CN107299683A - 复式钢管混凝土柱装配式对接节点及连接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复式钢管混凝土柱装配式对接连接节点，包括第一节点接头、第二节点接头、第一槽钢接头、第二槽钢接头；其中，第一、第二节点接头由两个正面连接板、两个侧面连接板和连接面板组成，两个正面连接板和两个侧面连接板通过四个连接板条环绕且对称焊接在内钢管的四周，焊接完成后，分别在一端的端部各焊接连接面板，构成上下层柱对接连接节点。完全采用螺栓连接，摒弃传统对接焊缝连接，便于施工与安装；采用预留孔进行后浇筑，可方便迅捷完成拼接处混凝土的浇筑；节点接头与柱的拼接可在工厂预制完成，工业化程度高。

Description

复式钢管混凝土柱装配式对接节点及连接方法
技术领域
本发明涉及一种建筑施工中的拼接构造结构，具体来说，涉及一种复式钢管混凝土柱装配式对接节点及其连接方法。
背景技术
目前，我国正处于高速城镇化和工业化发展阶段，自1995年国家建设部发布《建筑工业化实施纲要》，住建部相继成立了“国家住宅产业化基地”、“新型建筑工业化集成建造工程技术研究中心”等基地，旨在推进我国建筑工业化进程。综上可见，大力发展施工便捷、性能良好的预制装配式建筑结构符合我国国情需求，对实现我国产业结构改革具有重要意义，同时对加快我国建筑产业化、工业化具有深远意义。
钢管混凝土柱具有承载力高、刚度大、抗震性能和耐火性能好及加工制作简便等优点而广泛应用于建筑结构中。复式钢管混凝土柱是在钢管混凝土内加入钢管，充分发挥钢管约束性能好的特点，进而提高结构承载力和刚度，减轻柱自重并提高其塑性和韧性。
现有的复式钢管混凝土柱在施工中的拼接构造施工步骤一般为：
(1)内钢管的对接。内钢管外部焊接耳板作为钢管柱临时固定，矫正柱垂直度与上下层柱平整度，然后通过耳板将上层柱和下层柱连接，随后通过对接焊缝进行内钢管柱的连接。
(2)钢筋笼的架设。
(3)外钢管的对接。外钢管外部焊接耳板作为外钢管柱进行临时固定，矫正柱垂直度与平整度，然后通过耳板连接上层和下层外钢管柱，随后通过对接焊缝进行外钢管柱的拼接。
(4)混凝土浇筑与振捣。
复式钢管混凝土柱拼接的上述这四个步骤均需要在现场施工，并涉及大量的焊接作业、浇筑湿作业和定位对中、垂直度矫正等工序。对于一高层建筑结构，传统施工方案的大量焊接作业大多在高空进行，对工人技术要求高且存在一定施工风险，因此提高了建筑结构造价；施工中所涉及工种较多，对现场施工场地要求高，各工种间协调施工要求高；大量的湿作业不仅会延长工期，减缓结构施工进度，现场的施工无法保证钢管柱内混凝土的灌注效果；此外，现场大量的湿作业对施工场地、施工设备的要求较高，需要大量的人力资源进行管理协调，增高建筑结构造价。
因此，目前急需一种便于制造、施工简便且装配式连接的复式钢管混凝土柱拼接节点，以便于复式钢管混凝土结构体系实现整体装配式施工，进而推广该类体系在工程中的应用。
发明内容
针对上述现有技术存在的缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种复式钢管混凝土柱装配式拼接节点和连接方法，该连接节点采用全螺栓连接，并减少混凝土作业；采用该复式钢管混凝土柱装配式拼接节点的连接方法可实现复式钢管混凝土结构整体装配式连接，而且施工简便，造价低。
为了实现上述任务，本发明采用如下的技术解决方案：
一种复式钢管混凝土柱装配式对接连接节点，其特征在于，包括第一节点接头、第二节点接头、第一槽钢接头、第二槽钢接头；其中，所述的第一、第二节点接头由两个正面连接板、两个侧面连接板和连接面板组成，两个正面连接板和两个侧面连接板通过四个连接板条环绕且对称焊接在内钢管的四周，焊接完成后，分别在一端的端部各焊接连接面板，构成上下层柱对接连接节点。
根据本发明，所述的连接面板上开设有第二连接孔，用于连接面板之间的连接，连接面板的厚度大于或等于4mm。
进一步地，所述的正面连接板和侧面连接板的宽度不小于50mm，长度不小于100mm，厚度不小于4mm，且正面连接板和侧面连接板的宽度比连接面板宽度窄不小于20mm。
所述的连接面板上有浇筑预留孔洞，且浇筑预留孔洞的孔径不小于6mm，连接面板与内钢管端部平齐。
