一种盒式板-销连接的模块化钢结构中部螺栓连接节点

本技术属于模块化结构的节点领域，尤其涉及一种盒式板-销连接的模块化钢结构中部螺栓连接节点。

背景技术：

1、模块化结构是一种采用集成化设计、标准化生产、装配式建造的新型装配式钢结构建筑，模块化结构体系由多个模块化单元通过模块化节点连接而成。模块化结构完成度和集成度较高，施工质量可靠，稳定地加速项目进度，最大限度提高生产效率。模块化建筑凭借其场外标准化生产、施工时间短的优势降低了建筑物整体生命周期成本。模块化结构作为一种新型建筑结构类型，有绿色低碳、可持续化发展、循环回收利用等明显优势，是装配式建筑发展的新模式。模块化结构体系由多个相互独立的模块化单元通过模块化节点连接而成，模块化连接节点是模块化结构体系关键点和核心。

2、目前国内外学者对模块化钢结构连接节点的研究尚未成熟，当下的模块化连接节点也存在各种不足之处，例如：1）模块化节点连接设计不具备多种节点连接形式的兼容性；2）模块化节点区域需焊接补强，未达到100%装配化；3）模块化节点设计传力不够简洁直接，难以适应模块化结构向高层建筑的发展需求。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种盒式板-销连接的模块化钢结构中部螺栓连接节点及施工方法，可实现现场完全装配式作业及拆卸回收。为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

2、一种盒式板-销连接的模块化钢结构中部螺栓连接节点，包括：

3、中间板-销连接件，包括一根中心圆棒、四个插销、一块水平板及四块竖向板，所述插销关于竖向板两两对称，所述水平板在四个插销定位孔处开洞，与插销配合焊接，所述水平板中心处开口与中心圆棒焊接；所述水平板上下表面关于中心圆棒上下表面对称；

4、所述四块竖向板，上下部对称开设长圆孔与模块梁单元的侧面配合，所述四块竖向板中部开槽，插入水平板且与中心圆棒接触，三者进行焊接形成整体，所述四块竖向板外侧面分别与水平板对应外侧面重合。所述四块竖向板两两相互垂直并对称居中；

5、上盒式连接件单元和下盒式连接件单元，通过中间板-销连接件实现上下左右定位连接，结构相同，所述下盒式连接件单元均包括四个对称设置的下盒式连接件；四个所述下盒式连接件形成装配所述中间板-销连接件下段的孔位空间，所述下盒式连接件包括：

6、一块方形板，垂直于模块柱轴线方向，所述方形板与模块柱焊接；

7、一块l形折板，垂直于模块梁轴线方向，所述l形折板外侧面分别与一模块梁焊接；所述l形折板底面与方形板焊接，所述l形折板外侧面与方形板外侧面重合；

8、一块弧弯板，垂直于模块梁轴线方向，所述弧弯板底面与方形板焊接，所述弧弯板厚度方向立面与l形折板内侧面焊接，所述弧弯板外侧面与方形板外侧面重合；

9、一块开洞板，平行于方形板，所述开洞板外侧面与弧弯板、l形折板焊接；所述开洞板外表面与弧弯板顶面重合；

10、圆钢管，垂直于方形板，所述圆钢管底面与方向板焊接；所述圆钢管顶面与开洞板外表面重合；所述圆钢管侧面与开洞板内侧面焊接；所述圆钢管用于与中间板-销连接件的插销配合；

11、梁衬筒单元，包括八个上部梁衬筒和八个下部梁衬筒，上部梁衬筒和下部梁衬筒结构相同，所述下部梁衬筒两侧面开设大小一致同心居中操作孔，所述下部梁衬筒与l形折板外侧面焊接；所述下部梁衬筒外表面与模块梁单元的下部模块天花板梁内表面接触；

12、模块梁单元，包括八根下部模块天花板梁和八根上部模块地板梁，上部模块地板梁和下部模块天花板梁结构相同，所述下部模块天花板梁外侧面开设螺栓孔，内侧面开设操作孔，两孔同心，与下部梁衬筒操作孔、竖向板长圆孔配合；所述下部模块天花板梁与l形折板外侧面焊接；下部模块天花板梁内表面与下部梁衬筒外表面接触。

