專利名稱：矩形管柱拼接內套管對穿螺栓連接節點及其施工方法
技術領域：
本發明涉及建筑鋼結構施工技術領域，具體是一種矩形管柱的連接節點及其施工方法。
背景技術：
矩形管柱的截面為封閉截面，涉及到這一封閉截面類型的鋼結構構件的各種連接均比開口截面的鋼結構構件連接復雜。對矩形管柱的拼接連接，目前采用的方法主要為柱壁全熔透的坡口對接焊接和外法蘭式的現場螺栓連接方式，實際工程中普遍采用焊接連接的方式。這些類型的連接方法性能可靠，節點承載力大。但對于預制裝配式的鋼結構住宅建筑，以上提及的各種方法都并非最優方式。焊接的方式工時較長且要求一定的操作工藝，一般更適合在工廠進行連接而非在工地展開；對于外法蘭式連接，則需在工廠給柱端加焊 專供連接的構件，對柱的外緣尺寸會造成一定的改變，破壞了房屋的使用空間，另外用料增力口，不利于節約成本。

發明內容
本發明提供一種矩形管柱拼接內套管對穿螺栓連接節點及其施工方法，要解決現有矩形管柱的節點連接方式現場施工操作不便、原材料消耗大、需改變外緣尺寸的技術問題。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是
這種矩形管柱拼接內套管對穿螺栓連接節點，包括上矩形管柱和下矩形管柱，該節點還包括連接在上矩形管柱和下矩形管柱之間的內套管和對穿螺栓，所述內套管為矩形柱狀，內套管上半部的縱向相對兩側壁開有縱向上排螺栓孔，橫向相對兩側壁開有橫向上排螺栓孔，橫向上排螺栓孔與縱向上排螺栓孔上下相互交錯，內套管下半部的縱向相對兩側壁開有縱向下排螺栓孔，橫向相對兩側壁開有橫向下排螺栓孔，橫向下排螺栓孔與縱向下排螺栓孔上下相互交錯；
所述內套管上半部插入上矩形管柱內部，上矩形管柱側壁在與內套管上半部的縱向上排螺栓孔和橫向上排螺栓孔位置對應處開有螺栓孔，對穿螺栓A縱向穿過上矩形管柱側壁上的螺栓孔和內套管的縱向上排螺栓孔將二者固定，對穿螺栓B橫向穿過上矩形管柱側壁上的螺栓孔和內套管的橫向上排螺栓孔將二者固定；
所述內套管下半部插入下矩形管柱內部，下矩形管柱側壁在與內套管下半部的縱向下排螺栓孔和橫向下排螺栓孔位置對應處開有螺栓孔，對穿螺栓C縱向穿過下矩形管柱側壁上的螺栓孔和內套管的縱向下排螺栓孔將二者固定，對穿螺栓D橫向穿過下矩形管柱側壁上的螺栓孔和內套管的橫向下排螺栓孔將二者固定。所述對穿螺栓A、對穿螺栓B、對穿螺栓C和對穿螺栓D均采用高強螺栓。所述縱向上排螺栓孔、縱向下排螺栓孔、橫向上排螺栓孔和橫向下排螺栓孔的數量均有至少兩個。
所述縱向上排螺栓孔、縱向下排螺栓孔、橫向上排螺栓孔和橫向下排螺栓孔的直徑比對穿螺栓的螺桿直徑大I 2mm。這種矩形管柱拼接內套管對穿螺栓連接節點的施工方法，施工步驟如下
步驟一，工廠預制上矩形管柱、下矩形管柱和內套管，在上矩形管柱和下矩形管柱端部
開設縱向和橫向的螺栓孔，同時內套管在相應位置開設螺栓孔；
步驟二，現場安裝下矩形管柱；
步驟三，內套管與下矩形管柱固定，將內套管的下半部插入下矩形管柱內部，將對穿螺栓C縱向穿過下矩形管柱側壁上的螺栓孔和內套管的縱向下排螺栓孔并擰緊，將對穿螺栓D橫向穿過下矩形管柱側壁上的螺栓孔和內套管的橫向下排螺栓孔并擰緊；
