CN108166629A - 一种可拆卸装配式钢管混凝土柱-组合梁节点及其施工方法 - Google Patents

一种可拆卸装配式钢管混凝土柱-组合梁节点及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种可拆卸装配式钢管混凝土柱‑组合梁节点，包括预制钢管混凝土柱、预制工字钢梁以及预制钢筋混凝土板，所述预制钢管混凝土柱的左右两外侧均设置有预制工字钢梁，所述预制钢管混凝土柱经紧固螺栓与预制工字钢梁相连接，所述预制钢筋混凝土板套设在预制钢管混凝土柱外并置于预制工字钢梁上；本发明还涉及一种可拆卸装配式钢管混凝土柱‑组合梁节点的施工方法。本发明结构设计简单、受力合理，高效便捷，施工方便，易于拆卸，具有广阔的应用前景。

Description

一种可拆卸装配式钢管混凝土柱-组合梁节点及其施工方法
技术领域
本发明涉及一种可拆卸装配式钢管混凝土柱-组合梁节点及其施工方法。
背景技术
装配式建筑具有节能、节水、工期短、施工质量高等优点，因此推广装配式建筑已经成为住房和建设部的工作重点之一。为促进该类建造模式的发展应用和建筑企业的产业升级，国家和地方出台了大量的建设标准，近些年也开展了大量的研究工作；另一方面，圆钢管混凝土柱和组合梁具有承载力高、刚度大、抗震性能好的优点，同时还具有截面小、质量轻和施工方便的特点，符合国家大力发展绿色建筑、装配式结构的趋势。该类构件已被大量应用于大跨度结构中。目前实际工程中的圆钢管混凝土柱与组合梁间节点多采用焊缝连接，该类节点存在如下问题：1）刚度大，地震荷载作用时容易在焊缝处发生脆性破坏；2）受气候和焊工水平的影响较大，施工质量不易保证；3）不具备可拆卸功能，受损后梁不易更换。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种可拆卸装配式钢管混凝土柱-组合梁节点及其施工方法，该节点不仅结构设计合理，而且高效便捷。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种可拆卸装配式钢管混凝土柱-组合梁节点，包括预制钢管混凝土柱、预制工字钢梁以及预制钢筋混凝土板，所述预制钢管混凝土柱的左右两外侧均设置有预制工字钢梁，所述预制钢管混凝土柱经紧固螺栓与预制工字钢梁相连接，所述预制钢筋混凝土板套设在预制钢管混凝土柱外并置于预制工字钢梁上。
进一步的，所述预制钢管混凝土柱包含钢管，所述钢管内沿其长度方向间隔设置有若干道内环板，所述钢管内浇筑有混凝土；所述钢管的左右两外侧均设置有用以连接预制工字钢梁的刚性短肢，所述刚性短肢包含第一竖向端板，所述第一竖向端部的内侧设置有横向肋板与竖向肋板，所述横向肋板与内环板一一对齐，所述第一竖向端板上开设有若干个用以紧固螺栓配合的第一预留螺栓孔。
进一步的，所述第一竖向端板、横向肋板以及竖向肋板相互垂直。
进一步的，所述预制工字钢梁包含工字钢，所述工字钢的内侧设置有第二竖向端板，所述工字钢与第二竖向端板之间设置有加劲肋，所述第二竖向端板上开设有与第一预留螺栓孔一一配合的第二预留螺栓孔，所述紧固螺栓经过第一预留螺栓孔、第二预留螺栓孔将第一竖向端板与第二竖向端板连接在一起，所述工字钢梁的上部开设有若干个第三预留螺栓孔。
进一步的，所述预制钢筋混凝土板的中部开设有用以预制钢管混凝土柱穿过的灯笼状后浇带，所述后浇带的左右两旁侧均间隔开设有若干个U形孔，所述预制钢筋混凝土板的左右两侧内部均穿设有若干根横向钢筋，所述横向钢筋的内端均伸出至后浇带内并与最顶端的横向肋板双面焊接在一起，U形螺栓依次穿过所述U形孔、相邻两根横向钢筋间隙、第三预留螺栓孔将预制钢筋混凝土板与预制工字钢梁连接在一起，所述后浇带、U形孔内均浇筑有水泥基灌浆料。
