CN111255073B - 一种钢-混凝土组合梁柱抗震连接结构 - Google Patents

一种钢-混凝土组合梁柱抗震连接结构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种钢‑混凝土组合梁柱抗震连接结构，包括梁，梁的左右两端分别设置有连接件，连接件内设置有柱，梁包括工字钢、第一保护架和第二保护架，工字钢的前后面分别插入有第一保护架和第二保护架，所述第一保护架包括第一侧板、第一连接板和多个第一加强板，所述第二保护架包括第二侧板、第二连接板和多个第二加强板，第一侧板和第二侧板的上端均向外倾斜，第一侧板和第二侧板的下端分别与工字钢的下翼板的外侧相连接，工字钢、第一保护架和第二保护架榫卯式连接成倒梯形结构体，梁和柱通过连接件榫卯式连接，目的是解决现有技术中梁柱连接结构在遭遇强震时容易弯曲变形和开裂的问题。

Description

一种钢-混凝土组合梁柱抗震连接结构
技术领域
本发明涉及建筑技术领域，具体涉及一种钢-混凝土组合梁柱抗震连接结构。
背景技术
现有钢结构技术中的梁柱的连接节点一般为焊接，在遭遇强震时，钢结构的梁柱焊接节点延性差，会因为应力集中出现脆性断裂，造成巨大的财产损失，比如，授权公告号为CN207525901U的实用新型专利中公开的隔板单侧边缘开洞的梁柱连接节点，其主要的技术方案是：钢梁与中空的钢柱通过连接板固定，其中钢柱的顶部边缘开孔，优势是施工工序简单，便于运输，缺点是，钢梁的上下翼板与钢柱为焊接，抗震性差，钢梁和钢柱的连接处节点处会因为应力集中导致弯曲变形甚至开裂。
发明内容
针对现有技术中梁柱连接结构在遭遇强震时容易弯曲变形和开裂的问题，本发明提供一种钢-混凝土组合梁柱抗震连接结构，该连接结构延性好，不容易弯曲变形和开裂，抗震性能好。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种钢-混凝土组合梁柱抗震连接结构，包括水平的梁，梁的左右两端分别设置有连接件，连接件内设置有竖直向下伸出的柱；
所述梁包括水平的工字钢、第一保护架和第二保护架，两个连接件之间的工字钢的前后面分别插入有第一保护架和第二保护架，所述工字钢是由上、下翼板和连接上、下翼板的竖直的腹板组成的工字形钢结构，腹板左右两端各设置有两个上下对应的、前后连通的通孔，所述第一保护架包括第一侧板、设置在第一侧板两端的第一连接板和设置在第一侧板内侧的多个第一加强板，所述第一侧板的左右端分别设置有第一凹槽，第一连接板的前面设置有插入第一凹槽内的第一凸起，两个第一连接板的后面设置有第二凸起，任意一个第二凸起插入相对应的工字钢腹板的其中一端的两个通孔中一个通孔内，所述第一加强板的内侧和工字钢的上翼板外侧卡接，所述第二保护架包括第二侧板、设置在第二侧板两端的第二连接板和设置在第二侧板内侧的多个第二加强板，所述第二侧板的左右端分别设置有第二凹槽，第二连接板的后面设置有插入第二凹槽内的第三凸起，两个第二连接板的前面设置有第四凸起，任意一个第四凸起插入相对应的工字钢腹板的其中一端的两个通孔中其中另一个通孔内，所述第二加强板的内侧和工字钢的上翼板外侧卡接，第一侧板和第二侧板的上端均向外倾斜，第一侧板和第二侧板的下端分别与工字钢的下翼板的外侧相连接，第一侧板和第二侧板的上端分别与工字钢的上翼板外侧有间距，多个第一加强板和多个第二加强板分别将第一保护架、第二保护架分隔成多个第一空腔；
所述柱是竖直的上下开口的中空钢柱体，柱上端的外壁设置有第四凹槽，所述柱内部构成第二空腔；
所述连接件是上下开口的钢筒体，连接件连接在工字钢的两端，连接件和工字钢相连的侧面设置有前后排列的第一梯形凸起和梯形凹槽，工字钢的上下翼板的左右两端面分别设置有插入梯形凹槽的第五凸起和卡住第一梯形凸起的第三凹槽，工字钢的下翼板下部的连接件的侧面设置有长方形凸起，所述连接件的内侧壁设置有第二梯形凸起，第二梯形凸起穿装在第四凹槽内，将连接件和柱相连接。
