CN112681531B - 一种装配式预制混凝土块方钢柱与钢梁节点 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种装配式预制混凝土块方钢柱与钢梁节点，属于建筑结构技术领域。本发明包括方钢柱、预制混凝土连接件、钢梁构件及若干连接件；预制混凝土连接件浇筑于方钢柱内，钢梁构件通过连接件安装在预制混凝土连接件上。本发明通过预制混凝土连接件件将方钢柱与钢梁快速连接固定起来，大大提高了安装效率。同时预制混凝土连接件为方钢柱与钢梁连接处的柱壁提供内部支撑防止使柱与梁的连接处的柱壁因受压力作用内部无支撑而向内凹陷。
Description
技术领域
本发明涉及一种装配式预制混凝土块方钢柱与钢梁节点，属于建筑结构技术领域。
背景技术
随着装配式钢结构技术的发展；装配式钢结构越来越多的应用于建筑工程中，与传统建筑结构相比具有以下优点：重量轻、强度高；工业化程度高，符合产业化要求；施工周期短；抗震性能好；符合建筑节能发展方向。装配式钢结构能解决目前我国建筑行业面临的一些问题如我国建筑工业化水平低、建筑施工周期长以及传统建筑结构抗震性能差等问题，适应于我国建筑行业的发展。
装配式钢结构中梁柱节点是其最重要的节点，通常装配式梁柱节点的连接方式一般采用高强螺栓连接和焊接两种方式；焊接方式需在现场焊接，施工速度和质量难以得到保证，且节点的延性差，地震中易脆性破坏；高强螺栓连接因其施工方便，施工速度和质量能得到保证，目前装配式钢结构中梁柱节点多采用高强螺栓的连接方式，但采用高强螺栓的连接方式会破坏柱的整体性，会使柱在柱与梁的连接处的柱壁因受压力作用内部无支撑而向内凹陷；
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种装配式预制混凝土块方钢柱与钢梁节点，克服装配式钢结构中梁柱采用的不足。
本发明的技术方案是：一种装配式预制混凝土块方钢柱与钢梁节点，包括方钢柱、预制混凝土连接件、钢梁构件及若干连接件；预制混凝土连接件置入方钢柱内，钢梁构件通过连接件贯穿预制混凝土连接件后安装在方钢柱上。然后向预制混凝土连接件的预留孔内进行压力注浆，待注浆达到设计强度，使螺栓连接件充分锚固后，方钢柱与钢梁构件节点形成。
预预制混凝土连接件包括预制混凝土和内部构件，内部构件是由三个内部构件单元和灌浆管、回浆管构成，所述灌浆管和回浆管为不锈钢管，其中每个内部构件单元均由两个预埋方钢管组成，内部构件自上到下共有六个预埋方钢管，分别为预埋方钢管Ⅰ、预埋方钢管Ⅱ、预埋方钢管Ⅲ、预埋方钢管Ⅳ、预埋方钢管Ⅴ和预埋方钢管Ⅵ，所述预埋方钢管Ⅰ的上面设有小孔、下面设有大孔，预埋方钢管Ⅱ的上面设有大孔、下面设有小孔，预埋方钢管Ⅲ的上面设有小孔、下面设有大孔，预埋方钢管Ⅳ的上面设有大孔、下面设有小孔，预埋方钢管Ⅴ的上面设有小孔、下面设有大孔，预埋方钢管Ⅵ的上面设有大孔，每个内部构件单元的两个预埋方钢管的大孔面重叠且互相垂直，三个内部构件单元之间通过灌浆管和回浆管连接构成内部构件，再对其浇筑预制混凝土形成预制混凝土连接件。
方钢柱上侧面开孔，开孔位置与预制混凝土连接件侧面上的预埋孔位置相齐。
钢梁构件包括H型钢梁及钢端板，通过连接件将钢梁与方钢柱、预制混凝土连接件安装连接起来，安装连接完成后通过内部构件上的灌浆管向内部构件内灌注预制混凝土，形成预制混凝土连接件。
所述钢端板上设置有若干螺栓孔，螺栓孔的位置与方钢柱上的孔位置对应设置。
所述连接件是高强螺杆，所述钢端板上的螺纹孔和方钢柱上的螺纹孔的直径比螺杆直径大1mm。
所述预制混凝土连接件的边长小于方钢柱内径边长2mm。
所述钢端板与H型钢梁之间通过焊接固定连接。
所述预制混凝土连接件预制所用的混凝土与向预制混凝土连接件灌浆管灌注的预制混凝土均为C20细石混凝土。
所述预制混凝土连接件内部构件上，内部构件单元的预埋方钢管上的大孔直径比小孔直径大30mm。
所述灌浆管和回浆管为不锈钢管，其内径与预制混凝土连接件的内部构件的内部构件单元的预埋方钢管上的小孔直径相等。
本发明的有益效果是：
1、通过预制混凝土连接件件将方钢柱与钢梁快速连接固定起来，大大提高了安装效率。同时预制混凝土连接件为方钢柱与钢梁连接处的柱壁提供内部支撑防止使柱与梁的连接处的柱壁因受压力作用内部无支撑而向内凹陷。