13、优选地，中间板-销连接件、上盒式连接件和下盒式连接件安装完成后，所述中间板-销连接件插销分别与上盒式连接件和下盒式连接件钢管定位配合。

14、优选地，中间板-销连接件、上盒式连接件和下盒式连接件安装完成后，所述中间板-销连接件上表面与上盒式连接件开洞板接触，所述中间板-销连接件下表面与下盒式连接件开洞板接触。

15、优选地，中间板-销连接件、上盒式连接件和下盒式连接件安装完成后，所述竖向板内表面与上、下盒式连接件弧弯板外表面、模块梁单元的外表面均重合。

16、优选地，所述上盒式连接件和下盒式连接件上下对称设置。

17、优选地，所述梁衬筒单元采用方管状构件制成。

18、优选地，所述模块梁、上部模块柱和下部模块柱均采用方管状构件制成。

19、优选地，所述模块梁单元的强度等级为q235、q355、q390或q420。

20、一种盒式板-销连接的模块化钢结构中部螺栓连接节点的施工方法，包括以下步骤：

21、（1）焊接上盒式连接件单元和下盒式连接件单元：

22、所述下盒式连接件单元包括四个下盒式连接件，上盒式连接件单元包括四个上盒式连接件；

23、焊接下盒式连接件时：首先在方形板上分别焊接一块弧弯板和一块l形折板，三者外侧面均重合；然后将弧弯板厚度方向立面与l形折板内侧面焊接；之后将开洞板外侧面与l形折板、弧弯板内侧面焊接；最后将圆钢管侧面与开洞板内侧面焊接，底面与方形板焊接；

24、（2）焊接梁衬筒单元：

25、所述梁衬筒单元包括下部梁衬筒和上部梁衬筒；

26、在下盒式连接件中l形折板外侧面上均焊接一下部梁衬筒，在上盒式连接件中l形折板外侧面上均焊接一上部梁衬筒；

27、（3）焊接模块梁单元：

28、所述模块梁单元包括下部模块天花板梁和上部模块地板梁；

29、在下盒式连接件中l形折板外侧面上均焊接一下部模块天花板梁，在上盒式连接件中l形折板外侧面上均焊接一上部模块地板梁；模块梁内表面与梁衬筒外表面接触；

30、（4）焊接下部模块柱和上部模块柱：

31、将一上部模块柱焊接于上盒式连接件中方形板的顶面，将一下部模块柱焊接于下盒式连接件中方形板的底面；

32、（5）焊接中间板-销连接件：

33、在水平板四个插销定位孔处开洞，与插销配合焊接，然后在水平板中心处开孔与中心圆棒焊接；最后四块竖向板中部开槽，插入水平板且与中心圆棒接触，三者进行焊接形成整体，四块竖向板正交布置，两两之间夹角为90度；

34、（6）组装下盒式连接件单元：

35、将下部四个下盒式连接件对称拼合形成下盒式连接件单元；

36、（7）安装中间板-销连接件：

37、将中间板-销连接件的插销下段插入下盒式连接件钢管孔中，之后通过下部螺栓将中间板-销连接件竖向板的长圆孔、下部模块天花板梁外侧面上螺栓孔连接；

38、（8）安装上盒式连接件单元：

39、将上部四个上盒式连接件对称拼合形成上盒式连接件单元；接着，将中间板-销连接件的插销上段放入上盒式连接件钢管孔中，之后通过上部螺栓将中间板-销连接件竖向板的长圆孔、上部模块地板梁外侧面上螺栓孔连接。

40、与现有技术相比，本实用新型的优点为：

41、（1）连接节点仅需通过插销定位即可实现8个模块化单元的连接，再辅助以模块梁外侧面螺栓和竖向板进一步保证了节点域的整体性和受力对称性。

42、（2）连接节点实现了模块化施工作业，上盒式连接件、下盒式连接件和中间板-销连接件三者通过插销定位以及螺栓完成连接，螺栓手孔处内衬梁衬筒进行构造补强，此外无需任何形式焊接补强。

43、（3）上盒式连接件、下盒式连接件和中间板-销连接件三者之间均可实现拆卸，从而实现模块化节点循环回收利用。

44、（4）连接节点扩大了模块化单元的适用范围，又增加了模块化单元的稳定性。连接节点可进一步拓展实现模块化多层永久性建筑的连接，为实现模块化结构体系的多样化、产品的可标准化和规范化奠定基础；此外，模块化结构符合绿色建筑的设计和发展理念；连接节点与钢结构模块化单元可提前预制，结构体系可完全回收利用。