CN112049253B - 一种桁架本体与混凝土结构连接节点、桁架及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桁架本体与混凝土结构连接节点、桁架及方法，该连接节点包括第一横梁、第二横梁、第一型钢和第二型钢；第一横梁和第二横梁分别为混凝土结构中的两个横梁延伸而成，延伸末端露出工型钢，第一横梁的末端为第一末端，第二横梁的末端为第二末端；第一末端的工字型钢与桁架本体的顶部焊接；第二末端的工字型钢补焊钢板，形成L型卡槽，第二型钢的一端焊接于L型卡槽，另一端与桁架本体的底部焊接；第一横梁和第二横梁的一端均与竖直放置的第一型钢焊接；第一型钢与桁架本体的下端焊接。本发明的连接节点安装便利，施工措施好，安全可靠，成本低。

Description

一种桁架本体与混凝土结构连接节点、桁架及方法

技术领域

本发明属于建筑技术领域，尤其涉及一种桁架本体与混凝土结构连接节点、桁架及方法。

背景技术

目前，对于公共建筑内的大体量公用空间，需要采用桁架结构来满足建筑功能，传统的做法是将桁架结构，直接与混凝土构件相连，即通过在混凝土立柱上横向安装两个外伸牛腿，通过螺栓将牛腿与桁架固定连接，如图1所示。

但是，将桁架结构与混凝土结构直接连接，主要存在以下缺陷和不足：

1)桁架构件占用建筑平面功能；

2)桁架与混凝土构件节点不宜满足设计要求，截面偏大，成本高；

3)桁架自重太大，安装过程很难满足安装定位需要，需要大型吊装机械配合工艺繁琐，施工难度大，施工过程长，费用高。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种桁架本体与混凝土结构连接节点、桁架及方法，用以解决现有技术中安装过程很难满足安装定位需要、施工难度大、施工周期长的难题。本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种桁架本体与混凝土结构连接节点，混凝土结构包括一个立柱和位于立柱一侧的两个横梁，两个横梁内均预埋有工字型钢，桁架本体为型钢桁架本体，该连接节点包括第一横梁、第二横梁、第一型钢和第二型钢；

