CN108691357A - 空心钢管混凝土钢结构建筑体系及钢结构建筑物 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种空心钢管混凝土钢结构建筑体系及钢结构建筑物，涉及建筑工程技术领域，包括钢管混凝土柱、钢梁以及用于连接钢管混凝土柱和钢梁的连接组件，钢管混凝土柱包括外钢管和内钢管，外钢管和内钢管之间形成用于填充混凝土的腔体；还包括用于定位钢管混凝土柱和钢梁的定位组件；连接组件包括第一连接件，第一连接件一端与内钢管外侧连接，另一端穿过外钢管与钢梁连接；定位组件包括相配合的第一定位部和第二定位部；第一定位部设于第一连接件伸出外钢管的一端，第二定位部设于钢梁靠近钢管混凝土柱的一端。本发明采用新的梁柱节点结构，能够实现钢管混凝土柱和钢梁的有效且精准定位，提高钢管混凝土柱和钢梁之间的连接强度。

Description

空心钢管混凝土钢结构建筑体系及钢结构建筑物

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，尤其是涉及一种空心钢管混凝土钢结构建筑体系及钢结构建筑物。

背景技术

钢管混凝土是在钢管内部浇筑混凝土形成一种组合结构。内部核心混凝土受到外部钢管的约束作用，其抗压性能显著提高；外部钢管受到内部混凝土的侧向支撑，局部稳定性能显著改善。与钢结构和钢筋混凝土结构相比，钢管混凝土结构具有承载力高、塑形和抗震性能优越、节省材料和施工简便等优点，近年来应用广泛。钢管混凝土柱和钢梁组成的构架是建筑结构中一种典型的承重结构体系。梁柱节点是保证钢管混凝土柱和钢梁协同工作、形成结构整体的关键部件。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种空心钢管混凝土钢结构建筑体系及钢结构建筑物，采用新的梁柱节点结构，能够实现钢管混凝土柱和钢梁的有效且精准定位，提高钢管混凝土柱和钢梁之间的连接强度，保证钢管混凝土柱和钢梁的施工质量，同时加快施工进度。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种空心钢管混凝土钢结构建筑体系，包括：钢管混凝土柱、钢梁以及用于连接所述钢管混凝土柱和所述钢梁的连接组件，所述钢管混凝土柱包括外钢管和内钢管，所述外钢管和所述内钢管之间形成用于填充混凝土的腔体；还包括用于定位所述钢管混凝土柱和所述钢梁的定位组件；

所述连接组件包括第一连接件，所述第一连接件一端与所述内钢管外侧连接，另一端穿过所述外钢管与所述钢梁连接；

所述定位组件包括相配合的第一定位部和第二定位部；

所述第一定位部设于所述第一连接件伸出所述外钢管的一端，所述第二定位部设于所述钢梁靠近所述钢管混凝土柱的一端。

进一步地，所述第一定位部呈半圆台状。

进一步地，所述第一定位部和所述第二定位部为相互配合的楔形结构。

进一步地，所述第一定位部为锚固在所述第一连接件中的钢筋，所述第二定位部为与所述钢筋配合的可容纳所述钢筋的钢筋槽；或者，

所述第二定位部为与所述钢梁固定连接的钢筋，所述第一定位部为与所述钢筋配合的可容纳所述钢筋的钢筋槽。

进一步地，所述外钢管上还设有支撑件，所述支撑件一端与所述外钢管连接，另一端与所述第一连接件连接。

进一步地，所述连接组件还包括第二连接件和第三连接件，所述第一连接件与所述钢梁通过所述第二连接件和所述第三连接件连接。

进一步地，所述钢梁为工字梁。

进一步地，所述内钢管的外侧设置有环形抗剪键。

进一步地，所述内钢管的外侧连接有多个抗剪件，多个所述抗剪件沿所述内钢管外周环形分布。

第二方面，本发明还提供一种钢结构住宅总成，还包括第一方面中任一项所述的空心钢管混凝土钢结构建筑体系。

本发明提供的空心钢管混凝土钢结构建筑体系及钢结构建筑物具有以下有益效果：

本发明第一方面提供一种空心钢管混凝土钢结构建筑体系，包括：钢管混凝土柱、钢梁以及用于连接钢管混凝土柱和钢梁的连接组件，钢管混凝土柱包括外钢管和内钢管，外钢管和内钢管之间形成用于填充混凝土的腔体；还包括用于定位钢管混凝土柱和钢梁的定位组件；连接组件包括第一连接件，第一连接件一端与内钢管外侧连接，另一端穿过外钢管与钢梁连接；定位组件包括相配合的第一定位部和第二定位部；第一定位部设于第一连接件伸出外钢管的一端，第二定位部设于钢梁靠近钢管混凝土柱的一端。

