CN104947804A - 一种钢托架及利用其构建梁柱节点结构的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种钢托架及利用其构建梁柱节点结构的施工方法，涉及建筑施工技术领域，针对现有梁柱节点结构多采用将立柱钢筋锚入顶层横梁内的连接方式，加剧了节点钢筋穿越矛盾的问题。钢托架包括间隔设置的上端板和下端板；及竖向间隔设置于两者之间的连接钢筋；钢托架连接于第一横梁、第二横梁与立柱之间，上端板与型钢固接，下端板与立柱钢管焊接，第一横梁的下皮钢筋一和第二横梁的下皮钢筋二分别贯穿相邻两根连接钢筋之间的间隙。施工方法：预制钢托架并置于立柱上，型钢搁置于钢托架上并固接；使下皮钢筋一和下皮钢筋二分别贯穿相邻两根连接钢筋之间的空隙并绑扎固定；支模并浇筑混凝土，待混凝土强度达到设计要求后，拆模完成施工。
Description
技术领域
本发明涉及建筑施工技术领域，特别涉及一种钢托架及利用其构建梁柱节点结构的施工方法。
背景技术
钢-混凝土组合结构(也称劲性混凝土结构)是在钢结构和混凝土结构的基础上发展起来的一种新型结构体系，它是由钢部件和混凝土或钢筋混凝土部件组合成为一整体的结构，适用于多层、高层建筑和一般构筑物中的钢筋混凝土结构部分。
钢-混凝土组合结构的横梁是在压型钢板上先焊接连接件，后灌筑钢筋混凝土而形成的组合板结构；钢-混凝土组合结构的立柱是在薄壁钢管内灌注混凝土而成，故也称钢管混凝土柱。上述立柱的核芯混凝土可以防止钢管管壁丧失局部稳定性，防止钢管内表面锈蚀；而且，钢管可以阻止核芯混凝土在纵向压力作用下的侧向膨胀和酥松剥落，从而提高其抗压强度和抗变形能力。
然而，在目前基坑工程的逆作法中，梁柱节点结构多采用将立柱的钢筋锚入顶层横梁内的连接方式，该梁柱节点结构及其施工方法不但加剧了节点位置横纵钢筋穿越的矛盾，而且对钢筋的连接、混凝土的浇捣施工都有不利影响。
发明内容
针对现有的梁柱节点结构多采用将立柱的钢筋锚入顶层横梁内的连接方式，加剧了节点位置钢筋穿越的矛盾的问题，本发明的目的是提供了一种钢托架及利用其构建梁柱节点结构的施工方法，通过在两根横梁与立柱的交汇处安装钢托架，使得纵横交错设置的横梁的钢筋能够避开立柱直接穿过钢托架进行放置并绑扎固定，便于后续支模及混凝土的浇筑施工，从而解决了逆作法基坑工程中横梁与立柱节点的钢筋穿越难题。
本发明解决其技术问题所采用的钢托架，包括平行且间隔设置的上端板和下端板；所述上端板和所述下端板之间连接若干竖向间隔设置的连接钢筋；所述钢托架连接于纵横交错设置且等高的第一横梁、第二横梁与立柱之间，所述上端板与所述第一横梁内的型钢固定连接，所述下端板与所述立柱的钢管固定连接，且所述第一横梁的下皮钢筋一和所述第二横梁的下皮钢筋二纵横交错且分别贯穿相邻两根所述连接钢筋之间的间隙。
优选的，所述连接钢筋为等间距矩阵排列，且所述连接钢筋与所述立柱的轴线平行。
优选的，所述下端板的底端固接有若干钢筋接驳器，所述立柱内的竖向钢筋通过所述钢筋接驳器与所述下端板固接。
优选的，所述下端板与所述立柱的连接处还设有加劲环板。
优选的，当所述第一横梁和所述第二横梁不等高时，所述下端板的底部还设有支座，所述支座包括与所述型钢所在平面平行的底板，以及竖向间隔固接在所述下端板和所述底板之间的若干侧板，所述第一横梁的下皮钢筋一和所述第二横梁的中皮钢筋纵横交错且分别贯穿相邻两根所述连接钢筋之间的间隙，且所述第二横梁的下皮钢筋二能够贯穿相邻两块侧板之间的间隙。
优选的，所述底板的底端通过固接的若干钢筋接驳器与所述立柱的竖向钢筋连接，所述立柱与所述底板的连接处还设有加腋板。
另外，本发明还提供了一种利用钢托架构建梁柱节点结构的施工方法，步骤如下：
一、预制如权利要求1至4任一项所述钢托架，将所述钢托架置于所述立柱上，所述第一横梁的型钢搁置于所述钢托架上，使所述立柱、钢托架及所述型钢之间连接牢固；
二、纵横交错架设所述第一横梁的下皮钢筋一和所述第二横梁的下皮钢筋二，使所述下皮钢筋一和所述下皮钢筋二分别贯穿所述钢托架相邻两根所述连接钢筋之间的空隙并绑扎固定；