进一步的，最顶端的所述横向肋板位于预制钢筋混凝土板中部高度处。
进一步的，所述后浇带的孔径比预制钢管混凝土柱的直径大10mm以上。
进一步的，所述刚性短肢的截面高度比预制工字钢梁的跨中截面高度高50%以上。
一种可拆卸装配式钢管混凝土柱-组合梁节点的施工方法，其特征在于，包括上述所述的一种可拆卸装配式钢管混凝土柱-组合梁节点，包含以下步骤：
（1）制备预制钢管混凝土柱、预制工字钢梁以及预制钢筋混凝土板；
（2）将所述预制工字钢梁吊装到位，并利用所述紧固螺栓将预制工字钢梁与预制钢管混凝土柱连接在一起；
（3）吊装所述预制钢筋混凝土板，将所述预制钢筋混凝土板套设在预制钢管混凝土柱外并置于预制工字钢梁上，将所述预制钢筋混凝土板与预制工字钢梁、预制钢管混凝土柱连接在一起。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）安全可靠，预制钢管混凝土柱的节点域刚度大，不容易发生严重的垮塌性破坏；
（2）延性较好，梁柱间采用端板螺栓连接，该类连接形式具有较大的变形能力；
（3）具有可拆卸功能，预制工字钢梁和预制钢筋混凝土板之间采用U形螺栓连接，预制工字钢梁和预制钢管混凝土柱之间采用紧固螺栓连接；
（4）由于采用工业化生产，施工质量高；
（5）现场施工操作简便，施工速度快。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
附图说明
图1为本发明实施例的整体构造示意图。
图2为本发明实施例的局部构造示意图。
图3为本发明实施例的主视示意图。
图4为本发明实施例的俯视示意图。
图中：1-预制钢管混凝土柱，101-钢管，102-内环板，103-第一竖向端板，104-横向肋板，105-竖向肋板，106-第一预留螺栓孔，2-预制工字钢梁，201-工字钢，202-第二竖向端板，203-加劲肋，204-第二预留螺栓孔，205-第三预留螺栓孔，3-预制钢筋混凝土板，301-后浇带，302-U形孔，303-横向钢筋，4-紧固螺栓，5-U形螺栓。
具体实施方式
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。
如图1~4所示，一种可拆卸装配式钢管混凝土柱-组合梁节点，包括预制钢管混凝土柱1、预制工字钢梁2以及预制钢筋混凝土板3，所述预制钢管混凝土柱1的左右两外侧均设置有预制工字钢梁2，所述预制钢管混凝土柱1经紧固螺栓4与预制工字钢梁2相连接，所述预制钢筋混凝土板3套设在预制钢管混凝土柱1外并置于预制工字钢梁2上；优选的，所述紧固螺栓4采用高强螺栓。
在本发明实施例中，所述预制钢管混凝土柱1包含钢管101，所述钢管101内沿其长度方向间隔设置有若干道内环板102，所述钢管101内浇筑有混凝土；所述钢管101的左右两外侧均设置有用以连接预制工字钢梁2的刚性短肢，所述刚性短肢包含第一竖向端板103，所述第一竖向端部的内侧设置有横向肋板104与竖向肋板105，所述横向肋板104与内环板102一一对齐，可形成较为直接的传力途径，所述第一竖向端板103上开设有若干个用以紧固螺栓4配合的第一预留螺栓孔106；所述内环板102的设置可防止节点发生破坏；所述内环板102的道数根据实际情况而定，并不局限于此；优选的，所述钢管101与内环板102焊接在一起，所述钢管101与横向肋板104焊接在一起；所述钢管101优选为圆形钢管，所述横向肋板104的内侧具有用以贴合圆形钢管的弧形面；所述横向肋板104的道数、第一预留螺栓孔106的个数根据实际情况而定，并不局限于此；所述第一竖向端板103、横向肋板104、竖向肋板105以及钢管101焊接在一起。
