CN109403469A - 型钢混凝土梁柱节点钢结构补强结构 - Google Patents

Abstract

本发明属于建筑领域，旨在提供一种型钢混凝土梁柱节点钢结构补强结构，其技术方案要点是包括连接立柱和支撑套件，连接立柱一组侧壁的顶部开有第一穿筋孔，另一组侧壁的顶部开有第二穿筋孔，第二穿筋孔在竖直方向上的位置低于第一穿筋孔，所述第一穿筋孔内穿设有第一梁纵筋，第二穿筋孔内穿设有第二梁纵筋，支撑套件套设在连接立柱的顶部，支撑套件的外侧壁可拆卸连接有支撑延伸件，第一梁纵筋和第二梁纵筋贴合在支撑延伸件的上表面。这种型钢混凝土梁柱节点钢结构补强结构通过支撑延伸件的设置，抵消了孔剪切梁纵筋的力，由此增强了混凝土柱与梁纵筋之间节点的连接强度，提高了梁柱的成型质量，延长了梁柱的使用寿命。

Description

型钢混凝土梁柱节点钢结构补强结构

技术领域

本发明涉及建筑领域，特别涉及一种型钢混凝土梁柱节点钢结构补强结构。

背景技术

与现浇的混凝土结构相比，预制混凝土结构具有便于大规模工业化生产、易于控制构建质量、现场施工湿作业少、施工速度快、经济效益高、环境污染少等诸多的优点。近年来，国家与地方政府重视建筑的工业化发展，因此，发展预制装配式结构，实现建筑工业化，是未来建筑业发展的主要趋势之一。

在我国，框架结构是最为广泛的建筑结构形式，也是最为常见的预制装配式结构形式，预制装配式框架结构主要包括预制混凝土框架结构和钢框架结构这两种。预制混凝土框架结构的连接构造较为复杂，结构的整体性差，其抗震性能有待进一步研究。钢框架结构可采用焊接，螺栓连接，施工速度快，抗震性能好，但是抗腐蚀性较差且造价高，经济效益差。而采用预制型钢混凝土框架结构是解决上述矛盾的有效途径，因此，国内外开始对预制型钢混凝土框架结构进行了一定的研究，取得了相应的成果，并提出了预制型钢混凝土框架结构体系。

现有的预制型钢混凝土框架结构体系包括预制型钢混凝土柱和型钢梁，预制型钢混凝土框架结构体系的设计和施工的难点在于两者连接处的节点核心区域。节点是连接梁和柱的关键部位。梁和柱的内力通过节点传递，节点的安全可靠是保证结构安全工作的前提。

目前，公开号为CN203878758U的中国专利公开了一种型钢混凝土梁柱节点钢结构补强结构，它包括型钢，所述型钢包括腹板和型钢翼缘，所述型钢翼缘上设置有供梁纵筋穿设的多个翼缘通孔，所述型钢翼缘上设置有加劲板，所述加劲板上对应所述翼缘通孔的位置开设有加劲板通孔。

这种型钢混凝土梁柱节点钢结构补强结构在构造过程中，梁纵筋呈长条状，当梁纵筋在浇筑形成梁时，梁所具有的重力使得梁纵筋抵压翼缘通孔和加劲板通孔的内壁上，翼缘通孔和加劲板对梁纵筋形成剪切力，长时间会使得梁纵筋产生弯折，影响梁的成型质量和使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种型钢混凝土梁柱节点钢结构补强结构，其具有增强混凝土柱与梁纵筋之间节点的连接强度，从而提高梁柱的成型质量 ，延长梁柱使用寿命的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种型钢混凝土梁柱节点钢结构补强结构，包括连接立柱和支撑套件，所述连接立柱一组相对侧壁的顶部开有第一穿筋孔，另一组相对侧壁的顶部开有第二穿筋孔，所述第二穿筋孔在竖直方向上的位置低于第一穿筋孔，所述第一穿筋孔内穿设有第一梁纵筋，所述第二穿筋孔内穿设有第二梁纵筋，所述支撑套件套设在连接立柱的顶部，所述支撑套件的外侧壁可拆卸连接有支撑延伸件，所述第一梁纵筋和第二梁纵筋贴合在支撑延伸件的上表面。

