CN103993670A - 矩形钢管混凝土柱-钢梁插板锚固式节点施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矩形钢管混凝土柱-钢梁插板锚固式节点施工方法，属于建筑工程结构技术领域，该节点由管壁切有槽口的钢管混凝土柱、翼缘连接板、腹板连接件、型钢梁及高强螺栓、焊缝组成。预先在钢板上切出槽口，再将钢板焊接构成矩形钢管混凝土柱，翼缘连接板插入槽口一定长度并由坡口焊在槽口处焊接固定，柱内填充灌注混凝土后与之粘接锚固，型钢梁翼缘与翼缘连接板采用全熔透坡口焊缝连接，型钢梁腹板通过高强螺栓与焊于柱壁上的腹板连接件连接。本发明施工方法保证了梁柱连接的强度和刚度需求比传统节点构造的力学性能更优越，大大减少了焊接工作量，节省加工时间和制造成本。

Description

矩形钢管混凝土柱-钢梁插板锚固式节点施工方法

技术领域

本发明属于建筑结构工程技术领域，尤其涉及矩形钢管混凝土柱-钢梁节点。

背景技术

钢管混凝土结构属于钢-混凝土组合结构中的一种形式，在钢管中填充灌注混凝土构成共同工作的柱构件，钢管对核心混凝土产生约束作用，混凝土强度和延性都有所提高，以此发挥两种材料的优越特性。钢管混凝土结构的节点设计至关重要，应满足强度、刚度、稳定性和抗震的要求，保证梁柱间及构件内力的传递，使钢管和管中混凝土能共同工作，充分发挥钢管混凝土的优良特性，便于制作、安装和管内混凝土浇灌施工。

当前，矩形钢管混凝土柱-型钢梁节点结构主要有加强环式节点、隔板类节点、穿心式节点、锚定板式节点等，其中外加强环式节点与内隔板式节点使用最为普遍，但工厂加工制作复杂、焊接工作量大、不方便施工，外环板还影响美观和使用空间，同时这些连接方式造价高，经济效益差，对钢管混凝土柱与钢梁连接节点的构造形式仍需要进一步的探索研究。

发明内容

本发明的目的是利用翼缘连接板与核心混凝土的粘接锚固作用，提供了一种矩形钢管混凝土柱-钢梁插板锚固式节点施工方法，该结构属于一种新型的插板锚固形式。本发明适用于截面边长大于500mm的矩形钢管。

本发明同时提供上述施工方法形成的插板锚固式节点。

一种矩形钢管混凝土柱-钢梁插板锚固式节点施工方法，按如下步骤进行：

第一步，按设计要求截取加工翼缘连接板，翼缘连接板的宽度等于钢梁翼板宽度，长度等于钢管截面边长的(1/2-2/3)，并将翼缘连接板与钢梁连接的一端加工出坡口，每个钢梁需要一对翼缘连接板；

第二步：按矩形钢管混凝土柱的设计尺寸，截取四块矩形钢板，在需要与钢梁连接的那一面钢板上，切出与翼缘连接板宽度相适宜的上下两个坡口槽口，两个坡口槽口处于钢梁上下翼缘位置，再将四块钢板焊接组成矩形钢管；

第三步，在矩形钢管壁的两个坡口槽口之间与钢梁相应的位置焊接上腹板连接件，腹板连接件可采用钢板、角钢或T型钢其中一种；

第四步：加工钢梁，将上下翼缘的安装翼缘连接板的部位割除，将切口部位加工出坡口；

第五步，在施工现场将一对翼缘连接板分别穿过上下坡口槽口插入矩形钢管中，要求插入深度为翼缘连接板长度的一半，采用坡口焊将翼缘连接板与矩形钢管焊接牢固，同时将坡口槽口焊接封闭严密，保证内部浇筑混凝土时不会外漏；当矩形钢管混凝土柱四面连接钢梁时，需要将翼缘连接板插入部分直角切掉；

第六步，按传统方法向矩形钢管内填充浇灌混凝土；

第七步，安装钢梁，使钢梁置于两个钢管混凝土之间，并使钢梁的上下翼缘坡口对准翼缘连接板坡口，采用全熔透坡口焊的方式将两者焊接，将钢梁的腹板通过高强螺栓与腹板连接件连接，从而使矩形钢管混凝土柱与钢梁连接在一起，构成插板锚固式的矩形钢管混凝土柱-钢梁节点。

为了能够使翼缘连接板与核心混凝土有效地咬合粘接，增强翼缘连接板的力学性能和锚固作用，加工翼缘连接板时，插入部分的周边设为锯齿状构造；锯齿状构造的齿形为矩形齿或梯形齿；或者在翼缘连接板插入部分的板面上加工若干圆孔。