进一步地，所述第一空腔内浇筑混凝土构成倒梯形梁体。
进一步地，所述第二空腔内浇筑混凝土。
进一步地，所述第一保护架和第二保护架均为长度相同的钢体架。
进一步地，所述工字钢、第一保护架和第二保护架的顶面均在同一平面上。
进一步地，所述第一连接板和第二连接板均是竖直的板体，第一连接板和第二连接板的顶部分别设置有卡在工字钢上翼板上的第一槽体。
进一步地，所述第一加强板和第二加强板均是竖直的板体，第一加强板和第二加强板的高度均大于工字钢的上翼板厚度，第一加强板和第二加强板的内侧顶部分别设置有卡在工字钢上翼板外侧的第二槽体。
进一步地，所述第一连接板的外侧与连接件的间距为15cm～20cm，所述第二连接板的外侧与连接件的间距为15cm～20cm。
进一步地，所述工字钢、连接件和柱的顶面在同一平面上。
进一步地，所述第四凹槽的高度小于连接件的高度。
通过上述技术方案，本发明的有益效果为：
1.本申请的倒梯形梁体结构可以增加梁的刚性，在相同尺寸的工字钢梁结构相比较下，增加了梁的挠度和载荷的安全性。
2.梁与柱连接结构的延性增强，梁和柱之间通过连接件榫卯式连接，在遭受强烈地震时，梁、柱和连接件之间相互摩擦，从而吸收地震能量，提高连接结构的抗震性能，防止连接结构弯曲变形和开裂。
3.本申请的第一保护架和第二保护架与工字钢之间榫卯式连接，在遭受强烈地震时，第一保护架和第二保护架与工字钢之间相互摩擦，从而吸收地震能量，提高梁的抗震性能。
4.本申请的梁、柱相互构成混凝土-钢组合结构，可以增加连接结构的延性，提高本申请的抗震性能。
附图说明
图1是本发明的立体结构图；
图2是本发明的主视图；
图3是本发明的俯视图；
图4是图3 A-A剖视（放大）图；
图5是图3 B-B剖视（放大）图。
附图中标号为：2为连接件，3为柱，10为工字钢，11为第一保护架，11a为第一侧板,11b为第一连接板，11c为第一加强板，12为第二保护架，12a为第二侧板，12b为第二连接板，12c为第二加强板，13为第一空腔，14为第二空腔，20为第一梯形凸起，100为第五凸起，101为长方形凸起，102为第二梯形凸起，110为第一凸起，111为第二凸起，120为第三凸起，121为第四凸起。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明：
如图1～图5所示，一种钢-混凝土组合梁柱抗震连接结构，包括水平的梁，梁的左右两端分别设置有连接件2，连接件2内设置有竖直向下伸出的柱3。
所述梁包括水平的工字钢10、第一保护架11和第二保护架12，两个连接件2之间的工字钢10的前后面分别插入有第一保护架11和第二保护架12，所述工字钢10是由上、下翼板和连接上、下翼板的竖直的腹板组成的工字形钢结构，腹板左右两端各设置有两个上下对应的、前后连通的通孔，所述第一保护架11包括第一侧板11a、设置在第一侧板11a两端的第一连接板11b和设置在第一侧板11a内侧的多个第一加强板11c，所述第一侧板11a的左右端分别设置有第一凹槽，第一连接板11b的前面设置有插入第一凹槽内的第一凸起110，两个第一连接板11b的后面设置有第二凸起111，任意一个第二凸起111插入相对应的工字钢10腹板的其中一端的两个通孔中一个通孔内，所述第一加强板11c的内侧和工字钢10的上翼板外侧卡接，所述第二保护架12包括第二侧板12a、设置在第二侧板12a两端的第二连接板12b和设置在第二侧板12a内侧的多个第二加强板12c，所述第二侧板12a的左右端分别设置有第二凹槽，第二连接板12b的后面设置有插入第二凹槽内的第三凸起120，两个第二连接板12b的前面设置有第四凸起121，任意一个第四凸起121插入相对应的工字钢10腹板的其中一端的两个通孔中其中另一个通孔内，所述第二加强板12c的内侧和工字钢10的上翼板外侧卡接，第一侧板11a和第二侧板12a的上端均向外倾斜，第一侧板11a和第二侧板12a的下端分别与工字钢10的下翼板的外侧相连接，第一侧板11a和第二侧板12a的上端分别与工字钢10的上翼板外侧有间距，多个第一加强板11c和多个第二加强板12c分别将第一保护架11、第二保护架12分隔成多个第一空腔13。