第一横梁和第二横梁分别为混凝土结构中的两个横梁延伸而成，延伸末端均露出工型钢，第一横梁的末端为第一末端，第二横梁的末端为第二末端；

第一末端的工字型钢与桁架本体的顶部焊接；

第二末端的工字型钢补焊钢板，形成L型卡槽，第二型钢的一端焊接于L型卡槽，另一端与桁架本体的底部焊接；

第一横梁和第二横梁的一端均与混凝土结构的立柱连接，另一端均与竖直放置的第一型钢焊接；

第一型钢与桁架本体的下端焊接。

进一步地，第一末端的工字型钢补焊钢板，形成与桁架本体顶部的型钢端面一致的接口。

进一步地，第一型钢与桁架本体的侧面通过至少一个钢板焊接。

进一步地，该连接节点还包括第三型钢，第三型钢的一端可拆卸安装于第一横梁与第一型钢构成的夹角，第三型钢的另一端可拆卸安装于第二横梁与立柱构成的夹角。

本发明还提供了一种桁架，包括桁架本体和上述桁架本体与混凝土结构连接节点。

进一步地，桁架本体为弧形结构。

进一步地，桁架本体包括上弦杆、下弦杆和至少两个腹杆，上弦杆与下弦杆均为弧形，上弦杆与下弦杆平行；腹杆焊接于上弦杆与下弦杆之间；上弦杆、下弦杆和腹杆均为型钢。

进一步地，上弦杆的数量为2个，两个上弦杆之间焊接腹杆。

进一步地，相邻两个腹杆与上弦杆或下弦杆构成三角形。

本发明还提供了一种桁架本体与混凝土结构的连接方法，采用上述桁架本体与混凝土结构连接节点，该方法包括如下步骤：

步骤一：将混凝土结构的两个横梁穿过立柱，延伸灌注至桁架本体一端，延伸末端均未灌注混凝土，露出工字型钢；

步骤二：将竖直放置的第一型钢的两端分别焊接于两个延伸末端的工字型钢上；

步骤三：第一末端的工字型钢与桁架本体的顶部焊接；

步骤四：第二末端的工字型钢补焊钢板，形成L型卡槽，第二型钢的一端焊接于L型卡槽，另一端与桁架本体的底部焊接。

与现有技术相比，本发明至少具有如下实用效果之一：

1)解决了桁架本体占用建筑平面功能的技术问题，本方案节省空间；

2)将第一横梁、第二横梁、第一型钢连接为一个整体，提高了桁架与混凝土构件抗剪强度高，增大构件截面，成本低；

3)由于桁架自重太大，现有技术中采用螺栓紧固，安装过程中对定位精度要求高，而且整个过程在高空作业，对操作人员的技能要求高，需要大型吊装机械配合工艺繁琐，施工难度大，施工过程长，费用高。

本申请相对现有技术，采用焊接工艺，使得整体结构更牢靠，且安装时对定位精度要求第，安装便利，不会产生施工误差，高空安装方便，施工措施好，安全可靠。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的特征和优点从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为现有技术中桁架本体与混凝土结构连接节点的结构示意图；

图2为本申请桁架本体与混凝土结构连接节点的结构示意图；

图3为图2中节点A的局部放大图；

图4为图3中A-A剖面图；

图5为图2中节点B的局部放大图；

图6为桁架的俯视图；

图7为桁架的展开图；

图8为桁架本体的局部放大图。

图中：1-混凝土结构；11-立柱；12-横梁；13-工字型钢；2-桁架本体；21-上弦杆；22-下弦杆；23-腹杆；3-连接节点；31-第一横梁；32-第二横梁；33-第一型钢；34-第二型钢；35-第一末端；36-第二末端；37-第三型钢；38-钢板；4-L型钢板；5-外伸牛腿；6-螺栓；7-竖向补强钢板；8-加强筋。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本发明一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

本发明提供了一种桁架本体与混凝土结构连接节点，如图2-5所示，混凝土结构1包括一个立柱11和位于立柱11一侧的两个横梁12，两个横梁12内均预埋有工字型钢13，桁架本体2为型钢桁架本体，也就是说，桁架本体12由型钢连接而成，具体的，型钢包括工字型钢、T型钢、H型钢中的一种或多种。

该连接节点3包括第一横梁31、第二横梁32、第一型钢33和第二型钢34。

第一横梁31和第二横梁32分别为混凝土结构1中的两个横梁12延伸而成。

需要说明的是，第一横梁31和第二横梁32分别与横梁12一体成型，即第一横梁31和第二横梁32中的型钢与横梁12中的工字型钢13相连接，优选的，第一横梁31与第二横梁32中预埋的型钢为工字型钢，该工字型钢与横梁12中的工字型钢13为一体，这样设计，有利于提高第一横梁31和第二横梁32的强度，能够更好的支撑固定桁架本体2。

延伸末端均未灌注混凝土，露出工字型钢。第一横梁31的末端为第一末端35，第二横梁32的末端为第二末端36。

具体的，为了便于第一横梁31和第二横梁32与桁架本体2的端部连接，第一横梁31和第二横梁32的末端未灌注混凝土，露出工字型钢，将该工字型钢与桁架本体2的型钢焊接，能够更稳固的连接桁架本体2与第一横梁31和第二横梁32。