三、支模并浇筑混凝土，待混凝土强度达到设计要求后，拆模完成所述梁柱节点结构的施工。
优选的，所述步骤二中，当所述第一横梁和所述第二横梁不等高时，所述钢托架下部设有支座，所述支座包括与所述下端板平行的所述底板，及竖向间隔设置且连接于所述下端板和所述底板之间的若干所述侧板，使所述第一横梁的下皮钢筋一和所述第二横梁的中皮钢筋纵横交错且分别贯穿相邻两根所述连接钢筋之间的间隙，所述第二横梁的下皮钢筋二能够贯穿相邻两块侧板之间的间隙。
本发明的效果在于：
一、针对逆作法中纵横交错的两根横梁与立柱连接时的钢筋穿越难题，本发明的钢托架固定连接于第一横梁的型钢与立柱之间，钢托架的上端板和下端板之间间隔设置若干连接钢筋，利用相邻两根连接钢筋之间的间隙作为第一横梁的下皮钢筋一和第二横梁的下皮钢筋二穿越的通道，使得下皮钢筋一和下皮钢筋二能够避开立柱交错设置而不会互相干扰，从而有效解决梁柱节点位置钢筋连接的矛盾，能够保证梁柱节点位置钢筋的可靠连接及混凝土的浇筑质量，并保证了梁柱竖向传力系统受力的连续性。
二、在钢-混凝土组合结构的逆作法施工过程中，通过在两根纵横交错的第一横梁、第二横梁与立柱的交汇处安装钢托架，使第一横梁的下皮钢筋一和第二横梁的下皮钢筋二能够分别贯穿上、下端板间相邻两根连接钢筋之间的间隙，使得下皮钢筋一和下皮钢筋二能够避开立柱直接穿过钢托架进行放置并绑扎固定，便于后续支模及混凝土的浇筑施工，从而解决了逆作法基坑工程中两根纵横交错的等高横梁与立柱节点的钢筋穿越难题，同时，使得梁柱节点结构的安全性及强度均能满足规范与使用要求，从而保证施工质量，提高施工效率。
附图说明
图1为本发明实施例一的梁柱节点结构的立体图；
图2为本发明实施例一的梁柱节点结构的结构示意图；
图3为本发明实施例一中钢托架的俯视图；
图4为图3的侧视图；
图5为本发明实施例二的梁柱节点结构的立体图；
图6为本发明实施例二的钢托架的俯视图；
图7为图6的A向侧视图；
图8为图6的B向侧视图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种钢托架及利用其构建梁柱节点结构的施工方法作进一步详细说明。根据下面的说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。以下将由所列举之实施例结合附图，详细说明本发明的技术内容及特征。需另外说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。为叙述方便，下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致，但这不能成为本发明技术方案的限制。
实施例一：如图1所示，本实施例以纵横交错设置于立柱3上的第一横梁1和第二横梁2之间的节点结构为例，且上述第一横梁1和第二横梁2等高，为了明确方向关系，按需要设置了将z轴方向作为立柱3高度延伸方向的xyz直角坐标系。待浇筑的第一横梁1的混凝土内由上至下配置上皮钢筋一1a、型钢1b(轧制或焊接成型)及下皮钢筋一1c，上皮钢筋一1a和下皮钢筋一1c均沿x轴方向排列；待浇筑的第二横梁2的混凝土内由上至下配置上皮钢筋二2a及下皮钢筋二2b，上皮钢筋二2a及下皮钢筋二2b均沿y轴方向排列；下面结合图1至图4说明本发明的钢托架10，它包括与型钢1b所在平面平行且间隔设置的上端板11和下端板12；上端板11和下端板12之间连接若干竖向间隔设置的连接钢筋14；上述钢托架10设置于型钢1b与立柱3之间，上端板11与型钢1b底面固定连接，下端板12与立柱3的钢管3a固定连接，第一横梁1的下皮钢筋一1c和第二横梁2的下皮钢筋二2b纵横交错且分别贯穿钢托架10内相邻两根连接钢筋14之间的间隙；第一横梁1的上皮钢筋一1a和第二横梁2的上皮钢筋二2a纵横交错且搁置于型钢1b的顶端。需指出的是，本实施例的钢管混凝土柱仅是一个示例，其他形式的立柱，如角钢格构柱、型钢柱等均可参照相应实施。
