CN112575909A - 一种混凝土柱与h型钢梁组合节点结构 - Google Patents

一种混凝土柱与h型钢梁组合节点结构 Download PDF

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范炯炯
高永�
刘琛
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Abstract

本发明公开了一种混凝土柱与H型钢梁组合节点结构,包括组合节点结构,组合节点结构包括节点预制钢模和均匀设置于节点预制钢模外围的若干组H型钢梁,节点预制钢模由对称设置的两组钢模半环组成,两组钢模半环的一端连接处通过合页铰接且另一端均加工成型有对接板。本发明无需铆钉锚固和大量焊接,节点预制钢模与H型钢梁之间仅通过螺栓连接,钢模内部通过栓钉可与核心区混凝土连接,根据工程需要可将钢梁端部与钢模焊接,节点预制钢模和H型钢梁均可以采用工业化大量生产,运至施工现场进行安装,极大地减少施工步骤和时间,避免混凝土梁在浇筑过程中支模,浇筑及强度恢复、拆模等影响工期,提高了工作效率,降低了人工成本。

Description

一种混凝土柱与H型钢梁组合节点结构
技术领域
本发明涉及建筑框架构件技术领域,具体为一种混凝土柱与H型钢梁组合节点结构。
背景技术
节点是连接框架梁和框架柱的重要组成部分,能够有效地传递梁端的弯矩和剪力,它对结构有重要的影响,连接部位应具有足够的承载力、刚度和延性。在钢结构设计中,钢结构与混凝土结构之间的连接方式是非常重要的问题,连接的加工和安装比较复杂、费工,因此选定合适的连接方案和节点构造是有必要的。现今,钢结构梁柱节点的类型主要有焊接、铆钉连接、螺栓连接,焊接连接是钢结构最普遍的连接方法,优点是:无需在钢材上打孔,节省工程量和时间,同时又不折损材料的截面积;构件截面连接灵活,构造简单,任何形状的构件都可以直接连接,无需辅助零件;焊接的密实性都相对较好,结构刚性较大,整体性好。缺点是:高温施焊使焊接部位材料性质变脆;焊接残余应力和残余变形的存在使构件承载力降低;在结构抗震过程中,焊接部位容易产生局部裂缝,并很容易扩展到整体。对于重级工作吊车梁和柱及制动梁的连接、桁架式桥梁的节点连接,不宜采用焊接。铆钉连接虽具有塑性、韧性和整体性好,连接变形小,传力可靠,质量易于检查,在动荷载作用下耗能较好;但它具有用钢量多,构造复杂、施工麻烦、噪声大等缺点,目前在工程中应用很少。螺栓连接包括普通螺栓连接和高强度螺栓连接,其中普通螺栓连接的优点是施工简单、安装和拆卸方便。缺点是用钢量大。适用于安装连接和经常拆装的结构。高强度螺栓连接的优点是节省钢材用量、连接紧密、安装方便、受力性能良好、可拆换、在动荷载作用下不容易松动等。由于高强度螺栓连接包含了铆钉连接和普通螺栓连接的优点,逐渐呈现出推广趋势。
然而,现有的对混凝土柱和H型钢梁的节点安装方式存在以下的问题:(1)在连接节点处多采用焊接的方式,对于钢结构中梁柱节点的连接,焊接易受外界雨水、高温等环境因素的影响,同时进行高空施焊易出现夹渣、气孔、未焊透、咬边等缺陷;(2)现有的混凝土柱与H型钢梁之间的连接方式承载力较差,且框架节点的整体性不足。为此,需要设计相应的技术方案解决存在的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种混凝土柱与H型钢梁组合节点结构,解决了背景技术中所提出的问题,满足实际使用需求。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种混凝土柱与H型钢梁组合节点结构,包括组合节点结构,所述组合节点结构包括节点预制钢模和设置于节点预制钢模外围的若干组H型钢梁,圆形截面节点中两个方向的H型钢梁也可以不垂直,矩形截面节点同一方向的钢梁可以不在一条线上,所述节点预制钢模由对称设置的两组钢模半环组成,两组所述钢模半环的一端连接处通过合页铰接且另一端均加工成型有对接板,两组所述对接板之间穿插有高强度螺栓,所述H型钢梁与节点预制钢模的连接处加工成型有端板,所述端板的外围开设有若干组螺栓孔,所述螺栓孔内穿插有固定螺栓,所述固定螺栓的内端与节点预制钢模的外壁螺纹固定连接,所述固定螺栓与节点预制钢模在工厂焊接,所述节点预制钢模的内壁均匀设置有若干组栓钉且内部浇灌有混凝土,所述混凝土的上下两端延伸有混凝土柱。
作为本发明的一种优选实施方式,所述端板与节点预制钢模的接触面加工成型为弧面结构且与节点预制钢模的外壁弧度相同。
作为本发明的一种优选实施方式,若干组所述栓钉处于同一水平面且长度和直径可根据柱截面尺寸确定。
作为本发明的一种优选实施方式,所述节点预制钢模的外壁均匀开设有若干组螺纹孔,所述固定螺栓的内端穿插于螺纹孔内,所述节点预制钢模外壁均匀设置高强度螺栓,可在工厂焊接,不预留螺栓孔。
作为本发明的一种优选实施方式,所述节点预制钢模的内腔剖面可以为圆形结构也可以为矩形结构。
与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