第一末端35的工字型钢与桁架本体2的顶部焊接。第一末端35的工字型钢补焊钢板，形成与桁架本体2顶部的型钢端面一致的接口。

具体的，如果桁架本体2顶部的型钢也为工字型钢，且两个工字型钢的尺寸相同，直接将两个工字型钢的截面焊接即可；如果两个工字型钢的尺寸不同，则通过补焊钢板，使得两个工字型钢的截面相同，再进行焊接；如果桁架本体2顶部的型钢不是工字型钢，则通过在第一末端35的工字型钢补焊钢板，使得补焊后的第一末端35截面尺寸等于或大于桁架本体2顶部的型钢截面尺寸，再将补焊后的第一末端35与桁架本体2顶部的型钢焊接即可。示例性的，桁架本体2顶部的型钢为口字型钢，且工字型钢的尺寸大于口字型钢，则在工字型钢上焊接2个相对放置的L型钢板4，工字型钢与2个L型钢组成口字型钢，将组成的口字型钢与桁架本体1顶部的口字型钢截面焊接。

为了提高第一末端35的工字型钢的强度，一方面，在第一末端35的混凝土与工字型钢交界处焊接竖向补强钢板7；另一方面，将焊接的L型钢板延伸至混合土结构内。

第二末端36的工字型钢补焊钢板，形成L型卡槽，第二型钢34的一端焊接于L型卡槽，另一端与桁架本体2的底部焊接，通过第二型钢34和L型卡槽将桁架本体2的底部支撑于第二横梁32上。

具体的，在第二末端36的工字型钢的下半部分焊接两个加强筋8，两个加强筋8分别焊接于工字型钢的两侧，均与工字型钢的中间和底部焊接。

第二型钢34的下端加工成与L型卡槽相配合的L型，即包括一个水平面和一个竖直面，第二末端36的工字型钢的上半部分补焊成与第二型钢34下端的竖直面接口一致的形状，然后再将其与第二型钢34的竖直面焊接。

为了增加第二末端36的强度，将焊接的加强筋8延伸至混合土结构内。

为了提高第二末端36的工字型钢的强度，一方面，在第二末端36的混凝土与工字型钢交界处焊接竖向补强钢板7；另一方面，在第二末端36的工字型钢的末端焊接竖向补强钢板7，补强钢板7可以由多个钢板拼接而成。

第一横梁31和第二横梁32的一端均与混凝土结构1的立柱11连接，另一端均与竖直放置的第一型钢33焊接。

第一型钢33与桁架本体2的底部焊接。第一型钢33将第一横梁31和第二横梁32有效连接成一个整体，共同受力，提高强度。

第一型钢33与桁架本体2的侧面通过至少一个钢板焊接。

该连接节点3还包括第三型钢37，第三型钢37的一端可拆卸安装于第一横梁31与第一型钢33构成的夹角，第三型钢37的另一端可拆卸安装于第二横梁32与立柱11构成的夹角。第三型钢37将第一横梁31和立柱11连接成一个整体，共同受力，更安全。

需要说明的是，如果桁架本体2的高度在第一横梁31和第二横梁32之间的高度，可采用与第一横梁31相齐平的连接方式。

相比现有技术中采用通过外伸牛腿5和螺钉6将桁架本体与混凝土结构固定，本申请的设计的连接节点具有如下有益效果：

1)解决了桁架构件占用建筑平面功能的技术问题，节省空间；

2)将第一横梁，第二横梁，第一型钢连接为一个整体，提高了桁架与混凝土构件抗剪强度高，增大构件截面，成本低；

3)由于桁架自重太大，现有技术中采用螺栓紧固，安装过程中对定位精度要求高，而且整个过程在高空作业，对操作人员的技能要求高，需要大型吊装机械配合工艺繁琐，施工难度大，施工过程长，费用高。

本申请相对现有技术，采用焊接工艺，使得整体结构更牢靠，且安装时对定位精度要求第，安装便利，不会产生施工误差，高空安装方便，施工措施好，安全可靠。

实施例2

本发明还公开了一种桁架，包括桁架本体和实施例1中桁架本体2与混凝土结构连接节点3。

桁架本体2为弧形结构，如图6-8所示。

桁架本体2包括上弦杆21、下弦杆22和至少两个腹杆23，上弦杆21与下弦杆22均为弧形，上弦杆21与下弦杆22平行。上弦杆21用于承受压力，下弦杆22用于承受拉力。

