CN109424072B - 一种钢梁上支撑钢筋混凝土柱的连接节点及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种钢梁上支撑钢筋混凝土柱的连接节点及施工方法，连接节点包括有钢梁、矩形钢管混凝土柱、钢筋混凝土柱，其中，钢梁上支撑一段矩形钢管混凝土柱，矩形钢管混凝土柱的上端与钢筋混凝土柱相连，上述钢梁、矩形钢管混凝土柱、钢筋混凝土柱依次连续设置，形成整体。本发明连接节点构造合理，施工简易，工程进度可得到有效保障。本发明适用于高层建筑，在确保结构体系具备良好抗震性能的前提下，充分考虑施工的可实施性和便利性。本发明的施工方法操作简单，方便实用。

Description

一种钢梁上支撑钢筋混凝土柱的连接节点及施工方法

技术领域

本发明涉及一种钢梁上支撑钢筋混凝土柱的连接节点及施工方法，属于建筑结构技术领域相关节点设计的创新技术。

背景技术

随着高层建筑结构形式的多样化发展，一般而言，大部分框架柱沿楼层高度方向通高设置，由于建筑功能、立面造型等方面需求，框架柱会存在自中间某一楼层开始设置的情况，则必然会出现梁上支撑柱的情况。若梁柱截面形式均为混凝土或钢结构，梁上支撑柱的节点形式均有较为成熟做法，其抗震性能均能得到有效保障。在一些具体工程项目中，由于某种客观原因，如：承载力需求、便于施工等，梁截面形式须采用钢梁，而梁上支撑的柱为钢筋混凝土柱，即出现钢梁上支撑钢筋混凝土柱的情况。此种类型的连接节点，目前常用的方法是在钢梁上翼缘对应位置焊接钢筋连接套筒或在钢梁上翼缘穿孔插入钢筋等措施，以确保钢筋混凝土柱内纵筋在钢梁上满足锚固要求。经过工程实践，认为上述方法存在如下问题：第一，钢梁上方支撑钢筋混凝土柱，其混凝土和钢结构之间仅通过钢筋混凝土柱下端与钢梁上翼缘接触，不能将梁柱相交位置形成一个真正意义上的整体构件，当该节点受到水平力作用时难以保证其共同工作，存在安全隐患。第二，实际施工拼装时钢筋难以准确定位，经常出现钢梁上翼缘预留钢筋连接套筒或穿孔预留钢筋与钢筋混凝土柱内纵筋实际定位偏差较大的情况，施工现场可能会引起上下安装对位难以保证的问题，存在返工风险。基于此种情况，现阶段尚无完善解决上述问题的方法，使得钢梁上支撑钢筋混凝土梁的情况时难以有合理有效的应对措施。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢梁上支撑钢筋混凝土柱的连接节点。本发明针对高层建筑中某楼层部分梁截面形式为钢梁，梁上支撑的柱为钢筋混凝土柱时，设计一种合理的连接节点，在确保结构受力合理，满足相关构造要求的前提下，又能兼顾施工便利和工程质量等各方面的需求。

本发明的另一目的在于提供一种钢梁上支撑钢筋混凝土柱的连接节点的施工方法。本发明操作简单，方便实用。

本发明的技术方案是：本发明是一种钢梁上支撑钢筋混凝土柱的连接节点，包括有钢梁、矩形钢管混凝土柱、钢筋混凝土柱，其中，钢梁上支撑一段矩形钢管混凝土柱，矩形钢管混凝土柱的上端与钢筋混凝土柱相连，上述钢梁、矩形钢管混凝土柱、钢筋混凝土柱依次连续设置，形成整体。

