CN110565820A - 一种装配式钢管混凝土组合节点 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种装配式钢管混凝土组合节点，包括基管和多根钢筋，所述基管的两端均设有钢管组件，两个所述钢管组件之间设有多个夹紧件，相邻的两个所述夹紧件之前夹设有H型钢组件，每个所述钢管组件上均对称设有两个半环形固定板；每根所述钢筋的两端均开设有外螺纹，两个所述钢管组件远离基管的一端均设有封板，每个所述封板上均开设有多个钢筋孔，位于上端的所述封板上开设有通孔，每根所述钢筋的两端均延伸穿过位置相对应的钢筋孔并螺纹连接有螺母。优点在于：本发明结构巧妙，设计合理，通过钢构件和锁紧螺钉实现圆形钢管的拆卸安装，实现了构件的可重复利用，同时降低了钢结构构件节点处连接的安装难度。

Description

一种装配式钢管混凝土组合节点
技术领域
本发明涉及建筑结构构件技术领域，尤其涉及一种装配式钢管混凝土组合节点。
背景技术
钢结构构件通过连接节点组成结构体系，节点形式的选择对于结构整体性、可靠度、建设周期以及附属构件设计施工有着直接的影响。框架结构梁与柱的连接按转动刚度的不同可分为刚性连接、柔性连接和半刚性连接，目前来说，刚性连接设计的应用最为广泛,传统的框架梁柱刚接节点又可分为全焊接节点、栓焊混合连接和螺栓连接三种形式。研究发现前两种连接形式在地震发生时容易因梁端焊缝质量问题以及得不到有效保护而发生脆性破坏，且传统节点形式皆存在破坏后难以修复、加固的问题，这样就必然会造成节点可靠度难以保证或者是材料浪费的问题。
申请号为201711390229所公开的“装配式钢管混凝土组合节点”虽然解决了破坏后难以修复、加固的问题，但是仍然存在下列问题：
1、安装过程中采用上套筒连接件、下套筒连接件、八个腹板连接板以及八个翼端连接板实现安装，安装过程中使用的零部件较多，安装一个节点组件需要一百多个高强螺栓进行连接，安装过程繁琐。
2、上段钢管柱与上套筒连接件之间、下段刚管柱与下套筒连接件之间仅仅采用插设的连接方式，连接效果并不理想。
为此，我们提出一种装配式钢管混凝土组合节点来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中的问题，而提出的一种装配式钢管混凝土组合节点。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种装配式钢管混凝土组合节点，包括基管和多根钢筋，且多根钢筋位于基管内，所述基管的两端均设有钢管组件，两个所述钢管组件之间设有多个夹紧件，相邻的两个所述夹紧件之前夹设有H型钢组件，每个所述钢管组件上均对称设有两个半环形固定板，且半环形固定板、钢管组件、夹紧件和H型钢组件上共同安装有多个锁紧螺钉；
每根所述钢筋的两端均开设有外螺纹，两个所述钢管组件远离基管的一端均设有封板，每个所述封板上均开设有多个钢筋孔，位于上端的所述封板上开设有通孔，每根所述钢筋的两端均延伸穿过位置相对应的钢筋孔并螺纹连接有螺母。
在上述的装配式钢管混凝土组合节点中，所述钢管组件包括限位钢管、抵盘和套筒钢管，且限位钢管固定设置在抵盘靠近基管的端面，且套筒钢管固定设置在抵盘远离基管的端面，所述套筒钢管的外直径D1与基管的外直径D2相等，且套筒钢管的内直径d1与基管1的内直径d2相等，所述限位钢管插设在基管内，且限位钢管与基管过盈配合。
在上述的装配式钢管混凝土组合节点中，所述抵盘靠近基管的端面上对称设置有多个三角座，所述三角座与抵盘的接触面上靠近限位钢管11的边位于轨迹圆C上，且轨迹圆C的直径D3等于基管的外直径D2，即三角座与基管的外侧壁接触；
