[发明专利]一种方矩形钢管柱-H型钢梁螺栓连接结构

说明书

技术领域

本发明属于工程技术领域，涉及一种钢框架结构中钢管柱-H形钢梁连接结构。

背景技术

目前，许多国家如美国、日本、英国等，正积极推动预制装配化钢结构中低层住宅，在日本称为工业化钢结构住宅。钢结构住宅在欧美和日本等国家和地区应用比较广泛，我国钢结构住宅产业也已进入一个新的发展阶段。国家行业标准《轻型钢结构住宅技术规程》(JGJ209-2010)刚刚实施，上海市地方标准《轻型钢结构技术规程》（DG/TJ08-2089-2012）也已经颁布实施。钢结构住宅可实现工厂化、规模化生产，与传统的砖混结构和钢筋混凝土结构相比具有施工周期短、现场用工少，劳动生产率高而且品质易保证的优点。它将带动我国住宅产业化的发展，使我国住宅建筑逐步实现标准化、工业化和现代化。

冷弯方矩形钢管柱和H型钢梁结合是钢结构住宅应用于建筑业的最佳组合，可以实现工业厂房和民用住宅的建造工业化。冷弯方矩形管截面形式规则，容易实现建筑效果；钢管平面内、平面外刚度相差不大；截面对称，不同方向都有较大回转半径，稳定性好。冷弯硬化过程使钢材屈服强度显著提高，钢结构设计中合理地考虑屈服强度的提高，将会减少材料用量，实现更好的经济效益。

目前方矩形钢管柱与H型钢梁连接节点常见连接有以下几种方式：直接焊接或栓焊连接，加内隔板直接焊接或栓焊连接，外环板直接焊接或栓焊连接。无论是哪一种方式，方矩形钢管贯通，H钢梁翼缘与钢管需要进行焊接，H型钢腹板采用焊接或栓接。现场焊接效率较低，且焊接质量不容易保证。另外钢管柱的拼接需要另外增加拼接节点。方矩形钢管和H型钢连接构造形式主要有内隔板节点、隔板贯通式节点、外隔板节点、外槽钢加劲节点、外肋环板节点等构造形式，或多或少也会用到现场焊接，安装不方便，焊接质量也不容易得到保证。

发明内容

本发明的目的在于提供一种方矩形钢管柱-H型钢梁螺栓连接结构，方矩形钢管柱和H型钢梁安装时直接通过螺栓连接，既保证了焊接质量，也提高了安装效率。

本发明的技术方案如下：

本发明公开了一种方矩形钢管柱-H型钢梁螺栓连接结构，包括方矩形钢管柱模块、节点模块以及H型钢梁，所述方矩形钢管柱模块包括方矩形钢管柱以及设于所述方矩形钢管柱一端的底板，所述底板面积大于所述方矩形钢管柱的底面积，底板超出所述方矩形钢管柱底面积的四周外沿用于连接所述节点模块与所述H型钢梁；所述节点模块包括节点、设于节点域上的单剪板以及设于节点上下两端的上端板与下端板，所述上端板与下端板之间的板间距大于所述H型钢梁的上下翼缘的间距，所述单剪板与所述H型钢梁的梁腹板竖向交错相贴连接，H型钢梁嵌入所述节点模块设置，所述单剪板与所述H型钢梁的梁腹板上对应设有至少一排螺栓孔，所述上、下端板的板面积与所述底板相同，所述底板、所述上、下端板与所述H型钢梁上下翼缘相连的两边外沿处上下共螺栓连接，且分别对应至少设有两排螺栓孔，所述上、下端板与所述底板直接连接的两边外沿上对应至少设有一排螺栓连接孔。

所述底板以及所述上下端板与H钢梁相连接的两边外沿的长度L1=（n-1）*3d₀+4d₀+c，其中，n为螺栓排数，d₀为螺栓孔直径，c为H型钢梁与方矩形钢管柱间距。

所述H型钢梁与方矩形钢管柱间距的c取值为10mm。

优选的，所述上、下端板、所述底板与所述H型钢梁上下翼缘相连接的两边外沿上设有两排螺栓连接孔，所述底板以及所述上下端板与H钢梁相连接的两边外沿的长度L1=7d₀+c。

所述上下端板与所述底板直接连接的两边外沿的长度L2=（n-1）*3d₀+4d₀，其中n为螺栓排数，d₀为螺栓孔直径。

优选的，所述上下端板与所述底板直接连接的两边外沿上对应设有一排螺栓连接孔，所述上下端板与所述底板直接连接的两边外沿的长度L2为4倍的螺栓孔直径。

所述单剪板与所述H型钢梁的梁腹板上对应设有一排螺栓孔。

所述节点上、下端板的间距比所述H型钢梁上下翼缘的间距高4-6mm。

所述方矩形钢管柱、H型钢梁以及节点之间经由高强螺栓连接。

所述底板与所述方矩形钢管柱焊接连接。

所述上端板、下端板以及单剪板与所述节点焊接连接。

本发明的有益效果如下：