本发明钢梁上支撑钢筋混凝土柱的连接节点的施工方法，包括有如下步骤：

）根据施工图设计要求进行钢结构设计，根据钢构件运输和吊装能力，以钢构件单元的尺寸和自重作为前提条件，确定工厂加工的每个钢结构单元的划分位置；

）根据设计要求，在工厂将钢梁、矩形钢管及其连接节点位置的纵向加劲肋、横向加劲肋焊接为若干个钢构件单元；

）将钢构件单元运输到施工现场吊装就位，拼接确认无误后结合实际情况通过栓焊连接方式组装为一体；

）钢梁安装到位后，在其上铺设压型钢板楼承板，该层混凝土楼盖施工完毕后可作为上部楼层的临时施工操作平台；

）绑扎钢筋混凝土柱中的纵筋、箍筋，其中，纵筋下端水平弯折长度为10d，插入矩形钢管内部，并向下延伸到钢梁上翼缘表面后定位，d为纵筋直径；

）架设钢筋混凝土柱模板，混凝土从下向上依次在钢梁范围内横向加劲肋和纵向加劲肋所围空间、矩形钢管内部空间和钢筋混凝土柱中浇筑，确保混凝土浇捣密实，完成施工。

本发明与现有技术比较，具有如下有益效果：

、通过在钢梁和钢筋混凝土柱之间设置一段矩形钢管混凝土柱，实现钢管混凝土柱向钢筋混凝土柱的过渡，其构造形式符合抗震受力原则。

、通过将钢筋混凝土柱中的纵筋插入矩形钢管内，该方法简单易行，能妥善解决钢筋混凝土柱中纵筋在对其起支撑作用钢梁的锚固问题；

、在矩形钢管上下对齐位置的钢梁高度方向分别焊接横向加劲肋和纵向加劲肋，由此形成封闭空间，综合考虑上部荷载有效传递到钢梁的构造措施要求，并兼顾施工的可行性和便利性，从设计角度减少施工难度，保证工程质量。

、混凝土从下向上依次在钢梁范围内横向加劲肋和纵向加劲肋所围空间、矩形钢管内部空间和钢筋混凝土柱中连续浇筑，从而形成一个整体，通过合理的构造措施实现连接节点受力性能的可靠性和整体性。

、连接节点构造合理，施工简易，工程进度可得到有效保障。

本发明适用于高层建筑，在确保结构体系具备良好抗震性能的前提下，充分考虑施工的可实施性和便利性。

附图说明

图1为本发明实施例1的立面详图；

图2为图1中的A-A剖面；

图3为图1中的B-B剖面；

图4为图1中的C-C剖面。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详细描述。

本发明所述一种钢梁上支撑钢筋混凝土柱的连接节点如图1所示，由钢梁1、矩形钢管混凝土柱2、钢筋混凝土柱3组成，其中，钢梁1上支撑一段矩形钢管混凝土柱2，矩形钢管混凝土柱2的上端与钢筋混凝土柱3相连，上述三者依次连续设置，形成整体。矩形钢管混凝土柱2中的矩形钢管22的下端焊接在钢梁上翼缘11上，矩形钢管22的上端与钢筋混凝土柱3相连。钢筋混凝土柱3根据设计要求间距绑扎纵筋31和箍筋32，且纵筋31的下端水平弯折长度为10d后插入矩形钢管22内部，d为纵筋直径，并延伸至钢梁上翼缘11表面。钢梁1横截面形式为工字形，由钢梁上翼缘11、钢梁腹板12、钢梁下翼缘13焊接而成，其中，钢梁1沿高度方向分别焊接横向加劲肋14和纵向加劲肋15，横向加劲肋14和纵向加劲肋15与矩形钢管22的横截面矩形两边上下对齐。

图2为图1中的A-A剖面图，是位于矩形钢管混凝土柱2底部位置的水平向剖面详图，其中，矩形钢管22下端焊接于钢梁上翼缘11上表面，二者在空间关系上互相垂直，矩形钢管22沿钢梁1中轴线对称布置，矩形钢管22内表面四周均匀设置栓钉23；钢梁1设置纵向加劲肋14和横向加劲肋15，位置与矩形钢管22各边均上下对齐；矩形钢管22所围钢梁上翼缘11居中位置预留2个对称设置的半圆形混凝土浇筑孔4；混凝土21从下向上依次在钢梁1范围内横向加劲肋14和纵向加劲肋15所围空间、矩形钢管22内部空间和钢筋混凝土柱中连续浇筑，从而形成一个整体。