通过采用上述技术方案，支撑延伸件通过支撑套件设置在第一穿筋孔和第二穿筋孔的下方，第一梁纵筋和第二梁纵筋在穿过连接立柱后，贴合在支撑延伸件上。通过支撑延伸件的设置，第一梁纵筋和第二梁纵筋得到支撑，从而抵消了第一穿筋孔和第二穿筋孔剪切第一梁纵筋和第二梁纵筋的力，由此增强了混凝土柱与梁纵筋之间节点的连接强度，提高了梁柱的成型质量，从而延长了梁柱的使用寿命。

进一步设置：所述支撑套件包括左支撑套和右支撑套，所述连接立柱的顶部且位于第一穿筋孔和第二穿筋孔的下方开有套件卡槽，所述左支撑套和右支撑套可拆卸箍抱在套件卡槽内。

通过采用上述技术方案，套件卡槽的设置能够限制支撑套件在连接立柱上的滑移，从而使得支撑套件具有更大的轴向承载力。

进一步设置：所述连接立柱为方形柱，所述支撑套件为方形，所述支撑套件的四侧外壁分别竖向开有咬槽，所述支撑延伸件为H型钢，所述支撑延伸件包括竖向设置的腹板、上翼板和下翼板，所述腹板固定连接在上翼板和下翼板之间，所述腹板垂直于上翼板和下翼板，所述腹板插设在咬槽内，所述上翼板贴合于支撑套件的上表面，所述下翼板贴合于支撑套件的下表面，所述上翼板、支撑套件和下翼板穿设有若干第一螺栓组件。

通过采用上述技术方案，咬槽的开设用与卡嵌支撑延伸件，支撑延伸件为H型钢，其中间的腹板使得支撑延伸件具有较强的轴向载荷能力，从而提高了梁成型时的抗弯能力。

进一步设置：所述腹板的两侧壁贴合有加强板，所述加强板与腹板穿设有第二螺栓组件，所述加强板朝向支撑套件的一侧焊接于支撑套件。

通过采用上述技术方案，加强板增大了支撑延伸件与支撑套件之间的接触面积，使得支撑延伸件的重力分散到加强板和支撑套件上，从而增强了支撑延伸件与支撑套件之间的连接稳定性。

进一步设置：所述支撑套件的下方设有底支撑角钢，所述底支撑角钢包括焊接在连接立柱外侧壁上的纵向支撑板和贴合在下翼板下表面的横向支撑板，所述横向支撑板固定连接于纵向支撑板，所述第一螺栓组件穿过横向支撑板，所述横向支撑板和下翼板之间还穿设有加强螺栓组件。

通过采用上述技术方案，底支撑角钢一方面起到支托支撑套件的作用，从而减轻卡槽的负担；另一方面底支撑角钢用于支托支撑延伸件，从而降低了支撑延伸件对支撑套件所施加的作用力，进一步加强了支撑延伸件与支撑套件之间的连接强度。

进一步设置：所述连接立柱包括注浆立管和若干个加劲型钢，所述加劲型钢的两端固定连接于注浆立管的内侧壁，若干个加劲型钢在注浆立管内沿着竖直方向依次纵横交错设置，所述注浆立管内填充有混凝土砂浆。

通过采用上述技术方案，具有空腔的注浆立管减轻了本发明的的整体质量，使得运输过程中更加便捷。在注浆立管内填充的混凝土砂浆提高了注浆立管内部结构的强度，使得连接立柱能够具有更强的承受载荷的能力。同时纵横交错设置在注浆立管内的加劲型钢提高了混凝土砂浆的抗拔能力，使得混凝土砂浆能够更加牢固地填充在注浆立管内。

进一步设置：所述加劲型钢的表面固定连接有抗拔螺栓，所述抗拔螺栓垂直于注浆立管的内侧壁。

通过采用上述技术方案，抗拔螺栓进一步提高了混凝土砂浆的抗拔能力，提高了混凝土砂浆在注浆立管内的连接稳定性。

进一步设置：所述左支撑套和右支撑套穿设有第三螺栓组件，所述第三螺栓组件包括位于左支撑套一侧的压紧螺帽、位于右支撑套一侧的锁紧螺母和穿过左支撑套和右支撑套的收紧螺杆，所述压紧螺帽和左支撑套之间、所述锁紧螺母和右支撑套之间夹设有预紧弹簧，所述预紧弹簧套设在收紧螺杆上。