上述施工方法形成的节点是一种插板锚固式节点，它是在矩形钢管上且在钢梁的上下翼缘位置上分别设有坡口槽口，坡口槽口中分别插有翼缘连接板，要求翼缘连接板插入深度为翼缘连接板长度一半，翼缘连接板与坡口槽口接触处采用坡口焊连接在一起，翼缘连接板的插入部分被浇灌在矩形钢管内的混凝土中，在矩形钢管的外壁上且在钢梁腹板的相应位置焊接有腹板连接件；钢梁的上下翼缘采用全熔透坡口焊的方式连接在翼缘连接板上，钢梁的腹板通过高强螺栓连接在腹板连接件上，从而使矩形钢管混凝土柱与钢梁连接在一起。

本发明的有益效果是：

1、由于翼缘连接板穿过钢管壁槽口深入核心混凝土并可靠粘接锚固，翼缘连接板还通过槽口处的坡口焊保证与钢管壁的可靠连接，共同构成工作构件，梁承受的荷载直接性地传递到柱的钢管壁及核心混凝土内，翼缘连接板起到钢管混凝土柱内隔板作用，保证了梁柱连接的强度和刚度需求比传统节点构造的力学性能更优越。

2、该梁柱节点构造简单，仅需要在钢板上相应位置切出槽口，焊接构成矩形钢管后，插入翼缘连接板并在槽口焊接封口，加工制作方便，相比内隔板式钢管混凝土柱大大减少了焊接工作量，节省加工时间和制造成本，实用性和经济效益显著。

附图说明

图1为本发明实施例1的立体示意图；

图2为本发明实施例1的主视图；

图3为本发明实施例1的俯视图；

图4为本发明实施例2的剖平面示意图，图中以四面连接钢梁时翼缘连接板插入深度为管内混凝土截面边长的1/3为例；

图5为本发明实施例3的立体示意图；

图6为本发明实施例3的剖平面示意图；

图7为本发明实施例4的剖平面示意图。

图例说明：

1—矩形钢管，2—坡口槽口，3—翼缘连接板，4—腹板连接件，5—钢梁，6—钢梁腹板，7—坡口焊，8—全熔透坡口焊缝，9—高强螺栓，10—混凝土,11-圆孔，12-矩形齿，13-梯形齿。

具体实施方式

下面结合实施例附图对本发明作进一步说明：

实施例1：

实施例1是矩形钢管混凝土柱两侧面连接钢梁的情况。如图1、图2、图3所示，一种矩形钢管混凝土柱-钢梁节点的连接结构，它是在矩形钢管1且在钢梁5的上下翼缘位置上分别设有坡口槽口2，坡口槽口2中分别插有翼缘连接板3，翼缘连接板3与坡口槽口2接触处采用坡口焊7连接在一起，翼缘连接板3的插入部分被浇灌在矩形钢管1内的混凝土10中，在矩形钢管1的外壁上且在钢梁腹板6的相应位置焊接有腹板连接件4；钢梁5的上下翼缘采用全熔透坡口焊缝8的方式连接在翼缘连接板3上，钢梁腹板6通过高强螺栓9连接在腹板连接件4上，从而使矩形钢管混凝土柱与钢梁连接在一起。上述钢梁5的上下翼缘缩短的长度等于翼缘连接板3外漏的长度。

实施例2：

实施例2是矩形钢管混凝土柱四面连接钢梁的情况，参见图4。实施例2与上述实施例1不同的是，由于矩形钢管混凝土柱四面连接钢梁5，为了适应翼缘连接板3宽度大、插入较深的情况，所以将翼缘连接板3插入部分直角切掉。而且翼缘连接板3伸入钢管内部的部分加工若干圆孔11，以便翼缘连接板3与核心混凝土有效地咬合粘接接。

实施例3：

实施例3是矩形钢管混凝土柱两侧面连接钢梁的情况，参见图5、图6。实施例3与上述实施例1不同的是，为了能够使翼缘连接板与核心混凝土有效地咬合粘接，增强翼缘连接板的力学性能和锚固作用，翼缘连接板插入部分的端部设为锯齿状构造；锯齿状构造的齿形为矩形齿12。

实施例4：

实施例4是矩形钢管混凝土柱两侧面连接钢梁的情况，参见图7。实施例4与上述实施例3不同的是，为了能够使翼缘连接板3与核心混凝土有效地咬合粘接，增强翼缘连接板3的力学性能和锚固作用，翼缘连接板3插入部分的两侧面设为锯齿状构造；锯齿状构造的齿形为梯形齿13。

上述实施例1-4的所述节点的施工方法，按如下步骤进行：

第一步，按设计要求截取加工翼缘连接板3，翼缘连接板3的宽度等于钢梁5翼板宽度，长度等于钢管截面边长的(1/2-2/3)，并将翼缘连接板3与钢梁5连接的一端加工出坡口，每个钢梁5需要一对翼缘连接板3；

