一种多用途箱型钢柱用连接组件及方法与流程

1.本发明涉及建筑施工技术领域，具体是一种多用途箱型钢柱用连接组件及方法。


背景技术：

2.目前，绝大部分钢结构制作均采取了工厂自动化制作，既能保证钢结构制作质量，又有利于保证钢结构制作进度，从而满足安装现场工期总体要求，众多工业厂房重型多层箱型钢柱，由于受运输条件限制，不能制作成整体，箱型钢柱被分成多段制作，再运输至现场，由下至上逐段吊装安装。多节箱型柱高空拼接作业均为危险性较高的高空作业，同时需要大型吊装机械吊装就位，在连接固定、安全可靠后，方可摘除吊钩，耗时长，导致大型吊装机械费、及人工费用高。


技术实现要素：

3.本发明提供了安装便捷、吊装稳定的多用途箱型钢柱用连接组件及方法。
4.为达此目的，本发明提供如下的技术方案：
5.本发明的第一个方面，提供一种多用途箱型钢柱用连接组件，包括第一耳板、第二耳板和连接板，所述第一耳板和所述第二耳板分别设置于箱型钢柱的上端和下端，所述第一耳板、所述第二耳板和所述连接板均设有连接通孔，所述连接板通过所述通孔和螺栓连接相邻2个箱型钢柱的所述第一耳板和所述第二耳板，所述第一耳板还设有吊孔。
6.优选的，所述第二耳板为方形。
7.优选的，所述第一耳板为d形，所述直线边连接箱型钢柱，且所述直线边的上部超出箱型钢柱，且超出箱型钢柱部分的直线边设有缺口。
8.优选的，所述缺口为50*10mm的条形缺口。条形缺口为预留上段柱与下段柱的安装承插间隙、同时规避箱型柱对接缝与耳板与箱体焊缝交叉，产生焊接内应力集中。
9.优选的，第一耳板和第二耳板的厚度为22mm，材质均为q355b。
10.优选的，连接板厚度为16mm，材质均为q355b。
11.优选的，所述第一耳板和所述第二耳板的连接通孔为4个，所述连接板的连接通孔为8个。
12.本发明的第二个方面，提供了一种多用途箱型钢柱的安装方法，包括以下步骤：
13.s1、将第一耳板和第二耳板分别固定于箱型钢柱的上端和下端，每个箱型钢柱安装4个第一耳板和4个第二耳板；
14.s2、安装第一个箱型钢柱，并调整固定；
15.s3、吊装第二个箱型钢柱，将第二个箱型钢柱缓缓垂直插入第一个箱型钢柱顶部的第一耳板的缺口内；在第一耳板的导向、定位作用就位；
16.s4、将第一个箱型钢柱的第一耳板与第二个箱型钢柱的第二耳板，通过连接板连接固定。
17.优选的，步骤s2包括：第一耳板作为吊耳使用，利用tekla模型查出钢柱的重心，利
用力矩平衡算出第一耳板的水平位置距离完成定位，在制作厂完成耳板的组装和焊接，安装每段箱型钢柱时，钢柱均呈垂直状态，可以快速就位。
18.在本发明中，由于钢柱上的牛腿及其它连接件，箱型钢柱的重心基本不在柱中心上，为解决吊装箱型钢柱不能处于垂直状态，需要利用tekla模型查出钢柱的重心。
19.在本发明的步骤s3中，将第二个箱型钢柱缓缓垂直插入第一个箱型钢柱顶部的第一耳板的缺口内，利用第一耳板和钢楔微调，控制箱型柱上、下对接错边在2～3mm内。
20.优选的，所述第一耳板和所述第二耳板分别设置于箱型钢柱的上端和下端，所述第一耳板、所述第二耳板和所述连接板均设有连接通孔，所述连接板通过所述通孔和螺栓连接相邻2个箱型钢柱的所述第一耳板和所述第二耳板，所述第一耳板还设有吊孔。
21.优选的，所述第二耳板为方形。
22.优选的，所述第一耳板为d形，包括直线边和弧线边，所述直线边连接箱型钢柱，且所述直线边的上部超出箱型钢柱，且超出箱型钢柱部分的直线边设有缺口。
23.优选的，所述缺口为50*10mm的条形缺口。
24.优选的，第一耳板和第二耳板的厚度为22mm，材质均为q355b。
25.优选的，连接板厚度为16mm，材质均为q355b。
26.优选的，所述第一耳板和所述第二耳板的连接通孔为4个，所述连接板的连接通孔为8个。
27.与现有技术相比，本发明有益效果及显著进步在于：本发明提供的连接组件不仅具有传统连接板的连接功能，第一耳板增加了吊耳、定位、承重功能；连接组件靠连接板承重，不需要长时间在吊车配合下，进行两节柱间的焊接作业(达到安全稳定后才能松吊钩)；连接组件的耳板即起定位作用、又起吊耳作用，取代了定位板和临时吊耳设置，节约了措施材料；作为安装用临时连接组件，现场只需制作2套(每套由4组连接板组成)，便可形成安装流水，做到重复利用。
附图说明
