CN102704574A - 一种预制混凝土管柱钢梁节点结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种预制混凝土管柱钢梁节点结构，包括预制混凝土管柱、钢梁和预制钢连接段，预制钢连接段通过高强锚栓与预制混凝土管柱和钢梁连接组装，预制钢连接段与预制混凝土管柱整体浇筑管内核心混凝土。本发明的节点结构以及施工时用到的主要构件均采用预制规模化生产，现场只需要进行简单的高强锚栓连接，以及免模板浇筑混凝土，与以往的预制安装构件相比，预制混凝土管柱和预制钢连接段内存在现浇混凝土，从而具有更高的整体性，整个节点受力简单明确，性能具有很好的保障，施工过程方便易行，成本较低。
Description
技术领域
本发明涉及结构工程领域的一种建筑构件及其施工方法，具体的说，是涉及一种针对预制混凝土管柱与钢梁的梁柱节点结构及其施工方法。
背景技术
新型预制混凝土管柱结构是一种新型的组合结构形式，在公开号为CN102373804的中国专利申请“一种新型预制混凝土管柱结构及其施工方法”中已经披露，其为预制混凝土管桩中空结构，预制混凝土管柱壁内部配有环状和竖向的钢筋。新型预制混凝土管柱结构既充当结构模板，又充当承载力构件，易实现清水混凝土面，组合柱施工简单、方便，且在现浇完管内核心混凝土后，预制混凝管组合柱承载力性能不逊于同条件下整体现浇柱，因此在土木工程领域有着较高的使用空间。
目前，推广新型预制混凝土管柱的关键是组合结构的梁柱节点处理。
发明内容
本发明要解决的是预制混凝土管柱节点连接的技术问题，提供一种预制混凝土管柱钢梁节点结构及其施工方法，节点构造简单、造价低、传力明确、施工方便、整体性能强、既可以用于结构边柱节点也可用于中柱节点。
为了解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现：
一种预制混凝土管柱钢梁节点结构，包括预制混凝土管柱和钢梁，还包括连接预制混凝土管柱和钢梁的预制钢连接段；
所述预制混凝土管柱壁内部设置有预制混凝土管柱纵筋和预制混凝土管柱箍筋，所述预制混凝土管柱的两端设置有端板，所述端板上设置有端板预留连接孔；
所述钢梁的腹板端部设置有腹板预留连接孔，所述钢梁的上、下翼缘板端部设置有翼缘板预留连接孔；
所述预制钢连接段包括与所述预制混凝土管柱横截面形状相同的中空钢管，所述中空钢管的上下两端分别设置有左右加长部的端部连接钢板，所述端部连接钢板的左右加长部上设置有用于与所述钢梁的翼缘板预留连接孔相对应连接第二预留连接孔，所述中空钢管的管壁外部对称设置有径向连接钢板，所述径向连接钢板上设置有用于与所述钢梁的腹板预留连接孔相对应连接第三预留连接孔。
所述预制混凝土管柱的中空结构和所述预制钢连接段的中空钢管内设置有核心混凝土钢筋骨架、核心混凝土钢骨或者核心混凝土钢筋骨架与核心混凝土钢骨的结合结构。
所述预制钢连接段的所述端部连接钢板上设置有沿所述中空钢管径向均布的、用于与所述预制混凝土管柱的端板预留连接孔相对应连接的第一预留连接孔。
或者，所述预制钢连接段设置有加强环，所述加强环包括焊接在所述端部连接钢板外端的密肋钢板，多个所述密肋钢板围成环状并在其上共同焊接有盖板，所述盖板上设置有沿所述中空钢管径向均布的、用于与所述预制混凝土管柱的端板预留连接孔相对应连接的第一预留连接孔。
所述预制钢连接段的中空钢管内部设置有蜂窝内衬板。
所述预制混凝土管柱与所述预制钢连接段的中空钢管的横截面外形为圆形或矩形。
一种预制混凝土管柱钢梁节点结构的施工方法，包括如下步骤：
a．安装梁下预制混凝土管柱；
b．将预制钢连接段吊装到梁下预制混凝土管柱上方，并采用高强锚栓连接第一预留连接孔与端板预留连接孔，从而将所述预制钢连接段下部的端部连接钢板或加强环与梁下预制混凝土管柱上部的端板固定；
