防连续倒塌的冷弯薄壁型钢托梁一体式连接板、连接结构及其施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种防连续倒塌的冷弯薄壁型钢托梁的一体式连接板、连接结构及其施工方法，属于土木工程技术领域。
【背景技术】
[0002]与传统的钢筋混凝土结构相比，钢结构具有绿色环保、抗震性能好、施工速度快、材料可回收利用等特点。随着国民经济的飞速发展，我国钢产量已跃居世界首位，国内钢结构产业也得到快速发展。但与发达国家相比，我国钢结构建筑占钢产量的比重仍明显偏低，同时，我国建筑结构在节能降耗(可循环)、工业化生产、大企业集团运营，产品标准化、系列化、通用化等方面仍存在明显差距。我国正处于工业化和城镇化快速发展阶段，年项目建设工程量庞大，资源消耗严重，环境恶化压力巨大，发展绿色建筑已被列为国家中长期科学和技术发展规划纲要中重点领域中的优先主题，因此，大力发展绿色环保、抗震性能优异的钢结构建筑符合我国基本国情，对节约资源和能源，减少环境污染，促进社会可持续发展具有重要意义，同时也是加快我国建筑产业化、工业化的一条有效途径。
[0003]冷成型钢也称冷弯薄壁型钢，是将钢片、钢带、钢板或扁钢条通过冷加工形成，常用厚度为0~4_。与传统热乳型钢相比，冷成型钢可经济地得到更加合理的截面形状，进而获得令人满意的强重比，因此，在钢结构建筑中，合理使用冷成型钢可明显降低用钢量。
[0004]依据现行《低层冷弯薄壁型钢房屋建筑技术规程》JGJ227-2001，现有的连接结构如图1所示，位于同一高度且同一建筑轴线上的相邻两根C型冷弯薄壁型钢托梁1，在墙体立柱3上导轨2的顶部常用托梁腹板背靠背的方式进行搭接连接，搭接长度不小于150mm，每根托梁采用两个自攻螺钉4与下部墙体的上导轨2连接，托梁与托梁之间采用四个自攻螺钉4进行连接。同时，在冷弯薄壁型钢房屋建筑的一般构造要求中，C型冷弯薄壁型钢托梁1与其正下方的墙体立柱3遵循严格的对应关系，即托梁截面形心轴线与立柱截面形心轴线最大允许偏差仅为20mm。因此，采用现有技术的托梁搭接方式将导致冷弯薄壁型钢房屋的墙体立柱平面布置不规则性，降低了该类建筑结构的施工便捷性。更为严峻的是，现有技术的冷弯薄壁型钢托梁仅采用少量螺钉进行托梁相互搭接，存在不可忽视的安全隐患。当冷弯薄壁型钢房屋建筑因外部作用(火灾、地震、风灾等)导致某片承重墙体失效时，位于墙体上部的相互搭接托梁在其搭接位置处将不可能承受由于其下部墙体失效产生的附加弯矩及剪力，从而导致托梁及其上部楼盖的垮塌，进而可能引发冷弯薄壁型钢房屋建筑的整体连续垮塌，严重损害人民的生命财产安全。因此，提供一种有效防连续倒塌的冷弯薄壁型钢托梁的一体式连接板成为提高该类冷弯薄壁型钢房屋建筑可靠性能的关键技术问题。
【发明内容】
[0005]发明目的:为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种防连续倒塌的冷弯薄壁型钢托梁的一体式连接板，以解决现有技术中冷弯薄壁型钢房屋建筑可能出现的由于局部承重墙体失效引发的冷成型钢托梁及其楼盖垮塌，乃至整体建筑结构连续倒塌问题；兼顾解决现有技术中，由于采用冷弯薄壁型钢托梁搭接连接方式而产生的墙体立柱平面布置不规则问题，提高该类建筑结构的施工便捷性。
[0006]技术方案:为解决上述技术问题，本发明提供的防连续倒塌的冷弯薄壁型钢托梁一体式连接板，包括连接成一体的上连接端板、方形节点板和下连接端板，所述上连接端板和下连接端板相互平行，并与竖直的方形节点板相垂直；所述上连接端板与方形节点板之间还连接有加劲肋，所述方形节点板的高度与冷弯薄壁型钢托梁腹板的高度相等。