28.为更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对本发明的实施例所需使用的附图作一简单介绍。
29.显而易见地，下面描述中的附图仅是本发明中的部分实施例的附图，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，但这些其他的附图同样属于本发明实施例所需使用的附图之内。
30.图1为本发明的一种多用途箱型钢柱用连接组件的安装示意图；
31.图2为本发明的一种多用途箱型钢柱用连接组件的第一耳板结构示意图；
32.图3为本发明的一种多用途箱型钢柱用连接组件的第二耳板结构示意图；
33.图4为本发明的一种多用途箱型钢柱用连接组件的连接板结构示意图；
34.附图标记：1、第一个箱型钢柱，2、第二个箱型钢柱，3、第二耳板，4、连接板，5、第一耳板，5.1、缺口。
具体实施方式
35.为使本发明实施例的目的、技术方案、有益效果及显著进步更加清楚，下面，将结
合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
36.显然，所有描述的这些实施例仅是本发明的部分实施例，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作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。
37.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”和“第三”(如果存在)等，仅是用于区别不同的对象，而非用于描述特定的顺序。此外，术语“包括”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
38.需要理解的是：
39.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或活动连接，亦可是成为一体；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介的间接连接或是无形的信号连接，甚至是光连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。
40.对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
41.还需要说明的是，以下的具体实施例可以相互结合，对于其中相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。
42.下面，以具体的实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
43.实施例1
44.如图2-4所示，一种多用途箱型钢柱用连接组件，包括第一耳板5、第二耳板3和连接板4，第一耳板5和第二耳板3分别设置于箱型钢柱的上端和下端，第一耳板5、第二耳板3和连接板4均设有连接通孔，连接板4通过通孔和螺栓连接相邻2个箱型钢柱的第一耳板5和第二耳板3，第一耳板5还设有吊孔。第一耳板5为d形，包括直线边和弧线边，直线边连接箱型钢柱，且直线边的上部超出箱型钢柱，且超出箱型钢柱部分的直线边设有缺口5.1。缺口5.1为50*10mm的条形缺口。
45.在本实施例中，第二耳板3为方形。
46.在本实施例中，第一耳板5和第二耳板3的厚度为22mm，材质均为q355b。
47.在本实施例中，连接板4厚度为16mm，材质均为q355b。
48.在本实施例中，第一耳板5和第二耳板3的连接通孔为4个，连接板4的连接通孔为8个。
49.实施例2
50.如图1所示，一种多用途箱型钢柱的安装方法，包括以下步骤：
51.s1、将第一耳板5和第二耳板3分别固定于箱型钢柱的上端和下端，每个箱型钢柱安装4个第一耳板5和4个第二耳板3；
52.s2、安装第一个箱型钢柱1，并调整固定；
53.s3、吊装第二个箱型钢柱2，将第二个箱型钢柱2缓缓垂直插入第一个箱型钢柱1顶部的第一耳板5的缺口5.1内；在第一耳板5的导向、定位作用就位；
54.s4、将第一个箱型钢柱1的第一耳板5与第二个箱型钢柱2的第二耳板3，通过连接
