翼板1b和竖直的腹板1c；h型钢柱2呈竖直设置，且h型钢柱2的一块翼板用于与h型钢梁1相连接。

参照图1和图3，第一连接件3安装于h型钢柱2的翼板上，第一连接件3包括第一l形板、第一插接块3c和第一限位板3d，具体的，第一l形板包括相互垂直的第一板3a和第二板3b；其中，第一板3a为竖直设置的方形板，第一板3a抵接于h型钢柱2的翼板，且第一板3a与h型钢柱2的翼板上设有相贯通且用于供螺栓穿过的通孔；第二板3b也为竖直设置的方形板，第二板3b与第一板3a相垂直，且第二板3b与第一板3a的连接处焊接有呈三角块状的加强肋3e，以增加第二板3b与第一板3a之间的连接稳定性。当h型钢梁1与h型钢柱2相连接时，第二板3b用于与h型钢梁1的腹板1c相抵接，以对h型钢梁1进行限位，同时，第二板3b与腹板1c也设有相贯通且用于供螺栓穿过的通孔。

参照图1和图3，第一插接块3c呈长条形块状，且第一插接块3c沿水平方向一体成型于第一板3a靠近h型钢柱2翼板的端面，相应的，h型钢柱2翼板宽度方向的一侧沿水平方向开设有与第一插接块3c插接配合的第一插接槽2a；本实施例中，第一插接槽2a的长度与第一插接块3c的长度相等，且第一插接块3c远离第一插接槽2a槽底的端面与第一板3a的侧壁相平齐，以使第一插接块3c插接于第一插接槽2a时，第一连接件3的侧壁与h型钢柱2翼板的侧边缘保持平齐。同时，为便于实现第一插接块3c与第一插接槽2a之间的插接配合，第一插接块3c靠近第一插接槽2a的一端还倒有圆角（图中未示出）。

参照图1和图3，第一限位板3d焊接于第一插接块3c背离第一板3a的一端，且第一限位板3d靠近第一插接块3c的端面用于与h型钢柱2翼板背离第一板3a的侧壁相抵接；本实施例中，第一限位板3d形状、大小均与第一板3a相同，且第一限位板3d开设有第一板3a、h型钢柱2翼板上的通孔相贯通的通孔，以便于工作人员使用螺栓将第一连接件3与h型钢柱2翼板固定连接。

参照图2和图3，第二连接件4包括第二l形板、第二插接块4c和第二限位板，具体的，第二l形板包括相互垂直的第一竖板4a和第一横板4b；其中，第一竖板4a抵接于h型钢柱2靠近h型钢梁1的翼板，且第一竖板4a与h型钢柱2翼板开设有相贯通且用于供螺栓穿过的通孔。第一横板4b固定连接于第一竖板4a的上端，第一横板4b的上端面用于与h型钢梁1的下翼板1b相抵接，以实现对h型钢梁1竖直方向上的定位；同时，第一横板4b与下翼板1b之间也开设有相贯通且用于供螺栓穿过的螺栓穿过的通孔，以便于使用螺栓实现第一横板4b与下翼板1b之间的固定连接。

参照图2和图3，第二插接块4c也呈长条形块状，且第二插接块4c沿水平方向一体成型于第一竖板4a靠近h型钢柱2的端面，相应的，h型钢柱2翼板宽度方向远离第一插接槽2a的一侧开设有与第二插接块4c插接配合的第二插接槽2b；第二插接槽2b的长度与第二插接块4c相同，且当第二插接块4c插接于第二插接槽2b时，第二连接件4的侧壁与h型钢柱2翼板的侧边缘相平齐。同时，第二限位板呈矩形块状，且第二限位板固定连接于第二插接块4c背离第一竖板4a的一端，且第二限位板靠近第二插接块4c的端面用于与h型钢柱2翼板背离第一竖板4a的侧壁相抵接，本实施例中，第二限位板上也开设有与第一竖板4a、h型钢柱2翼板上的通孔相贯通的通孔，以便于使用螺栓将第二限位板、h型钢柱2翼板和第一竖板4a固定连接。

参照图2和图4，第三连接件5固定安装于h型钢梁1的上翼板1a，具体的，第三连接件5包括相互垂直的第二横板5a和第二竖板5b，第二横板5a与第二竖板5b均呈矩形板状，且第二横板5a与第二竖板5b连接形成呈l形的连接板；其中，第二横板5a焊接固定于上翼板1a的上端面，第二竖板5b抵接与h型钢柱2的翼板，且第二竖板5b与h型钢柱2的翼板开设有相贯通且供螺栓通过的通孔，以使用螺栓将第二竖板5b与h型钢柱2的翼板固定连接。