图3为图1中的B-B剖面图，是位于矩形钢管混凝土柱2中段的水平向剖面详图，其中，矩形钢管混凝土2内表面分别沿平面和高度方向均匀设置栓钉23，钢筋混凝土柱3中纵筋31按照设计要求平面定位准确后向下插入矩形钢管22内部，并延伸到底部；矩形钢管混凝土柱2高度取值由钢筋混凝柱3内纵筋31锚固长度、连接节点受力需求、钢结构构件加工和吊装能力综合确定；钢筋混凝土柱3与矩形钢管22内混凝土21连续浇筑为一体。

图4为图1中的C-C剖面图，是位于钢筋混凝土柱3位置的水平向剖面详图，其中，钢筋混凝土柱3由纵筋31、箍筋32和混凝土21组成，其纵筋31定位须同时兼顾钢筋混凝土柱3和矩形钢管混凝土柱2的受力和构造需求，并沿高度方向连续设置。箍筋32自矩形钢管混凝土柱2和钢筋混凝土柱3交接位置开始设置。

本发明的具体实施方法如下：

图1为具体工程实例中钢梁上支撑钢筋混凝土柱的连接节点，本发明应用于某一实际工程中，抗震设防烈度7度，设计地震分组第一组，场地类别Ⅱ类。该项工程地下2层，塔楼地上29层，标准层层高5.4、4.5m，结构主体总高度148.8m，结构体系采用带双向大跨度托柱转换的钢筋混凝土框架－剪力墙结构。基于建筑立面造型和平面使用功能的需求，塔楼在18~21层某一跨区域向外悬挑7m，18层自2榀框架柱各自外侧延伸出一根悬臂梁，并在梁端立柱，共计支撑4个楼层。为减小施工难度并加快施工进度，位于18层悬挑梁截面形式改为钢梁1，采用本发明提出的悬臂梁截面形式采用钢梁1，在位于钢梁1端部在钢梁上翼缘11上表面焊接一段矩形钢管22，其高度取1m；与矩形钢管22上下对齐位置的钢梁1高度方向分别焊接横向加劲肋14和纵向加劲肋15；矩形钢管22内表面四周等间距设置栓钉23；钢筋混凝土柱3中根据设计要求间距绑扎纵筋31和箍筋32，且纵筋31下端水平弯折长度为10d（d为纵筋直径）后插入矩形钢管22内部，并延伸至钢梁上翼缘11的表面；钢梁上翼缘11居中位置预留2个对称设置的半圆形混凝土浇筑孔4，横向加劲肋14、纵向加劲肋15等间距设置若干排气孔5。混凝土21从下向上依次在钢梁1范围内横向加劲肋14和纵向加劲肋15所围空间、矩形钢管22内部空间和钢筋混凝土柱中连续浇筑，从而形成一个整体。

本发明在考虑结构抗震性能和受力性能良好的前提下，充分考虑施工的难度和可实施性等各方面因素，对工程中遇到钢梁1上支撑钢筋混凝土柱3提出一种新型连接节点，克服以往传统连接节点存在的缺陷和施工质量难以保障的难题，充分发挥钢结构构件工厂加工质量易于保障的优势，钢梁现场吊装，避免了若采用混凝土梁需要高空架设支撑，固定模板的施工难题，该发明在实际工程中的应用为确保工程质量和加快施工进度创造了先决条件。

本发明的施工方法为：

）根据施工图设计要求进行钢结构深化设计，根据钢构件运输和吊装能力，以钢构件单元的尺寸和自重作为前提条件，合理确定工厂加工的每个钢结构单元的划分位置；

）根据深化设计要求，在工厂将钢梁1、矩形钢管22及其连接节点位置的纵向加劲肋14、横向加劲肋15焊接为若干个钢构件单元；

）将钢构件单元运输到施工现场吊装就位，拼接确认无误后结合实际情况拼装为一体；

）钢梁1安装到位后，在其上铺设压型钢板楼承板6，该层混凝土楼盖施工完毕后可作为上部楼层的临时施工操作平台；

）绑扎钢筋混凝土柱3中纵筋31、箍筋32，其中，纵筋31下端水平弯折长度为10d（d为纵筋直径），插入矩形钢管21内部，并向下延伸到钢梁上翼缘11表面后定位。

）架设钢筋混凝土柱3模板，混凝土33从下向上依次在钢梁1范围内横向加劲肋14和纵向加劲肋15所围空间、矩形钢管22内部空间和钢筋混凝土柱中浇筑，确保混凝土浇捣密实，完成施工。