在本发明实施例中，所述第一竖向端板103、横向肋板104以及竖向肋板105相互垂直。
在本发明实施例中，所述预制工字钢梁2包含工字钢201，所述工字钢201的内侧设置有第二竖向端板202，所述工字钢201与第二竖向端板202之间设置有加劲肋203，所述第二竖向端板202上开设有与第一预留螺栓孔106一一配合的第二预留螺栓孔204，所述紧固螺栓4经过第一预留螺栓孔106、第二预留螺栓孔204将第一竖向端板103与第二竖向端板202连接在一起，所述工字钢201梁的上部开设有若干个第三预留螺栓孔205；所述预制工字钢梁2的结构设计避免预制工字钢梁2的破坏发生在梁端或者连接处；所述第三预留螺栓孔205的个数根据实际情况而定，并不局限于此。
在本发明实施例中，所述预制钢筋混凝土板3的中部开设有用以预制钢管混凝土柱1穿过的灯笼状后浇带301，所述后浇带301的左右两侧均间隔开设有若干个U形孔302，所述预制钢筋混凝土板3的左右两侧内部均穿设有若干根横向钢筋303，所述横向钢筋303的内端均伸出至后浇带301内并与最顶端的横向肋板104双面焊接在一起，U形螺栓5依次穿过所述U形孔302、相邻两根横向钢筋303间隙、第三预留螺栓孔205将预制钢筋混凝土板3与预制工字钢梁2连接在一起，所述后浇带301、U形孔302内均浇筑有水泥基灌浆料，从而实现预制钢筋混凝土板3与预制工字钢梁2的可靠连接，从而实现预制钢筋混凝土板3与预制钢管混凝土柱1的可靠连接；所述U形孔302的个数、横向钢筋303的根数根据实际情况而定，并不局限于此。
在本发明实施例中，最顶端的所述横向肋板104位于预制钢筋混凝土板3中部高度处，可以方便地与预制钢筋混凝土板3中预埋的横向钢筋303焊接在一起，使得预制钢筋混凝土板3承担的部分荷载可以传递给预制钢管混凝土柱1。
在本发明实施例中，所述后浇带301的孔径比预制钢管混凝土柱1的直径大10mm以上，可方便安装。
在本发明实施例中，所述刚性短肢的截面高度比预制工字钢梁2的跨中截面高度高50%以上，从而避免刚性短肢先于预制工字钢梁2发生破坏。
在本发明实施例中，所述水泥基灌浆料的强度设计值应该比预制钢筋混凝土板3中混凝土强度设计值高10MPa，从而保证连接既有一定的延性，又有足够的强度。
在本发明实施例中，一种可拆卸装配式钢管混凝土柱-组合梁节点的施工方法，其特征在于，包括上述所述的一种可拆卸装配式钢管混凝土柱-组合梁节点，包含以下步骤：
（1）制备预制钢管混凝土柱1、预制工字钢梁2以及预制钢筋混凝土板3；
（2）将所述预制工字钢梁2吊装到位，并利用所述紧固螺栓4将预制工字钢梁2与预制钢管混凝土柱1连接在一起；
（3）吊装所述预制钢筋混凝土板3，将所述预制钢筋混凝土板3套设在预制钢管混凝土柱1外并置于预制工字钢梁2上，将所述预制钢筋混凝土板3与预制工字钢梁2、预制钢管混凝土柱1连接在一起。
在本发明实施例中，将所述后浇带301中的横向钢筋303焊接在刚性短肢上表面，将柱板间底部缝隙堵好后，在所述后浇带301中浇筑水泥基灌浆料。
在本发明实施例中，制备所述预制钢筋混凝土板3时，安装U形模具与后浇带301模具，在后浇带301中预埋若干根横向钢筋303，若干根所述横向钢筋303的位置高于刚性短肢顶面；浇筑所述预制钢筋混凝土板3的混凝土；所述预制钢筋混凝土板3养护一周后拆模。
