[发明专利]一种十字形钢骨柱全螺栓刚性连接节点及施工方法

说明书

本发明提供了一种十字形钢骨柱全螺栓刚性连接节点及施工方法，提前在工厂内预制加工完成十字形钢骨柱、钢梁以及相应的连接部件，减少了现场焊接施工作业量，现场只需采用螺栓进行装配即可，利用高强度螺栓能够实现快速安装、施拧，避免了连接板的散装，施工方便且效率高，省时省力，大大降低了高空焊接作业的危险性，符合我国绿色建筑、绿色施工的核心理念。本发明中十字形钢骨柱、钢梁主要受力构件保持截面完整性，截面不开设螺栓孔，无截面削弱，同时连接件均可实现设计标准化、制造标准化，进一步提升了工业化建造水平。本发明属于“强节点弱杆件”连接，弥补了传统刚接节点的不足，是国标图集16G519中梁柱刚接节点的补充延伸。

技术领域

本发明属于建筑工程技术领域，尤其涉及一种十字形钢骨柱全螺栓刚性连接节点及施工方法。

背景技术

随着钢结构建筑产业化及装配式建筑政策的出台，绿色建筑和建材得到广泛推广，钢结构和装配式建筑得到大力发展，机械化施工水平显著提高，建筑工业化水平得到了有效提高。

目前越来越多的高层建筑采用钢结构作为其主体结构，而十字形钢骨柱由于其承载力与稳定性高、刚性强，广泛应用于多层、高层、超高层建筑的主受力构件。在框架结构体系中，梁柱刚接节点是结构受力及其复杂的关键部位，其构造形式和力学性能对整个结构体系的强度、刚度、稳定性起着至关重要的作用，一旦连接节点发生破坏，整个结构就会成为机动构架而失去承载能力。

《钢结构连接节点设计手册》中公开的传统钢框架梁柱刚性连接节点采用的形式如图9所示，包括栓焊混合节点、全焊接节点、全螺栓连接节点三种形式。

栓焊混合节点、全焊接节点现场安装时，采用的是传统的熔透焊，容易导致钢材产生较大焊接残余应力，使得节点处钢材易发生分层或脆性破坏；且现场焊接工作量大，受现场焊工的技术熟练程度和焊接环境等因素的影响，焊接质量难以得到有效保证，对节点连接处的力学性能影响较大，焊缝防腐耐久性差，给节点连接受力性能埋下安全隐患；同时根据GB50661《钢结构焊接规范》需进行现场焊接检测，如焊缝外观质量检查、焊缝内部缺陷的超声波检测等，会相应地增加成本费用；而且对于腹板连接板，其重量大，安装困难，安装效率低，安装过程费力且存在安全隐患。而全螺栓连接节点在加工制造过程中需要在构件上开孔，制造工作量大，而且在钢梁翼缘和腹板开设的螺栓孔会使构件截面被削弱。

16G519《多、高层民用建筑钢结构节点构造详图》中记载有如图10所示柱牛腿的梁柱刚接连接节点形式，即悬臂梁段与柱、中间梁段全焊或栓焊连接，悬臂梁段伸出柱中心线长度大于等于梁高，由于悬臂梁段与柱在工厂内焊接完成，因而会造成构件运输难度大、运输成本高的问题。

十字形钢骨柱连接节点的施工方法直接影响着工程的施工速度以及结构的装配化程度，梁柱节点应尽量多采用便于操作的螺栓连接，并且螺栓的布置应尽可能地易于工人现场紧固。因此，鉴于以上问题，工程中需要提供一种施工便捷、能有效提高钢框架结构整体稳定性和承载力且综合成本低的全螺栓刚性连接节点构造。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种十字形钢骨柱全螺栓刚性连接节点及施工方法，采用高强度螺栓连接代替传统的焊接连接方式，有效保障梁柱节点连接质量，且十字形钢骨柱、钢梁以及相应的连接部件均在工厂内预制焊接完成，大大减少了现场施工量，施工更加方便快捷。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种十字形钢骨柱全螺栓刚性连接节点，包括一体化成型的十字形钢骨柱，十字形钢骨柱四周垂直安装有H型钢梁；十字形钢骨柱包括四块相互垂直的柱腹板，每块柱腹板均与柱翼板连接，相邻柱翼板之间焊接封板，柱翼板外表面均对称焊接有两块柱连接板，柱连接板另一端沿竖向开设有螺栓安装孔；

H型钢梁腹板两侧均对称焊接有梁加劲板，梁加劲板与中部不等边角钢的短肢焊接，中部不等边角钢的长肢与柱连接板之间螺栓连接；