所述抵盘上均匀开设有多个第一螺纹孔，且相邻的两个三角座之间设有相同数目的第一螺纹孔，每个所述锁紧螺钉均位于位置相对应的第一螺纹孔内。
在上述的装配式钢管混凝土组合节点中，所述夹紧件包括对称设置的两个弧形连接座，每个所述弧形连接座上均均匀开设有多个第二螺纹孔，且每个锁紧螺钉均位于位置相对应的第二螺纹孔内，两个所述弧形连接座之间共同设有竖直夹板，且竖直夹板设置在两个弧形连接座的两端，且三角座位于相邻的两个夹紧件上的两个相邻竖直夹板之间，相邻的两个所述夹紧件的两个相邻竖直夹板之间的距离a等于三角座的厚度h。
在上述的装配式钢管混凝土组合节点中，所述H型钢组件包括对称设置的两块水平钢板和一块竖直钢板，且两块水平钢板水平设置在竖直钢板的上下两端，每块所述水平钢板上均对称开设有多个第三螺纹孔，且每个锁紧螺钉均位于位置相对应的第三螺纹孔内；
所述竖直钢板位于两个夹紧件之间，且竖直钢板的厚度与三角座的厚度相等，所述竖直钢板靠近基管的一端设有紧固板，且紧固板的上下两端与位置对应的两个三角座相抵；
每块所述水平钢板均与抵盘远离基管的端面相抵。
在上述的装配式钢管混凝土组合节点中，所述半环形固定板的外径D4与抵盘2的外径D5,相等，位置相对应的两个所述半环形固定板接触面所在的平面不与任何一个H型钢组件产生交线；
每个所述半环形固定板上均开设有第四螺纹孔，且每个锁紧螺钉均位于位置相对应的第四螺纹孔内。
与现有的技术相比，本发明的有益效果为：
1、本装置通过零部件组合的方式实现了两个钢管组件之间的连接，避免采用焊接的方式浪费大量的时间，加快了施工进度，避免了焊接过程中产生的噪音与污染，节能环保。
2、钢管组件中限位钢管与基管过盈配合，保证钢管组件与基管之间在竖直方向上有足够的接触面积，能够保证钢管组件与基管在水平方向上运动的一致性，能够有效的提高其抗震性。
3、通过锁紧螺钉和夹紧件实现两个钢管组件在基管上固定，多个夹紧件的设置能够保证钢管组件安装后受力的均匀性；夹紧件中弧形连接座的设置能够有效增加抵盘与夹紧件之间的受力面积，避免局部受力过大造成局部零部件损坏，有效的增加装置的使用寿命。
4、夹紧件中竖直夹板的设置能够分担一部分基管对两个钢管组件的支撑力，增长基管的使用寿命，同时能够增加夹紧件与H型钢组件之间的接触面积，保证夹紧件对H型钢组件的有效固定，保证在锁紧螺钉和夹紧件的双重作用下H型钢组件能够避免晃动。
5、三角座的设置能够有效的定位各个夹紧件的位置，保证各个夹紧件之间的距离与H型钢组件中的竖直钢板厚度一致，限定H型钢组件安装的位置，有效节约组装时间。
6、H型钢组件中紧固板与三角座的形状契合，能够最大程度上增加夹紧件与H型钢组件之间的接触面积，同时能够增加H型钢组件与三角座之间的接触面积，进一步保证H型钢组件的稳定性。
7、半环形固定板能够有效的将H型钢组件固定在钢管组件上，保证H型钢组件中的水平钢板位于抵盘与半环形固定板之间，增强H型钢组件的稳定性，保证其在受力状态下不会在安装节点处产生晃动、弯曲。
8、相接触两个所述半环形固定板接触面所在的平面不与任何一个H型钢组件产生交线，能够保证同一个H型钢组件不会与两个不同的半环形固定板产生连接，增强H型钢组件与半环形固定板之间连接的稳定型。
9、仅仅采用四个夹紧件、四个半环形固定板和两个钢管组件实现钢结构节点部分的连接，同时仅仅使用了十六个锁紧螺钉，节省了大量的安装时间。
综上所述，本发明结构巧妙，设计合理，通过钢构件和锁紧螺钉实现圆形钢管的拆卸安装，实现了构件的可重复利用，同时降低了钢结构构件节点处连接的安装难度。
附图说明
图1为本发明提出的一种装配式钢管混凝土组合节点的结构示意图；
