CN109811903B - 一种装配式复合钢管混凝土柱-钢梁连接结构和装配方法 - Google Patents
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Abstract
一种装配式复合钢管混凝土柱‑钢梁连接结构和装配方法，包括复合钢管混凝土柱和钢梁，该复合钢管混凝土柱内预埋有加强圆钢管，还包括节点环、连接片和若干连接件；该节点环设有上翼缘、下翼缘和腹板，该腹板上设有贯通的连接管，该连接管外周设有若干加劲肋，该上翼缘和下翼缘分别连接于腹板上端和下端并设有适配连接管端部的开口；该钢管混凝土柱一端插入开口，其套筒通过连接件与上翼缘或下翼缘固定连接；该连接片罩设于连接管外并与上翼缘、下翼缘和腹板密封固定，其上还开设有小孔；该钢梁与上翼缘、下翼缘和腹板之间通过连接件固定。本发明保证了节点连接的可靠性，使节点的施工更加简单。
Description
技术领域
本发明涉及土木工程领域，特别是一种装配式复合钢管混凝土柱-钢梁连接结构和装配方法。
背景技术
近年来，我国大力提倡建筑工业化以及绿色建筑，复合钢管混凝土柱具有承载力好，耐火性能高，抗震性能好，塑性和延性好等优点，广泛应用于土木工程的各个领域。而复合钢管混凝土柱与钢梁的现浇连接节点加工制作复杂，施工现场焊接工作量大，焊缝连接施工工艺高，施工会耗时耗力，容易造成工期长，成本高的问题，且不利于装配化施工。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出一种可预制并在施工现场装配的装配式复合钢管混凝土柱-钢梁连接结构和装配方法。
本发明采用如下技术方案：
一种装配式复合钢管混凝土柱-钢梁连接结构，包括复合钢管混凝土柱和钢梁，该复合钢管混凝土柱内预埋有加强圆钢管，其特征在于：还包括节点环、连接片和若干连接件；该节点环设有上翼缘、下翼缘和腹板，该腹板上设有贯通的连接管，该连接管外周设有若干加劲肋，该上翼缘和下翼缘分别连接于腹板上端和下端并设有适配连接管端部的开口；该复合钢管混凝土柱一端插入开口，其加强圆钢管通过连接件与上翼缘或下翼缘固定连接；该连接片罩设于连接管外并与上翼缘、下翼缘和腹板密封固定，其上还开设有小孔；该钢梁与上翼缘、下翼缘和腹板之间通过连接件固定。
所述复合钢管混凝土柱端部设有凸部以插入所述开口，所述若干加强圆钢管位于该凸部外周。
所述上翼缘长度小于所述腹板长度，所述下翼缘长度等于所述腹板长度，所述腹板顶端形成有外露部；所述钢梁顶端设有外延部以搭接于该外露部。
所述开口外周设有若干第一通孔，该若干第一通孔与所述若干加强圆钢管一一对应；每个所述加劲肋位于相邻两第一通孔之间。
所述加劲肋端部与所述上翼缘和下翼缘密封固定。
所述连接片包括第一板、第二板和第三板，该第二板和第三板位于第一板两端且与所述腹板密封固定。
所述连接件为螺栓或螺钉。
所述钢梁上端、下端和侧部均设有若干第二通孔，所述上翼缘、所述下翼缘和所述腹板对应设有若干第三通孔；所述连接件连接于第二通孔和第三通孔之间。
所述连接件包括垫板和螺栓。
一种装配式复合钢管混凝土柱-钢梁装配方法，其特征在于：预先制作构件，包括复合钢管混凝土柱、钢梁、节点环、连接片和连接件，装配步骤如下：
1)先将复合钢管混凝土柱端部插入节点环的开口，通过连接件将复合钢管混凝土柱的加强圆钢管与上翼缘或下翼缘固定连接；
2)将钢梁与腹板、上翼缘、下翼缘拼接，并通过连接件固定连接；
3)将连接片罩设于连接管外，且与上翼缘、下翼缘和腹板密封固定；
4)往连接片的小孔注入灌浆料，养护达到预设强度即可。
由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明的结构和方法，可在施工过程中，先将钢梁、复合钢管混凝土柱、节点环等构件在工厂预制批量生产出来，并输送至施工现场；再在现场通过连接件进行固定连接，且在连接管上罩设有连接片，可从小孔灌入灌浆料形成一个整体，通过工厂预制，现场装配的施工过程，有效地提高了施工进度。