通过采用上述技术方案，在卡槽内安装左支撑套和右支撑套时，预紧弹簧的弹力使得左支撑套和右支撑套预套紧在卡槽内，防止左支撑套和右支撑套由卡槽内脱出。此时对左支撑套和右支撑套的位置进行调整，使得两者正对。对准左支撑套和右支撑套后，紧固第三螺栓组件，使得左支撑套和右支撑套牢固地箍紧在卡槽内。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、支撑套件的设置降低了第一梁纵筋和第二梁纵筋受到连接柱的剪切力，使得连接立柱与梁纵筋之间节点的连接强度增强，从而提高了后期梁的成型质量；

2、本发明大部分的部件采用的是螺栓连接，易于拆卸，便于运输，降低了运输所消耗的费用和人力。

附图说明

图1是用于体现本发明的结构示意图；

图2是用于体现连接立柱的结构示意图；

图3是用于体现图2中A部的放大图；

图4是用于体现支撑套件的爆炸示意图。

图中，1、连接立柱；11、注浆立管；12、加劲型钢；121、侧板；122、肋板；123、抗拔螺栓；13、第一穿筋孔；131、第一梁纵筋；14、第二穿筋孔；141、第二梁纵筋；15、卡槽；2、支撑套件；21、左支撑套；22、右支撑套；23、第三螺栓组件；231、收紧螺杆；232、压紧螺帽；233、锁紧螺母；234、预紧弹簧；24、咬槽；25、让位槽；3、支撑延伸件；31、上翼板；32、下翼板；33、腹板；34、第一螺栓组件；4、加强板；41、第二螺栓组件；5、底支撑角钢；51、纵向支撑板；52、横向支撑板；53、加强螺栓组件。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例：一种型钢混凝土梁柱节点钢结构补强结构，参照图1，包括连接立柱1和支撑套件2，连接立柱1竖直设置在地面上，支撑套件2套设于连接立柱1的柱身上。

参照图2和图3，连接立柱1为方形柱，包括注浆立管11和若干个加劲型钢12。注浆立管11的中心开有方形的通腔，加劲型钢12固定连接在注浆立管11的通腔内。加劲型钢12为H型钢，其两端分别焊接在注浆立管11的相对内侧壁上。若干个加劲型钢12在注浆立管11内沿着竖直方向依次交错设置，相邻两个加劲型钢12互相垂直。

参照图2和图3，加劲型钢12包括两块侧板121和固定连接在两块侧板121之间的肋板122，侧板121垂直于肋板122。在加劲型钢12设置在注浆立管11内时，加劲型钢12的侧板121朝向注浆立管11的内侧壁，同时在两块侧板121上分别焊接有若干根抗拔螺栓123，抗拔螺栓123朝向注浆立管11的内壁。

参照图2和图3，在注浆立管11内填充有混凝土砂浆，凝结干化后的混凝土砂浆形成混凝土砂浆柱。由于在注浆立管11内提前设置的加劲型钢12和抗拔螺栓123，注浆立管11内的混凝土砂浆柱具有将强的抗拔力，从而提高了连接立柱1内部结构的稳定性。

参照图2，在连接立柱1的顶部沿着水平方向开有若干个第一穿筋孔13，第一穿筋孔13穿过连接立柱1的一组相对侧壁。连接立柱1的另外一组相对侧壁沿着水平方向开有若干个第二穿筋孔14，第二穿筋孔14位于第一穿筋孔13的下方。在第一穿筋孔13内穿设有第一梁纵筋131（参照图1），在第二穿筋孔14内穿设有第二梁纵筋141（参照图1），第一梁纵筋131和第二梁纵筋141互成垂直。

参照图4，支撑套件2为方形，它包括左支撑套21和右支撑套22，左支撑套21和右支撑套22互成镜像。在连接立柱1（参照图2）的外壁上开有卡槽15（参照图2），卡槽15周向开设。左支撑套21和右支撑套22箍抱在卡槽15内，左支撑套21和右支撑套22之间穿设有第三螺栓组件23（参照图1），第三螺栓组件23的预紧力使得左支撑套21和右支撑套22彼此抵紧，形成完整的支撑套件2套设在卡槽15内。

参照图4，第三螺栓组件23（参照图1）包括穿过左支撑套21和右支撑套22的收紧螺杆231、贴合于左支撑套21的压紧螺帽232和贴合于右支撑套22的锁紧螺母233，压紧螺帽232固定连接收紧螺杆231的一端，锁紧螺母233螺接于收紧螺杆231。

