[发明专利]一种单边紧固螺栓组件及其在装配式建筑中的节点结构

说明书

一种单边紧固螺栓组件及其在装配式建筑中的节点结构，单边紧固螺栓组件包括：螺杆及螺母，一个限位片；其中，所述螺杆的尾部为四边形；所述限位片的中央设一供螺杆穿设的八角形的通孔，其大小与螺杆的四边形尾部匹配。所述限位片固定于构件的连接通孔一侧，该连接通孔为四边形；所述螺杆头部穿过限位片的八角形通孔及构件的连接通孔；所述螺杆四边形的尾部卡设于所述限位片的八角形通孔内，螺杆头部由螺母锁定于构件上。本发明可以在单侧安装并将两块带平面板的构件进行紧固连接，且，达到普通高强螺栓的连接性能。

技术领域

本发明涉及建筑工程技术，特别涉及一种单边紧固螺栓组件及其构件间连接节点。

背景技术

建筑与工程结构的装配式建造是我国建筑业升级的必然趋势。2016年，国务院《关于大力发展装配式建筑的指导意见》[国办发(2016)71号]文件，文件要求：因地制宜发展装配式混凝土结构、钢结构和现代木结构等装配式建筑；力争用10年左右的时间，使装配式建筑占新建建筑面积的比例达到30％。据统计，2016-2020年全国新开工装配式建筑分别为11400、16000、28900、41800、63000万m2，年均增长率为55％。其中，2020年较2019年增长50％，占新建建筑面积的比例约为20.5％。未来装配式建筑有望继续处于快速发展的阶段。

装配式建筑的核心技术是节点连接技术。传统建造与装配式建造最本质的区别是如何高效地将工厂预制的部品部件连接成为能够承受各种荷载的受力结构，连接节点的性能乃至整体装配式结构的整体性能影响却非常关键。目前，装配式建筑采用的连接方式主要有套筒灌浆连接、钢筋浆锚搭接、后浇混凝土连接、螺栓连接和焊接连接。其中，套筒灌浆连接是装配式混凝土结构连接的主流方式；螺栓连接和焊接连接是装配式钢结构主要采用的连接方式。

现有技术中，预制混凝土构件的连接方式主要为套筒灌浆连接和干式连接。套筒灌浆连接方式是将钢筋插入金属套筒，并灌注高强、早强、可微膨胀的水泥基灌浆料，通过刚度很大的套筒对可微膨胀灌浆料的约束作用，在钢筋表面和套筒内侧间产生正向作用力，钢筋借助该正向力在其粗糙的、带肋的表面产生摩擦力，从而实现受力钢筋之间荷载的传递。但套筒灌浆连接成本高，施工时间长，且灌浆质量难以保证，从而影响节点强度，给建筑留下安全隐患。现有技术中的干式连接通常采用两种方式，一种是将螺杆贯通预制混凝土构件，对于预制混凝土柱而言，两个方向均需要螺杆贯通，造成两个方向的螺杆不在一个平面上，受力不均匀。另一种是螺杆不贯通预制混凝土构件，但螺杆需预埋在预制混凝土构件中，该方法会导致螺杆部分外露，不利于预制混凝土构件运输。

现有技术中，箱型钢构件的对接连接主要为焊接连接，这种连接方式将增加大量的现场焊接工作、探伤检查验收工作和环境污染，同时对焊接工人的技术要求也较高，进而增加了施工工期和施工成本。

现有技术中，箱型钢柱与H型钢梁通常采用高强螺栓连接和单边紧固螺栓连接。采用高强螺栓连接时，在箱型柱的侧边焊接部分H型钢梁段，H型钢梁段与H型钢梁采用高强螺栓连接，这种连接方式导致箱型柱与部分H型钢梁段形成异型钩件，不利于构件运输和现场构件存放，增加大量运输成本和构件存放成本，同时这种连接方式只能用于开口截面。

现有技术中已公开的可单边紧固螺栓存在问题，中国专利CN210859488U公开的“一种标准化套筒自锁式单边紧固螺栓”和中国专利CN111927857A的“一种单边紧固螺栓”均公开了一种膨胀螺栓型单边紧固螺栓，需要在螺杆上套上套筒，相同开孔下螺杆直径较小，承载力较低；同时，靠套筒膨胀形成对被连接构件夹紧力，膨胀的套筒能够提供的夹紧力有限，当连接节点承受拉力作用时，膨胀的套筒极其容易变形，无法保证连接节点的刚度。

中国专利CN204878188U公开“单面锁紧螺栓”，该单边紧固螺栓的螺杆设有开槽，旋转块可旋转地设置在开槽中，旋转块旋转前完全嵌入开槽中，旋转块依靠自重旋转后，旋转块凸出所述开槽。这种单边紧固螺栓的开槽构造对加工精度要求较高，同时对螺杆的有效面积影响较大，相对于同等直径的普通螺栓来说，这种单边紧固螺栓的承载力将会减少很多，在实际工程应用中较差。