参照图2和图4，第四连接件6固定安装于h型钢梁1的腹板1c远离第一连接件3的一侧，具体的，第四连接件6包括相互垂直的第三板6a与第四板6b，第三板6a与第四板6b均呈矩形板状，且第三板6a与第四板6b连接形呈l形的连接板；其中，第三板6a焊接固定于腹板1c背离第二板3b的侧面上，且第三板6a开设有与腹板1c、第二板3b上的通孔相贯通的通孔，以使用螺栓将第三板6a、腹板1c和第二板3b固定连接。同时，第四板6b与h型钢柱2的翼板相抵接，且第四板6b通过螺栓与h型钢柱2的翼板相连接，从而通过第四连接件6实现h型钢梁1的腹板1c与h型钢柱2的翼板之间的连接，起到提升h型钢梁1与h型钢柱2连接性的效果。

本实施例的实施原理为：现场施工时，先将第一连接件3的第一插接块3c与h型钢柱2翼板上的第一插接槽2a相插接，并通过螺栓将第一连接件3与h型钢柱2翼板固定连接；再将第二连接件4的第二插接块4c与h型钢柱2翼板的第二插接槽2b相插接，并通过螺栓将第二连接件4与h型钢柱2翼板固定连接；接着，将焊接固定有第三连接件5和第四连接件6的h型钢梁1架设于h型钢柱2上，利用h型钢梁1端面与h型钢柱2翼板的抵接定位、第二连接件4的第一横板4b对下翼板1b的承托定位以及第一连接件3的第二板3b对腹板1c的抵接定位，实现对h型钢梁1端部的定位以令对应用于供螺栓穿过的通孔相对齐，使得工作人员可便捷的使用螺栓将第一连接件3的第二板3b与腹板1c、第二连接件4的第一横板4b与下翼板1b以及第三连接件5与h型钢柱2翼板固定连接，即便捷地实现了h型钢梁1与h型钢柱2在现场的施工安装。同时，利用第一插接块3c与第一插接槽2a和第二插接块4c与第二插接槽2b之间的插接配合，使得h型钢梁1受到垂直h型钢梁1的力时可通过第一插接块3c和第二插接块4c传递一部分给h型钢柱2翼板进行承担，从而降低水平安装的螺栓受到的剪力，以减少螺栓受损而影响梁、柱连接稳定性的情况。

参照图3和图4，本发明公开的一种h型钢梁与h型钢柱强轴装配式节点的施工方法，包括以下施工步骤：

步骤一：预制h型钢梁1、h型钢柱2、第一连接件3、第二连接件4、第三连接件5和第四连接件6，h型钢梁1与h型钢柱2均预留螺栓孔，且h型钢柱2的翼板宽度方向的两侧分别预留第一插接槽2a与第二插接槽2b；并在工厂直接将第三连接件5的第二横板5a焊接于h型钢梁1的上翼板1a、以实现第三连接件5与h型钢梁1的固定连接，将第四连接件6的第三板6a焊接于h型钢梁1的腹板1c一侧壁、以实现第四连接件6与h型钢梁1的固定连接；

步骤二：将预制件运输至作业现场，先将第一连接件3的第一插接块3c与h型钢柱2翼板上的第一插接槽2a相插接，并通过螺栓将第一连接件3与h型钢柱2翼板固定连接；再将第二连接件4的第二插接块4c与h型钢柱2翼板的第二插接槽2b相插接，并通过螺栓将第二连接件4与h型钢柱2翼板固定连接；接着，将h型钢梁1架设于h型钢柱2上，使用螺栓将第一连接件3的第二板3b与腹板1c以及第二连接件4的第一横板4b与下翼板1b固定连接，紧接着继续使用螺栓将第三连接件5的第二竖板5b以及第四连接件6的第四板6b分别与h型钢柱2的翼板固定连接。

本实施例的实施原理为：利用h型钢梁1端面与h型钢柱2翼板的抵接定位、第二连接件4的第一横板4b对下翼板1b的承托定位以及第一连接件3的第二板3b对腹板1c的抵接定位，实现了第一连接件3与第二连接件4对h型钢梁1端部的定位效果，从而使得工作人员使用螺栓将h型钢梁1与h型钢柱2固定连接的过程更加便捷；同时，在工厂将第三连接件5与第四连接件6焊接h型钢梁1端部，可减少工作人员对h型钢梁1与h型钢柱2进行现场安装过程中的安装步骤，进一步提升了工作人员对h型钢梁1与h型钢柱2进行现场施工安装的便捷性。

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