本发明实例列举上述实施方式，但是由于钢梁和其上支撑钢筋混凝土柱截面形式的多样性，相应钢梁上支撑钢筋混凝土柱连接节点在构造形式上存在细节上的差异，除非引起的连接节点的改动超出本发明的范围，否则都应该包括在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种钢梁上支撑钢筋混凝土柱的连接节点，其特征在于包括有钢梁、矩形钢管混凝土柱、钢筋混凝土柱，其中，钢梁上支撑一段矩形钢管混凝土柱，矩形钢管混凝土柱的上端与钢筋混凝土柱相连，上述钢梁、矩形钢管混凝土柱、钢筋混凝土柱依次连续设置，形成整体；

钢筋混凝土柱中绑扎有纵筋和箍筋，且纵筋的下端水平弯折长度为10d后插入矩形钢管内部，并延伸至钢梁上翼缘表面，d为纵筋直径；

钢梁沿高度方向分别焊接横向加劲肋和纵向加劲肋，横向加劲肋和纵向加劲肋与矩形钢管的横截面矩形两边上下对齐；

混凝土从下向上依次在钢梁范围内横向加劲肋和纵向加劲肋所围空间、矩形钢管内部空间和钢筋混凝土柱中连续浇筑，从而形成一个整体。

2.根据权利要求1所述的钢梁上支撑钢筋混凝土柱的连接节点，其特征在于所述矩形钢管混凝土柱包括有矩形钢管，钢梁包括有钢梁上翼缘，矩形钢管的下端焊接在钢梁上翼缘上，矩形钢管的上端与钢筋混凝土柱相连。

3.根据权利要求1所述的钢梁上支撑钢筋混凝土柱的连接节点，其特征在于钢梁所在楼层的楼盖采用压型钢板楼承板，钢梁以上楼层的楼盖形式采用钢筋混凝土梁和钢筋混凝土楼盖。

4.根据权利要求2所述的钢梁上支撑钢筋混凝土柱的连接节点，其特征在于所述连接节点的钢梁横截面形式为工字形，由钢梁上翼缘、钢梁腹板、钢梁下翼缘焊接而成。

5.根据权利要求2所述的钢梁上支撑钢筋混凝土柱的连接节点，其特征在于所述连接节点，其特征在于钢梁上翼缘位于矩形钢管所围范围内的在钢梁腹板两侧各预留1个对称布置的半圆形混凝土浇筑孔，横向加劲肋、纵向加劲肋内等间距设置若干排气孔。

6.根据权利要求4所述的钢梁上支撑钢筋混凝土柱的连接节点，其特征在于矩形钢管内四周表面等间距设置栓钉。

7.一种钢梁上支撑钢筋混凝土柱的连接节点的施工方法，其特征在于包括有如下步骤：

1）根据施工图设计要求进行钢结构设计，根据钢构件运输和吊装能力，以钢构件单元的尺寸和自重作为前提条件，确定工厂加工的每个钢结构单元的划分位置；

2）根据设计要求，在工厂将钢梁、矩形钢管及其连接节点位置的横向加劲肋、纵向加劲肋焊接为若干个钢构件单元；

3）将钢构件单元运输到施工现场吊装就位，拼接确认无误后结合实际情况通过栓焊连接方式组装为一体；

4）钢梁安装到位后，在其上铺设压型钢板楼承板，该层混凝土楼盖施工完毕后可作为上部楼层的临时施工操作平台；

5）绑扎钢筋混凝土柱中的纵筋、箍筋，其中，纵筋下端水平弯折长度为10d，插入矩形钢管内部，并向下延伸到钢梁上翼缘表面后定位，d为纵筋直径；

6）架设钢筋混凝土柱模板，混凝土从下向上依次在钢梁范围内横向加劲肋和纵向加劲肋所围空间、矩形钢管内部空间和钢筋混凝土柱中浇筑，确保混凝土浇捣密实，完成施工。

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