CN112282418A - 一种既有混凝土柱与加高钢柱连接节点及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及既有混凝土柱与加高钢柱连接节点，包括既有混凝土柱、加高钢柱、预埋锚栓、柱脚底板、抗剪键、加固短柱、锚板、双螺母和剪力槽；加高钢柱底端与柱脚底板通过焊接连接；既有混凝土柱上部设有加固短柱，加固短柱顶部设有剪力槽，剪力槽内设有抗剪键，抗剪键位于柱脚底板中心处并与柱脚底板通过焊接连接；预埋锚栓预埋在加固短柱内，预埋锚栓设于既有混凝土柱顶端，并且预埋锚栓与柱脚底板通过双螺母和锚板连接固定。本发明的有益效果是：本发明的既有混凝土柱与加高钢柱连接节点，使得既有混凝土柱与加高钢柱稳固连接的同时，降低了施工难度，使得施工过程简单、安全、可靠，并且具有传力明确、设计简单等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑工程连接结构，具体涉及一种既有混凝土柱与加高钢柱连接节点及施工方法。
背景技术
随着环保要求日益严格，部分行业出台了新的环保排放指标，原有工艺系统不足以满足现有排放要求，需新增环保处理设施。某些大型环保设施因工艺要求布置在既有工艺系统上方，需要改造既有支撑框架，对原有框架进行加高，以支撑新增的环保处理设施。
钢结构以其自重轻，施工速度快等优点广泛应用于既有结构的加高改造工程中，获得了可观的社会效益和经济效益。同时目前既有支撑框架中混凝土框架结构占了很大一部分，因此如何保证加高的钢结构钢柱的柱脚与既有混凝土框架柱顶的可靠连接，是保证加高改造后上层结构的安全性和稳固性的重要环节。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种结构合理、传力明确、施工便捷、安全可靠的既有混凝土柱与加高钢柱连接节点及施工方法。
这种既有混凝土柱与加高钢柱连接节点，包括既有混凝土柱、加高钢柱、预埋锚栓、柱脚底板、抗剪键、加固短柱、锚板、双螺母和剪力槽；加高钢柱底端与柱脚底板通过焊接连接；既有混凝土柱上部设有加固短柱，加固短柱顶部设有剪力槽，剪力槽内设有抗剪键，抗剪键位于柱脚底板中心处并与柱脚底板通过焊接连接；预埋锚栓预埋在加固短柱内，预埋锚栓设于既有混凝土柱顶端，并且预埋锚栓与柱脚底板通过双螺母和锚板连接固定。
作为优选：加高钢柱采用工字钢、H型钢或槽钢。
作为优选：加高钢柱底部设有加劲肋，加劲肋与柱脚底板通过焊接连接。
作为优选：加固短柱由钢筋轧制而成并浇筑有混凝土，加固短柱的截面积比既有混凝土柱大。
作为优选：预埋锚栓的底部垫板与既有结构柱的柱顶钢筋通过焊接连接固定。
作为优选：预埋锚栓上部穿过柱脚底板的螺栓孔。
这种既有混凝土柱与加高钢柱连接节点的施工方法，包括如下步骤：
步骤S1、将既有混凝土柱的柱顶凿毛，露出表面钢筋，将预埋锚栓的底部垫板与既有混凝土柱的柱顶钢筋通过焊接连接固定；
步骤S2、对既有混凝土柱采用加大截面的形式进行加固，并往上浇筑一段长度后形成加固短柱，新老混凝土接触面凿毛清洗、去除浮石；在加固短柱柱顶中心处预留剪力槽，剪力槽内布置抗剪键；
步骤S3、抗剪键布置于柱脚底板中心处，将柱脚底板和抗剪键通过焊接连接；
步骤S4、加高钢柱吊装到设计位置后，加固短柱与加高钢柱之间设置50-100mm左右的灌浆料填充层，填充层和剪力槽采用灌浆料二次灌浆；
