[發明專利]帶蓋板的芯筒法蘭閉口截面柱連接節點及連接方法、法蘭板設計方法

有效

• 申請號: 202011308542.7
• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN112302176B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 張愛林;張艷霞;武丙龍;黃哲文
• 申請（專利權）人: 北京建筑大學
• 主分類號: E04B1/24
• 分類號: E04B1/24;E04B1/58;E04G21/14
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 劉淑敏

本發明涉及裝配式鋼結構技術領域，具體公開了一種帶蓋板的芯筒法蘭閉口截面柱連接節點及連接方法、法蘭板設計方法。該連接節點包括：1號管柱、2號管柱、芯筒以及螺栓蓋板。其中，1號管柱底部端面設有1號法蘭，2號管柱頂部端面具有2號法蘭；1號法蘭與2號法蘭能夠通過法蘭螺栓固定連接；1號管柱上靠近1號法蘭的柱壁上設置有單向螺栓孔，芯筒能夠穿設在1號管柱和2號管柱，并能夠通過單向高強螺栓技術經孔道與1號管柱及螺栓蓋板連接。本發明通過單向螺栓將芯筒、柱壁以及螺栓蓋板連接，保證了連接結構性能，同時因為蓋板的存在，能夠有效減小螺栓拉力，實現了高效裝配，減少了焊接；通過單向螺栓孔保證了芯筒和柱壁協同工作。

技術領域

本發明涉及裝配式鋼結構技術領域，尤其涉及芯筒法蘭閉口截面柱節點技術領域。

背景技術

近年來國家及政府積極推進裝配式鋼結構建筑發展，實現裝配式鋼結構標準化設計、工廠化生產、裝配化施工，必將成為未來中國建筑發展趨勢。節點是模塊化鋼結構建筑設計的關鍵，連接的可靠程度直接影響結構的整體性能。閉口截面柱因其兩個方向受力性能均較好而被廣泛應用于鋼結構建筑中，而目前箱形柱全熔透焊接節點存在現場焊接是施工效率低、人工成本高、污染環境，地震作用下施工效率低、人工成本高、污染環境，在地震作用由于焊接應力的影響而破壞嚴重、耐久性差等諸多問題，部分地區焊接被限制甚至已被禁止，這些問題都阻礙著裝配式鋼結構的進一步發展。

發明內容

本發明的目的在于提供一種帶蓋板的芯筒法蘭閉口截面柱連接節點及連接方法、法蘭板設計方法。旨在解決現有技術中箱形柱全熔透焊接節點存在現場焊接是施工效率低、人工成本高、污染環境等問題。不少學者已經進行了這方面的研究，取得了不少的研究成果，但多數節點實現了高效裝配，但節點處無法實現與全熔透焊接一致的連接效果，此節點不僅可以實現以上的目標，還可以在節點受到很大拉力的時候不會發生螺栓破斷而失效。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種帶蓋板的芯筒法蘭閉口截面柱連接節點，用于裝配式鋼結構，其包括：1號管柱、2號管柱、芯筒和螺栓蓋板；

其中，所述1號管柱的下部端面具有1號法蘭，所述2號管柱的上部端面具有2號法蘭，所述1號法蘭與所述2號法蘭能夠通過螺栓固定連接，形成法蘭連接；

所述1號管柱上靠近1號法蘭的柱壁上，設置有一個或多個單向螺栓孔；所述芯筒筒壁上設置有與1號管柱對應的一個或多個單向螺栓孔；所述螺栓蓋板上設置有與1號管柱、芯筒對應的一個或多個單向螺栓孔；所述芯筒穿設在1號管柱和2號管柱內，并通過單向螺栓經所述芯筒、1號管柱和螺栓蓋板上的單向螺栓孔與1號管柱和螺栓蓋板連接。

優選的，所述螺栓蓋板，為分離式蓋板或者整體環狀蓋板。

優選的，所述的1號管柱以及2號管柱為豎向構件柱。

優選的，所述單向螺栓為自鎖式單向螺栓。

優選的，所述1號管柱和/或所述2號管柱的柱壁內設置有安裝隔板。

優選的，所述1號管柱柱壁內設置有安裝隔板，所述芯筒穿設在所述1號管柱的內壁，并與所述1號管柱內的安裝隔板保持不大于15mm的距離。

優選的，所述芯筒為八邊形芯筒，截面由八塊鋼板焊接而成，或者所述芯筒由圓管直接冷彎成型。

優選的，所述2號管柱的柱壁內設置有安裝隔板，所述芯筒采用將八塊鋼板依次與2號管柱柱壁、安裝隔板焊接的方式與2號管柱形成整體。

為了解決上述技術問題，本發明還提供了一種帶蓋板的芯筒法蘭閉口截面柱連接節點的連接方法，本設計方法第一次考慮了兩個方向的彎矩，其包括步驟如下：

第1步，2號管柱吊裝就位；

第2步，吊裝1號管柱，芯筒穿入管柱內部，同時對準位于1號管柱柱壁上單向螺栓孔以及位于芯筒上的單向螺栓孔；