2、本发明中节点由螺栓连接，并在复合钢管混凝土柱与节点环连接处外围灌入了灌浆料，保障了节点强度和耐火性能，保证了节点连接的可靠性，使节点的施工更加简单。
3、构件在预制厂制作，能够使构件处在良好的浇筑与养护环境下，其强度、质量和精度能更有保证。
附图说明
图1为本发明分解图。
图2为本发明安装示意图。
图3为本发明安装后立体图
其中：10、复合钢管混凝土柱，11、凸部，12、加强圆钢管，20、钢梁，21、第二通孔，30、节点环，31、上翼缘，32、下翼缘，33、腹板，34、连接管，35、加劲肋，36、开口，37、第一通孔，38、第三通孔，40、连接片，41、第一板，42、第二板，43、第三板，44、小孔，51、螺栓，52、垫板。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。本发明的各附图仅为示意以更容易了解本发明，其具体比例可依照设计需求进行调整。文中所描述的图形中相对元件的上下关系，在本领域技术人员应能理解是指构件的相对位置而言，对应的，以元件在上一面为正面、在下一面为背面以便于理解，因此皆可以翻转而呈现相同的构件，此皆应同属本说明书所揭露的范围。
参照图1至图3，一种装配式复合钢管混凝土柱-钢梁连接结构，包括复合钢管混凝土柱10、钢梁20、节点环30、连接片40和若干连接件等。该复合钢管混凝土柱10可为外方内圆或者圆形套圆形复合钢管混凝土柱，其形状也可以是长方体等，一端可利用内部的圆钢管混凝土部分设置凸部11以方便连接，外钢管混凝土柱10内预埋有若干加强圆钢管12，该若干加强圆钢管12位于凸部11外周，且设有内螺纹。该钢梁20可为H型钢梁，但不限于这种。H型钢梁设有腹板、上翼缘和下翼缘，该上翼缘和下翼缘位于腹板上下两端。
该节点环30也设有上翼缘31、下翼缘32和腹板33，但其腹板33中部设有贯通的连接管34，该连接管34直径大于凸部11，且该连接管34外周设有若干加劲肋35，该加劲肋35为圆周分布。该连接管34和筋板35的长度与腹板33的宽度相同。
该节点环30的上翼缘31和下翼缘32分别连接于腹板33上端和下端，并设有适配连接管34端部的开口36，该开口36可供复合钢管混凝土柱10的凸部11插入。该上翼缘31长度小于腹板33长度，下翼缘32长度与腹板33长度相同，则腹板33顶端形成有外露部。
另外，该筋板35端部与上翼缘31和下翼缘32之间为密封固定，在上翼缘31和下翼缘32的开口36外周设有若干第一通孔37，该若干第一通孔37与若干加强圆钢管12一一对应，且每个加劲肋35位于相邻两第一通孔37之间。
该连接片40罩设于连接管34外并与上翼缘31、下翼缘32和腹板33密封固定。具体的，其包括第一板41、第二板42和第三板43，该第二板42和第三板43位于第一板41两端且与之垂直，该第二板42和第三板43端部与腹板33密封固定，上下端分别与上翼缘31、下翼缘32密封固定，可通过焊接实现。该连接片40与节点环30之间形成有密闭的空腔，在连接片40上可开设小孔44，用于往空腔注入灌浆料。该小孔44位置、形状、数量不唯一，其可以位于第一板41或第二板42或第三板43，其为半圆形或圆形或方形或多边形等，数量为一个、两个、甚至三个等，优选为第一板41顶端，形状为半圆形，数量为一个。
本发明的连接件包括螺栓51或螺钉或垫板52等。在节点环30与凸柱连接结构中，采用螺栓51从第一通孔37插入至钢管混凝土柱10的加强圆钢管12内并配合垫片，实现上翼缘31与钢管混凝土柱10，下翼缘32与钢管混凝土柱10之间的固定连接，其可采用高强度螺栓。
