CN101298789B - 中空夹层钢管混凝土柱与钢梁半穿芯节点 - Google Patents

Abstract

中空夹层钢管混凝土柱与钢框架梁半穿芯节点，涉及一种建筑节点构造形式，该节点通过焊缝将钢框架梁分别连接于内钢管和外钢管并传递力和弯矩。可以采用圆套圆、方套圆、圆套方、方套方、矩形套矩形、方形套矩形和圆形套矩形中空夹层钢管混凝土，其钢材可以采用普通强度钢材或高强钢材，混凝土可以是普通混凝土或高强混凝土和自密实混凝土，而且可以采用薄壁钢管。避免了仅由外钢管承担力和弯矩的不利状况，不必在外钢管和钢框架梁之间设加强环板，节约钢材，增加有效使用空间；在两个钢管之间的钢框架梁的上、下翼缘上开孔，易于保证混凝土的浇筑质量；便于机械化生产，减少了现场施工作业量。

Description

中空夹层钢管混凝土柱与钢梁半穿芯节点

技术领域

本发明涉及一种建筑节点构造形式，特别是涉及一种中空夹层钢管混凝土柱与钢梁的半穿芯节点形式。

背景技术

中空夹层钢管混凝土是一种在两层钢管的夹层中填充混凝土而形成的新型钢管混凝土结构。按截面形式可分为圆套圆、方套圆、圆套方、方套方、矩形套矩形、方形套矩形和圆形套矩形中空夹层钢管混凝土，其钢材可以采用普通强度钢材或屈服强度在550MPa以上的高强钢材，混凝土可以是普通混凝土或抗压强度在80～120MPa的高强混凝土和自密实混凝土，而且可以采用钢管外直径(边长)与壁厚的比值为40～150的薄壁钢管。与传统的钢管混凝土结构相比，该结构形式尤其能减小结构自重和提高结构的抗弯刚度，具有良好的应用前景。而在应用过程中，必然涉及到中空夹层钢管混凝土柱与目前应用较多的钢框架梁的连接节点问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于中空夹层钢管混凝土柱与钢框架梁的半穿芯连接节点。其通过焊缝将钢框架梁分别连接于内钢管、外钢管并在框架梁和两个钢管之间传递力和弯矩。本发明避免了仅由外钢管承担力和弯矩的不利状况，不必在外钢管和钢框架梁之间设加强环板，节约钢材，增加了有效使用空间。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

中空夹层钢管混凝土柱与钢梁半穿芯节点，其节点包括中空夹层钢管混凝土柱和钢框架梁，钢框架梁半穿芯；通过焊缝将钢框架梁连接于内钢管、外钢管；通过焊缝在钢框架梁与内、外钢管之间传递力和弯矩。

如上所述的中空夹层钢管混凝土柱与钢梁半穿芯节点，在两个钢管之间的钢框架梁的上、下翼缘上开孔，孔的形状为圆形或椭圆形。

如上所述的中空夹层钢管混凝土柱与钢梁半穿芯节点，其节点的制备包括下面步骤与工艺条件：

第一步：按设计尺寸和位置加工内钢管和外钢管；在管的一端开孔，并保证内、外钢管开孔一一对应；

第二步：按设计要求加工钢框架梁，保证其尺寸在安装就位后梁端略缩进内钢管的内壁；在内、外钢管之间的钢框架梁的上、下翼缘开孔；

第三步：在施工现场采用焊接或其它连接方式将内钢管、外钢管连接于底板或下层的内钢管、外钢管上，保证内、外钢管同心且内、外钢管开孔一一对应；将钢框架梁插入到内、外钢管的孔内；

第四步：在外钢管的外部采用角焊缝连接外钢管和钢梁，在内钢管的内部采用塞焊缝或角焊缝连接内钢管和钢梁；

第五步：当管高度达到设计高度后在内外钢管之间浇筑混凝土。

本发明的优点与效果是：

1.本发明避免了仅由外钢管承担力和弯矩的不利状况，不必在外钢管和钢框架梁之间设加强环板，节约钢材，增加了有效使用空间。

2.本发明在两个钢管之间的钢框架梁的上、下翼缘上开孔，易于保证混凝土的浇筑质量。

3.本发明便于机械化生产，减少了现场施工作业量。

附图说明

图1为在工厂制备完毕的内钢管的结构示意图；

图2为在工厂制备完毕的外钢管的结构示意图；

图3为在工厂制备完毕的钢框架梁的结构示意图；

图4为在现场施工完毕的节点剖面示意图；

图5为节点的最终形式平面示意图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行详细说明。

附图以圆套圆中空夹层钢管混凝土与H形截面的钢框架梁节点为例。

如图1和2所示，按设计尺寸加工内钢管1和外钢管3；按设计位置在内钢管1和外钢管3的一端开孔2，并保证内、外钢管开孔一一对应，孔的形状与钢框架梁的截面形状相同，其尺寸略大于钢框架梁截面的尺寸，孔的数目按所要连接的钢框架梁的数目确定。