步驟四，內套管與上矩形管柱固定，將上矩形管柱吊裝，并將內套管的上半部插入上矩形管柱內部，將對穿螺栓A縱向穿過上矩形管柱側壁上的螺栓孔和內套管的縱向上排螺栓孔并擰緊，對穿螺栓B橫向穿過上矩形管柱側壁上的螺栓孔和內套管的橫向上排螺栓孔并擰緊。本發明的有益效果如下
本發明上矩形管柱和下矩形管柱的節點處分別通過與內套管的緊固連接來實現連接。內套管縱向和橫向相對兩側壁上的螺栓孔上、下相互錯開，便于垂直方向的螺栓穿過。內套管上半部由橫向及縱向相互錯開的對穿螺栓與上矩形管柱端部固定，內套管下半部也由橫向及縱向相互錯開的對穿螺栓與下矩形管柱端部固定，從而使上下矩形管柱均與內套管連接牢固。對穿螺栓采用高強度螺栓，以滿足矩形管柱拼接連接節點的性能要求。該連接節點能非常好地適用于“工廠預制、現場裝配”的預制裝配式鋼結構，工廠預制工作量不大并且現場裝配簡便易行，現場施工時也不需要焊接連接，操作方便，節省了原材料，更加經濟可行。同時，該連接節點結構對矩形管柱的外緣尺寸沒有造成改變，使得連接節點更加可靠，易于滿足住宅用戶對于房屋使用空間的要求。本發明的節點形式操作簡便、施工速度快、安裝精度高、節省勞力，在建筑鋼結構施工領域具有廣闊的應用前景。


下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。圖I是本發明的正面結構示意圖。圖2是本發明的俯視結構示意圖。圖3是內套管縱向相對兩側壁的結構示意圖。圖4是內套管橫向相對兩側壁的結構示意圖。附圖標記1 一上矩形管柱、2 —下矩形管柱、3 —內套管、4 一縱向上排螺栓孔、5 一縱向下排螺栓孔、6 —橫向上排螺栓孔、7 —橫向下排螺栓孔、8 —對穿螺栓A、9 一對穿螺栓B、10 一對穿螺栓C、ll-對穿螺栓D。
具體實施例方式實施例參見圖I、圖2所示，這種矩形管柱拼接內套管對穿螺栓連接節點，包括上矩形管柱I和下矩形管柱2，該節點還包括連接在上矩形管柱I和下矩形管柱2之間的內套管3和對穿螺栓。內套管3為矩形柱狀，內套管3上半部的縱向相對兩側壁開有縱向上排螺栓孔4，橫向相對兩側壁開有橫向上排螺栓孔6，橫向上排螺栓孔6與縱向上排螺栓孔4上下相互交錯，內套管3下半部的縱向相對兩側壁開有縱向下排螺栓孔5，橫向相對兩側壁開有橫向下排螺栓孔7，橫向下排螺栓孔7與縱向下排螺栓孔5上下相互交錯。對穿螺栓A8、對穿螺栓B9、對穿螺栓ClO和對穿螺栓Dll均采用高強螺栓。內套管3上半部插入上矩形管柱I內部，上矩形管柱I側壁在與內套管3上半部的縱向上排螺栓孔4和橫向上排螺栓孔6位置對應處開有螺栓孔，對穿螺栓AS縱向穿過上矩形管柱I側壁上的螺栓孔和內套管3的縱向上排螺栓孔4將二者固 定，對穿螺栓B9橫向穿過上矩形管柱I側壁上的螺栓孔和內套管3的橫向上排螺栓孔6將二者固定。內套管3下半部插入下矩形管柱I內部，下矩形管柱2側壁在與內套管3下半部的縱向下排螺栓孔5和橫向下排螺栓孔7位置對應處開有螺栓孔，對穿螺栓ClO縱向穿過下矩形管柱2側壁上的螺栓孔和內套管3的縱向下排螺栓孔5將二者固定，對穿螺栓Dll橫向穿過下矩形管柱2側壁上的螺栓孔和內套管3的橫向下排螺栓孔7將二者固定。