CN107687208B - 一种组合式异形柱与工字形钢梁的连接节点的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种组合式异形柱与工字形钢梁的连接节点的处理方法，包括组合式异形柱和工字形钢梁，组合式异形柱由方钢管和冷弯钢板连接组成，工字形钢梁与组合式异形柱通过刚性连接节点或铰接连接节点连接，然后对连接节点进行工艺处理。本发明采用组合式异形柱与工字形钢梁进行连接，使得连接节点受力均匀、安全可靠，提高了工字形钢梁的支撑强度，组合式异形柱在车间之间加工成型，施工效率也大大提高了，另外，在组合式异形柱内填充有混凝土，也提高了整体强度；本发明的处理方法使得施工简便、工序简单，大大降低了程造价，提高了连接节点耐火等级同时，也提高了整体墙面的保温、隔音性能。
Description
技术领域
本发明属于钢结构技术领域，涉及一种组合式异形柱与工字形钢梁的连接节点的处理方法。
背景技术
目前，民用建筑多层住宅、多层别墅中，常用的结构形式为砌体结构、混凝土框架结构、钢结构框架。对于砌体结构，主要承重结构（承重墙）是用砖（或其他块体）砌筑而成的，属于脆性材料，抗压能力尚可，抗拉、抗剪强度都很低，因此抗震性能较差，局限性较大。而混凝土框架结构和钢框架结构房间布置较为灵活，但部分柱子截面尺寸过大，会凸出墙外影响美观，因此框架结构更适用于大跨度的公共建筑、多层工业厂房和一些特殊用途的建筑物中。由杭萧钢构股份有限公司开发的钢管束组合剪力墙结构避免了柱截面过大对住宅舒适度的影响，但钢管束剪力墙更适用用高层住宅，对于多层住宅、多层别墅，采用钢管束剪力墙结构则成本太高，不满足建筑结构的经济性原则。
因此，无论从经济方面、技术方面还是建筑对功能适用性要求方面，都急需一种新型截面构件及其连接方式，来解决其他结构体系在多层住宅、多层别墅中存在的问题。
发明内容
为了解决现有技术上的不足，本发明的目的是提供一种组合式异形柱与工字形钢梁的连接节点的处理方法，本发明的连接节点承载力大、抗震性能好。
为了实现上述发明目的，本发明采用如下所述的技术方案：
一种组合式异形柱与工字形钢梁的连接节点的处理方法，包括组合式异形柱和工字形钢梁；其中，
组合式异形柱，其包括方钢管和冷弯钢板，方钢管的方形截面的边长为200mm，冷弯钢板呈U形，冷弯钢板的宽度为200mm，冷弯钢板的上端部焊接在方钢管的一个外侧面上，冷弯钢板的槽口水平朝左设置，并且冷弯钢板的两侧面与方钢管上相对应的两个外侧面平齐，在冷弯钢板与方钢管围成的空腔、方钢管的内部均填充有混凝土；
工字形钢梁与组合式异形柱有刚性连接节点和铰接连接节点两种：
所述刚性连接节点包括U形板、T形连接板和高强螺栓，在组合式异形柱上设置有U形板，组合式异形柱的方钢管和部分冷弯钢板被卡在U形板的槽口内，U形板的槽口水平朝右设置，在U形板的左侧面上焊接有水平布置的T形连接板，T形连接板的上板焊接在U形板上，工字形钢梁的腹板一端与T形连接板的下板通过高强螺栓固定连接，在T形连接板的上板与工字形钢梁的上下翼缘之间焊接有衬条；
所述铰接连接节点包括T形连接板和高强螺栓，T形连接板呈水平设置，T形连接板的上板连接在组合式异形柱中的方钢管的侧面，T形连接板的下板与工字形钢梁的腹板通过高强螺栓固定连接；
所述刚性连接节点和铰接连接节点的处理方法相同，均是在工字形钢梁上翼缘的上表面上设置压型钢板，压型钢板的上端面设置有混凝土楼板，在混凝土楼板的上端面砌筑有砖墙，压型钢板、混凝土楼板和砖墙的前后端面均平齐，砖墙的右侧面贴在异形柱的左侧面上，并且砖墙的前后端面与组合式异形柱的前后端面平齐，在工字形钢梁的两个槽口内填充有加气混凝土砌块，且加气混凝土砌块的外端面与砖墙的前端面平齐，在砖墙的前端面上设置有镀锌钢网，且镀锌钢网将砖墙、混凝土楼板、压型钢板和加气混凝土砌块前端面均完全覆盖，镀锌钢网上覆盖有水泥砂浆抹灰层。
优选的，在冷弯钢板的内侧面上焊接有抗剪栓钉。
优选的，所述的加气混凝土砌块由蒸压粉煤灰砖代替。
优选的，在工字形钢梁两侧的槽口的槽面上喷涂有防火涂料。
优选的，所述水泥砂浆抹灰层的厚度为15mm-20mm。
优选的，在水泥砂浆抹灰层的外表面上涂覆有装饰面层。
优选的，所述装饰面层为涂料。
由于采用上述技术方案，本发明具有以下优越性：
本发明采用组合式异形柱与工字形钢梁进行连接，使得连接节点受力均匀、安全可靠，提高了工字形钢梁的支撑强度，组合式异形柱在车间之间加工成型，施工效率也大大提高了，另外，在组合式异形柱内填充有混凝土，也提高了整体强度；本发明的处理方法使得施工简便、工序简单，大大降低了程造价，提高了连接节点耐火等级同时，也提高了整体墙面的保温、隔音性能。
附图说明
图1为组合式异形柱的结构示意图；
图2为工字形钢梁与组合式异形柱的刚性连接节点的结构示意图；
图3为图2的俯视图；
图4为工字形钢梁与组合式异形柱的铰接连接节点的结构示意图；