所述柱3是竖直的上下开口的中空钢柱体，柱3上端的外壁设置有第四凹槽，所述柱3内部构成第二空腔14。
所述连接件2是上下开口的钢筒体，连接件2连接在工字钢10的两端，连接件和工字钢10相连的侧面设置有前后排列的第一梯形凸起20和梯形凹槽，工字钢10的上下翼板的左右两端面分别设置有插入梯形凹槽的第五凸起100和卡住第一梯形凸起20的第三凹槽，工字钢10的下翼板下部的连接件2的侧面设置有长方形凸起101，所述连接件2的内侧壁设置有第二梯形凸起102，第二梯形凸起穿装在第四凹槽内，将连接件2和柱3相连接。
所述第一空腔13内浇筑混凝土构成倒梯形梁体。
所述第二空腔14内浇筑混凝土。
所述第一保护架11和第二保护架12均为长度相同的钢体架。
所述工字钢10、第一保护架11和第二保护架12的顶面均在同一平面上。
所述第一连接板11b和第二连接板12b均是竖直的板体，第一连接板11b和第二连接板12b的顶部分别设置有卡在工字钢10上翼板上的第一槽体。
所述第一加强板11c和第二加强板12c均是竖直的板体，第一加强板11c和第二加强板12c的高度均大于工字钢10的上翼板厚度，第一加强板11c和第二加强板12c的内侧顶部分别设置有卡在工字钢10上翼板外侧的第二槽体。
所述第一连接板11b的外侧与连接件2的间距为15cm～20cm，所述第二连接板12b的外侧与连接件2的间距为15cm～20cm。
所述工字钢10、连接件2和柱3的顶面在同一平面上。
所述第四凹槽的高度小于连接件2的高度。
本申请的倒梯形梁体结构可以增加梁的刚性，在相同尺寸的工字钢梁结构相比较下，增加了梁的挠度和载荷的安全性。
梁与柱连接结构的延性增强，梁和柱之间通过连接件榫卯式连接，在遭受强烈地震时，梁、柱和连接件之间相互摩擦，从而吸收地震能量，提高连接结构的抗震性能，防止连接结构弯曲变形和开裂。
本申请的第一保护架11和第二保护架12与工字钢10之间榫卯式连接，在遭受强烈地震时，第一保护架和第二保护架与工字钢之间相互摩擦，从而吸收地震能量，提高梁的抗震性能。
本申请的梁、柱相互构成混凝土-钢组合结构，可以增加连接结构的延性，提高本申请的抗震性能。
以上结合附图详细描述了本发明的具体实施方式，但是，上述描述内容并不是对发明的限制，在不违背本发明的精神即公开范围内，凡是对发明的技术方案进行多种等同或等效的变形或替换均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种钢-混凝土组合梁柱抗震连接结构，其特征在于，包括水平的梁，梁的左右两端分别设置有连接件（2），连接件（2）内设置有竖直向下伸出的柱（3）；
所述梁包括水平的工字钢（10）、第一保护架（11）和第二保护架（12），两个连接件（2）之间的工字钢（10）的前后面分别插入有第一保护架（11）和第二保护架（12），所述工字钢（10）是由上、下翼板和连接上、下翼板的竖直的腹板组成的工字形钢结构，腹板左右两端各设置有两个上下对应的、前后连通的通孔，所述第一保护架（11）包括第一侧板（11a）、设置在第一侧板（11a）两端的第一连接板（11b）和设置在第一侧板（11a)内侧的多个第一加强板（11c），所述第一侧板（11a）的左右端分别设置有第一凹槽，第一连接板（11b）的前面设置有插入第一凹槽内的第一凸起（110），两个第一连接板（11b）的后面设置