步骤S5、待灌浆料凝固后，将钢柱底板和预埋锚栓通过双螺母拧紧固定。
作为优选：步骤S2中，加固短柱的加固混凝土底部夹角不小于45度。
作为优选：步骤S2中，加固短柱高于既有混凝土柱柱顶标高的长度小于预埋锚栓长度。
作为优选：步骤S2中，剪力槽每侧宽度比抗剪键大50mm。
本发明的有益效果是：本发明的既有混凝土柱与加高钢柱连接节点，使得既有混凝土柱与加高钢柱稳固连接的同时，降低了施工难度，使得施工过程简单、安全、可靠，并且具有传力明确、设计简单等特点，是一种可以广泛应用于既有混凝土结构加高改造的节点设计方案，适用于既有混凝土柱与加高钢柱连接的节点设计，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为既有混凝土柱与加高钢柱连接节点的示意图；
图2为加固短柱下部配筋加固示意图；
图3为预埋锚栓示意图；
图4为加高钢柱与柱脚底板连接示意图；
图5为加固短柱上部配筋加固示意图。
附图标记说明：既有混凝土柱1、加高钢柱2、预埋锚栓3、柱脚底板4、加劲肋5、抗剪键6、加固短柱7、锚板8、双螺母9、剪力槽10、螺栓孔11。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
实施例一
如图1至图4所示，所述既有混凝土柱与加高钢柱连接节点，用于连接既有混凝土柱和加高钢柱，其中加高钢柱位于既有混凝土柱的上方。其结构包括既有混凝土柱1、加高钢柱2、预埋锚栓3、柱脚底板4、加劲肋5、抗剪键6、加固短柱7、锚板8、双螺母9、剪力槽10和螺栓孔11；加高钢柱2可采用工字钢、H型钢或槽钢等截面，加高钢柱2底部设有加劲肋5，加高钢柱2底端与柱脚底板4通过焊接连接，加劲肋5与柱脚底板4通过焊接连接；既有混凝土柱1采用增大截面法加固，既有混凝土柱1上部设有加固短柱7，加固短柱7由钢筋轧制而成并浇筑有混凝土，加固短柱7顶部设有剪力槽10，剪力槽10内设有抗剪键6，抗剪键6位于柱脚底板4中心处并与柱脚底板4通过焊接连接；预埋锚栓3预埋在加固短柱7内，预埋锚栓3设于既有混凝土柱1顶端，预埋锚栓3的底部垫板与既有结构柱1的柱顶钢筋通过焊接连接固定；预埋锚栓3上部穿过柱脚底板4的螺栓孔11，并且预埋锚栓3与柱脚底板4通过双螺母9和锚板8拧紧固定。
实施例二
所述既有混凝土柱与加高钢柱连接节点的施工方法，包括如下步骤：
步骤S1、将既有混凝土柱1的柱顶凿毛，露出表面钢筋，将预埋锚栓3的底部垫板与既有混凝土柱1的柱顶钢筋通过焊接连接固定；
步骤S2、对既有混凝土柱1采用加大截面的形式进行加固，并往上浇筑一段长度后形成加固短柱7，加固短柱7的截面大小和配筋通过计算确定，加固短柱7的竖向钢筋锚入既有混凝土柱1之中的直段长度不小于规范要求钢筋锚固计算长度，新老混凝土接触面凿毛清洗、去除浮石，加固短柱7的加固混凝土底部夹角不小于45度；加固短柱7高于既有混凝土柱1柱顶标高的长度小于预埋锚栓3长度；在加固短柱7柱顶中心处预留剪力槽10，剪力槽10每侧宽度比抗剪键6大50mm；
步骤S3、抗剪键6布置于柱脚底板4中心处，将柱脚底板4和抗剪键6通过焊接连接；
步骤S4、加高钢柱2吊装到设计位置后，加固短柱7与加高钢柱2之间设置50-100mm左右的灌浆料填充层，填充层和剪力槽10采用灌浆料二次灌浆；