板4连接固定。
55.在本实施例中，步骤s2包括：第一耳板作为吊耳使用，利用tekla模型查出钢柱的重心，利用力矩平衡算出第一耳板的水平位置距离完成定位，在制作厂完成耳板的组装和焊接，安装第一个箱型钢柱时，钢柱呈垂直状态，可以快速就位。
56.在本实施例中，第一耳板和第二耳板分别设置于箱型钢柱的上端和下端，第一耳板、第二耳板和连接板均设有连接通孔，连接板通过通孔和螺栓连接相邻2个箱型钢柱的第一耳板和第二耳板，第一耳板还设有吊孔。
57.在本实施例中，第二耳板为方形。
58.在本实施例中，第一耳板为d形，包括直线边和弧线边，直线边连接箱型钢柱，且直线边的上部超出箱型钢柱，且超出箱型钢柱部分的直线边设有缺口。
59.在本实施例中，缺口为50*10mm的条形缺口。
60.在本实施例中，第一耳板和第二耳板的厚度为22mm，材质均为q355b。
61.在本实施例中，连接板厚度为16mm，材质均为q355b。
62.在本实施例中，第一耳板和第二耳板的连接通孔为4个，连接板的连接通孔为8个。
63.实施例3
64.采用实施例1的多用途箱型钢柱用连接组件和实施例2的多用途箱型钢柱的安装方法进行作业。
65.作业环境：
66.项目地址为邯郸，箱型柱最大重量为74吨，50年一遇风荷载取为0.35kpa，场地类型为b类；工作状态取为6级风，风速v＝13.8m/s
67.6级风对应的基本风压为：
68.w6＝v2/1600＝13.82/1600＝0.12《0.35kpa，取w0＝0.35kpa
69.风荷载体型系数取：μs＝1.3；
70.风压高度变化系数按38m取：μz1＝1.50，按68m取：μz2＝1.78
71.风振系数按阵风系数取为：βz＝1.55
72.总风力为：vk＝1.55x1.3x(1.50 1.78)x0.35x1.5x30/2＝52.0kn
73.耳板承载力计算：
74.耳板厚度为22mm，材质q355b，受拉强度f＝295kpa，抗剪强度fv＝170kpa
75.耳板最大剪力为：vm＝4x30.2＝120.8kn
76.耳板长度为：45x2 80x3＝330mm
77.耳板受剪承载力：vc＝330x22x170＝1234.2kn》vm，满足要求
78.耳板最大弯矩为：mm＝120.8x0.09＝10.87kn*m
79.耳板受弯承载力：mc＝3302x22x295/6＝117.8kn*m》mm，满足要求
80.连接板承载力计算
81.连接板厚度为16mm，材质q355b，受拉强度f＝305kpa，抗剪强度fv＝170kpa
82.连接板最大压力为：nm＝4x30.2/2＝60.4kn
83.连接板自由长度为：115x2 10＝240mm
84.连接板面外回转半径：r＝3.4mm
85.连接板面外长细比为：240/3.4＝70.6《150，满足要求
86.按b类截面考虑，则稳定系数φ＝0.657
87.连接板受压承载力：nc＝0.657x16x90x305＝288.6kn》nm，满足要求
88.综上所述，实施例1的多用途箱型钢柱用连接组件可以在6级风的环境下作业。
89.在上述说明书的描述过程中：
90.术语“本实施例”、“本发明实施例”、“如
……
所示”、“进一步的”、“进一步改进的技术分方案”等的描述，意指该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中；在本说明书中，对上述术语的示意性表述不是必须针对相同的实施例或示例，而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点等可以在任意一个或者多个实施例或示例中以合适的方式结合或组合；此外，在不产生矛盾的前提下，本领域的普通技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合或组合。
91.最后应说明的是：
92.以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非是对其的限制；
93.尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，本领域技术人员根据本说明书内容所做出的非本质改进和调整或者替换，均属本发明所要求保护的范围。