有第二凸起（111），任意一个第二凸起（111）插入相对应的工字钢（10）腹板的其中一端的两个通孔中一个通孔内，所述第一加强板（11c）的内侧和工字钢（10）的上翼板外侧卡接，所述第二保护架（12）包括第二侧板（12a）、设置在第二侧板（12a）两端的第二连接板（12b）和设置在第二侧板（12a）内侧的多个第二加强板（12c），所述第二侧板（12a）的左右端分别设置有第二凹槽，第二连接板（12b）的后面设置有插入第二凹槽内的第三凸起（120），两个第二连接板（12b）的前面设置有第四凸起（121），任意一个第四凸起（121）插入相对应的工字钢（10）腹板的其中一端的两个通孔中其中另一个通孔内，所述第二加强板（12c）的内侧和工字钢（10）的上翼板外侧卡接，第一侧板（11a)和第二侧板（12a）的上端均向外倾斜，第一侧板（11a)和第二侧板（12a）的下端分别与工字钢（10）的下翼板的外侧相连接，第一侧板（11a)和第二侧板（12a）的上端分别与工字钢（10）的上翼板外侧有间距，多个第一加强板（11c）和多个第二加强板（12c）分别将第一保护架（11）、第二保护架（12）分隔成多个第一空腔（13）；
所述柱（3）是竖直的上下开口的中空钢柱体，柱（3）上端的外壁设置有第四凹槽，所述柱（3）内部构成第二空腔（14）；
所述连接件（2）是上下开口的钢筒体，连接件（2）连接在工字钢（10）的两端，连接件和工字钢（10）相连的侧面设置有前后排列的第一梯形凸起（20）和梯形凹槽，工字钢（10）的上下翼板的左右两端面分别设置有插入梯形凹槽的第五凸起（100）和卡住第一梯形凸起（20）的第三凹槽，工字钢（10）的下翼板下部的连接件（2）的侧面设置有长方形凸起（101），所述连接件（2）的内侧壁设置有第二梯形凸起（102），第二梯形凸起穿装在第四凹槽内，将连接件（2）和柱（3）相连接。
2.根据权利要求1所述的一种钢-混凝土组合梁柱抗震连接结构，其特征在于，所述第一空腔（13）内浇筑混凝土构成倒梯形梁体。
3.根据权利要求1所述的一种钢-混凝土组合梁柱抗震连接结构，其特征在于，所述第二空腔（14）内浇筑混凝土。
4.根据权利要求1所述的一种钢-混凝土组合梁柱抗震连接结构，其特征在于，所述第一保护架（11）和第二保护架（12）均为长度相同的钢体架。
5.根据权利要求4所述的一种钢-混凝土组合梁柱抗震连接结构，其特征在于，所述工字钢（10）、第一保护架（11）和第二保护架（12）的顶面均在同一平面上。
6.根据权利要求5所述的一种钢-混凝土组合梁柱抗震连接结构，其特征在于，所述第一连接板（11b）和第二连接板（12b）均是竖直的板体，第一连接板（11b）和第二连接板（12b）的顶部分别设置有卡在工字钢（10）上翼板上的第一槽体。
7.根据权利要求6所述的一种钢-混凝土组合梁柱抗震连接结构，其特征在于，所述第一加强板（11c）和第二加强板（12c）均是竖直的板体，第一加强板（11c）和第二加强板（12c）的高度均大于工字钢（10）的上翼板厚度，第一加强板（11c）和第二加强板（12c）的内侧顶部分别设置有卡在工字钢（10）上翼板外侧的第二槽体。
8.根据权利要求7所述的一种钢-混凝土组合梁柱抗震连接结构，其特征在于，所述第一连接板（11b）的外侧与连接件（2）的间距为15cm～20cm，所述第二连接板（12b）的外侧与连接件（2）的间距为15cm～20cm。
9.根据权利要求1所述的一种钢-混凝土组合梁柱抗震连接结构，其特征在于，所述工字钢（10）、连接件（2）和柱（3）的顶面在同一平面上。
10.根据权利要求1所述的一种钢-混凝土组合梁柱抗震连接结构，其特征在于，所述第四凹槽的高度小于连接件（2）的高度。
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