矩形钢管柱与H型钢梁内套筒式单边螺栓连接节点

1.矩形钢管柱与H型钢梁内套筒式单边螺栓连接节点，其特征在于，包括矩形钢管柱(1)和H型钢梁(2)，以及对穿拉杆(5)和高强螺栓(6)；矩形钢管柱(1)内同轴设置钢套筒(3)，H型钢梁(2)端部焊有外伸端板(4)；
所述钢套筒(3)上开有定位圆孔和攻丝螺栓孔；所述外伸端板(4)和矩形钢管柱(1)沿矩形钢管柱(1)轴向成对开设若干螺栓孔，矩形钢管柱(1)沿其轴向在连接壁板及对面壁板各开设至少两个定位圆孔；螺栓孔与同侧的攻丝螺栓孔对应设置，同侧的定位圆孔对应设置；
所述对穿拉杆(5)穿过各定位圆孔，用于对钢套筒(3)与矩形钢管柱(1)定位；
所述高强螺栓(6)依次穿过外伸端板(4)上的螺栓孔和矩形钢管柱(1)上的螺栓孔与钢套筒(3)上对应的攻丝螺栓孔连接固定；
对穿拉杆(5)两端分别塞焊在矩形钢管柱(1)的壁板上；
矩形钢管柱(1)同一截面的四个壁板上共固定连接一个、二个、三个或四个H型钢梁(2)。
2.根据权利要求1所述的矩形钢管柱与H型钢梁内套筒式单边螺栓连接节点，其特征在于，钢套筒(3)的截面宽度和高度略小于矩形钢管柱(1)壁板内侧的宽度和高度，长度与外伸端板(4)的长度相同。
3.根据权利要求1所述的矩形钢管柱与H型钢梁内套筒式单边螺栓连接节点，其特征在于，对穿拉杆(5)长度与矩形钢管柱(1)截面的高度或宽度相同。
4.根据权利要求1所述的矩形钢管柱与H型钢梁内套筒式单边螺栓连接节点，其特征在于，矩形钢管柱(1)的截面形式为冷成型钢管。
5.根据权利要求1所述的矩形钢管柱与H型钢梁内套筒式单边螺栓连接节点，其特征在于，H型钢梁(2)与矩形钢管柱(1)两者中线垂直，外伸端板(4)与矩形钢管柱(1)的壁板平行。

矩形钢管柱与H型钢梁内套筒式单边螺栓连接节点\n技术领域\n[0001] 本发明属于土木建筑工程和机械装配技术领域，涉及预制装配式钢结构施工技术，具体为矩形钢管柱与H型钢梁内套筒式单边螺栓连接节点。\n背景技术\n[0002] 矩形钢管柱抗扭刚度大，稳定性好，常与H型钢梁连接形成钢框架。由于钢管截面封闭，高强螺栓无法直接应用于连接节点。现多将H型钢梁直接焊于矩形钢管柱，或借助短伸臂梁、环肋、隔板等过渡件将H型钢梁连接于矩形钢管柱，这些方法均要在现场进行大量焊接，节点质量不易保证，且施工周期长，装配化程度低。\n[0003] 为避免现场大量焊接，提高装配化程度，可以采用只在一侧即可拧紧螺栓的单边螺栓紧固件，完成梁柱节点连接。但现有单边螺栓一般为特制紧固件，需专用工具完成连接，造价较高；这些单边螺栓的锚固端较为薄弱，螺栓容易被拔出，钢管壁局部变形较大。\n发明内容\n[0004] 针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种矩形钢管柱与H型钢梁内套筒式单边螺栓连接节点，构造简单，性能良好，无需现场焊接，克服单边螺栓容易被拔出的缺陷，装配化程度高，可大幅提升施工速度，缩短工期。\n[0005] 本发明是通过以下技术方案来实现：\n[0006] 矩形钢管柱与H型钢梁内套筒式单边螺栓连接节点，包括矩形钢管柱和H型钢梁，以及对穿拉杆和高强螺栓；矩形钢管柱内同轴设置钢套筒，H型钢梁端部焊有外伸端板；所述钢套筒上开有定位圆孔和攻丝螺栓孔；所述外伸端板和矩形钢管柱沿矩形钢管柱轴向成对开设若干螺栓孔，矩形钢管柱沿其轴向在连接壁板及对面壁板各开设至少两个定位圆孔；螺栓孔与同侧的攻丝螺栓孔对应设置，同侧的定位圆孔对应设置；所述对穿拉杆穿过各定位圆孔，用于对钢套筒与矩形钢管柱定位；所述高强螺栓依次穿过外伸端板上的螺栓孔和矩形钢管柱上的螺栓孔与钢套筒上对应的攻丝螺栓孔连接固定。\n[0007] 优选的，钢套筒的截面宽度和高度略小于矩形钢管柱壁板内侧的宽度和高度，长度与外伸端板的长度相同。\n[0008] 优选的，对穿拉杆长度与矩形钢管柱截面的高度或宽度相同。\n[0009] 优选的，对穿拉杆两端分别塞焊在矩形钢管柱的壁板上。\n[0010] 优选的，矩形钢管柱的截面形式为冷成型钢管。\n[0011] 优选的，矩形钢管柱同一截面的四个壁板上共固定连接一个、二个、三个或四个H型钢梁。