针对逆作法中纵横交错的两根横梁1、2与立柱3连接时的钢筋穿越难题，本发明的钢托架10固定连接于第一横梁1的型钢1b与立柱3之间，钢托架10的上端板11和下端板12之间间隔设置若干连接钢筋14，利用相邻两根连接钢筋14之间的间隙作为第一横梁1的下皮钢筋一1c和第二横梁2的下皮钢筋二2b穿越的通道，使得下皮钢筋一1c和下皮钢筋二2b能够避开立柱3交错设置而不会互相干扰，从而有效解决梁柱节点位置钢筋连接的矛盾，能够保证梁柱节点位置钢筋的可靠连接及混凝土的浇筑质量，并保证了梁柱竖向传力系统受力的连续性。
请继续参考图2至图4，上述连接钢筋14为等间距矩阵排列，且所述连接钢筋14与立柱3的轴线ax平行，等间距矩阵排列的连接钢筋14使得下端板12受力更加均衡，而且，使得分别贯穿相邻两根连接钢筋14之间间隙的下皮钢筋一1c和下皮钢筋二2b能够均匀分布且交错设置，更便于下皮钢筋一1c和下皮钢筋二2b的绑扎定位。
更进一步，下端板12的底端固接有若干钢筋接驳器(图中未示出)，立柱3内的竖向钢筋(沿z轴方向排列的钢筋称为竖向钢筋，图中未示出)通过钢筋接驳器与下端板12固接，具体而言，钢筋接驳器即用于连接钢筋的部件，是具有内螺纹的钢套筒，钢筋接驳器的顶端与下端板12焊接固定，钢筋接驳器的底端与立柱3内的竖向钢筋螺纹连接后焊接固定，间接实现钢托架10与立柱3的固定连接，具有现场施工进度快、连接安全可靠等优点。
如图2所示，在立柱3钢管3a的轴线和型钢1b的中心线不重合且偏心较大的情况下，作为最佳实施例，下端板12与钢管3a的连接处还焊接有加劲环板15，具有对钢管3a侧壁进行补强的作用，使钢托架10与立柱3的连接更为稳定。
实施例二：结合图5至图8说明本实施例的钢托架10，与实施例一不同的是，本实施例中第一横梁1和第二横梁2不等高，待浇筑的第二横梁2的混凝土内由上至下配置三皮钢筋，分别是上皮钢筋二2a、中皮钢筋2b及下皮钢筋二2c，其中，第一横梁1的下皮钢筋一1c和第二横梁的中皮钢筋2b通过实施例一的所述钢托架10实现定位，而第二横梁2的下皮钢筋二2c的定位问题则有待解决。为此，本实施例的钢托架10在下端板12的底部还设有支座，所述支座包括与型钢1b所在平面平行的底板16，以及竖向间隔固接在下端板12与底板16之间的若干侧板17，且相邻两块侧板17之间的间隙能够贯穿第二横梁的下皮钢筋二2c。本实施例钢托架10的上部承载了第一横梁1的下皮钢筋一1c和第二横梁2的中皮钢筋2b，下部支座利用竖向间隔设置的侧板17之间的间隙作为通道，使得第二横梁2的下皮钢筋二2c能够穿越钢托架10，而避免与立柱3的竖向钢筋相互干扰，进一步解决了两根横梁在不等高的情况下，较厚的第二横梁2内三皮钢筋与立柱3节点位置钢筋连接的矛盾，同时，支座结构还能够增加钢托架10的整体刚度，提升其安全性。
具体来讲，如图6至图8所示，本实施例的支座具有4块侧板17，每两块侧板17为一组沿钢托架10的轴线对称设置，且两组侧板17均设置于底板16两侧的边缘，如此设置使得支座对上部结构及横梁钢筋的支撑更加稳定；每组的两块侧板17间隔设置，使得下皮钢筋二2c能够穿越两块侧板17之间的间隙并绑扎固定。当然，此处仅为一个示例，也可采用更多块间隔设置的侧板17进行支撑，均可实现本发明的技术方案。
类似的，为实现钢托架10与立柱3的稳定连接，上述底板16的底端通过固接的若干钢筋接驳器(图中未示出)与立柱3的竖向钢筋连接，而且，立柱3与底板16的连接处还设有加腋板(图中未示出)进行补强搭接，起到加强连接及支撑的作用。
实施例三：结合图1至图4说明利用上述钢托架构建梁柱节点结构的施工方法，具体步骤如下：
一、预制钢托架10，复核第一横梁1和第二横梁2的梁高、梁顶底标高，立柱3顶标高及型钢1b顶底标高，将钢托架10置于立柱3上，型钢1b搁置于钢托架10上，通过焊接使立柱3、钢托架10及型钢1b之间连接牢固；
二、纵横交错架设第一横梁1的下皮钢筋一1c和第二横梁2的下皮钢筋二2b，使下皮钢筋一1c和下皮钢筋二2b分别贯穿钢托架10相邻两根连接钢筋14之间的空隙并绑扎固定，此时，下皮钢筋一1c和下皮钢筋二2b能够避开立柱3直接穿过钢托架10进行放置；