上述复式钢管混凝土柱装配式对接连接节点的连接方法，按以下步骤进行：
步骤一：将第一、第二节点接头与上下层柱的内钢管连接；
步骤二：将第一、第二节点接头进一步与外钢管连接，架设预埋浇筑管，并浇筑混凝土；
步骤三：通过连接第一节点接头和第二节点接头的连接面板，完成上层与下层柱的对接，并通过第一槽钢接头和第二槽钢接头从两侧包裹第一、第二节点接头处；
步骤四：通过浇筑预留孔浇筑接头处混凝土或灌浆料。
本发明的复式钢管混凝土柱装配式对接连接节点及其连接方法，与现有技术相比，具有以下有益效果：
(1)本发明的复式钢管混凝土柱装配式对接连接节点采用全螺栓连接，可以有效降低传统对接焊缝连接带来的施工难度和工作量，并免除传统柱对接的垂直度矫正工作，施工简便快捷。
(2)本发明的复式钢管混凝土柱装配式对接连接节点可在工厂预制，并在工厂与复式钢管混凝土连接，可以实现复式钢管混凝土柱结构的整体装配式连接，现场仅有对接螺栓连接和槽钢接头螺栓连接两道工序，施工简便。
(3)本发明的复式钢管混凝土柱装配式对接连接节点通过预留浇筑孔的方式，简化接头处混凝土后浇工序，提高柱对接连接的施工效率。
附图说明
图1是本发明的复式钢管混凝土柱装配式对接连接节点在复式钢管混凝土结构中一种连接示意图。
图2是复式钢管混凝土柱装配式对接连接节点的中节点接头的结构示意图。
图3是槽钢接头的结构示意图。
图4是孔洞预留的示意图。
图5是复式钢管混凝土柱装配式对接连接节点在中节点接头的另一种结构示意与连接示意图。
图6是图1中1-1剖面的构造示意图。
图中的标记分别表示：1、内钢管，2、外钢管，3、混凝土，4、第一节点接头，5、第二节点接头，6、第一槽钢接头，7、第二槽钢接头，8、浇筑预留孔，9、内钢管孔，10、第一连接螺孔，11、预埋浇筑管，12、第二连接螺孔，13、第三连接螺孔，14、连接面板，15、连接螺栓，16、正面连接板，17、侧面连接板，18、连接板条，19、第四连接孔。
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步的详细说明。
具体实施方式
如图1和图3，本实施例给出一种复式钢管混凝土柱装配式对接连接节点，包括第一节点接头4、第二节点接头5、第一槽钢接头6、第二槽钢接头7。其中，第一、第二节点接头(4，5)由两个正面连接板16、两个侧面连接板17和连接面板14组成，两个正面连接板16和两个侧面连接板通过四个连接板条18环绕且对称焊接在内钢管1的四周，焊接完成后，分别在一端的端部各焊接连接面板14，构成上下层柱对接连接节点。
本实施例中，第一节点接头4和第二节点接头5采用同样尺寸规格，第一槽钢接头6和第二槽钢接头7也采用同样尺寸规格。两个正面连接板16和两个侧面连接板17均分内钢管1的360度角，且两个侧面连接板17与两个槽钢接头的凹槽面平行。
连接面板14上部开设第二连接孔12，用于上下层连接面板14连接，连接面板14的厚度大于或等于4mm。所述的正面连接板16和侧面连接板17宽度较连接面板14宽度窄不小于20mm，且宽度不小于50mm，长度不小于100mm，厚度不小于4mm。
正面连接板16和侧面连接板17上有第三连接螺孔13，连接面板14上有浇筑预留孔8和第二连接螺孔12，其中浇筑预留孔8的孔径不小于6mm，且连接面板14与内钢管1端部平齐。
如图1、图2、图5和图6所示，利用上述复式钢管混凝土柱装配式对接连接节点的连接方法，按以下步骤进行：
步骤一：将第一节点接头4和第二节点接头5与上下层柱的内钢管1连接；
步骤二：将第一、第二节点接头(4，5)与外钢管2连接，架设预埋浇筑管11，并浇筑混凝土3；
步骤三：通过连接第一节点接头4和第二节点接头5的连接面板14，完成上层与下层柱的对接，并通过第一槽钢接头6和第二槽钢接头7从两侧包裹接头处；第四步：通过浇筑预留孔8浇筑第一、第二节点接头(4，5)处混凝土3或灌浆料。
在步骤一中，如图1，内钢管1较外钢管2长度方向突出不少于50mm，所述的正面连接板16、侧面连接板17和连接板条18伸入外钢管2内部不少于50mm。
如图6所示，采用本实施例的节点接头拼装尽量保证正面连接板16、侧面连接板17和连接板条18的表面平整度，并与其对应面的外钢管2各表面平行。