图5为图4的俯视图；
图6为本发明的结构示意图；
图中：1、组合式异形柱；11、方钢管；12、冷弯钢板；13、混凝土；2、工字形钢梁；3、U形板；4、衬条；5、T形连接板；6、高强螺栓；7、压型钢板；8、混凝土楼板；9、砖墙。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步详细的说明。
本发明的一种组合式异形柱与工字形钢梁的连接节点的处理方法，包括组合式异形柱1和工字形钢梁2；其中，
如图1所示，组合式异形柱1包括方钢管11和冷弯钢板12，方钢管11的方形截面的边长为200mm，冷弯钢板12呈U形，冷弯钢板12的宽度为200mm，冷弯钢板12的上端部焊接在方钢管11的一个外侧面上，冷弯钢板12的槽口水平朝左设置，并且冷弯钢板12的两侧面与方钢管上相对应的两个外侧面平齐，在冷弯钢板12与方钢管11围成的空腔、方钢管11的内部均填充有混凝土13；另外，在冷弯钢板12的内侧面上焊接有抗剪栓钉14，进一步提高了组合式异形柱1的承载能力；
工字形钢梁2与组合式异形柱1有刚性连接节点和铰接连接节点两种：
如图2、3所示，所述刚性连接节点包括U形板3、T形连接板5和高强螺栓6，在组合式异形柱1上设置有U形板3，组合式异形柱1的方钢管11和部分冷弯钢板被卡在U形板3的槽口内，U形板3的槽口水平朝右设置，在U形板3的左侧面上焊接有水平布置的T形连接板5，T形连接板5的上板焊接在U形板3上，工字形钢梁2的腹板一端与T形连接板5的下板通过高强螺栓6固定连接，在T形连接板5的上板与工字形钢梁2的上下翼缘之间焊接有衬条4；
如图4、5所示，所述铰接连接节点包括T形连接板5和高强螺栓6，T形连接板5呈水平设置，T形连接板5的上板连接在组合式异形柱1中的方钢管11的侧面，T形连接板5的下板与工字形钢梁2的腹板通过高强螺栓6固定连接；
所述刚性连接节点和铰接连接节点的处理方法相同，均是在工字形钢梁2上翼缘的上表面上设置压型钢板7，压型钢板7的上端面设置有混凝土楼板8，在混凝土楼板8的上端面砌筑有砖墙9，压型钢板7、混凝土楼板8和砖墙9的前后端面均平齐，砖墙9的右侧面贴在组合式异形柱的左侧面上，并且砖墙9的前后端面与组合式异形柱1的前后端面平齐，在工字形钢梁2的两个槽口内填充有加气混凝土砌块，且加气混凝土砌块的外端面与砖墙的前端面平齐，在砖墙的前端面上设置有镀锌钢网，且镀锌钢网将砖墙9、混凝土楼板8、压型钢板7和加气混凝土砌块前端面均完全覆盖，镀锌钢网上覆盖有水泥砂浆抹灰层，水泥砂浆抹灰层的厚度为15mm-20mm，在水泥砂浆抹灰层的外表面上涂覆有装饰面层，所述装饰面层为涂料。
所述的加气混凝土砌块由蒸压粉煤灰砖代替。
在工字形钢梁2两侧的槽口的槽面上喷涂有防火涂料。
本发明的具体工艺流程为：
（1）根据建筑结构计算确定核心区的方钢管11壁厚及冷弯钢板12的宽度、长度尺寸，冷弯钢板12厚度同方钢管11壁厚；根据计算结果采购端面为200x200mm的方钢管及相应厚度的钢板，将钢板在加工厂根据冷弯钢板的宽度、长度尺寸足尺放样后冷弯成型；根据实际所需的异形柱的截面形状将方钢管与冷弯钢板进行组合并进行焊接，钢管与冷弯钢板焊接焊缝应采用熔透焊缝，保证焊缝质量，最终制作为组合式异形柱，如I形柱、T形柱、Z形柱或十字形柱等，然后根据实际承载能力的要求，在组合式异形柱的腔体内还可以浇筑混凝土，从而使得组合式异形柱的承载力更高，能够满足多层住宅、多层别墅中较低楼层不同部位对较大承载力柱截面的要求；
（2）将制作完成的组合式异形柱1与工字形钢梁2进行连接，根据实际要求，选择组合式异形柱与工字形钢梁之间为刚性连接节点，或者为铰接连接节点；
（3）工字形钢梁2与组合式异形柱1连接后，需要对两者之间的连接节点进行处理，虽然连接节点有刚性连接节点或铰接连接节点两种，但是处理方法是相同的，均为：在工字形钢梁2上翼缘的上表面上设置压型钢板7，压型钢板7的上端面设置有混凝土楼板8，在混凝土楼板8的上端面砌筑有砖墙9，压型钢板7、混凝土楼板8和砖墙9的前后端面均平齐，砖墙9的右侧面贴在组合式异形柱1的左侧面上，并且砖墙9的前后端面与组合式异形柱1的前后端面平齐，在工字形钢梁2的两个槽口内填充有加气混凝土砌块，且加气混凝土砌块的外端面与砖墙的前端面平齐，在砖墙的前端面上设置有镀锌钢网，且镀锌钢网将砖墙、混凝土楼板、压型钢板和加气混凝土砌块前端面均完全覆盖，镀锌钢网上覆盖有水泥砂浆抹灰层，水泥砂浆抹灰层的厚度为15mm-20mm，在水泥砂浆抹灰层的外表面上涂覆有装饰面层，所述装饰面层为涂料。
Claims (5)
1.一种组合式异形柱与工字形钢梁的连接节点的处理方法，其特征在于：包括组合式异形柱和工字形钢梁；其中，