上矩形管柱I和下矩形管柱2的截面尺寸均為200mmX200mm，管壁厚度均為IOmm,內套管3的截面尺寸為180mm X 180mm,厚度10mm,長度400mm。參見圖3、圖4所示，內套管3的縱向上排螺栓孔4、縱向下排螺栓孔5、橫向上排螺栓孔6和橫向下排螺栓孔7的數量均為兩個。內套管縱向相對兩側壁在豎直方向上，縱向上排螺栓孔4距內套管3的上邊距為50mm,下邊距為150mm，縱向上排螺栓孔4與縱向下排螺栓孔5間距為200臟。水平方向上，縱向上排螺栓孔4距內套管3的左邊距為40mm，右邊距為40mm，間距為100mm。內套管橫向相對兩側壁在豎直方向上，橫向上排螺栓孔6距內套管3的上邊距為150mm,下邊距為50mm,橫向上排螺栓孔6與橫向下排螺栓孔7間距為200mm。水平方向上，橫向上排螺栓孔6距內套管3的左邊距為40mm，右邊距為40mm，間距為100mm。這種矩形管柱拼接內套管對穿螺栓連接節點的施工方法，施工步驟如下
步驟一，工廠預制上矩形管柱I、下矩形管柱2和內套管3，在上矩形管柱I和下矩形管
柱2端部開設縱向和橫向的螺栓孔，同時內套管3在相應位置開設螺栓孔；
步驟二，現場安裝下矩形管柱I ;
步驟三，內套管3與下矩形管柱2固定，將內套管3的下半部插入下矩形管柱2內部，將對穿螺栓ClO縱向穿過下矩形管柱2側壁上的螺栓孔和內套管3的縱向下排螺栓孔5并擰緊，將對穿螺栓Dll橫向穿過下矩形管柱2側壁上的螺栓孔和內套管3的橫向下排螺栓孔7并擰緊；
步驟四，內套管3與上矩形管柱I固定，將上矩形管柱I吊裝，并將內套管3的上半部插入上矩形管柱I內部，將對穿螺栓AS縱向穿過上矩形管柱I側壁上的螺栓孔和內套管3的縱向上排螺栓孔4并擰緊，對穿螺栓B9橫向穿過上矩形管柱I側壁上的螺栓孔和內套管3的橫向上排螺栓孔6并擰緊。
權利要求
1.ー種矩形管柱拼接內套管對穿螺栓連接節點，包括上矩形管柱(I)和下矩形管柱(2)，其特征在于該節點還包括連接在上矩形管柱(I)和下矩形管柱(2)之間的內套管(3)和對穿螺栓，所述內套管(3)為矩形柱狀，內套管(3)上半部的縱向相對兩側壁開有縱向上排螺栓孔(4),橫向相對兩側壁開有橫向上排螺栓孔(6),橫向上排螺栓孔(6)與縱向上排螺栓孔(4)上下相互交錯，內套管(3)下半部的縱向相對兩側壁開有縱向下排螺栓孔(5)，橫向相對兩側壁開有橫向下排螺栓孔(7)，橫向下排螺栓孔(7)與縱向下排螺栓孔(5)上下相互交錯； 所述內套管(3)上半部插入上矩形管柱(I)內部，上矩形管柱(I)側壁在與內套管(3)上半部的縱向上排螺栓孔(4)和橫向上排螺栓孔(6)位置對應處開有螺栓孔，對穿螺栓A(8)縱向穿過上矩形管柱(I)側壁上的螺栓孔和內套管(3)的縱向上排螺栓孔(4)將二者固定，對穿螺栓B (9 )橫向穿過上矩形管柱(I)側壁上的螺栓孔和內套管(3 )的橫向上排螺栓孔(6)將二者固定； 所述內套管(3)下半部插入下矩形管柱(I)內部，下矩形管柱(2)側壁在與內套管(3)下半部的縱向下排螺栓孔(5)和橫向下排螺栓孔(7)位置對應處開有螺栓孔，對穿螺栓C(10)縱向穿過下矩形管柱(2)側壁上的螺栓孔和內套管(3)的縱向下排螺栓孔(5)將二者固定，對穿螺栓D (11)橫向穿過下矩形管柱(2)側壁上的螺栓孔和內套管(3)的橫向下排螺栓孔(7)將二者固定。
