CN110630034A - 一种钢梁与既有钢筋砼柱铰接节点及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢梁与既有钢筋砼柱铰接节点，包括分别固定套设于既有钢筋砼柱外周壁上的钢套管，两个所述钢套管相对的一侧分别与两个节点板的一端固定连接，两个所述节点板的另一端分别与钢梁的腹板的两端固定连接，所述钢套管由两个U形钢管焊接而成，所述钢套管通过多个化学锚栓与所述既有钢筋砼柱固定连接，且所述钢套管的内周壁与所述既有钢筋砼柱的外周壁之间设置有结构胶。本发明能够实现钢梁与既有钢筋砼柱铰接连接，设计传力明确，能可靠传递剪力；构造简单，施工方便，实用性强，可广泛应用于建筑结构改造工程中。
Description
技术领域
本发明涉及建筑工程结构改造领域，尤其涉及一种钢梁与既有钢筋砼柱铰接节点及其施工方法。
背景技术
我国的建筑行业经过几十年的高速发展，各式各样的建筑如雨后春笋搬拔地而起，已经建成的存量建筑数量已经非常庞大。随着我国经济的发展和人们生活水平的提高，人们对建筑的功能和品质要求越来越高，一些旧有建筑已经不能满足人们的使用需求，但是建筑还没有达到使用年限或没有达到拆除的标准，因此，就需要对既有建筑进行建筑结构改造，以满足新时代人们对建筑物的新要求。
目前，建筑结构改造工程中，经常遇到钢梁与既有钢筋砼柱连接的情况，例如在既有混凝土框架结构中添加钢结构夹层的改造工程中，就需要将钢梁和既有钢筋砼柱进行连接。目前，由于钢梁与既有钢筋砼柱连接存在困难，遇到类似问题有两种解决办法，一是另立新钢柱与钢梁连接，避开钢梁与既有钢筋砼柱的直接连接，二是在既有钢筋砼柱通过植筋的方法后植钢埋件，然后将钢梁与钢埋件进行连接。然而，这两种方法都有各自的缺陷，第一种方法增加了材料消耗和施工周期，从而增加了工程成本，第二种方法施工难度大，安全可靠性差。本发明介绍一种钢梁与既有钢筋砼柱新型连接节点，能够实现钢梁与既有钢筋砼柱铰接连接。
发明内容
本发明的目的是提供一种钢梁与既有钢筋砼柱铰接节点及其施工方法，解决上述背景技术中提到的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明首先公开了一种钢梁与既有钢筋砼柱铰接节点，包括分别固定套设于既有钢筋砼柱外周壁上的钢套管，两个所述钢套管相对的一侧分别与两个节点板的一端固定连接，两个所述节点板的另一端分别与钢梁的腹板的两端固定连接。
进一步的，所述钢套管由两个U形钢管焊接而成。
进一步的，所述钢套管通过多个化学锚栓与所述既有钢筋砼柱固定连接，且所述钢套管的内周壁与所述既有钢筋砼柱的外周壁之间设置有结构胶。
进一步的，多个所述化学锚栓的直径不小于12mm，锚固深度不小于60mm，各所述化学锚栓的间距不应小于6倍锚栓外径，靠近所述钢套管边缘的所述化学锚栓的边距不应小于6倍锚栓外径。
进一步的，所述钢套管的壁厚为所述钢梁的翼缘厚度的1.2～1.5倍，所述钢套管的高度比所述钢梁的截面高至少500mm，即比所述钢梁的上下翼缘分别高至少250mm。
进一步的，各所述节点板的一端通过焊接与所述钢套管固定连接，各所述节点板的另一端通过多个普通螺栓与所述钢梁的腹板固定连接。
进一步的，所述节点板的厚度比所述钢梁的腹板厚2～4mm。
本发明还公开了一种上述的钢梁与既有钢筋砼柱铰接节点的施工方法，其包括如下步骤：
a、准确测量所述既有钢筋砼柱的截面大小；
b、根据测量所得的所述既有钢筋砼柱的截面大小进行结构计算确定所述钢梁的截面大小；
c、根据所述既有钢筋砼柱的截面大小确定所述钢套管的内部截面大小，根据所述钢梁的截面大小确定所述钢套管的壁厚和高度；
d、根据所述钢套管的轮廓大小对所述化学锚栓5的位置进行合理布置，之后进行结构计算，确定所述化学锚栓5的直径和数量；
e、根据对所述化学锚栓的布置，在所述既有钢筋砼柱和所述钢套管上打孔；
f、在所述既有钢筋砼柱的外壁和所述钢套管的内壁刷涂结构胶，使所述钢套管与所述既有钢筋砼柱相粘合，之后在所述既有钢筋砼柱和所述钢套管相对应的钻孔中植入所述化学锚栓；