[0007]作为优选，所述冷弯薄壁型钢托梁是C型、Z型或U型截面的冷弯薄壁型钢托梁。
[0008]作为优选，所述方形节点板、下连接端板、上连接端板及加劲肋由整片钢板冲压形成一体。
[0009]作为优选，所述方形节点板、下连接端板、上连接端板及加劲肋相互焊接组成一体结构。
[0010]作为优选，所述上连接端板、下连接端板和方形节点板的厚度不低于4_ ;方形节点板长度不小于300mm，且节点板位于上、下连接端板一侧的螺栓孔数量不少于4个，螺钉孔数量不少于4个；上、下连接端板与方形节点板的连接长度不小于100mm，且上连接端板的螺栓孔数量不少于1个；下连接端板的螺钉孔数量不少于4个。
[0011 ] 作为优选，螺栓孔对应外径不小于10mm高强螺栓，螺钉孔对应外径不小于4.2mm的自攻自钻螺钉。
[0012]本发明同时提出应用该一体式连接板的连接结构，包括托梁、导轨和立柱，所述托梁与导轨之间连接有一体式连接板，所述一体式连接板与托梁的腹板等高，所述一体式连接板具有上连接端板、方形节点板和下连接端板，所述方形节点板与托梁的腹板采用螺栓及螺钉连接，所述下连接端板与导轨采用螺钉连接。
[0013]作为优选，所述上连接端板与托梁上部楼盖采用L型螺栓或压板螺栓连接。
[0014]本发明同时提供应用该一体式连接板的施工方法，包括以下步骤:
步骤1，以钢板为原料，使用冲压或焊接工艺批量生产一体式连接板，所述一体式连接板是由上连接端板、加劲肋、方形节点板和下连接端板依次连接而成的一体结构；
步骤2，在施工现场，将位于同一高度且同一建筑轴线上的相邻两根冷弯薄壁型钢托梁进行对正，放置于承重墙体的上导轨上部；
步骤2，在托梁对正拼接位置处将两根托梁的腹板分别与一体式连接板的方形节点板进行螺栓及螺钉连接；
步骤3，将一体式连接板的下连接端板与托梁的下部墙体的上导轨进行螺钉连接；
步骤4，在托梁上部布置蒸压加气轻质混凝土楼板，楼板与冷弯薄壁型钢托梁通过等间距自攻螺钉进行连接；
步骤5，将一体式连接板的上连接端板与托梁的上部楼盖通过压板螺栓进行连接。
[0015]使用时，本发明的一体式连接板，包含与C型、Z型或U型冷弯薄壁型钢托梁的腹板等高的方形节点板、与方形节点板平面位置垂直的下连接端板及带有加劲肋的上连接端板组成。在节点板高度方向的顶、底附近预设螺栓圆孔，节点板中部高度区域预设螺钉钻孔；上、下连接端板位于节点板长边方向的中部，且上连接端板预设螺栓圆孔，下连接端板预设螺钉钻孔。其方形节点板、下连接端板及带有加劲肋的上连接端板可由整片钢板冲压制成，亦可相互焊接组成。
[0016]将位于同一高度且同一建筑轴线上的相邻两根冷弯薄壁型钢托梁进行对正，在托梁对正拼接位置处将两根托梁的腹板分别于一体式连接板的方形节点板进行螺栓及螺钉连接；将一体式连接板的上连接端板与托梁的上部楼盖进行螺栓连接；将一体式连接板的下连接端板与托梁的下部墙体导轨进行螺钉连接。
[0017]有益效果:本发明提供了一种冷弯薄壁型钢托梁的一体式连接板、连接结构及其施工方法。当位于一体式连接板正下方的承重墙体发生失效时，一体式连接板的下连接端板将与失效墙体的上导轨发生脱离(自攻螺钉连接的抗拉能力弱)，避免失效墙体垮塌对冷弯薄壁型钢托梁产生的拖拽作用；一体式连接板的方形节点板通过螺栓及螺钉将托梁可靠连接，能够有效承担因墙体失效而产生的附加弯矩与剪力；与此同时，一体式连接板的上连接端板与托梁的上部楼盖通过