一种法兰卡扣连接的铝合金管混凝土节点

本发明属于建筑工程，涉及一种法兰卡扣连接的铝合金管混凝土节点。

背景技术：

1、由于铝合金表面的致密性氧化物薄膜，及其挤压成型的制造工艺，铝合金结构能够规避传统钢结构制造工序复杂、工程周期长、运输吊装困难和易锈蚀的缺陷。在铝合金管中填充混凝土能够形成承载力高、耐腐蚀、制作简单、施工便捷且外形美观的铝合金混凝土结构，具有广阔的应用前景，但由于铝合金高温后强度会大幅降低，连接处无法焊接，而传统的螺栓连接方式成本高，设计及施工复杂。

2、因此，提供一种承载力高、耐腐蚀、工程周期短、施工简单便捷的铝合金管混凝土节点成为了亟待解决的问题。

技术实现思路

1、为了达到上述目的，本发明提供一种法兰卡扣连接的铝合金管混凝土节点，梁柱构件及套筒连接件均由工厂制作生产，现场组装，解决了现有技术中铝合金节点承载力低、易变形、施工难度大、人工成本高的问题。

2、一种法兰卡扣连接的铝合金管混凝土节点，该节点由法兰上盘1和法兰下盘2扣接，法兰上盘1设置有上钢槽11，法兰下盘2设置有下钢槽21，上钢槽11和下钢槽21成十字型设置，下钢槽21的两侧板22向上突出，与上钢槽11内边高度相等，从而使法兰上盘1和法兰下盘2紧密扣接，法兰上盘1与法兰下盘2中部均开设有组合柱连接孔3，组合柱连接孔3与组合柱4形状相契合，并向组合柱4轴向延伸出接头，上钢槽11和下钢槽21沿组合柱4轴向均设置平行组合柱4的加劲肋5，每个法兰盘钢槽与组合柱连接孔3四周设置有圆形盘面6，盘面沿每个钢槽轴向开有多个螺孔；

3、组合柱4截面成正方形，每个边中部向内凹陷出等腰梯形，该等腰梯形长边靠近组合4柱中心，尺寸与卡条7及组合梁接口8向匹配，使卡条7和组合梁9能够卡紧在组合柱4内，组合柱4中部开有圆孔10，放置钢筋笼11填充混凝土，四角开有三角孔12填充混凝土；

4、组合梁9截面成工型，内部设置多个横向纵向以及斜向支撑；

5、卡条7中空，内部填充混凝土。

6、进一步的，所述上钢槽11和下钢槽21外设置平行组合柱4的加劲肋5为三条，中间高，两侧低，梁的宽度与下钢槽21内部宽度一致，梁的高度与下钢槽21内部高度一致。

7、进一步的，所述组合梁9，组合柱4，卡条7均采用铝合金材质。

8、进一步的，所述组合梁9，组合柱4，卡条7通过下述方法制得，首先，组合梁、组合柱和卡条由铝材加工厂设计好模具挤压成型，卡条外截面与柱面卡槽的截面相同，以便卡条能紧紧卡在柱上，铝合金梁截面、铝合金-混凝土组合柱截面和卡条截面如图所示。接下来，梁端采用激光定位切割出卡扣，使其能够与柱面卡槽卡紧。在铝合金-混凝土组合柱孔内预埋钢筋笼以确保上下柱的连接，即在连接时将下柱钢筋笼插入上柱柱孔，再浇筑混凝土；在卡条铝管内填充混凝土以保证它的刚度和承载力。

9、进一步的，所述法兰节点通过下述方法制得：

10、法兰节点和螺栓由不锈钢制成，法兰节点的内径截面与柱截面相同，使法兰能够卡套在柱上；法兰节点分为法兰上盘和法兰下盘，上下盘用螺栓连接。下盘的四个正方向留出与梁截面长宽相同的下钢槽，使得梁能够刚好放入下钢槽，上盘四个正方向制作内宽度与下钢槽宽度相同的上钢槽，使得能够卡住下钢槽，上下钢槽拼接后能够形成钢筒与梁一起承受弯矩和剪力；钢筒上下有1/4圆弧形加劲肋，使得节点有更好的耗能性能。

11、有益效果

12、充分利用了铝合金截面制造简单的特点，对梁、柱截面进行了巧妙的设计，使其利用卡扣、卡条和法兰节点，就能拼装成一个三维复杂节点，建设过程只需要吊装和拧紧24颗螺栓即可完成，极大地节约了人力资源，加速了工程进展，降低了施工难度；