采用本发明第一方面提供的空心钢管混凝土钢结构建筑体系，第一连接件与内钢管焊接，并通过外钢管和内钢管之间的混凝土连接，提高了钢管混凝土柱的抗剪能力。在连接钢管混凝土柱和钢梁时，通过一端穿插在钢管混凝土柱内的第一连接件与钢梁匹配定位，即与第一连接件连接的第一定位部和与钢梁连接的第二定位部匹配限位。第一连接件的第一定位部和钢梁的第二定位部连接固定。

本发明第一方面提供的空心钢管混凝土钢结构建筑体系采用新的梁柱节点结构，能够实现钢管混凝土柱和钢梁的有效且精准定位，提高钢管混凝土柱和钢梁之间的连接强度，保证钢管混凝土柱和钢梁的施工质量，同时加快施工进度。

本发明第二方面提供的钢结构建筑物设置有本发明第一方面提供的空心钢管混凝土钢结构建筑体系，从而具有本发明第一方面提供的空心钢管混凝土钢结构建筑体系所具有的一切有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的空心钢管混凝土钢结构建筑体系的结构示意图；

图2为图1中A-A的剖视图；

图3为图1中B-B的剖视图一；

图4为图1中B-B的剖视图二；

图5为本发明实施例提供的钢管混凝土柱和第一连接件的结构示意图。

图标：1-钢管混凝土柱；2-钢梁；3-连接组件；4-定位组件；5-支撑件；6-环形抗剪键；7-抗剪件；10-混凝土；11-外钢管；12-内钢管；31-第一连接件；32-第二连接件；33-第三连接件；41-第一定位部；42-第二定位部。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

请参照图1、图2、图3、图4和图5，下面将结合附图对本发明实施例提供的空心钢管混凝土钢结构建筑体系及钢结构建筑物作详细说明。

本发明第一方面的实施例提供了一种空心钢管混凝土钢结构建筑体系，包括：钢管混凝土柱1、钢梁2以及用于连接钢管混凝土柱1和钢梁2的连接组件3，钢管混凝土柱1包括外钢管11和内钢管12，外钢管11和内钢管12之间形成用于填充混凝土10的腔体；还包括用于定位钢管混凝土柱1和钢梁2的定位组件4；

连接组件3包括第一连接件31，第一连接件31一端与内钢管12外侧连接，另一端穿过外钢管11与钢梁2连接；

定位组件4包括相配合的第一定位部41和第二定位部42；

第一定位部41设于第一连接件31伸出外钢管11的一端，第二定位部42设于钢梁2靠近钢管混凝土柱1的一端。

采用本发明第一方面的实施例提供的空心钢管混凝土钢结构建筑体系，在连接钢管混凝土柱1和钢梁2时，通过一端穿插在钢管混凝土柱1内的第一连接件31与钢梁2匹配定位，即与第一连接件31连接的第一定位部41和与钢梁2连接的第二定位部42匹配限位。第一连接件31的第一定位部41和钢梁2的第二定位部42连接固定。

本发明第一方面的实施例提供的空心钢管混凝土钢结构建筑体系，采用新的梁柱节点结构，能够实现钢管混凝土柱1和钢梁2的有效且精准定位，提高钢管混凝土柱1和钢梁2之间的连接强度，保证钢管混凝土柱1和钢梁2的施工质量，同时加快施工进度。

在至少一个实施例中，第一连接件31与内钢管12焊接，并通过外钢管11和内钢管12之间的混凝土10连接，提高了钢管混凝土柱1的抗剪能力。外钢管11上设有可容第一连接件31穿过的通孔，第一连接件31与外钢管11焊接。

需要说明的是，针对第一定位部41和第一连接件31的连接方式具体可以分为：

方式一，第一定位部41与第一连接件31具有一体式结构。

需要说明的是，第一定位部41与第一连接件31可以为浇铸的一体式结构，在生产中，为了节省生产成本，将第一定位部41与第一连接件31做成一体式结构，简化了工序。而且一体式结构更加牢固，在使用时，不易在第一定位部41与第一连接件31接口处损坏，提高了钢管混凝土柱1和钢梁2的连接强度。