在本发明实施例中，地震后可在预制钢筋混凝土板3的底部设置临时支撑，将受损的预制工字钢梁2拆下，并更换新的预制工字钢梁2。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可以得出其他各种形式的一种可拆卸装配式钢管混凝土柱-组合梁节点及其施工方法。凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (9)

1.一种可拆卸装配式钢管混凝土柱-组合梁节点，其特征在于：包括预制钢管混凝土柱、预制工字钢梁以及预制钢筋混凝土板，所述预制钢管混凝土柱的左右两外侧均设置有预制工字钢梁，所述预制钢管混凝土柱经紧固螺栓与预制工字钢梁相连接，所述预制钢筋混凝土板套设在预制钢管混凝土柱外并置于预制工字钢梁上。
2.根据权利要求1所述的一种可拆卸装配式钢管混凝土柱-组合梁节点，其特征在于：所述预制钢管混凝土柱包含钢管，所述钢管内沿其长度方向间隔设置有若干道内环板，所述钢管内浇筑有混凝土；所述钢管的左右两外侧均设置有用以连接预制工字钢梁的刚性短肢，所述刚性短肢包含第一竖向端板，所述第一竖向端部的内侧设置有横向肋板与竖向肋板，所述横向肋板与内环板一一对齐，所述第一竖向端板上开设有若干个用以紧固螺栓配合的第一预留螺栓孔。
3.根据权利要求2所述的一种可拆卸装配式钢管混凝土柱-组合梁节点，其特征在于：所述第一竖向端板、横向肋板以及竖向肋板相互垂直。
4.根据权利要求2所述的一种可拆卸装配式钢管混凝土柱-组合梁节点，其特征在于：所述预制工字钢梁包含工字钢，所述工字钢的内侧设置有第二竖向端板，所述工字钢与第二竖向端板之间设置有加劲肋，所述第二竖向端板上开设有与第一预留螺栓孔一一配合的第二预留螺栓孔，所述紧固螺栓经过第一预留螺栓孔、第二预留螺栓孔将第一竖向端板与第二竖向端板连接在一起，所述工字钢梁的上部开设有若干个第三预留螺栓孔。
5.根据权利要求3所述的一种可拆卸装配式钢管混凝土柱-组合梁节点，其特征在于：所述预制钢筋混凝土板的中部开设有用以预制钢管混凝土柱穿过的灯笼状后浇带，所述后浇带的左右两旁侧均间隔开设有若干个U形孔，所述预制钢筋混凝土板的左右两侧内部均穿设有若干根横向钢筋，所述横向钢筋的内端均伸出至后浇带内并与最顶端的横向肋板双面焊接在一起，U形螺栓依次穿过所述U形孔、相邻两根横向钢筋间隙、第三预留螺栓孔将预制钢筋混凝土板与预制工字钢梁连接在一起，所述后浇带、U形孔内均浇筑有水泥基灌浆料。
6.根据权利要求4所述的一种可拆卸装配式钢管混凝土柱-组合梁节点，其特征在于：最顶端的所述横向肋板位于预制钢筋混凝土板中部高度处。
7.根据权利要求4所述的一种可拆卸装配式钢管混凝土柱-组合梁节点，其特征在于：所述后浇带的孔径比预制钢管混凝土柱的直径大10mm以上。
8.根据权利要求2所述的一种可拆卸装配式钢管混凝土柱-组合梁节点，其特征在于：所述刚性短肢的截面高度比预制工字钢梁的跨中截面高度高50%以上。
9.一种可拆卸装配式钢管混凝土柱-组合梁节点的施工方法，其特征在于，包括如权利要求1所述的一种可拆卸装配式钢管混凝土柱-组合梁节点，包含以下步骤：
（1）制备预制钢管混凝土柱、预制工字钢梁以及预制钢筋混凝土板；
（2）将所述预制工字钢梁吊装到位，并利用所述紧固螺栓将预制工字钢梁与预制钢管混凝土柱连接在一起；
（3）吊装所述预制钢筋混凝土板，将所述预制钢筋混凝土板套设在预制钢管混凝土柱外并置于预制工字钢梁上，将所述预制钢筋混凝土板与预制工字钢梁、预制钢管混凝土柱连接在一起。
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