g、将组成所述钢套管的两段U形钢管焊接成一个整体；
h、在两个所述钢套管相对的一侧分别固定焊接所述节点板；
i、通过多个普通螺栓使两个所述节点板分别与所述钢梁的腹板两端固定连接。
进一步的，在所述步骤f中，对所述的既有钢筋砼柱的外壁及所述钢套管的内壁在刷涂结构胶之前需进行粗化处理，再用清洗剂进行清洗。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
本发明能够实现钢梁与既有钢筋砼柱铰接连接，设计传力明确，能可靠传递剪力；构造简单，施工方便，实用性强，可广泛应用于建筑结构改造工程中。
附图说明
下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
图1为本发明结构示意图；
图2为图1的俯视结构示意图；
图3为钢套管侧视结构示意图；
图4为钢套管俯视结构示意图；
附图标记说明：1、既有钢筋砼柱；2、钢套管；3、节点板；4、钢梁；5、化学锚栓；6、普通螺栓。
具体实施方式
如图1-图4所示，一种钢梁与既有钢筋砼柱铰接节点，包括分别固定套设于既有钢筋砼柱1的外周壁上的钢套管2，其中所述钢套管2由两个U形钢管焊接而成。所述钢套管2相对的一侧分别与两个节点板3的一端固定连接，两个所述节点板3的另一端分别与钢梁4的腹板的两端固定连接。其中所述钢套管2、所述节点板3与所述钢梁4的钢材材质相同。
所述钢套管2通过多个化学锚栓5与所述既有钢筋砼柱1固定连接，且所述钢套管2的内周壁与所述既有钢筋砼柱1的外周壁之间设置有结构胶。其中多个所述化学锚栓5的直径不小于12mm，锚固深度不小于60mm，各所述化学锚栓5的间距不应小于6倍锚栓外径，靠近所述钢套管2边缘的所述化学锚栓5 的边距不应小于6倍锚栓外径。
所述钢套管2的壁厚为所述钢梁4的翼缘厚度的1.2～1.5倍，所述钢套管2的高度比所述钢梁4的截面高至少500mm，即比所述钢梁4的上下翼缘分别高至少250mm。
各所述节点板3的一端通过焊接与所述钢套管2固定连接，各所述节点板3 的另一端通过多个普通螺栓6与所述钢梁4的腹板固定连接。
所述节点板3的厚度比所述钢梁4的腹板厚2～4mm。
另外，本发明还公开了一种上述的钢梁与既有钢筋砼柱铰接节点的施工方法，其包括如下步骤：
a、准确测量所述既有钢筋砼柱1的截面大小；
b、根据测量所得的所述既有钢筋砼柱1的截面大小并结合国家规定的建筑结构规范标准和国家认证的建筑结构计算软件，进行结构计算以确定所述钢梁4 的截面大小，例如通过测量钢筋砼柱的截面尺寸为550mm×550mm，通过结构计算确定钢梁的截面尺寸规格为HM390×300×10×16mm。
c、根据所述既有钢筋砼柱1的截面大小确定所述钢套管2的内部截面大小，根据所述钢梁4的截面大小确定所述钢套管2的壁厚和高度，根据上述的钢梁规格，钢套管壁厚通常为钢梁益源厚度的1.2～1.5倍，可取钢套管壁厚为22mm，钢管套高度为390+250+250＝890mm，钢套管截面尺寸为既有钢筋砼柱截面尺寸加壁厚，因此其截面尺寸规格为594×594×22mm。
d、根据所述钢套管2的轮廓大小对所述化学锚栓5的位置进行合理布置，之后进行结构计算，确定所述化学锚栓5的直径和数量；由于化学锚栓使用在承重结构中，所述化学锚栓的公称直径不应小于12mm，锚固深度不应小于60mm，锚栓间距和边距不应小于6倍锚栓外径。例如使用M12×160mm化学锚栓时，适宜间距可取270mm，边距可取135mm。
e、根据对所述化学锚栓5的布置，在所述既有钢筋砼柱1和所述钢套管2 上打孔。
f、在所述既有钢筋砼柱1的外壁和所述钢套管2的内壁刷涂结构胶，使所述钢套管2与所述既有钢筋砼柱1相粘合。在对所述的既有钢筋砼柱1的外壁及所述钢套管2的内壁在刷涂结构胶之前，可以对既有钢筋砼柱1的外壁及钢套管2的内壁进行粗化处理，再用清洗剂进行清洗。