在步骤二中，如图5所示，在预制复式钢管混凝土柱前，在内钢管1和外钢管2之间恰当位置处布置一定量的预埋浇筑管11，预埋浇筑管11分散布置，并在浇筑混凝土3时一并灌满，外钢管2上有第一连接螺孔10。
在步骤三中，如图1和图2所示，第一槽钢接头6和第二槽钢接头7与第一、第二节点接头(4，5)连接的步骤是：
首先在各节点拼投的正面连接板16和侧面连接板17内侧预焊对应孔径的连接螺母；将第一槽钢接头6和第二槽钢接头7从两侧插入拼接处后，通过螺栓与预焊螺母连接。
作为优选，为了增强结构的整体性，预埋螺母对应的螺栓孔径规格不小于M8，螺母孔径较开孔孔洞孔径小至少1mm。第一、第二槽钢接头(6，7)的翼缘部分宽度应为外钢管2的宽度的一半，从而恰好包裹住拼接处。第一、第二槽钢接头(6，7)上留有第四连接孔19(图4)。连接面板14的钢板厚度相比正面连接板16、侧面连接板17、槽钢接头、内钢管1和外钢管2的厚度厚至少1mm，以保证焊接后连接面板14的表面平整度。正面连接板16、侧面连接板17和槽钢接头的板厚与外钢管2厚度一致。
作为优选，所有钢板不小于5mm后，焊缝焊脚尺寸不低于5mm。所采用后浇筑混凝土3或灌浆料需比预制构件中混凝土标号高至少一个等级。
本实施例给出的复式钢管混凝土柱装配式对接连接节点具有便于制造、施工简便、工业化程度高等优点，该节点大量简化传统对接焊缝连接工艺，并可实现构件的预制和现场的整体装配式连接，有利于促进多高层整体装配式复式钢管混凝土结构的推广应用。

Claims (8)

1.一种复式钢管混凝土柱装配式对接连接节点，其特征在于，包括第一节点接头(4)、第二节点接头(5)、第一槽钢接头(6)、第二槽钢接头(7)；其中，所述的第一、第二节点接头(4，5)由两个正面连接板(16)、两个侧面连接板(17)和连接面板(14)组成，两个正面连接板(16)和两个侧面连接板通过四个连接板条(18)环绕且对称焊接在内钢管(1)的四周，焊接完成后，分别在一端的端部各焊接连接面板(14)，构成上下层柱对接连接节点。
2.如权利要求1所述的复式钢管混凝土柱装配式对接的连接节点，其特征在于，所述的连接面板(14)上开设有第二连接孔(12)，用于连接面板(14)之间的连接，连接面板(14)的厚度大于或等于4mm。
3.如权利要求1所述的复式钢管混凝土柱装配式对接的连接节点，其特征在于，所述的正面连接板(16)和侧面连接板(17)的宽度不小于50mm，长度不小于100mm，厚度不小于4mm，且正面连接板(16)和侧面连接板(17)的宽度比连接面板(14)宽度窄不小于20mm。
4.如权利要求1所述的复式钢管混凝土柱装配式对接的连接节点，其特征在于，所述的连接面板(14)上有浇筑预留孔洞(8)，且浇筑预留孔洞(8)的孔径不小于6mm，连接面板(14)与内钢管(1)端部平齐。
5.权利要求1所述的复式钢管混凝土柱装配式对接连接节点的连接方法，其特征在于，按以下步骤进行：
步骤一：将第一、第二节点接头与上下层柱的内钢管连接；
步骤二：进一步与外钢管连接，架设预埋浇筑管，并浇筑混凝土；
步骤三：通过连接第一节点接头和第二节点接头的连接面板，完成上层与下层柱的对接，并通过第一槽钢接头和第二槽钢接头从两侧包裹第一、第二节点接头处；
步骤四：通过浇筑预留孔浇筑接头处混凝土或灌浆料。
6.如权利要求5所述的连接方法，其特征在于，所述的步骤一和步骤二中，内钢管较外钢管的长度方向突出不少于50mm，所述的正面连接板、侧面连接板和连接板条伸入外钢管(2)内部不少于50mm。
7.如权利要求5所述的连接方法，其特征在于，所述的步骤三中，第一槽钢接头和第二槽钢接头与第一、第二节点接头连接的步骤是：首先在各节点拼投的正面连接板和侧面连接板内侧预焊对应孔径的螺母；将第一槽钢接头和第二槽钢接头从两侧插入拼接处后，通过螺栓与预焊的螺母连接。
8.按照权利要求5所述的复式钢管混凝土柱装配式对接连接节点的连接方法，其特征在于，所述的步骤四中，预埋浇筑管内通过浇筑预留孔浇筑满混凝土或灌浆料。
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