组合式异形柱，其包括方钢管和冷弯钢板，方钢管的方形截面的边长为200mm，冷弯钢板呈U形，冷弯钢板的宽度为200mm，冷弯钢板的上端部焊接在方钢管的一个外侧面上，冷弯钢板的槽口水平朝左设置，并且冷弯钢板的两侧面与方钢管上相对应的两个外侧面平齐，在冷弯钢板与方钢管围成的空腔、方钢管的内部均填充有混凝土；
工字形钢梁与组合式异形柱有刚性连接节点和铰接连接节点两种：
所述刚性连接节点包括U形板、T形连接板和高强螺栓，在组合式异形柱上设置有U形板，组合式异形柱的方钢管和部分冷弯钢板被卡在U形板的槽口内，U形板的槽口水平朝右设置，在U形板的左侧面上焊接有水平布置的T形连接板，T形连接板的上板焊接在U形板上，工字形钢梁的腹板一端与T形连接板的下板通过高强螺栓固定连接，在T形连接板的上板与工字形钢梁的上下翼缘之间焊接有衬条；
所述铰接连接节点包括T形连接板和高强螺栓，T形连接板呈水平设置，T形连接板的上板连接在组合式异形柱中的方钢管的侧面，T形连接板的下板与工字形钢梁的腹板通过高强螺栓固定连接；
所述刚性连接节点和铰接连接节点的处理方法相同，均是在工字形钢梁上翼缘的上表面上设置压型钢板，压型钢板的上端面设置有混凝土楼板，在混凝土楼板的上端面砌筑有砖墙，压型钢板、混凝土楼板和砖墙的前后端面均平齐，砖墙的右侧面贴在异形柱的左侧面上，并且砖墙的前后端面与组合式异形柱的前后端面平齐，在工字形钢梁的两个槽口内填充有加气混凝土砌块，且加气混凝土砌块的外端面与砖墙的墙面平齐，在砖墙的前端面上设置有镀锌钢网，且镀锌钢网将砖墙、混凝土楼板、压型钢板和加气混凝土砌块前端面均完全覆盖，镀锌钢网上覆盖有水泥砂浆抹灰层；
在冷弯钢板内的内侧面上焊接有抗剪栓钉；
在工字形钢梁两侧的槽口的槽面上喷涂有防火涂料。
2.根据权利要求1所述的组合式异形柱与工字形钢梁的连接节点的处理方法，其特征在于：所述的加气混凝土砌块由蒸压粉煤灰砖代替。
3.根据权利要求1所述的组合式异形柱与工字形钢梁的连接节点的处理方法，其特征在于：所述水泥砂浆抹灰层的厚度为15mm-20mm。
4.根据权利要求1所述的组合式异形柱与工字形钢梁的连接节点的处理方法，其特征在于：在水泥砂浆抹灰层的外表面上涂覆有装饰面层。
5.根据权利要求4所述的组合式异形柱与工字形钢梁的连接节点的处理方法，其特征在于：所述装饰面层为涂料。
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Denomination of invention: A treatment method for the joint of composite special-shaped column and I-shaped steel beam Effective date of registration: 20230222 Granted publication date: 20191119 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Luoyang branch Pledgor: HANGXIAO STEEL STRUCTURE (HENAN) CO.,LTD. Registration number: Y2023980033119 |
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Date of cancellation: 20231017 Granted publication date: 20191119 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Luoyang branch Pledgor: HANGXIAO STEEL STRUCTURE (HENAN) CO.,LTD. Registration number: Y2023980033119 |
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Denomination of invention: A processing method for the connection node between a composite shaped column and an I-shaped steel beam Effective date of registration: 20231020 Granted publication date: 20191119 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Luoyang branch Pledgor: HANGXIAO STEEL STRUCTURE (HENAN) CO.,LTD. Registration number: Y2023980061806 |
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