钢梁20的腹板、上翼缘和下翼缘设有若干第二通孔21；在节点环30的上翼缘31、下翼缘32和腹板33对应设有若干第三通孔38。由于节点环30顶端具有外露部，则在钢梁20顶端设有外延部以搭接于该外露部，即钢梁20的上翼缘长度大于腹板长度。
因此，在节点环30与钢梁20连接结构中，连接件包括若干垫板52、若干螺栓51和若干垫片等，该垫板52设置于对应的第二通孔21和第三通孔38之间，垫板52上有与第二通孔21和第三通孔38适配的通孔，通过螺栓51插入通孔配合垫片固定节点环30和钢梁20。
本发明还提出一种装配式复合钢管混凝土柱-钢梁装配方法，根据设计要求，预先制作构件，包括上述的复合钢管混凝土柱10、钢梁20、节点环30、连接片40和连接件等，复合钢管混凝土柱10制作完成后养护以待用，各个预制件可以为一体成型结构或通过焊接、拼接构成的组装件，将各构件运输至现场后，在施工现场的，具体装配步骤如下：
1)先将复合钢管混凝土柱10的凸部11插入节点环30的开口36内，上方的复合钢管混凝土柱10由下至上通过连接件将上翼缘31与复合钢管混凝土柱10的加强圆钢管12固定连接，下方的复合钢管混凝土柱10由上至下通过连接件将下翼缘32与复合钢管混凝土柱10的加强圆钢管12固定连接。
2)将钢梁20吊起，使钢梁20的上翼缘外延部搭接于节点环30的腹板33的外露部，二者的下翼缘和腹板分别对接，采用垫板52和螺栓51实现固定连接。
3)将连接片40罩设于连接管34外，且与上翼缘31、下翼缘32和腹板33之间通过焊接实现密封固定，从而将连接管34外周包起，形成密封腔。
4)往连接片40的小孔44注入灌浆料，使得整个节点成为一个整体，养护一段时间后，达到灌浆料设计强度即完成施工。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。
Claims (2)
1.一种装配式复合钢管混凝土柱-钢梁连接结构，包括复合钢管混凝土柱和钢梁，该复合钢管混凝土柱内预埋有加强圆钢管，其特征在于：还包括节点环、连接片和若干连接件；该节点环设有上翼缘、下翼缘和腹板，该腹板上设有贯通的连接管，该连接管外周设有若干加劲肋，该上翼缘和下翼缘分别连接于腹板上端和下端并设有适配连接管端部的开口，所述开口外周设有若干第一通孔，该若干第一通孔与若干加强圆钢管一一对应；每个所述加劲肋位于相邻两第一通孔之间，所述加劲肋端部与所述上翼缘和下翼缘密封固定；该复合钢管混凝土柱一端插入开口，其加强圆钢管通过连接件与上翼缘或下翼缘固定连接；该连接片罩设于连接管外并与上翼缘、下翼缘和腹板密封固定，其上还开设有小孔，所述连接片包括第一板、第二板和第三板，该第二板和第三板位于第一板两端且与所述腹板密封固定；该钢梁与上翼缘、下翼缘和腹板之间通过连接件固定；
所述复合钢管混凝土柱端部设有凸部以插入所述开口，若干加强圆钢管位于该凸部外周；
所述上翼缘长度小于所述腹板长度，所述下翼缘长度等于所述腹板长度，所述腹板顶端形成有外露部；所述钢梁顶端设有外延部以搭接于该外露部；
所述钢梁上端、下端和侧部均设有若干第二通孔，所述上翼缘、所述下翼缘和所述腹板对应设有若干第三通孔；所述连接件连接于第二通孔和第三通孔之间，所述连接件包括螺栓或螺钉或垫板。
2.一种装配式复合钢管混凝土柱-钢梁装配方法，其特征在于：用于制作权利要求1所述的装配式复合钢管混凝土柱-钢梁连接结构，预先制作构件，包括复合钢管混凝土柱、钢梁、节点环、连接片和连接件，装配步骤如下：
1）先将复合钢管混凝土柱端部插入节点环的开口，通过连接件将复合钢管混凝土柱的加强圆钢管与上翼缘或下翼缘固定连接；
2）将钢梁与腹板、上翼缘、下翼缘拼接，并通过连接件固定连接；
3）将连接片罩设于连接管外，且与上翼缘、下翼缘和腹板密封固定；
4）往连接片的小孔注入灌浆料，养护达到预设强度即可。
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