2.根據權利要求I所述的矩形管柱拼接內套管對穿螺栓連接節點，其特征在于所述對穿螺栓A (8)、對穿螺栓B (9)、對穿螺栓C (10)和對穿螺栓D (11)均采用高強螺栓。
3.根據權利要求I所述的矩形管柱拼接內套管對穿螺栓連接節點，其特征在于所述縱向上排螺栓孔(4)、縱向下排螺栓孔(5)、橫向上排螺栓孔(6)和橫向下排螺栓孔(7)的數量均有至少兩個。
4.根據權利要求I所述的矩形管柱拼接內套管對穿螺栓連接節點，其特征在于所述縱向上排螺栓孔(4)、縱向下排螺栓孔(5)、橫向上排螺栓孔(6)和橫向下排螺栓孔(7)的直徑比對穿螺栓的螺桿直徑大I 2mm。
5.—種如權利要求I 4任意一項所述的矩形管柱拼接內套管對穿螺栓連接節點的施エ方法，其特征在于施工步驟如下 步驟一，エ廠預制上矩形管柱(I)、下矩形管柱(2)和內套管(3)，在上矩形管柱(I)和下矩形管柱(2)端部開設縱向和橫向的螺栓孔，同時內套管(3)在相應位置開設螺栓孔； 步驟ニ，現場安裝下矩形管柱(I)； 步驟三，內套管(3)與下矩形管柱(2)固定，將內套管(3)的下半部插入下矩形管柱(2)內部，將對穿螺栓C (10)縱向穿過下矩形管柱(2)側壁上的螺栓孔和內套管(3)的縱向下排螺栓孔(5)并擰緊，將對穿螺栓D (11)橫向穿過下矩形管柱(2)側壁上的螺栓孔和內套管(3)的橫向下排螺栓孔(7)并擰緊； 步驟四，內套管(3)與上矩形管柱(I)固定，將上矩形管柱(I)吊裝，并將內套管(3)的上半部插入上矩形管 柱(I)內部，將對穿螺栓A (8)縱向穿過上矩形管柱(I)側壁上的螺栓孔和內套管(3)的縱向上排螺栓孔(4)并擰緊，對穿螺栓B (9)橫向穿過上矩形管柱(I)側壁上的螺栓孔和內套管(3)的橫向上排螺栓孔(6)并擰紫。
全文摘要
一種矩形管柱拼接內套管對穿螺栓連接節點及其施工方法，該節點包括上矩形管柱和下矩形管柱，還包括連接在上矩形管柱和下矩形管柱之間的內套管和對穿螺栓，內套管為矩形柱狀，內套管上半部的縱向相對兩側壁開有縱向上排螺栓孔，橫向相對兩側壁開有橫向上排螺栓孔，橫向上排螺栓孔與縱向上排螺栓孔上下相互交錯，內套管下半部的縱向相對兩側壁開有縱向下排螺栓孔，橫向相對兩側壁開有橫向下排螺栓孔，橫向下排螺栓孔與縱向下排螺栓孔上下相互交錯。本發明能很好地滿足住宅建筑的預制裝配式鋼結構特點，無需現場焊接，現場操作方便，且該節點結構對矩形管柱的外緣尺寸沒有改變，易于滿足住宅用戶對于房屋使用空間的要求。
文檔編號E04B1/58GK102733491SQ20121022105
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月29日 優先權日2012年6月29日
發明者劉玉姝, 孫建運, 李國強, 楊曉杰, 許炎彬, 金曉飛, 陸燁 申請人:中國建筑股份有限公司