图2为本发明提出的一种装配式钢管混凝土组合节点中安装钢管组件的结构示意图；
图3为本发明提出的一种装配式钢管混凝土组合节点安装夹紧件时的结构示意图；
图4为本发明提出的一种装配式钢管混凝土组合节点安装H型钢组件时的结构示意图；
图5为本发明提出的一种装配式钢管混凝土组合节点安装半环形固定板时的结构示意图；
图6为本发明提出的一种装配式钢管混凝土组合节点组合完成时的结构示意图；
图7为本发明提出的一种装配式钢管混凝土组合节点中钢管组件的结构示意图。
图中：1基管、2抵盘、201第一螺纹孔、3H型钢组件、301水平钢板、302第三螺纹孔、303紧固板、304竖直钢板、4半环形固定板、401第四螺纹孔、5钢筋、6封板、7套筒钢管、8夹紧件、801竖直夹板、802弧形连接座、803第二螺纹孔、9三角座、10锁紧螺钉、11限位钢管。
具体实施方式
以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。
实施例
参照图1-4，一种装配式钢管混凝土组合节点，包括基管1和多根钢筋5，且多根钢筋5位于基管1内。
基管1的两端均设有钢管组件，钢管组件包括限位钢管11、抵盘2和套筒钢管7，且限位钢管11固定设置在抵盘2靠近基管1的端面，且套筒钢管7固定设置在抵盘2远离基管1的端面，套筒钢管7的外直径D1与基管1的外直径D2相等，且套筒钢管7的内直径d1与基管1的内直径d2相等，限位钢管11插设在基管1内，且限位钢管11与基管1过盈配合；
抵盘2靠近基管1的端面上对称设置有多个三角座9，三角座9与抵盘2的接触面上靠近限位钢管11的边位于轨迹圆C上，且轨迹圆C的直径D3等于基管1的外直径D2，即三角座9与基管1的外侧壁接触；
抵盘2上均匀开设有多个第一螺纹孔201，且相邻的两个三角座9之间设有相同数目的第一螺纹孔201，每个锁紧螺钉10均位于位置相对应的第一螺纹孔201内。
两个钢管组件之间设有多个夹紧件8，夹紧件8包括对称设置的两个弧形连接座802，每个弧形连接座802上均均匀开设有多个第二螺纹孔803，且每个锁紧螺钉10均位于位置相对应的第二螺纹孔803内，两个弧形连接座802之间共同设有竖直夹板801，且竖直夹板801设置在两个弧形连接座802的两端，且三角座9位于相邻的两个夹紧件8上的两个相邻竖直夹板801之间，相邻的两个夹紧件的两个相邻竖直夹板801之间的距离a等于三角座9的厚度h。
相邻的两个夹紧件8之前夹设有H型钢组件3，H型钢组件3包括对称设置的两块水平钢板301和一块竖直钢板304，且两块水平钢板301水平设置在竖直钢板304的上下两端，每块水平钢板301上均对称开设有多个第三螺纹孔302，且每个锁紧螺钉10均位于位置相对应的第三螺纹孔302内；
竖直钢板304位于两个夹紧件8之间，且竖直钢板304的厚度与三角座9的厚度相等，竖直钢板304靠近基管1的一端设有紧固板303，且紧固板303的上下两端与位置对应的两个三角座9相抵，每块水平钢板301均与抵盘2远离基管1的端面相抵。
每个钢管组件上均对称设有两个半环形固定板4，半环形固定板4的外径D4与抵盘2的外径D5,相等，位置相对应的两个半环形固定板4接触面所在的平面不与任何一个H型钢组件3产生交线。
半环形固定板4、钢管组件、夹紧件8和H型钢组件3上共同安装有多个锁紧螺钉10，每个半环形固定板4上均开设有第四螺纹孔401，且每个锁紧螺钉10均位于位置相对应的第四螺纹孔401内；
每根钢筋5的两端均开设有外螺纹，两个钢管组件远离基管1的一端均设有封板6，每个封板6上均开设有多个钢筋孔，位于上端的封板6上开设有通孔，每根钢筋5的两端均延伸穿过位置相对应的钢筋孔并螺纹连接有螺母。