c．在预制钢连接段的横向方向上安装钢梁，采用高强锚栓连接翼缘板预留连接孔与第二预留连接孔，从而将所述钢梁的翼缘板与所述预制钢连接段下部的端部连接钢板固定；采用高强锚栓连接腹板预留连接孔与第三预留连接孔，从而将所述钢梁的腹板与所述预制钢连接段的径向连接钢板固定；
d．吊装梁上预制混凝土管柱至预制钢连接段上方，并采用高强锚栓连接第一预留连接孔与端板预留连接孔，从而将所述预制钢连接段上部的端部连接钢板或加强环与梁上预制混凝土管柱下部的端板固定；
e．一次通长浇筑梁上、下的预制混凝土管柱内混凝土以及预制钢连接段内混凝土。
在步骤（a）之前进行绑扎所述核心混凝土钢筋骨架的步骤。
本发明的有益效果是：
本发明的节点结构以及施工时用到的主要构件均采用预制规模化生产，现场只需要进行简单的高强锚栓连接，以及免模板浇筑混凝土。与以往的的预制安装构件相比，预制混凝土管柱和预制钢连接段内存在现浇混凝土，从而具有更高的整体性，钢梁通过高强锚栓连接到预制钢连接段，满足钢筋锚固要求，整个节点受力简单明确，性能具有很好的保障，施工过程方便易行，成本较低。
附图说明
图1是实施本发明施工方法组装成型后的节点形式示意图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是核心混凝土钢筋骨架的结构示意图；
图4是预制混凝土管柱的结构示意图；
图5是图4的B-B剖视图；
图6是预制钢连接段的结构示意图；
图7是图6的C-C剖视图；
图8是钢梁的结构示意图；
图9是加强型预制钢连接段的结构示意图；
图10是图9的D-D剖视图；
图11是本发明的加强型节点形式示意图；
图12是图11的E-E剖视图。
图中：1，核心混凝土钢筋骨架；11，核心现浇混凝土钢骨；12，核心现浇混凝土纵筋；
13，核心现浇混凝土箍筋；2，预制混凝土管柱；21，预制混凝土管柱纵筋；
22，预制混凝土管柱箍筋；23，端板；24，端板预留连接孔；3，预制钢连接段；
31，中空钢管；32，径向连接钢板；33，第三预留连接孔；34，第二预留连接孔；
35，端部连接钢板；36，第一预留连接孔；37，蜂窝内衬板；38，加强环；
381，密肋钢板；382，盖板；4，钢梁；41，翼缘板预留连接孔；42：腹板预留连接孔；
5，现浇管内核心柱混凝土。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及效果，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
实施例1
如图1和图2所示，本实施例披露了一种预制混凝土管柱钢梁节点结构，包括预制混凝土管柱2、钢梁4、预制钢连接段3以及现场浇筑的混凝土，预制钢连接段3与预制混凝土管柱2和钢梁4的组装主要通过高强锚栓实现。预制钢连接段3的中空钢管31与预制混凝土管柱2内的中空结构整体浇筑现浇管内核心混凝土5实现连接。
具体地，如图3所示，在预制混凝土管柱2以及预制钢连接段3的核心根据需要可以配有核心混凝土钢筋骨架1、核心混凝土钢骨11，或者核心混凝土钢筋骨架1与核心混凝土钢11的结合结构。例如本实施例是在核心现浇混凝土钢骨11上绑扎核心现浇混凝土纵筋12和核心现浇混凝土箍筋13。
如图4和图5所示，预制混凝土管柱2在预制场预制成型，为中空结构，其横截面的外部性状可以为圆形，也可以为矩形。预制混凝土管柱2壁内部设置有普通钢筋制成的预制混凝土管柱纵筋21和螺旋环状的预制混凝土管柱箍筋22，预制混凝土管柱2的两端设置有端板23，预制混凝土管柱纵筋21端头锚固于端板23上。端板23上径向均布的设置有若干个端板预留连接孔24，用于连接预制钢连接段3。
