一种容差半刚性节点及施工方法与流程

本发明涉及建筑结构技术领域，具体涉及一种容差半刚性节点及施工方法。

背景技术：

在工业建筑及民用建筑中，钢结构等金属结构因其轻质、高强、截面小、施工速度快的特点，常常被用于建筑物的主体结构，尤其在单、多层工业厂房项目中，钢结构的应用比例非常高，通过钢柱、钢梁、钢屋架及相关杆件的配套，可以轻松地以装配式的方式实现大跨度、大空间的建筑结构。但钢构件均为预制构件，其几何尺寸在工厂预制即已确认，施工现场无法灵活调整。施工安装时，常因构件加工制作精度不佳、杆件变形和现场安装误差等问题导致杆件就位困难或对接缝隙过大的情况频繁出现，严重影响安装效率和安装质量。

现有技术中的接头采用直接对接做法，两侧构件通过端头板直接连接，先安装一侧构件，初步就位后，再安装另一侧构件，与其对接、固定。但是，这种直接对接的做法，一侧构件安装完成后，因构件加工精度和现场安装误差，另一侧构件安装时，常出现就位尺寸不足，或对接缝隙过大的情况，需要现场进一步切割、接长处理，施工效率低、处理质量难以保证。

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中接头对接结构因构件加工误差存在的对接困难的问题，从而提供一种容差半刚性节点及施工方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

本发明还提供了一种容差半刚性节点的施工方法，包括以下步骤：

步骤s10，预制杆件一和杆件二，在杆件一和杆件二的端部分别固定端头板；其中，杆件一和杆件二的长度之和小于两者对接后形成杆体的设计长度；

步骤s20，安装杆件一，在杆件一位置稳定就位后，再次安装杆件二；

步骤s30，采用普通螺栓临时固定杆件一和杆件二，并测量杆件一和杆件二之间对接间隙的尺寸；

步骤s30，将合适厚度的垫片组塞入对接间隙；

步骤s40，采用高强度螺栓连接杆件一和杆件二，并采用高强度螺栓替换普通螺栓，拧至设计预定紧固轴力，形成完整的受力结构。

另一方面，本发明还提供了一种容差半刚性节点，包括相互对接的杆件一和杆件二，所述杆件一的端部具有端头板一，所述杆件二的端部具有端头板二，所述端头板一和所述端头板二相对设置且两者之间具有对接间隙，所述对接间隙内插设有垫片组，所述杆件一和所述杆件二通过穿过所述端头板一和所述端头板二的多组螺栓连接成整体受力结构。

进一步地，所述垫片组的形状与所述杆件一和所述杆件二的对接面的形状相同。

进一步地，所述垫板组包括一片垫片，所述垫片上至少设有两个可供所述螺栓穿过的开口槽。

进一步地，所述垫板组包括多片垫片，每片所述垫片上设有至少一个可供所述螺栓穿过的开口槽。

进一步地，所述垫片的形状为矩形或圆形。

进一步地，所述垫片的厚度与所述杆件一和所述杆件二之间的对接间隙的宽度相适配。

进一步地，所述杆件一和所述杆件二为h型钢、箱型钢、圆管中的任意一种。

进一步地，所述端头板一的外形尺寸不小于所述杆件一的外形尺寸；所述端头板二的外形尺寸不小于所述杆件二的外形尺寸。

进一步地，所述端头板一的外形尺寸大于所述杆件一的外形尺寸，所述端头板一和所述杆件一之间设有加劲板一；所述端头板二的外形尺寸大于所述杆件二的外形尺寸，所述端头板二和所述杆件二之间设有加劲板二。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的容差半刚性节点的施工方法，在工厂内进行两侧杆件及端头板的制作，并将两侧杆件的设计长度比两者对接后的实际长度略小，两块端头板之间预留一定的对接间隙，可在安装过程中自行消化相当幅度的杆件加工误差及现场安装误差，有利于提高安装效率，避免现场切割/接长作业，提高施工效率和质量。此外，在具备足够工作面时，可灵活安排多区域同时施工，避免由一端向另一端按顺序推进时占用较长的工期。

2.本发明提供的容差半刚性节点，在对接的两个杆件的端部均设置端头板，且两块端头板之间预设有对接间隙，先通过普通螺栓初步固定两块端头板，然后将垫片组塞入对接间隙内，再用高强度螺栓穿过两块端头板之间的其他安装孔固定两块端头板，并采用高强度螺栓替换原先的普通螺栓，形成完整的受力结构。这种容差半刚性对接结构的节点性能较好，可消除杆件加工误差和现场施工对接误差对对接操作的影响；而且拆改方便，便于后期的维护和部件的更换。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的容差半刚性结构的节点示意图；

图2为本发明实施例二提供的容差半刚性结构的节点示意图；

图3为本发明实施例三提供的容差半刚性结构的节点示意图；

图4为本发明实施例四提供的容差半刚性结构的节点示意图；

图5为本发明实施例五提供的容差半刚性结构的节点示意图；

图6为本发明实施例提供的第一种垫片组的节点剖面示意图；

图7为本发明实施例提供的第二种垫片组的节点剖面示意图；

图8为本发明实施例提供的第三种垫片组的节点剖面示意图；

图9为本发明实施例提供的第四种垫片组的节点剖面示意图。

附图标记说明：1、杆件一；2、端头板一；3、杆件二；4、端头板二；5、螺栓；6、垫片；7、加劲板。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例一