步骤S5、待灌浆料凝固后，将钢柱底板4和预埋锚栓3通过双螺母9拧紧固定。
Claims (10)
1.一种既有混凝土柱与加高钢柱连接节点，其特征在于：包括既有混凝土柱(1)、加高钢柱(2)、预埋锚栓(3)、柱脚底板(4)、抗剪键(6)、加固短柱(7)、锚板(8)、双螺母(9)和剪力槽(10)；加高钢柱(2)底端与柱脚底板(4)通过焊接连接；既有混凝土柱(1)上部设有加固短柱(7)，加固短柱(7)顶部设有剪力槽(10)，剪力槽(10)内设有抗剪键(6)，抗剪键(6)位于柱脚底板(4)中心处并与柱脚底板(4)通过焊接连接；预埋锚栓(3)预埋在加固短柱(7)内，预埋锚栓(3)设于既有混凝土柱(1)顶端，并且预埋锚栓(3)与柱脚底板(4)通过双螺母(9)和锚板(8)连接固定。
2.根据权利要求1所述的既有混凝土柱与加高钢柱连接节点，其特征在于：加高钢柱(2)采用工字钢、H型钢或槽钢。
3.根据权利要求1所述的既有混凝土柱与加高钢柱连接节点，其特征在于：加高钢柱(2)底部设有加劲肋(5)，加劲肋(5)与柱脚底板(4)通过焊接连接。
4.根据权利要求1所述的既有混凝土柱与加高钢柱连接节点，其特征在于：加固短柱(7)由钢筋轧制而成并浇筑有混凝土，加固短柱(7)的截面积比既有混凝土柱(1)大。
5.根据权利要求1所述的既有混凝土柱与加高钢柱连接节点，其特征在于：预埋锚栓(3)的底部垫板与既有结构柱(1)的柱顶钢筋通过焊接连接固定。
6.根据权利要求1所述的既有混凝土柱与加高钢柱连接节点，其特征在于：预埋锚栓(3)上部穿过柱脚底板(4)的螺栓孔(11)。
7.一种如权利要求1所述的既有混凝土柱与加高钢柱连接节点的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、将既有混凝土柱(1)的柱顶凿毛，露出表面钢筋，将预埋锚栓(3)的底部垫板与既有混凝土柱(1)的柱顶钢筋通过焊接连接固定；
步骤S2、对既有混凝土柱(1)采用加大截面的形式进行加固，并往上浇筑一段长度后形成加固短柱(7)，新老混凝土接触面凿毛清洗、去除浮石；在加固短柱(7)柱顶中心处预留剪力槽(10)，剪力槽(10)内布置抗剪键(6)；
步骤S3、抗剪键(6)布置于柱脚底板(4)中心处，将柱脚底板(4)和抗剪键(6)通过焊接连接；
步骤S4、加高钢柱(2)吊装到设计位置后，加固短柱(7)与加高钢柱(2)之间设置50-100mm的灌浆料填充层，填充层和剪力槽(10)采用灌浆料二次灌浆；
步骤S5、待灌浆料凝固后，将钢柱底板(4)和预埋锚栓(3)通过双螺母(9)拧紧固定。
8.根据权利要求7所述的既有混凝土柱与加高钢柱连接节点的施工方法，其特征在于：步骤S2中，加固短柱(7)的加固混凝土底部夹角不小于45度。
9.根据权利要求7所述的既有混凝土柱与加高钢柱连接节点的施工方法，其特征在于：步骤S2中，加固短柱(7)高于既有混凝土柱(1)柱顶标高的长度小于预埋锚栓(3)长度。
10.根据权利要求7所述的既有混凝土柱与加高钢柱连接节点的施工方法，其特征在于：步骤S2中，剪力槽(10)每侧宽度比抗剪键(6)大50mm。
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