如图8所示，钢梁4的腹板端部设置有若干个腹板预留连接孔42，钢梁4的上、下翼缘板端部设置有若干个翼缘板预留连接孔41。
如图6和图7所示，预制钢连接段3在构件厂规模化生产完成，包括中空钢管31，中空钢管31的形状随预制混凝土管柱2的形状改变而改变，中空钢管31内部设置有蜂窝内衬板37，起到加强作用。中空钢管31的上下两端分别设置有端部连接钢板35，端部连接钢板35上设置有沿中空钢管31径向均布的若干个第一预留连接孔36，第一预留连接孔36用于与预制混凝土管柱2的端板预留连接孔24相对应，并通过高强锚栓连接。端部连接钢板35沿横向左右加长，左右加长部上设置有若干个第二预留连接孔34，第二预留连接孔34用于与钢梁4的翼缘板预留连接孔41相对应连接，并通过高强锚栓连接。
中空钢管31的管壁外部对称设置有一组或两组径向连接钢板32，每一块径向连接钢板32上设置有若干个第三预留连接孔33，第三预留连接孔33用于与钢梁4的腹板预留连接孔42相对应连接，并通过高强锚栓连接。
上述预制混凝土管柱钢梁节点结构的施工方法，包括如下步骤：
如涉及核心混凝土钢筋骨架1、核心混凝土钢骨11，或者核心混凝土钢筋骨架1与核心混凝土钢11的结合结构，先行绑扎。
核心混凝土钢筋骨架1绑扎完毕之后，安装梁下的预制混凝土管柱2于基础上或下面一节的预制混凝土管柱2上，通过端板23上的端板预留连接孔24连接固定。同时，预制混凝土管柱2的以其中空结构套在核心混凝土钢筋骨架1外。
然后将预制钢连接段3吊装到梁下预制混凝土管柱2上方进行安装，预制钢连接段3的中空钢管31套在核心混凝土钢筋骨架1上。采用高强锚栓连接预制钢连接段3下部的第一预留连接孔36与梁下预制混凝土管柱2上部的端板预留连接孔24，从而将预制钢连接段3下部的端部连接钢板35与梁下预制混凝土管柱2上部的端板23固定。
接着吊装钢梁4，安装于预制钢连接段3的横向方向，钢梁4的上、下翼缘板和腹板分别连接于预制钢连接段3上，具体是采用高强锚栓连接钢梁4的翼缘板预留连接孔41与预制钢连接段3的第二预留连接孔34，从而将钢梁4的翼缘板与预制钢连接段3的端部连接钢板35固定；采用高强锚栓连接钢梁4的腹板预留连接孔42与预制钢连接段3的第三预留连接孔33，从而将钢梁4的腹板与预制钢连接段3的径向连接钢板32固定。
吊装梁上预制混凝土管柱2至预制钢连接段3上方，并采用高强锚栓连接预制钢连接段3上部的第一预留连接孔37与梁上预制混凝土管柱2下部的端板预留连接孔24，从而将预制钢连接段3上部的端部连接钢板35与梁上预制混凝土管柱2下部的端板23固定。
安装完毕后，一次通长浇筑梁上、下的预制混凝土管柱2以及预制钢连接段3内部核心柱混凝土。
实施例2
如图11和图12所示，本实施例披露了一种预制混凝土管柱钢梁的加强型节点结构，与实施例1中节点结构的主要不同是在预制钢连接段3的上下端加设一组加强环38，成为加强型预制钢连接段3。
具体地，如图9和图10所示，预制钢连接段3的两个端部连接钢板35外端焊接多个密肋钢板381，多个密肋钢板381排列成环状的整圈，密肋钢板381上焊接有盖板382。盖板382上设置有沿中空钢管31径向均布的若干个第一预留连接孔36，第一预留连接孔36用于与预制混凝土管柱2的端板预留连接孔24相对应，并通过高强锚栓连接。而此时实施例1中的端部连接钢板35上的第一预留连接孔36没有作用，可以取消，其他结构不变。加强环38既充当牛腿的作用，又能提高连接节点处的刚度，有加强连接以及加强节点自身强度的双重作用。
