[发明专利]方钢管柱与工字梁平推式燕尾榫装配式框架节点设计方法

说明书

方钢管柱与工字梁平推式燕尾榫装配式框架节点设计方法，对方钢管柱及工字梁进行加工预制，运输至场地现场吊装，螺栓安装；方钢管柱节点区域预制好柱内隔板、腹板连接板、加劲板及接梁卯口构件，内嵌于方钢管柱内，加强方钢管柱的受力稳定，辅助钢柱承受接梁卯口传递的弯矩力；加劲板为类三角形钢板，上下连接固定柱腹板与接梁卯口，厚度略厚于接梁卯口薄边厚度；接梁卯口上下翼缘厚度均连接框架梁，卯口内翻处加厚一倍，总长度取框架梁高的一半；框架梁端上下翼缘采用外翻加厚一倍，形成燕尾榫；预制好的构件，基于榫卯构造的设计，将工字梁吊至相应位置，横向插入柱端卯口中，吊机撤出，工字梁在榫卯构件的作用下保持稳定，完成拧紧操作。

技术领域

本发明涉及预制装配式钢结构中梁柱节点连接装配，尤其是涉及基于燕尾榫形式的方钢管柱与工字梁平推式燕尾榫装配式框架节点设计方法。

背景技术

装配式建筑是指用预制的构件在工地装配而成的建筑。这种建筑的优点是建造速度快，受气候条件制约小，节约劳动力并可提高建筑质量。我国正大力发展装配式建筑，推动产业结构调整升级。但是目前我国装配式钢结构安装现场拼接节点形式仍然为现场吊装后焊接或多高强螺栓连接，存在现场装配效率不高、施工困难及难以实现构件拆除更换或再利用等问题。

装配连接方式是装配式建筑可行性的重要影响因素，其装配难度将直接影响到装配施工效率及其质量。目前我国对于装配式钢结构梁柱节点的设计研究，主要着重于减少现场焊接量，进而采用大量高强螺栓的连接形式，例如文献(刘学春，浦双辉等.模块化装配式多高层钢结构全螺栓连接节点静力及抗震性能试验研究[J].建筑结构学报，2015,36(12):43-51)设计了4个装配式钢结构全螺栓梁柱连接节点并研究了其受力性能。但是由于高强螺栓对构件质量及施工安装精度有较高的要求，并且在高空作业下全螺栓安装时，框架梁的吊装难度较大，不易控制梁的稳定就位，所以，现有提出的装配钢结构梁柱节点设计依旧存在安装难度大，施工复杂困难的情况。

发明内容

本发明的目的旨在解决钢结构现场安装中，梁柱节点连接技术难度大及构件不易更换或再利用的问题，提供安装施工简单方便，受力性能良好，具有可靠安全性，有效提高现场施工效率，同时保证节点安全的方钢管柱与工字梁平推式燕尾榫装配式框架节点设计方法。

本发明的具体步骤如下：

1)在工厂中对方钢管柱及工字梁进行加工预制，运输至施工场地，现场吊装，螺栓安装即可；

2)方钢管柱节点区域预制好柱内隔板、腹板连接板、加劲板及接梁卯口构件，柱内隔板厚度介于接梁卯口薄边与厚边厚度之间，高度与接梁卯口等高，内嵌于方钢管柱内，加强方钢管柱的受力稳定，辅助钢柱承受接梁卯口传递的弯矩力；

3)腹板连接板用于承担节点的剪力，加劲板为类三角形钢板，共四块，上下分别连接固定柱腹板与接梁卯口，厚度略厚于接梁卯口薄边厚度，用于加强接梁卯口的平面内受力稳定；

4)接梁卯口上下翼缘厚度均连接框架梁，卯口内翻处加厚一倍，用于衔接吻合梁端燕尾榫，其宽度等同于框架梁宽度，总长度取框架梁高的一半，主要承担节点区域的弯矩；

5)框架梁端上下翼缘均采用外翻加厚一倍，形成燕尾榫，用于衔接吻合柱肩接梁卯口；

6)预制好的构件，基于榫卯构造的设计，在现场吊装时，将工字梁吊至相应位置，横向插入柱端卯口中，吊机撤出，工字梁在榫卯构件的作用下保持稳定，完成高强螺栓的拧紧操作，从而避免传统施工条件下的工字梁定位困难，螺栓安装精度不足等问题。

本发明主要参考中国古建筑木结构干连接技术——燕尾榫，并考虑现场实际施工环境，提供一种新型的榫卯装配式连接节点构造，对于各种施工环境情况具有普遍适用性。

本发明与现有技术相比，具有显著优点：