三、支模并浇筑混凝土，待混凝土强度达到设计要求后，拆模完成梁柱节点结构的施工。
在钢-混凝土组合结构的逆作法施工过程中，通过在两根纵横交错的第一横梁1、第二横梁2与立柱3的交汇处安装钢托架10，使第一横梁1的下皮钢筋一1c和第二横梁2的下皮钢筋二2b能够分别贯穿上、下端板11、12间相邻两根连接钢筋14之间的间隙，使得下皮钢筋一1c和下皮钢筋二2b能够避开立柱3直接穿过钢托架10进行放置并绑扎固定，便于后续支模及混凝土的浇筑施工，从而解决了逆作法基坑工程中两根纵横交错的等高横梁与立柱3节点的钢筋穿越难题，同时，使得梁柱节点结构的安全性及强度均能满足规范与使用要求，从而保证施工质量，提高施工效率。
更进一步，如图5至图8所示，上述步骤二中，当两根横梁不等高时，较厚的第二横梁2具有上、中、下三皮钢筋2a、2b、2c时，钢托架10的下部还设有支座，支座包括与下端板12平行的底板16，及竖向间隔设置且连接于下端板12和底板16之间的若干侧板17，使第二横梁2的下皮钢筋二2c能够贯穿相邻两块侧板17之间的间隙，从而解决较厚的第二横梁2与立柱3节点的钢筋穿越矛盾。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
Claims (8)
1.一种钢托架，其特征在于，包括：
平行且间隔设置的上端板和下端板；
所述上端板和所述下端板之间连接若干竖向间隔设置的连接钢筋；
所述钢托架连接于纵横交错设置且等高的第一横梁、第二横梁与立柱之间，所述上端板与所述第一横梁内的型钢固定连接，所述下端板与所述立柱的钢管固定连接，且所述第一横梁的下皮钢筋一和所述第二横梁的下皮钢筋二纵横交错且分别贯穿相邻两根所述连接钢筋之间的间隙。
2.根据权利要求1所述的钢托架，其特征在于：所述连接钢筋为等间距矩阵排列，且所述连接钢筋与所述立柱的轴线平行。
3.根据权利要求1所述的钢托架，其特征在于：所述下端板的底端固接有若干钢筋接驳器，所述立柱内的竖向钢筋通过所述钢筋接驳器与所述下端板固接。
4.根据权利要求1所述的钢托架，其特征在于：所述下端板与所述立柱的连接处还设有加劲环板。
5.根据权利要求1至4任一项所述的钢托架，其特征在于：当所述第一横梁和所述第二横梁不等高时，所述下端板的底部还设有支座，所述支座包括与所述型钢所在平面平行的底板，以及竖向间隔固接在所述下端板和所述底板之间的若干侧板，所述第一横梁的下皮钢筋一和所述第二横梁的中皮钢筋纵横交错且分别贯穿相邻两根所述连接钢筋之间的间隙，且所述第二横梁的下皮钢筋二能够贯穿相邻两块侧板之间的间隙。
6.根据权利要求5所述的钢托架，其特征在于：所述底板的底端通过固接的若干钢筋接驳器与所述立柱的竖向钢筋连接，所述立柱与所述底板的连接处还设有加腋板。
7.一种利用钢托架构建梁柱节点结构的施工方法，步骤如下：
一、预制如权利要求1至4任一项所述钢托架，将所述钢托架置于所述立柱上，所述第一横梁的型钢搁置于所述钢托架上，使所述立柱、钢托架及所述型钢之间连接牢固；
二、纵横交错架设所述第一横梁的下皮钢筋一和所述第二横梁的下皮钢筋二，使所述下皮钢筋一和所述下皮钢筋二分别贯穿所述钢托架相邻两根所述连接钢筋之间的空隙并绑扎固定；
三、支模并浇筑混凝土，待混凝土强度达到设计要求后，拆模完成所述梁柱节点结构的施工。
8.根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于：所述步骤二中，当所述第一横梁和所述第二横梁不等高时，所述钢托架下部设有支座，所述支座包括与所述下端板平行的所述底板，及竖向间隔设置且连接于所述下端板和所述底板之间的若干所述侧板，使所述第一横梁的下皮钢筋一和所述第二横梁的中皮钢筋纵横交错且分别贯穿相邻两根所述连接钢筋之间的间隙，所述第二横梁的下皮钢筋二能够贯穿相邻两块侧板之间的间隙。
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