预制混凝土管柱钢梁的加强型节点结构的施工方法，与实施例1中的步骤也基本相同，其区别仅在于，预制钢连接段3与预制混凝土管柱2连接时，采用高强锚栓连接预制钢连接段3的加强环38上的第一预留连接孔36与预制混凝土管柱2的端板预留连接孔24，从而将预制钢连接段3的加强环38盖板382与梁下预制混凝土管柱2的端板23固定。由于存在加强环38的作用，使节点结构在重载荷条件下性能更加牢固。
尽管上面结合附图和优选实施例对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种预制混凝土管柱钢梁节点结构，包括预制混凝土管柱和钢梁，其特征在于，还包括连接预制混凝土管柱和钢梁的预制钢连接段；
所述预制混凝土管柱壁内部设置有预制混凝土管柱纵筋和预制混凝土管柱箍筋，所述预制混凝土管柱的两端设置有端板，所述端板上设置有端板预留连接孔；
所述钢梁的腹板端部设置有腹板预留连接孔，所述钢梁的上、下翼缘板端部设置有翼缘板预留连接孔；
所述预制钢连接段包括与所述预制混凝土管柱横截面形状相同的中空钢管，所述中空钢管的上下两端分别设置有左右加长部的端部连接钢板，所述端部连接钢板的左右加长部上设置有用于与所述钢梁的翼缘板预留连接孔相对应连接第二预留连接孔，所述中空钢管的管壁外部对称设置有径向连接钢板，所述径向连接钢板上设置有用于与所述钢梁的腹板预留连接孔相对应连接第三预留连接孔。
2.根据权利要求1所述的一种预制混凝土管柱钢梁节点结构，其特征在于，所述预制混凝土管柱的中空结构和所述预制钢连接段的中空钢管内设置有核心混凝土钢筋骨架、核心混凝土钢骨或者核心混凝土钢筋骨架与核心混凝土钢骨的结合结构。
3.根据权利要求1所述的一种预制混凝土管柱钢梁节点结构，其特征在于，所述预制钢连接段的所述端部连接钢板上设置有沿所述中空钢管径向均布的、用于与所述预制混凝土管柱的端板预留连接孔相对应连接的第一预留连接孔。
4.根据权利要求1所述的一种预制混凝土管柱钢梁节点结构，其特征在于，所述预制钢连接段设置有加强环，所述加强环包括焊接在所述端部连接钢板外端的密肋钢板，多个所述密肋钢板围成环状并在其上共同焊接有盖板，所述盖板上设置有沿所述中空钢管径向均布的、用于与所述预制混凝土管柱的端板预留连接孔相对应连接的第一预留连接孔。
5.根据权利要求1所述的一种预制混凝土管柱钢梁节点结构，其特征在于，所述预制钢连接段的中空钢管内部设置有蜂窝内衬板。
6.根据权利要求1所述的一种预制混凝土管柱钢梁节点结构，其特征在于，所述预制混凝土管柱与所述预制钢连接段的中空钢管的横截面外形为圆形或矩形。
7.一种如权利要求1所述预制混凝土管柱钢梁节点结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
a．安装梁下预制混凝土管柱；
b．将预制钢连接段吊装到梁下预制混凝土管柱上方，并采用高强锚栓连接第一预留连接孔与端板预留连接孔，从而将所述预制钢连接段下部的端部连接钢板或加强环与梁下预制混凝土管柱上部的端板固定；
c．在预制钢连接段的横向方向上安装钢梁，采用高强锚栓连接翼缘板预留连接孔与第二预留连接孔，从而将所述钢梁的翼缘板与所述预制钢连接段下部的端部连接钢板固定；采用高强锚栓连接腹板预留连接孔与第三预留连接孔，从而将所述钢梁的腹板与所述预制钢连接段的径向连接钢板固定；
d．吊装梁上预制混凝土管柱至预制钢连接段上方，并采用高强锚栓连接第一预留连接孔与端板预留连接孔，从而将所述预制钢连接段上部的端部连接钢板或加强环与梁上预制混凝土管柱下部的端板固定；
e．一次通长浇筑梁上、下的预制混凝土管柱内混凝土以及预制钢连接段内混凝土。
8.根据权利要求7所述的一种预制混凝土管柱钢梁节点结构的施工方法，其特征在于，在步骤（a）之前进行绑扎所述核心混凝土钢筋骨架的步骤。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20121003 |