本发明在使用时，将两个钢管组件上的限位钢管11分别插入基管1的上下两端(如图2所示)，随后将夹紧件8均匀设置在两个抵盘2之间，保证抵盘2上的每个三角座9都位于两个夹紧件8之间，同时保证抵盘2上开设的第一螺纹孔201与夹紧件8上开设的第二螺纹孔803对齐(如图3所示)，随后将H型钢组件3插入对应的两个夹紧件8之间，保证紧固板303与三角座9紧密贴合，并且水平钢板301上开设的第三螺纹孔302与位置相对应的第一螺纹孔201对其(如图4所示)，然后，将半环形固定板4放置在抵盘2远离基管1的端面上，保证位置对应的两个半环形固定板4的接触面所在的平面不与任何一个H型钢组件3产生交线，并且保证半环形固定板4上开设的第四螺纹孔401与第三螺纹孔302对齐(如图5所示)，此时锁紧螺钉10依次穿过第四螺纹孔401、第三螺纹孔302、第一螺纹孔201和第二螺纹孔803完成固定。
将封板6放置在两个套筒钢管7的两端，将钢筋5穿过两个封板6上预留的钢筋孔，然后将螺母螺纹连接在钢筋5上开设的外螺纹上将封板6固定(如图6所示)，最后通过位于上端的封板6开设的通孔向组件内部浇筑混凝土即可。
尽管本文较多地使用了基管1、抵盘2、第一螺纹孔201、H型钢组件3、水平钢板301、第三螺纹孔302、紧固板303、竖直钢板304、半环形固定板4、第四螺纹孔401、钢筋5、封板6、套筒钢管7、夹紧件8、竖直夹板801、弧形连接座802、第二螺纹孔803、三角座9、锁紧螺钉10、限位钢管11等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (5)

1.一种装配式钢管混凝土组合节点，包括基管(1)和多根钢筋(5)，且多根钢筋(5)位于基管(1)内，其特征在于：所述基管(1)的两端均设有钢管组件，两个所述钢管组件之间设有多个夹紧件(8)，相邻的两个所述夹紧件(8)之前夹设有H型钢组件(3)，每个所述钢管组件上均对称设有两个半环形固定板(4)，且半环形固定板(4)、钢管组件、夹紧件(8)和H型钢组件(3)上共同安装有多个锁紧螺钉(10)；
每根所述钢筋(5)的两端均开设有外螺纹，两个所述钢管组件远离基管(1)的一端均设有封板(6)，每个所述封板(6)上均开设有多个钢筋孔，位于上端的所述封板(6)上开设有通孔，每根所述钢筋(5)的两端均延伸穿过位置相对应的钢筋孔并螺纹连接有螺母。
2.根据权利要求1所述的一种装配式钢管混凝土组合节点，其特征在于：所述钢管组件包括限位钢管(11)、抵盘(2)和套筒钢管(7)，且限位钢管(11)固定设置在抵盘(2)靠近基管(1)的端面，且套筒钢管(7)固定设置在抵盘(2)远离基管(1)的端面，所述限位钢管(11)过盈安装在基管(1)内。
3.根据权利要求2所述的一种装配式钢管混凝土组合节点，其特征在于：所述抵盘(2)靠近基管(1)的端面上对称设置有多个三角座(9)，且三角座(9)与基管(1)的外侧壁接触。
4.根据权利要求3所述的一种装配式钢管混凝土组合节点，其特征在于：所述夹紧件(8)包括对称设置的两个弧形连接座(802)，两个所述弧形连接座(802)之间共同设有竖直夹板(801)，且三角座(9)位于相邻的两个夹紧件(8)上的两个相邻竖直夹板(801)之间。
5.根据权利要求3所述的一种装配式钢管混凝土组合节点，其特征在于：所述半环形固定板(4)的外径D4与抵盘(2)的外径D5,相等，位置相对应的两个所述半环形固定板(4)接触面所在的平面不与任何一个H型钢组件(3)产生交线。
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