方式二，第一定位部41与第一连接件31可拆卸连接。

具体地，第一定位部41与第一连接件31可以为螺纹连接。第一定位部41与第一连接件31可拆卸连接可以将第一定位部41与第一连接件31分开运输，避免了运输过程中第一连接件31长度过长的问题。并且，第一定位部41与第一连接件31分开运输还可以保障第一定位部41在运输过程中不被破坏，提高了定位精度。这样的设计只需要在施工现场将第一定位部41安装在第一连接件31上即可，提高了定位组件4的定位精度，能够更精确地完成第一连接件31与钢梁2的连接问题。

本实施例可选的方案中，更进一步地，第一定位部41呈半圆台状。

需要说明的是，定位组件4可以为凸起和凹槽的配合结构，凸起插入凹槽内实现第一连接件31与钢梁2的定位。在至少一个实施例中，第一定位部41呈半圆台状凸起，第二定位部42为与半圆台状凸起配合结构。第一定位部41和第二定位部42斜面接触，第一定位部41不仅给第二定位部42提供限位结构，两者之间的静摩擦力还同时提供一个竖直向上的支撑分力，提高了第一连接件31与钢梁2的连接强度和抗剪能力，并且便于定位和安装。

具体地凹槽和凸起配合结构可以为相互配合的弧形凸起和弧形凹槽。圆弧形状配合没有应力集中现象存在，结构简单装配方便快捷，适用性好，且不易被破坏。

本实施例可选的方案中，更进一步地，第一定位部41和第二定位部42为相互配合的楔形结构。

需要说明的是，定位组件4可以为凹槽和凸起的配合结构，具体地凹槽和凸起配合结构可以为相互配合的楔形结构。

具体地，楔形结构类似锯齿状，且至少有一个楔形齿。具有能够精确定位的楔形齿的楔形结构使得第一连接件31和钢梁2之间的定位更加精确。

本实施例可选的方案中，更进一步地，第一定位部41为锚固在第一连接件31中的钢筋，第二定位部42为与钢筋配合的可容纳钢筋的钢筋槽；或者，

第二定位部42为与钢梁2固定连接的钢筋，第一定位部41为与钢筋配合的可容纳钢筋的钢筋槽。

在至少一个实施例中，第一连接件31可以为钢管，内部浇筑混凝土，作为主要承重构件和抗侧力构件。因此，第一定位部41为锚固在第一连接件31中的钢筋，第二定位部42为与钢筋配合的可容纳钢筋的钢筋槽；或者，第二定位部42为与钢梁2固定连接的钢筋，第一定位部41为与钢筋配合的可容纳钢筋的钢筋槽。

钢筋锚固在钢管中浇筑的混凝土中，钢筋至少为一根，具体可以为两根钢筋，两根钢筋的设计，不仅能实现沿钢管长度方向的第一连接件31与钢梁2的定位问题，还能提供一个扭矩，避免了钢梁2沿钢管长度方向的垂直面转动。

本实施例可选的方案中，更进一步地，外钢管11上还设有支撑件5，支撑件5一端与外钢管11连接，另一端与第一连接件31连接。

在至少一个实施例中，支撑件5为杆状，与钢管混凝土柱1和第一连接件31之间形成三角形结构，用于提高钢管混凝土柱1和第一连接件31的连接强度。

本实施例可选的方案中，更进一步地，钢梁2为工字梁。

在至少一个实施例中，钢梁2可以但不仅限于为工字梁或者为方梁。

在至少一个实施例中，钢梁2为方梁，第一连接件31伸入方梁内实现连接定位。

本实施例可选的方案中，更进一步地，连接组件3还包括第二连接件32和第三连接件33，第一连接件31与钢梁2通过第二连接件32和第三连接件33连接。

在至少一个实施例中，钢梁2为工字梁，第二连接件32和第三连接件33分别位于钢梁2的两个翼板侧面，并通过第二连接件32和第三连接件33分别连接两个翼板与第一连接件31的两个侧面，钢梁2与第一连接件31通过第二连接件32和第三连接件33焊接或者采用螺栓可拆卸连接。