1.本方案设计构造简单,无需铆钉锚固和大量焊接,节点与钢梁之间仅通过螺栓连接,钢模内部通过栓钉可与核心区混凝土连接,钢模与钢梁之间通过螺栓连接,根据工程需要可将钢梁端部与钢模焊接,节点预制钢模和H型钢梁均可以采用工业化大量生产,运至施工现场进行安装,极大地减少施工步骤和时间,避免混凝土梁在浇筑过程中支模,浇筑及强度恢复、拆模等影响工期,提高了工作效率,降低了人工成本。
2.本方案节点预制钢模对节点核心区混凝土提供了有效地约束,节点承载力明显提高,塑性和韧性也得到了改善。
3.本方案节点钢模无需拆卸,通过钢模栓钉与节点核心区混凝土连接,有效地提高了框架节点的整体性。
附图说明
图1为本发明的整体结构图;
图2为图1的A-A剖面图;
图3为图1的B-B剖面图;
图4为本发明所述节点预制钢模的内腔剖面为矩形状态的结构图;
图5为图4的A-A剖面图;
图6为图4的B-B剖面图。
图中:1、节点预制钢模;2、H型钢梁;3、钢模半环;4、对接板;5、高强度螺栓;6、端板;7、螺栓孔;8、固定螺栓;9、栓钉;10、混凝土;11、混凝土柱;12、螺纹孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6,本发明提供一种技术方案:一种混凝土柱与H型钢梁组合节点结构,包括组合节点结构,组合节点结构包括节点预制钢模1和设置于节点预制钢模1外围的若干组H型钢梁2,圆形截面节点中两个方向的H型钢梁2也可以不垂直,矩形截面节点同一方向的钢梁可以不在一条线上,节点预制钢模1由对称设置的两组钢模半环3组成,两组钢模半环3的一端连接处通过合页铰接且另一端均加工成型有对接板4,两组对接板4之间穿插有高强度螺栓5,H型钢梁2与节点预制钢模1的连接处加工成型有端板6,端板6的外围开设有若干组螺栓孔7,螺栓孔7内穿插有固定螺栓8,固定螺栓8的内端与节点预制钢模1的外壁螺纹固定连接,固定螺栓8与节点预制钢模1在工厂焊接,节点预制钢模1的内壁均匀设置有若干组栓钉9且内部浇灌有混凝土10,混凝土10的上下两端延伸有混凝土柱11。
附注:节点预制钢模1可以为长方体也可以为圆柱体。
进一步改进地,端板6与节点预制钢模1的接触面加工成型为弧面结构且与节点预制钢模1的外壁弧度相同。
进一步改进地,若干组栓钉9处于同一水平面且长度和直径可根据柱截面尺寸确定,通过栓钉9可以提高节点预制钢模1与混凝土的整体性。
进一步改进地,节点预制钢模1的外壁均匀开设有若干组螺纹孔12,固定螺栓的内端穿插于螺纹孔12内,节点预制钢模1外壁均匀设置高强度螺栓5,可在工厂焊接,不预留螺栓孔。
具体地,节点预制钢模1的内腔剖面可以为圆形结构也可以为矩形结构。
在使用时:本发明混凝土柱11直径等于节点预制钢模1内直径,节点预制钢模1在节点处通过高强度螺栓5封闭连接,在节点预制钢模1内浇筑混凝土,节点预制钢模1与混凝土柱11通过栓钉9(其中栓钉9个数可根据实际情况进行计算确定)与节点核心区混凝土10连接;H型钢梁2端部焊接一端板6,端板6上开设若干螺孔,H型钢梁2与节点预制钢模1通过外部固定螺栓8穿过端板6的螺孔连接为一体,节点预制钢模1和焊接端板6的H型钢梁2均可以采用工业化大量生产,运至现场进行施工安装。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种混凝土柱与H型钢梁组合节点结构,包括组合节点结构,其特征在于:所述组合节点结构包括节点预制钢模(1)和设置于节点预制钢模(1)外围的若干组H型钢梁(2),所述节点预制钢模(1)由对称设置的两组钢模半环(3)组成,两组所述钢模半环(3)的一端连接处通过合页铰接且另一端均加工成型有对接板(4),两组所述对接板(4)之间穿插有高强度螺栓(5),所述H型钢梁(2)与节点预制钢模(1)的连接处加工成型有端板(6),所述端板(6)的外围开设有若干组螺栓孔(7),所述螺栓孔(7)内穿插有固定螺栓(8),所述固定螺栓(8)的内端与节点预制钢模(1)的外壁螺纹固定连接,所述固定螺栓(8)与节点预制钢模(1)在工厂焊接,所述节点预制钢模(1)的内壁均匀设置有若干组栓钉(9)且内部浇灌有混凝土(10),所述混凝土(10)的上下两端延伸有混凝土柱(11)。
2.根据权利要求1所述的一种混凝土柱与H型钢梁组合节点结构,其特征在于:所述端板(6)与节点预制钢模(1)的接触面加工成型为弧面结构且与节点预制钢模(1)的外壁弧度相同。
3.根据权利要求2所述的一种混凝土柱与H型钢梁组合节点结构,其特征在于:若干组所述栓钉(9)处于同一水平面且长度和直径可根据柱截面尺寸确定。
4.根据权利要求3所述的一种混凝土柱与H型钢梁组合节点结构,其特征在于:所述节点预制钢模(1)的外壁均匀开设有若干组螺纹孔(12),所述固定螺栓的内端穿插于螺纹孔(12)内,所述节点预制钢模(1)外壁均匀设置高强度螺栓(5),可在工厂焊接,不预留螺栓孔。
5.根据权利要求4所述的一种混凝土柱与H型钢梁组合节点结构,其特征在于:所述节点预制钢模(1)的内腔剖面可以为圆形结构也可以为矩形结构。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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