第二步，按矩形钢管1混凝土柱的设计尺寸，截取四块矩形钢钢板，在需要与钢梁5连接的那一面钢板上，切出与翼缘连接板3宽度相适宜的上下两个坡口槽口2，两个坡口槽口2的间距与钢梁的高度相等，再将四块钢板焊接组成矩形钢管1；

第三步，在矩形钢管壁的两个坡口槽口2之间与钢梁5相应的位置焊接上腹板连接件4，腹板连接件4可采用钢板、角钢或T型钢其中一种；

第四步：加工钢梁，将上下翼缘的安装翼缘连接板的部位割除，将切口部位加工出坡口；

第五步，施工现场，将一对翼缘连接板3分别穿过上下坡口槽口2插入矩形钢管1中，插入深度为管内混凝土截面边长的(1/4-1/3)以内，采用坡口焊7将翼缘连接板3与矩形钢管1焊接牢固，同时将坡口槽口2焊接封闭严密，保证内部浇筑混凝土10时不会外漏；

第六步，按传统方法向矩形钢管内填充浇灌混凝土；

第七步，然后安装钢梁5，使钢梁5置于两个钢管混凝土之间，并使钢梁的上下翼缘坡口对准翼缘连接板3坡口，采用全熔透坡口焊缝8的方式将两者焊接，将钢梁腹板6通过高强螺栓9与腹板连接件4连接，从而使矩形钢管1与钢梁5连接在一起，构成矩形钢管混凝土柱-钢梁节点。

Claims (4)

1.一种矩形钢管混凝土柱-钢梁插板锚固式节点施工方法，其特征在于，按如下步骤进行： 

第一步，按设计要求截取加工翼缘连接板，翼缘连接板的宽度等于钢梁翼板宽度，长度等于钢管截面边长的(1/2-2/3)，并将翼缘连接板与钢梁连接的一端加工出坡口，每个钢梁需要一对翼缘连接板； 

第二步：按矩形钢管混凝土柱的设计尺寸，截取四块矩形钢板，在需要与钢梁连接的那一面钢板上，切出与翼缘连接板宽度相适宜的上下两个坡口槽口，两个坡口槽口处于钢梁上下翼缘位置，再将四块钢板焊接组成矩形钢管； 

第三步，在矩形钢管壁的两个坡口槽口之间与钢梁相应的位置焊接上腹板连接件，腹板连接件采用钢板、角钢或T型钢其中一种； 

第四步：加工钢梁，将上下翼缘的安装翼缘连接板的部位割除，将切口部位加工出坡口； 

第五步，在施工现场将一对翼缘连接板分别穿过矩形钢管壁的上下坡口槽口插入矩形钢管中，要求插入深度为翼缘连接板长度的一半，采用坡口焊将翼缘连接板与矩形钢管焊接牢固，同时将坡口槽口焊接封闭严密，保证内部浇筑混凝土时不会外漏；当矩形钢管混凝土柱四面连接钢梁时，需要将翼缘连接板插入部分直角切掉； 

第六步，按传统方法向矩形钢管内填充浇灌混凝土； 

第七步，安装钢梁，使钢梁置于两个钢管混凝土之间，并使钢梁的上下翼缘坡口对准翼缘连接板坡口，采用全熔透坡口焊的方式将两者焊接，将钢梁的腹板通过高强螺栓与腹板连接件连接，从而使矩形钢管混凝土柱 与钢梁连接在一起，构成插板锚固式节的矩形钢管混凝土柱-钢梁节点。 

2.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于，加工翼缘连接板时，插入部分的周边设为锯齿状构造；锯齿状构造的齿形为矩形齿或梯形齿。 

3.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于，加工翼缘连接板时，在翼缘连接板插入部分的板面上加工多个圆孔。 

4.一种由权利要求1-3任意所述的施工方法形成的节点，其特征在于，它是一种插板锚固式节点，其结构是在矩形钢管上且在钢梁的上下翼缘位置上分别设有坡口槽口，坡口槽口中分别插有翼缘连接板，要求翼缘连接板插入深度为翼缘连接板长度一半，翼缘连接板与坡口槽口接触处采用坡口焊连接在一起，翼缘连接板的插入部分被浇灌在矩形钢管内的混凝土中，在矩形钢管的外壁上且在钢梁腹板的相应位置焊接有腹板连接件；钢梁的上下翼缘采用全熔透坡口焊的方式连接在翼缘连接板上，钢梁的腹板通过高强螺栓连接在腹板连接件上，从而使矩形钢管混凝土柱与钢梁连接在一起。