13、法兰卡扣节点将设计过程融入产品生产，铝合金梁、柱、卡条和法兰卡扣节点均能够实现标准化设计、生产及安装，精细工作均在高精度的工厂机床上进行，将建筑设计模块化，建设过程简单化，建筑形式多样化，大大降低了设计及施工难度。

14、铝合金管和混凝土组合形成套箍效应，混凝土三向受压，铝合金受拉，充分发挥各自的优点，提高了混凝土的承载力，进一步提高了构件承载力和节点的整体刚度，规避了铝合金弹性模量低的缺点；

15、法兰卡扣节点的钢连接板、1/4圆弧加劲肋均能够起到很好的耗能作用，抗震性能好；

16、法兰卡扣节点均为铝合金和不锈钢材料，外表美观，耐久性好，免去装饰工序，降低维护成本；

17、铝合金梁、柱、卡条一体成型后，由工厂预制，现场组装，免去了支模程序，减少施工和运输成本，方便施工；

18、法兰卡扣节点设计遵循了强柱弱梁，强节点弱构件的整体设计理念，使其在地震等特殊情况下能够充分发挥其耗能作用，

技术特征：

1.一种法兰卡扣连接的铝合金管混凝土节点，其特征在于，该节点由法兰上盘和法兰下盘扣接，法兰上盘设置有上钢槽，法兰上盘设置有下钢槽，上钢槽和下钢槽成十字型设置，下钢槽的两侧板向上突出，与上钢槽内边高度相等，从而使法兰上盘和法兰下盘紧密扣接，法兰上盘与法兰下盘中部均开设有组合柱连接孔，组合柱连接孔与组合柱形状相契合，并向组合柱轴向延伸出接头，上钢槽和下钢槽沿组合柱轴向均设置平行组合柱的加劲肋，每个法兰盘钢槽与组合柱连接孔四周设置有圆形盘面，盘面沿每个钢槽轴向开有多个螺孔；

2.根据权利要求1所述铝合金管混凝土节点，其特征在于，所述上钢槽和下钢槽外设置平行组合柱的加劲肋为三条，中间高，两侧低，梁的宽度与下钢槽内部宽度一致，梁的高度与下钢槽内部高度一致。

3.根据权利要求1所述铝合金管混凝土节点，其特征在于，所述组合梁，组合柱，卡条均采用铝合金材质。

4.根据权利要求1所述铝合金管混凝土节点，其特征在于，所述组合梁，组合柱，卡条通过下述方法制得，首先，组合梁、组合柱和卡条由铝材加工厂设计好模具挤压成型，卡条外截面与柱面卡槽的截面相同，以便卡条能紧紧卡在柱上，铝合金梁截面、铝合金-混凝土组合柱截面和卡条截面如图所示。接下来，梁端采用激光定位切割出卡扣，使其能够与柱面卡槽卡紧。在铝合金-混凝土组合柱孔内预埋钢筋笼以确保上下柱的连接，即在连接时将下柱钢筋笼插入上柱柱孔，再浇筑混凝土；在卡条铝管内填充混凝土以保证它的刚度和承载力。

5.根据权利要求1所述铝合金管混凝土节点，其特征在于，所述法兰节点通过下述方法制得：

技术总结
一种法兰卡扣连接的铝合金管混凝土节点，该节点由法兰上盘和法兰下盘扣接，法兰上盘设置有上钢槽，法兰上盘设置有下钢槽，上钢槽和下钢槽成十字型设置，下钢槽的两侧板向上突出，与上钢槽内边高度相等，从而使法兰上盘和法兰下盘紧密扣接，法兰上盘与法兰下盘中部均开设有组合柱连接孔，组合柱连接孔与组合柱形状相契合，并向组合柱轴向延伸出接头，上钢槽和下钢槽沿组合柱轴向均设置平行组合柱的加劲肋，每个法兰盘钢槽与组合柱连接孔四周设置有圆形盘面，盘面沿每个钢槽轴向开有多个螺孔；组合柱截面成正方形，每个边中部向内凹陷出等腰梯形，该等腰梯形长边靠近组合柱中心，尺寸与卡条及组合梁接口向匹配，使卡条和组合梁能够卡紧在组合柱内。

技术研发人员：杨海峰,柴威,肖建庄,李福昆,廖振凯
受保护的技术使用者：广西大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/22