如图1所示的一种容差半刚性节点，包括相互对接的杆件一1和杆件二3，所述杆件一1的端部具有端头板一2，所述杆件二3的端部具有端头板二4，所述端头板一2和所述端头板二4相对设置且两者之间具有对接间隙，所述对接间隙内插设有垫片组，所述垫片组包括一片或多片垫片6，所述垫片6的厚度与所述杆件一1和所述杆件二3之间的对接间隙的宽度相适配，所述杆件一1和所述杆件二3通过穿过所述端头板一2和所述端头板二4的多组螺栓5连接成整体受力结构。

在本实施例中，垫片组的形状与杆件一1和杆件二3的对接面的形状相同。根据杆件对接面的形状不同，垫片组具体可以为矩形或圆形。垫片组可以由一片垫片6构成，也可以由两片或以上数量的垫片6构成。当杆件为h型钢，杆件的截面形状为矩形时，垫片组的形状也呈矩形。如图6所示的垫片组由一块垫片6构成，垫片6上设有两个可供螺栓5穿过的开口槽，两块端头板通过六个螺栓5固定后，每个开口槽内均供三个均匀间隔布置的螺栓5穿过，以对垫片6的位置进行限制，防止垫片6发生周向的转动。如图7所示的另一种垫片组由两片相同形状的垫片6构成，垫片6上设有四个开口槽，两个垫片6上的开口槽相向设置围合形成接近闭合的空间，螺栓5穿开口槽的位置在每个开口槽的槽底处。如图8所述的另一种垫片组有两组四块垫片6构成，每组垫片组有两个开口槽相向设置的垫片6，以图中展示视角为例，位于上方和下方的两个垫片6为一组垫片6，这两个垫片6呈长矩形，且垫片6上设有三个开口槽，每个开口槽的槽底可供一个螺栓5穿过；位于上述一组垫片6中间的两个垫片6构成另一组垫片6，另一组垫片6的两片垫片6一左一右设置，每个垫片6上均开设有一个开口槽，两个垫片6上的开口槽相向设置。

当杆件为箱型钢或圆管时，杆件的截面形状为圆形，垫片组的形状呈圆形。如图9所示的一种圆形环形垫片组，包括四片呈弧状的垫片6，每块垫片6上设有一个开口槽，垫片6两端还设有缺口，相互对接的两块垫片6上的两个缺口共同形成另外一个开口槽，垫片组共有四块垫片6八个开口槽。

这种容差半刚性节点，在对接的两个杆件的端部均设置端头板，且两块端头板之间预设有对接间隙，先通过普通螺栓穿过两块端头板之间的安装孔来初步固定两块端头板，然后将垫片6塞入对接间隙内，此时普通螺栓恰好位于垫片6的凹槽内，再用高强度螺栓穿过两块端头板之间的其他安装孔固定两块端头板，并采用高强度螺栓替换原先的普通螺栓，形成完整的受力结构。这种容差半刚性对接结构的节点性能较好，可消除杆件加工误差和现场施工对接误差对对接操作的影响；而且拆改方便，便于后期的维护和部件的更换。

实施例二

如图2所示的一种容差半刚性节点，与实施例一的不同之处在于，端头板一2和端头板二4的中间位置均设有沿杆件延伸方向设置的加劲板7，以提高容差半刚性节点的结构强度，满足整体结构的承载力要求。

实施例三

如图3所示的一种容差半刚性节点，与实施例一的不同之处在于，端头板一2和端头板二4的截面宽度大于杆件一1和杆件二3的截面宽度，以满足对接节点的刚性要求。

实施例四

如图4所示的一种容差半刚性节点，与实施例三的不同之处在于，端头板一2和端头板二4的中间位置以及端头板向外凸出部分和杆件之间均连接有加劲板7，以提高容差半刚性节点的结构强度，满足整体结构的承载力要求。

实施例五

如图5所示的一种容差半刚性节点，与实施例一的不同之处在于，杆件一1和杆件二3均为箱型钢或圆形钢构件，端头板一2和端头板二4的截面宽度大于杆件一1和杆件二3的截面宽度，端头板一2和杆件一1之间、以及端头板二4和杆件二3之间均连接有加劲板7。螺栓5连接在端头板凸出于杆件外的部分。

实施例六

本发明还提供了一种容差半刚性节点的施工方法，具体包括以下步骤：

步骤s10，在工厂预制杆件一、杆件二和端头板，在杆件一和杆件二的端部分别固定端头板；其中，杆件一和杆件二的长度之和小于两者对接后形成杆体的设计长度；

步骤s20，安装杆件一，在杆件一位置稳定就位后，再次安装杆件二；

步骤s30，采用普通螺栓临时固定杆件一和杆件二，并测量杆件一和杆件二之间对接间隙的尺寸；

步骤s30，将合适厚度的垫片组塞入对接间隙；

步骤s40，采用高强度螺栓连接杆件一和杆件二，并采用高强度螺栓替换普通螺栓，拧至设计预定紧固轴力，形成完整的受力结构。

这种容差半刚性节点的施工方法，在工厂内进行两侧杆件及端头板的制作，并将两侧杆件的设计长度比两者对接后的实际长度略小，两块端头板之间预留一定的对接间隙，可在安装过程中自行消化相当幅度的杆件加工误差及现场安装误差，有利于提高安装效率，避免现场切割/接长作业，提高施工效率和质量。此外，在具备足够工作面时，可灵活安排多区域同时施工，避免由一端向另一端按顺序推进时占用较长的工期。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

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