如图3所示，按设计要求加工钢框架梁4，应保证其尺寸在安装就位后梁端略缩进内钢管的内壁；在内、外钢管之间的钢框架梁的上、下翼缘开孔5，孔的形状以圆形或椭圆形为宜，以避免应力集中，个数视实际情况而定，同时要保证足够的翼缘截面积以有效传递弯矩。

如图4所示，对于首层，采用焊接或其它连接方式6将内钢管1、外钢管3连接于底板7上，保证内、外钢管同心且内、外钢管开孔一一对应；对于其它层，采用焊接6将内钢管1、外钢管3焊接于下层的内钢管1、外钢管3上，保证内、外钢管同心且内、外钢管开孔一一对应。

如图5所示，将钢框架梁4插入到内、外钢管的孔2内，在外钢管的外部采用角焊缝8施焊，在内钢管的内部采用塞焊缝9(梁截面厚度较小)或角焊缝9(梁截面厚度较大)施焊；当管高度达到设计高度后，在内外钢管之间浇筑混凝土10，混凝土高度应略低于钢管的顶端，以便连接上一层钢管。

本发明的步骤与工艺条件为：

第一步：按设计尺寸加工内钢管、外钢管；按设计位置在一端开孔，并保证内、外钢管开孔一一对应；

第二步：按设计要求加工钢框架梁，保证其尺寸在安装就位后梁端略缩进内钢管的内壁；在钢框架梁的上、下翼缘开孔；

第三步：在施工现场采用焊接或其它连接方式将内钢管、外钢管连接于底板或下层的内钢管、外钢管上，保证内、外钢管同心且内、外钢管开孔一一对应；

第四步：将钢框架梁插入到内、外钢管的孔内；在外钢管的外部采用角焊缝连接钢管和钢梁，在内钢管的内部采用塞焊缝(梁截面厚度较小)或角焊缝(梁截面厚度较大)连接钢管和钢梁；

第五步：当管高度达到设计高度后在内、外钢管之间浇筑混凝土。

本发明通过焊缝将钢框架梁分别连接于内钢管和外钢管，通过焊缝在框架梁和两个钢管之间传递力和弯矩。可以采用圆套圆、方套圆、圆套方、方套方、矩形套矩形、方形套矩形和圆形套矩形中空夹层钢管混凝土，其钢材可以采用普通强度钢材或高强钢材，混凝土可以是普通混凝土或高强混凝土和自密实混凝土，而且可以采用薄壁钢管。本发明避免了仅由外钢管承担力和弯矩的不利状况，不必在外钢管和钢框架梁之间设加强环板，节约钢材，增加有效使用空间；在两个钢管之间的钢框架梁的上、下翼缘上开孔，易于保证混凝土的浇筑质量；便于机械化生产，减少了现场施工作业量。

Claims (2)

1.中空夹层钢管混凝土柱与钢梁半穿芯节点，其特征在于，所述节点包括中空夹层钢管混凝土柱和钢框架梁，钢框架梁半穿芯；通过焊缝将钢框架梁连接于内钢管、外钢管；通过焊缝在钢框架梁与内、外钢管之间传递力和弯矩；

节点的制备包括下面步骤与工艺条件：

第一步：按设计尺寸和位置加工内钢管和外钢管；在管的一端开孔，并保证内、外钢管开孔一一对应；

第二步：按设计要求加工钢框架梁，保证其尺寸在安装就位后梁端略缩进内钢管的内壁；在内、外钢管之间的钢框架梁的上、下翼缘开孔；

第三步：在施工现场采用焊接或其它连接方式将内钢管、外钢管连接于底板或下层的内钢管、外钢管上，保证内、外钢管同心且内、外钢管开孔一一对应；将钢框架梁插入到内、外钢管的孔内；

第四步：在外钢管的外部采用角焊缝连接外钢管和钢框架梁，在内钢管的内部采用塞焊缝或角焊缝连接内钢管和钢框架梁；

第五步：当管高度达到设计高度后在内外钢管之间浇筑混凝土。

2.根据权利要求1所述的中空夹层钢管混凝土柱与钢梁半穿芯节点，其特征在于，在两个钢管之间的钢框架梁的上、下翼缘上开孔，孔的形状为圆形或椭圆形。

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