一种钢梁和钢柱的连接结构

技术领域

本发明涉及钢框架领域，尤其是涉及一种钢梁和钢柱的连接结构。

背景技术

现有的钢框架结构中，钢梁钢柱的连接节点多采用如图5的设计方式，采用现场焊接方式，即钢梁的腹板与钢柱上预留的连接板采用高强螺栓连接，钢梁的翼缘板与钢柱的四面壁板采用全熔透焊接连接，为保证连接的施工质量，焊接步骤需要持证焊工作业，并需要现场探伤等一系列质量检查过程，施工属于带电作业和热作业，对施工质量及作业安全要求高。有一种改进技术采用法兰-连接螺栓组合将框架梁与柱子连接在一起，可以减去钢梁与钢柱之间的焊接作业，如图6所示。图6所示的法兰在工厂制作时焊接在钢梁上，并有预开的螺栓孔，钢柱壁板上也有对应的螺栓孔，在施工阶段用连接螺栓穿过螺栓孔将钢柱壁板与法兰连接，从而实现钢梁—钢柱连接的设计要求。从相关的力学分析可以得到，法兰要有足够的厚度来传递钢梁—钢柱连接节点的内力，通常这一厚度要超过钢梁的板件厚度，或超过钢柱壁板的厚度。由以上受力特性与法兰相连接的钢柱壁板在连接部位需要加厚来达到所需要的传递内力的能力。但是，目前的技术提出的方法需要加厚，若采用壁板局部更换为更厚钢板的做法，一根柱子在节点上下四个面都要有等强的对接焊缝来连接三块壁板，焊接作业多，容易产生错位缺陷，成品质量低；若将整根柱子的截面用加厚的钢板来进行设计，人为提高了钢柱的材料成本。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供的一种成本低、质量高的钢梁和钢柱的连接结构。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种钢梁和钢柱的连接结构，包括互相连接的钢柱、钢梁和法兰板，钢柱内部设有预制内套筒，预制内套筒与钢柱的内壁紧贴，所述预制内套筒由相互垂直的4块侧板组成，2块侧板为相对的一对螺纹板，所述螺纹板上开有预制连接螺纹，所述钢柱的钢柱壁板上开有钢柱预开孔，钢梁的一端连接法兰板，法兰板与钢柱壁板贴合，法兰板上开有法兰板预开孔，所述连接螺栓穿过法兰板预开孔、钢柱预开孔和预制连接螺纹，固定钢柱和钢梁，所述钢柱预开孔的数量、法兰板预开孔的数量、预制连接螺纹的数量和连接螺栓的数量相等。

进一步地，所述的预制内套筒的中间设有加强板，加强板连接预制内套筒的侧板，与侧板垂直。

进一步地，所述预制内套筒的底部设有与钢柱紧贴的承重支托。

进一步地，所述预制内套筒的4块侧板中，4块侧板的另外2块侧板也为螺纹板，螺纹板上开有预制连接螺纹。

进一步地，所述预制内套筒的4块侧板中，4块侧板的另外2块侧板为一对连接板，所述连接板为实心平板，连接板连接螺纹板。

进一步地，一块螺纹板上的预制连接螺纹为16个。

进一步地，所述加强板为2个。

进一步地，所述加强板对称设置。

进一步地，所述法兰板和钢梁焊接连接。

进一步地，所述预制连接螺纹对称分布在螺纹板的两端。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明的钢柱内置预制内套筒，使得钢柱截面不产生平行四边形错位缺陷，提高了钢柱的制作质量，内置预制内套筒根据所连接的钢梁规格采用标准化设计，可实现在钢构生产线外按部件制作，提高了生产效率，同时保证质量。

(2)采用内置预制内套筒保证传递内力，无需采用加厚的钢板，降低钢柱的成本。

(3)钢柱壁板连续，即板件连续，没有焊接缺陷，传力效果好。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的预制内套筒的第一结构图；

图3为本发明的预制内套筒的第二结构图；

图4为本发明的钢柱与钢梁的连接具体细节图；

图5为现有的钢梁钢柱的连接节点图；

图6为现有的法兰-连接螺栓组合图；

图中，1钢柱，2钢梁，3钢柱壁板，4预制内套筒，5预制连接螺纹，6连接螺栓，7法兰板，8加强板，9承重支托，10连接板，11钢柱预开孔，12法兰板预开孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

本发明提供一种钢梁和钢柱的连接结构，结构图如图1所示。结构包括互相连接的钢柱1、钢梁2和法兰板7，钢柱1内部设有预制内套筒4，预制内套筒4与钢柱1的内壁紧贴，预制内套筒4由相互垂直的4块侧板组成，2块侧板为相对的一对螺纹板，螺纹板上开有预制连接螺纹5，钢柱1的钢柱壁板3上开有钢柱预开孔11，钢梁2的一端连接法兰板7，法兰板7与钢柱壁板3贴合，法兰板7上开有法兰板预开孔12，连接螺栓6穿过法兰板预开孔12、钢柱预开孔11和预制连接螺纹5，固定钢柱1和钢梁2，钢柱预开孔11的数量、法兰板预开孔12的数量、预制连接螺纹5的数量和连接螺栓6的数量相等。

在一些实施例中，一块螺纹板上的预制连接螺纹5为16个。在一些实施例中，预制连接螺纹5对称分布在螺纹板的两端，对称设置的预制连接螺纹5能更好的传递内力。

在一些实施例中，预制内套筒4的中间设有加强板8，加强板8连接预制内套筒4的侧板，与侧板垂直，加强板8可以实现钢梁和钢柱的连接结构的内力的高效传递。设有加强板8的预制内套筒如图3所示。在一些实施例中加强板8为2个，加强板8对称设置，更好的传递内力。

在一些实施例中，预制内套筒4的底部设有与钢柱1紧贴的承重支托9。由于预制内套筒4在钢柱1组装焊接时放置在钢柱1的内壁，因此需要承重支托9抵抗钢梁2传来的重力。

在一些实施例中，预制内套筒4的4块侧板中，4块侧板的另外2块侧板也为螺纹板，螺纹板上开有预制连接螺纹5。在另外一些实施例中，预制内套筒4的4块侧板中，4块侧板的另外2块侧板为一对连接板10，连接板10为实心平板，连接板10连接螺纹板。两种预制内套筒的结构如图2和图3所示。预制内套筒4是一种箱体构件，由相互垂直的4块侧板组成。其中，相对的一对螺纹板设置预制连接螺纹5，用于与钢柱1和钢梁2固定。4块侧板的另外2块侧板可以仅作为连接板10，连接螺纹板。也可以同样是设置预制连接螺纹5的螺纹板，连接另外一对螺纹板的同时，当钢柱1的另一个方向也有需要连接的钢梁2时，另外一对螺纹板实现与与钢柱1和钢梁2固定。

本发明采用的钢柱壁板3为连续板材，没有焊接缺陷，传力效果好，只需要在预制内套筒4设置预制连接螺纹5，焊接在钢梁2的一端的法兰板7贴合钢柱壁板3，连接螺栓6穿过法兰板预开孔12、钢柱预开孔11和预制连接螺纹5，固定钢柱1和钢梁2，通过钢柱1内的预制内套筒4的预制连接螺纹5，达到传递内力的作用。钢柱与钢梁的连接具体连接如图4所示。

本发明的钢柱1内置预制内套筒4，使得钢柱截面不产生平行四边形错位缺陷，提高了钢柱1的制作质量，内置预制内套筒4根据所连接的钢梁2规格采用标准化设计，可实现在钢构生产线外按部件制作，提高了生产效率，同时保证质量。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。