\n[0012] 优选的，H型钢梁与矩形钢管柱两者中线垂直，外伸端板与矩形钢管柱的壁板平行。\n[0013] 与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：\n[0014] 本发明通过在矩形钢管柱内设置带有攻丝孔的钢套筒，将高强螺栓从钢管柱外拧入攻丝孔，完成紧固连接。钢套筒具有锚固螺栓和加强节点域的作用：一方面，钢套筒上开设攻丝孔，相当于螺母，使高强螺栓可靠固定，克服现有单边螺栓容易拔出的缺陷；另一方面，高强螺栓拧紧后使得钢套筒紧贴于钢管柱内壁，相当于增加节点域钢管柱壁板的厚度，从而提高节点域的抗剪承载力和钢管柱壁板的局部稳定性，减小局部变形。\n[0015] 对穿拉杆可将钢套筒准确定位于矩形钢管柱中，并将H型钢梁翼缘的拉力传递到相对一侧，使两壁板与钢套筒共同工作，进一步减小节点域钢管柱壁板的局部变形。\n[0016] 该节点连接时所用的高强螺栓为标准连接件，钢套筒加工和定位均在工厂完成，性能可靠；现场装配时只需拧紧高强螺栓即可，无焊接工作，施工简单，可以大幅提升装配效率，对装配式钢结构的产业化发展起到关键性作用。\n附图说明\n[0017] 图1为本发明实例中所述的连接节点的结构示意图。\n[0018] 图2为图1的俯视图。\n[0019] 图中：1-矩形钢管柱；2-H型钢梁；3-钢套筒；4-外伸端板；5-对穿拉杆；6-高强螺栓。\n具体实施方式\n[0020] 下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。\n[0021] 如图1和图2所示，本发明提供一种矩形钢管柱于H型钢梁内套筒式单边螺栓连接节点，包括矩形钢管柱1和H型钢梁2；矩形钢管柱1内设置钢套筒3，H型钢梁2端部焊有外伸端板4；所述钢套筒3上开有定位圆孔和攻丝螺栓孔，外伸端板4和矩形钢管柱1沿矩形钢管柱1轴向成对开设若干螺栓孔，矩形钢管柱1各壁板沿其轴向开设两个定位圆孔，钢套筒3与矩形钢管柱1由穿过定位圆孔的对穿拉杆5进行准确定位，确保螺栓孔位相互对应，并起到加强节点域的作用。\n[0022] 本实例中，钢套筒3的截面宽度和高度略小于矩形钢管柱1壁板内侧的宽度和高度，长度与外伸端板4的长度一致。对穿拉杆5长度与矩形钢管柱截面高度或宽度相同。矩形钢管柱1的截面形式为冷成型钢管。\n[0023] 钢套筒3塞入矩形钢管柱1内，对穿拉杆5穿过二者的定位圆孔，对穿拉杆5两端塞焊在矩形钢管柱1的壁板上。\n[0024] 具体实施时，本发明矩形钢管柱与H型钢梁内套筒式单边螺栓连接节点的施工步骤为：\n[0025] 1.在矩形钢管柱1壁板的指定位置开设若干螺栓孔和定位圆孔；\n[0026] 2.在内套筒3上开设与矩形钢管柱1相对的螺栓孔和定位圆孔，螺栓孔内全长攻丝；\n[0027] 3.在外伸端板4上开设若干螺栓孔，孔位与矩形钢管柱1对应；\n[0028] 4.将外伸端板4焊于H型钢梁1端部，外伸端板4与H型钢梁1的腹板和翼缘均垂直；\n[0029] 5.将钢套筒3塞入矩形钢管柱1中，孔位对正后，用对穿拉杆5穿过钢套筒和矩形钢管柱1，并将对穿拉杆5两端塞焊于矩形钢管柱1壁板上，完成定位；\n[0030] 6.将完成步骤2的H型钢梁吊升至矩形钢管柱1外部相应位置，H型钢梁2与矩形钢管柱1两者中线垂直，用高强螺栓6依次穿过外伸端板4、矩形钢管柱1壁板的螺栓孔，再拧入钢套筒3上的攻丝螺栓孔内，使用扭矩扳手完成终拧。\n[0031] 7.上述步骤中，1-5为工厂预制阶段，6为施工现场装配阶段。\n[0032] 如图1和图2所示，本实例为矩形钢管柱1与两根H型钢梁2连接的情况，即矩形钢管柱的一个壁板外连接一根H型钢梁2，两根H型钢梁2对称设置，此种情况下，对穿拉杆5能够同时对两侧的螺栓孔进行定位，方便快捷；若矩形钢管柱1与多根H型钢梁2连接时，只需采取与本实例相同的连接方式即可完成，在矩形钢管柱1的同一横截面上，矩形钢管柱1最多与四根H型钢梁2连接。\n[0033] 综上所述，本发明矩形钢管柱与H型钢梁内套筒式单边螺栓连接节点克服现有单边螺栓容易被拔出、钢管柱壁板变形较大的缺陷，现场无焊接作业，大幅缩短工期，连接性能良好，外形美观，对装配式钢结构的产业化发展具有重要意义。