之后在所述既有钢筋砼柱1和所述钢套管2相对应的钻孔中植入所述化学锚栓；在植入化学锚栓之前，锚孔内应无浮动灰尘，碎屑，必要时可用工业丙酮清洗孔壁；还要保持锚孔干燥，干燥度不满足锚固胶使用要求时，应对锚孔进行干燥处理；化学锚栓与钻孔之间的空隙应用锚栓胶填充密实，并且化学锚栓安装后不应产生锚固胶的流失，固化时间内螺杆不应有明显位移，植入的化学锚栓应立即矫正方向，以保证植入的锚栓处于孔洞的中心位置。
g、将组成所述钢套管2的两段U形钢管焊接成一个整体。
h、在两个所述钢套管2相对的一侧分别固定焊接所述节点板4。
i、通过多个普通螺栓6使两个所述节点板4分别与所述钢梁4的腹板两端固定连接，所述普通螺栓的直径及数量应结合国家规定的建筑结构规范标准和建筑结构相关公式进行结构计算来确定。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (9)
1.一种钢梁与既有钢筋砼柱铰接节点，其特征在于：包括分别固定套设于既有钢筋砼柱(1)外周壁上的钢套管(2)，两个所述钢套管(2)相对的一侧分别与两个节点板(3)的一端固定连接，两个所述节点板(3)的另一端分别与钢梁(4)的腹板的两端固定连接。
2.根据权利要求1所述的钢梁与既有钢筋砼柱铰接节点，其特征在于：所述钢套管(2)由两个U形钢管焊接而成。
3.根据权利要求1所述的钢梁与既有钢筋砼柱铰接节点，其特征在于：所述钢套管(2)通过多个化学锚栓(5)与所述既有钢筋砼柱(1)固定连接，且所述钢套管(2)的内周壁与所述既有钢筋砼柱(1)的外周壁之间设置有结构胶。
4.根据权利要求3所述的钢梁与既有钢筋砼柱铰接节点，其特征在于：多个所述化学锚栓(5)的直径不小于12mm，锚固深度不小于60mm，各所述化学锚栓(5)的间距不应小于6倍锚栓外径，靠近所述钢套管(2)边缘的所述化学锚栓(5)的边距不应小于6倍锚栓外径。
5.根据权利要求1所述的钢梁与既有钢筋砼柱铰接节点，其特征在于：所述钢套管(2)的壁厚为所述钢梁(4)的翼缘厚度的1.2～1.5倍，所述钢套管(2)的高度比所述钢梁(4)的截面高至少500mm，即比所述钢梁(4)的上下翼缘分别高至少250mm。
6.根据权利要求1所述的钢梁与既有钢筋砼柱铰接节点，其特征在于：各所述节点板(3)的一端通过焊接与所述钢套管(2)固定连接，各所述节点板(3)的另一端通过多个普通螺栓(6)与所述钢梁(4)的腹板固定连接。
7.根据权利要求6所述的钢梁与既有钢筋砼柱铰接节点，其特征在于：所述节点板(3)的厚度比所述钢梁(4)的腹板厚2～4mm。
8.根据权利要求1所述的钢梁与既有钢筋砼柱铰接节点的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：
a、准确测量所述既有钢筋砼柱(1)的截面大小；
b、根据测量所得的所述既有钢筋砼柱(1)的截面大小进行结构计算确定所述钢梁(4)的截面大小；
c、根据所述既有钢筋砼柱(1)的截面大小确定所述钢套管(2)的内部截面大小，根据所述钢梁(4)的截面大小确定所述钢套管(2)的壁厚和高度；
d、根据所述钢套管2的轮廓大小对所述化学锚栓(5)的位置进行合理布置，之后进行结构计算，确定所述化学锚栓(5)的直径和数量；
e、根据对所述化学锚栓(5)的布置，在所述既有钢筋砼柱(1)和所述钢套管(2)上打孔；
f、在所述既有钢筋砼柱(1)的外壁和所述钢套管(2)的内壁刷涂结构胶，使所述钢套管(2)与所述既有钢筋砼柱(1)相粘合，之后在所述既有钢筋砼柱(1)和所述钢套管(2)相对应的钻孔中植入所述化学锚栓(5)；
g、将组成所述钢套管(2)的两段U形钢管焊接成一个整体；
h、在两个所述钢套管(2)相对的一侧分别固定焊接所述节点板(4)；
i、通过多个普通螺栓(6)使两个所述节点板(4)分别与所述钢梁(4)的腹板两端固定连接。
9.根据权利要求8所述的钢梁与既有钢筋砼柱铰接节点的施工方法，其特征在于：在所述步骤f中，对所述的既有钢筋砼柱(1)的外壁及所述钢套管(2)的内壁在刷涂结构胶之前需进行粗化处理，再用清洗剂进行清洗。
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