参照图4，在压紧螺帽232和左支撑套21之间、锁紧螺母233与右支撑套22之间夹设有预紧弹簧234，预紧弹簧234套设在收紧螺杆231上。在实际安装过程中，利用锁紧螺母233对左支撑套21和右支撑套22进行预紧，预紧时预紧弹簧234分别抵触于左支撑套21和右支撑套22，使得左支撑套21和右支撑套22被预紧在卡槽15（参照图2）内，在调整好左支撑套21和右支撑套22的位置后，拧紧锁紧螺母233，从而收紧左支撑套21和右支撑套22。

参照图1，支撑套件2的四侧外壁分别竖向开有咬槽24（参照图4），在咬槽24内插设有支撑延伸件3，第一梁纵筋131和第二梁纵筋141贴合在支撑延伸件3上。第一梁纵筋131和第二梁纵筋141穿过连接立柱1后，通过支撑延伸件3的支撑，减少了其受剪切力的大小，从而降低了其弯折变形的可能性，提高了梁的成型质量。

参照图1，支撑延伸件3为H型钢，包括上翼板31、下翼板32和腹板33。上翼板31和下翼板32互相平行，腹板33垂直于上翼板31且固定连接在上翼板31和下翼板32之间。

参照图1，在安装过程中，支撑延伸件3的腹板33插进咬槽24（参照图4）内，上翼板31贴合在支撑套件2的上表面，下翼板32贴合在支撑套件2的下表面。穿过上翼板31。支撑套件2和下翼板32咬紧有第一螺栓组件34，支撑延伸件3通过第一螺栓组件34的预紧力连接于支撑套件2。

参照图1，由于在竖直方向上，第二梁纵筋141低于第一梁纵筋131，因此支撑套件2两侧靠近于第二梁纵筋141的表面开有让位槽25（参照图4），位于第二梁纵筋141下方的支撑延伸件3的上翼板31位于让位槽25内。同时在预制支撑延伸件3时，位于第二梁纵筋141下方的支撑延伸件3的腹板33高度小于第一梁纵筋131下方的支撑延伸件3的腹板33高度。

参照图1，为了加强支撑延伸件3与支撑套件2之间的连接强度，在支撑延伸件3的腹板33两侧分别贴附有加强板4，加强板4与腹板33之间穿设有第二螺栓组件41，经过第二螺栓组件41的预紧，实现了加强板4与腹板33之间的紧固连接。加强板4朝向支撑套件2的一侧经过焊接方式固定连接于支撑套件2。

参照图1，在支撑套件2的下方设有底支撑角钢5，底支撑角钢5包括焊接在连接立柱1外侧壁上的纵向支撑板51和贴合在下翼板32下表面的横向支撑板52，横向支撑板52固定连接于纵向支撑板51。第一螺栓组件34依次穿过下翼板32和横向支撑板52，在下翼板32和横向横向支撑板52之间另外还穿设有加强螺栓组件53，经过加强螺栓组件53和第一螺栓组件34的双预紧，使得下翼板32与横向支撑板52之间的连接更为紧密，从而使得底支撑角钢5能够起到更好的支撑作用。

具体安装过程：1、将安装有抗拔螺栓123的加劲型钢12依次焊接在注浆立管11内，加强注浆立管11的内部的结构强度，接着在注浆立管11的外侧壁上开设卡槽15，同时位于卡槽15下方焊接底支撑型钢；

2、将预制好后的注浆立管11运送至工地并紧固在地面上，注浆立管11呈矩阵状分布在地面上。接着预紧第三螺栓组件23，将左支撑套21和右支撑套22由注浆立柱的顶部套入，在左支撑套21和右支撑套22到达至卡槽15处时，调整左支撑套21和右支撑套22的位置，最后旋紧锁紧螺母233，使得左支撑套21和右支撑套22互相抵紧，箍抱在卡槽15内；

3、支撑套件2安装在卡槽15内后，朝向咬槽24插入支撑延伸件3，穿过上翼板31、支撑套件2、下翼板32和横向支撑板52紧固第一螺栓组件34，穿过加强板4和腹板33紧固第二螺栓组件41，穿过横向支撑板52和下翼板32紧固加强螺栓组件53；

4、朝向第一穿筋孔13内穿设第一梁纵筋131，朝向第二穿筋孔14内穿设第二梁纵筋141，接着朝向注浆立管11的空腔内填充混凝土砂浆，进一步加强注浆立管11内部结构的强度。