腹杆23焊接于上弦杆21与下弦杆22之间。腹杆23主要起支撑作用，进而减小上弦杆21、下弦杆22的饶度，保证整体结构的刚度。

上弦杆21、下弦杆22和腹杆23均为型钢。

上弦杆21的数量为2个，两个上弦杆21之间焊接腹杆23。

相邻两个腹杆23与上弦杆21或下弦杆22构成三角形，提高了桁架本体的强度。

实施例3

一种桁架本体与混凝土结构的连接方法，采用实施例1中桁架本体与混凝土结构连接节点，该方法包括如下步骤：

步骤一：将混凝土结构1的两个横梁12穿过立柱11，延伸灌注至桁架本体2一端，延伸末端均未灌注混凝土，露出工字型钢；

步骤二：将竖直放置的第一型钢33的两端分别焊接于两个延伸末端的工字型钢上；

步骤三：第一末端35的工字型钢与桁架本体2的顶部焊接；

步骤四：第二末端36的工字型钢补焊钢板，形成L型卡槽，第二型钢34的一端焊接于L型卡槽，另一端与桁架本体2的底部焊接。

采用上述连接方法，安装便利，不会产生施工误差，高空安装方便，施工措施好，安全可靠。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种桁架本体与混凝土结构连接节点，混凝土结构(1)包括一个立柱(11)和位于立柱(11)一侧的两个横梁(12)，两个横梁(12)内均预埋有工字型钢(13)，桁架本体(2)为型钢桁架本体，其特征在于，该连接节点(3)包括第一横梁(31)、第二横梁(32)、第一型钢(33)和第二型钢(34)；

第一横梁(31)和第二横梁(32)分别为混凝土结构(1)中的两个横梁(12)延伸而成，延伸末端露出工字型钢，第一横梁(31)的末端为第一末端(35)，第二横梁(32)的末端为第二末端(36)；

第一末端(35)的工字型钢与桁架本体(2)的顶部焊接；

第二末端(36)的工字型钢补焊钢板，形成L型卡槽，第二型钢(34)的一端焊接于L型卡槽，另一端与桁架本体(2)的底部焊接；

第一横梁(31)和第二横梁(32)的一端均与混凝土结构(1)的立柱(11)连接，另一端均与竖直放置的第一型钢(33)焊接；

第一型钢(33)与桁架本体(2)的下端焊接；

第一末端(35)的工字型钢补焊钢板，形成与桁架本体(2)顶部的型钢端面一致的接口。

2.根据权利要求1所述桁架与混凝土结构连接节点，其特征在于，第一型钢(33)与桁架本体(2)的侧面通过至少一个钢板(38)焊接。

3.根据权利要求1所述桁架与混凝土结构连接节点，其特征在于，该连接节点(3)还包括第三型钢(37)，第三型钢(37)的一端可拆卸安装于第一横梁(31)与第一型钢(33)构成的夹角，第三型钢(37)的另一端可拆卸安装于第二横梁(32)与立柱(11)构成的夹角。

4.一种桁架本体与混凝土结构的连接方法，其特征在于，采用权利要求1-3任一项所述桁架本体与混凝土结构连接节点，该方法包括如下步骤：

步骤一：将混凝土结构(1)的两个横梁(12)穿过立柱(11)，延伸灌注至桁架本体(2)一端，延伸末端均未灌注混凝土，露出工字型钢；

步骤二：将竖直放置的第一型钢(33)的两端分别焊接于两个延伸末端的工字型钢上；

步骤三：第一末端(35)的工字型钢与桁架本体(2)的顶部焊接；

步骤四：第二末端(36)的工字型钢补焊钢板，形成L型卡槽，第二型钢(34)的一端焊接于L型卡槽，另一端与桁架本体(2)的底部焊接。

Images