本实施例可选的方案中，更进一步地，内钢管12的外侧设置有环形抗剪键6。

在至少一个实施例中，外钢管11内侧也设有环形抗剪键6，环形抗剪键6与内钢管12或者外钢管11焊接。环形抗剪键6为圆钢或钢板制成。

本实施例可选的方案中，更进一步地，内钢管12的外侧连接有多个抗剪件7，多个抗剪件7沿内钢管12外周环形分布。

在至少一个实施例中内钢管12的外表面焊接有等高分布的一层以上的抗剪件7，每层有一组在水平截面上均匀分布的钉状焊钉，各个焊钉与所在表面垂直，也就是焊钉等分分布在内钢管12的径向射线上，相邻两个焊钉的最小间距，即内钢管12圆周上的间距大于振动棒的直径；相邻各层的每组焊钉，不仅数口相同，而且每个焊钉的水平截面的位置一一对应，上下重叠不错位，所以，各层上同一水平位置的焊钉分布在同一个垂直平面上。每个焊钉均穿插在混凝土柱中，因而混凝土柱与内钢管12的连接更紧密。由于内钢管12与外钢管11通过第一连接件31连接成一体，所以实际上混凝土柱与内钢管12和外钢管11的连接都紧密了。每层的焊钉上下重叠不错位，相邻两个焊钉的间距大于振动棒的直径，有利于浇筑混凝土时插入和拔出振动棒。

本发明第二方面的实施例提供了一种钢结构建筑物(图中未示出)，包括上述任一项实施例中的空心钢管混凝土钢结构建筑体系。

本发明第二方面的实施例提供的钢结构建筑物设置有本发明第一方面的实施例提供的空心钢管混凝土钢结构建筑体系，从而具有本发明第一方面的实施例提供的空心钢管混凝土钢结构建筑体系所具有的一切有益效果。

以上对本发明的空心钢管混凝土钢结构建筑体系及钢结构建筑物进行了说明，但是，本发明不限定于上述具体的实施方式，只要不脱离权利要求的范围，可以进行各种各样的变形或变更。本发明包括在权利要求的范围内的各种变形和变更。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种空心钢管混凝土钢结构建筑体系，包括：钢管混凝土柱、钢梁以及用于连接所述钢管混凝土柱和所述钢梁的连接组件，所述钢管混凝土柱包括外钢管和内钢管，所述外钢管和所述内钢管之间形成用于填充混凝土的腔体；其特征在于，还包括用于定位所述钢管混凝土柱和所述钢梁的定位组件；

所述连接组件包括第一连接件，所述第一连接件一端与所述内钢管外侧连接，另一端穿过所述外钢管与所述钢梁连接；

所述定位组件包括相配合的第一定位部和第二定位部；

所述第一定位部设于所述第一连接件伸出所述外钢管的一端，所述第二定位部设于所述钢梁靠近所述钢管混凝土柱的一端。

2.根据权利要求1所述的空心钢管混凝土钢结构建筑体系，其特征在于，所述第一定位部呈半圆台状。

3.根据权利要求1所述的空心钢管混凝土钢结构建筑体系，其特征在于，所述第一定位部和所述第二定位部为相互配合的楔形结构。

4.根据权利要求1所述的空心钢管混凝土钢结构建筑体系，其特征在于，所述第一定位部为锚固在所述第一连接件中的钢筋，所述第二定位部为与所述钢筋配合的可容纳所述钢筋的钢筋槽；或者，

所述第二定位部为与所述钢梁固定连接的钢筋，所述第一定位部为与所述钢筋配合的可容纳所述钢筋的钢筋槽。

5.根据权利要求1所述的空心钢管混凝土钢结构建筑体系，其特征在于，所述外钢管上还设有支撑件，所述支撑件一端与所述外钢管连接，另一端与所述第一连接件连接。

6.根据权利要求1所述的空心钢管混凝土钢结构建筑体系，其特征在于，所述连接组件还包括第二连接件和第三连接件，所述第一连接件与所述钢梁通过所述第二连接件和所述第三连接件连接。

7.根据权利要求1所述的空心钢管混凝土钢结构建筑体系，其特征在于，所述钢梁为工字梁。

8.根据权利要求1所述的空心钢管混凝土钢结构建筑体系，其特征在于，所述内钢管的外侧设置有环形抗剪键。

9.根据权利要求1所述的空心钢管混凝土钢结构建筑体系，其特征在于，所述内钢管的外侧连接有多个抗剪件，多个所述抗剪件沿所述内钢管外周环形分布。

10.一种钢结构建筑物，其特征在于，还包括权利要求1至9中任一项所述的空心钢管混凝土钢结构建筑体系。