上述的实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种型钢混凝土梁柱节点钢结构补强结构，其特征是：包括连接立柱(1)和支撑套件(2)，所述连接立柱(1)一组相对侧壁的顶部开有第一穿筋孔(13)，另一组相对侧壁的顶部开有第二穿筋孔(14)，所述第二穿筋孔(14)在竖直方向上的位置低于第一穿筋孔(13)，所述第一穿筋孔(13)内穿设有第一梁纵筋(131)，所述第二穿筋孔(14)内穿设有第二梁纵筋(141)，所述支撑套件(2)套设在连接立柱(1)的顶部，所述支撑套件(2)的外侧壁可拆卸连接有支撑延伸件(3)，所述第一梁纵筋(131)和第二梁纵筋(141)贴合在支撑延伸件(3)的上表面。

2.根据权利要求1所述的混凝土梁柱节点钢结构补强结构，其特征是：所述支撑套件(2)包括左支撑套(21)和右支撑套(22)，所述连接立柱(1)的顶部且位于第一穿筋孔(13)和第二穿筋孔(14)的下方开有套件卡槽(15)，所述左支撑套(21)和右支撑套(22)可拆卸箍抱在套件卡槽(15)内。

3.根据权利要求1所述的混凝土梁柱节点钢结构补强结构，其特征是：所述连接立柱(1)为方形柱，所述支撑套件(2)为方形，所述支撑套件(2)的四侧外壁分别竖向开有咬槽(24)，所述支撑延伸件(3)为H型钢，所述支撑延伸件(3)包括竖向设置的腹板(33)、上翼板(31)和下翼板(32)，所述腹板(33)固定连接在上翼板(31)和下翼板(32)之间，所述腹板(33)垂直于上翼板(31)和下翼板(32)，所述腹板(33)插设在咬槽(24)内，所述上翼板(31)贴合于支撑套件(2)的上表面，所述下翼板(32)贴合于支撑套件(2)的下表面，所述上翼板(31)、支撑套件(2)和下翼板(32)穿设有若干第一螺栓组件(34)。

4.根据权利要求3所述的混凝土梁柱节点钢结构补强结构，其特征是：所述腹板(33)的两侧壁贴合有加强板(4)，所述加强板(4)与腹板(33)穿设有第二螺栓组件(41)，所述加强板(4)朝向支撑套件(2)的一侧焊接于支撑套件(2)。

5.根据权利要求1所述的混凝土梁柱节点钢结构补强结构，其特征是：所述支撑套件(2)的下方设有底支撑角钢(5)，所述底支撑角钢(5)包括焊接在连接立柱(1)外侧壁上的纵向支撑板(51)和贴合在下翼板(32)下表面的横向支撑板(52)，所述横向支撑板(52)固定连接于纵向支撑板(51)，所述第一螺栓组件(34)穿过横向支撑板(52)，所述横向支撑板(52)和下翼板(32)之间还穿设有加强螺栓组件(53)。

6.根据权利要求1所述的混凝土梁柱节点钢结构补强结构，其特征是：所述连接立柱(1)包括注浆立管(11)和若干个加劲型钢（12），所述加劲型钢（12）的两端固定连接于注浆立管(11)的内侧壁，若干个加劲型钢（12）在注浆立管(11)内沿着竖直方向依次纵横交错设置，所述注浆立管(11)内填充有混凝土砂浆。

7.根据权利要求6所述的混凝土梁柱节点钢结构补强结构，其特征是：所述加劲型钢（12）的表面固定连接有抗拔螺栓（123），所述抗拔螺栓（123）垂直于注浆立管(11)的内侧壁。

8.根据权利要求2所述的混凝土梁柱节点钢结构补强结构，其特征是：所述左支撑套(21)和右支撑套(22)穿设有第三螺栓组件(23)，所述第三螺栓组件(23)包括位于左支撑套(21)一侧的压紧螺帽(232)、位于右支撑套(22)一侧的锁紧螺母(233)和穿过左支撑套(21)和右支撑套(22)的收紧螺杆(231)，所述压紧螺帽(232)和左支撑套(21)之间、所述锁紧螺母(233)和右支撑套(22)之间夹设有预紧弹簧(234)，所述预紧弹簧(234)套设在收紧螺杆(231)上。