[發明專利]方鋼管柱與工字梁平推式燕尾榫裝配式框架節點設計方法

在審

• 申請號: 201711388321.3
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108086478A
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 張鵬程;洪陽洲
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: E04B1/24
• 分類號: E04B1/24;E04B1/58
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應森

方鋼管柱與工字梁平推式燕尾榫裝配式框架節點設計方法，對方鋼管柱及工字梁進行加工預制，運輸至場地現場吊裝，螺栓安裝；方鋼管柱節點區域預制好柱內隔板、腹板連接板、加勁板及接梁卯口構件，內嵌于方鋼管柱內，加強方鋼管柱的受力穩定，輔助鋼柱承受接梁卯口傳遞的彎矩力；加勁板為類三角形鋼板，上下連接固定柱腹板與接梁卯口，厚度略厚于接梁卯口薄邊厚度；接梁卯口上下翼緣厚度均連接框架梁，卯口內翻處加厚一倍，總長度取框架梁高的一半；框架梁端上下翼緣采用外翻加厚一倍，形成燕尾榫；預制好的構件，基于榫卯構造的設計，將工字梁吊至相應位置，橫向插入柱端卯口中，吊機撤出，工字梁在榫卯構件的作用下保持穩定，完成擰緊操作。

技術領域

本發明涉及預制裝配式鋼結構中梁柱節點連接裝配，尤其是涉及基于燕尾榫形式的方鋼管柱與工字梁平推式燕尾榫裝配式框架節點設計方法。

背景技術

裝配式建筑是指用預制的構件在工地裝配而成的建筑。這種建筑的優點是建造速度快，受氣候條件制約小，節約勞動力并可提高建筑質量。我國正大力發展裝配式建筑，推動產業結構調整升級。但是目前我國裝配式鋼結構安裝現場拼接節點形式仍然為現場吊裝后焊接或多高強螺栓連接，存在現場裝配效率不高、施工困難及難以實現構件拆除更換或再利用等問題。

裝配連接方式是裝配式建筑可行性的重要影響因素，其裝配難度將直接影響到裝配施工效率及其質量。目前我國對于裝配式鋼結構梁柱節點的設計研究，主要著重于減少現場焊接量，進而采用大量高強螺栓的連接形式，例如文獻(劉學春，浦雙輝等.模塊化裝配式多高層鋼結構全螺栓連接節點靜力及抗震性能試驗研究[J].建筑結構學報，2015,36(12):43-51)設計了4個裝配式鋼結構全螺栓梁柱連接節點并研究了其受力性能。但是由于高強螺栓對構件質量及施工安裝精度有較高的要求，并且在高空作業下全螺栓安裝時，框架梁的吊裝難度較大，不易控制梁的穩定就位，所以，現有提出的裝配鋼結構梁柱節點設計依舊存在安裝難度大，施工復雜困難的情況。

發明內容

本發明的目的旨在解決鋼結構現場安裝中，梁柱節點連接技術難度大及構件不易更換或再利用的問題，提供安裝施工簡單方便，受力性能良好，具有可靠安全性，有效提高現場施工效率，同時保證節點安全的方鋼管柱與工字梁平推式燕尾榫裝配式框架節點設計方法。

本發明的具體步驟如下：

1)在工廠中對方鋼管柱及工字梁進行加工預制，運輸至施工場地，現場吊裝，螺栓安裝即可；

2)方鋼管柱節點區域預制好柱內隔板、腹板連接板、加勁板及接梁卯口構件，柱內隔板厚度介于接梁卯口薄邊與厚邊厚度之間，高度與接梁卯口等高，內嵌于方鋼管柱內，加強方鋼管柱的受力穩定，輔助鋼柱承受接梁卯口傳遞的彎矩力；

3)腹板連接板用于承擔節點的剪力，加勁板為類三角形鋼板，共四塊，上下分別連接固定柱腹板與接梁卯口，厚度略厚于接梁卯口薄邊厚度，用于加強接梁卯口的平面內受力穩定；

4)接梁卯口上下翼緣厚度均連接框架梁，卯口內翻處加厚一倍，用于銜接吻合梁端燕尾榫，其寬度等同于框架梁寬度，總長度取框架梁高的一半，主要承擔節點區域的彎矩；

5)框架梁端上下翼緣均采用外翻加厚一倍，形成燕尾榫，用于銜接吻合柱肩接梁卯口；

6)預制好的構件，基于榫卯構造的設計，在現場吊裝時，將工字梁吊至相應位置，橫向插入柱端卯口中，吊機撤出，工字梁在榫卯構件的作用下保持穩定，完成高強螺栓的擰緊操作，從而避免傳統施工條件下的工字梁定位困難，螺栓安裝精度不足等問題。

本發明主要參考中國古建筑木結構干連接技術——燕尾榫，并考慮現場實際施工環境，提供一種新型的榫卯裝配式連接節點構造，對于各種施工環境情況具有普遍適用性。

本發明與現有技術相比，具有顯著優點：