2、钢梁构件及预制混凝土连接件均在工厂内预制，在现场仅对预制混凝土连接件的预埋孔进行灌浆，装配时只需将构件进行拼装紧固，施工效率高，节点强度大，适应装配式结构的发展。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的组装示意图；
图3是本发明的预制混凝土连接件结构示意图；
图4是本发明的预制混凝土连接件结构正视图；
图5是本发明的预制混凝土连接件内部构件单元结构示意图；
图6是本发明的预制混凝土连接件内部构件单元组装示意图；
图7是本发明的钢梁构件示意图；
图8是本发明的连接件结构示意图。
图中：1-方钢柱，2-钢梁Ⅰ，21-H型钢梁Ⅰ，22-钢端板Ⅰ，221-螺栓孔Ⅰ，3-钢梁Ⅱ，31-H型钢梁Ⅱ，32-钢端板Ⅱ，321-螺栓孔Ⅱ，4-钢梁Ⅲ，41-H型钢梁Ⅲ，42-钢端板Ⅲ，421-螺栓孔Ⅲ，5-钢梁Ⅳ，51-H型钢梁Ⅳ，52-钢端板Ⅳ，521-螺栓孔Ⅳ，6-预制混凝土连接件，61-预制混凝土，62-内部构件，621-内部构件单元Ⅰ，6211-预埋方钢管Ⅰ，6212-预埋方钢管Ⅱ，622-内部构件单元Ⅱ，6221-预埋方钢管Ⅲ，6222-预埋方钢管Ⅳ，623-内部构件单元Ⅲ，6231-预埋方钢管Ⅴ，6232-预埋方钢管Ⅵ，624-灌浆管，625-回浆管Ⅰ，626-回浆管Ⅱ，627-回浆管Ⅲ，7-连接件，71-高强螺栓，72-高强螺母。
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。
实施例1：如图1所示，一种装配式预制混凝土块方钢柱与钢梁连接节点，包括方钢柱1、钢梁构件、预制混凝土连接件6、连接件7。预制混凝土连接件6浇筑于方钢柱1内，钢梁构件通过连接件7安装在预制混凝土连接件6上
如图3-4所示，预制混凝土连接件6包括预制混凝土61和内部构件62，预制混凝土61浇筑在内部构件62上。
如图5所示，内部构件62是由内部构件单元Ⅰ621、内部构件单元Ⅱ622、内部构件单元Ⅲ623和灌浆管624、回浆管Ⅰ625、回浆管Ⅱ626、回浆管Ⅲ627构成。
灌浆管624贯穿内部构件单元Ⅰ621、内部构件单元Ⅱ622和内部构件单元Ⅲ623中间的孔，内部构件单元Ⅰ621和内部构件单元Ⅱ622之间连接有回浆管Ⅱ626，内部构件单元Ⅱ622和内部构件单元Ⅲ623之间连接有回浆管Ⅲ627，回浆管Ⅰ625安装在内部构件单元Ⅰ621上。
如图6所示，内部构件单元Ⅰ621由预埋方钢管Ⅰ6211和预埋方钢管Ⅱ6212组成，预埋方钢管Ⅰ6211和预埋方钢管Ⅱ6212的上下两面均分别设有大孔和小孔，预埋方钢管Ⅰ6211和预埋方钢管Ⅱ6212的大孔面重叠且互相垂直，焊接成内部构件单元Ⅰ621。
如图6所示，内部构件单元Ⅱ622由预埋方钢管Ⅲ6221和预埋方钢管Ⅳ6222组成，预埋方钢管Ⅲ6221和预埋方钢管Ⅳ6222的上下两面均分别设有大孔和小孔，预埋方钢管Ⅲ6221和预埋方钢管Ⅳ6222的大孔面重叠且互相垂直，焊接成内部构件单元Ⅱ622。
如图6所示，内部构件单元Ⅲ623由预埋方钢管Ⅴ6231和预埋方钢管Ⅵ6232组成，预埋方钢管Ⅴ6231和预埋方钢管Ⅵ6232的上下两面均分别设有大孔和小孔，预埋方钢管Ⅴ6231和预埋方钢管Ⅵ6232的大孔面重叠且互相垂直，焊接成内部构件单元Ⅲ623。
内部构件单元Ⅰ621、内部构件单元Ⅱ622和内部构件单元Ⅲ623的小孔面通过灌浆管624、回浆管Ⅰ625、回浆管Ⅱ626和回浆管Ⅲ627焊接连接，构成内部构件62，再浇筑预制混凝土61，待预制混凝土61凝固，形成预制混凝土连接件6。
方钢柱1侧面开孔，开孔位置与混凝土预制连接块6侧面上的预埋孔位置相齐。
如图7所示，钢梁构件包括钢梁Ⅰ2、钢梁Ⅱ3、钢梁Ⅲ4、钢梁Ⅳ5。
钢梁Ⅰ2包括H型钢梁Ⅰ21、钢端板Ⅰ22；H型钢梁Ⅰ21与钢端板Ⅰ22连接，钢端板Ⅰ22上设置有若干螺栓孔Ⅰ221。
钢梁Ⅱ3包括H型钢梁Ⅱ31、钢端板Ⅱ32；H型钢梁Ⅱ31与钢端板Ⅱ32连接，钢端板Ⅱ32上设置有若干螺栓孔Ⅱ321。
钢梁Ⅲ4包括H型钢梁Ⅲ41、钢端板Ⅲ42；H型钢梁Ⅲ41与钢端板Ⅲ42连接，钢端板Ⅲ42上设置有若干螺栓孔Ⅲ421。
钢梁Ⅳ5包括H型钢梁Ⅳ51、钢端板Ⅳ52；H型钢梁Ⅳ51与钢端板Ⅳ52连接，钢端板Ⅳ52上设置有若干螺栓孔Ⅳ521。
通过连接件7将钢梁Ⅰ2和钢梁Ⅲ4、钢梁Ⅱ3和钢梁Ⅳ5与方钢柱1、预制混凝土连接件6安装连接起来，安装连接完成后通过预制混凝土连接件6的灌浆管624向预制混凝土连接件6内灌注预制混凝土61。
预制混凝土连接件6上设置若干预埋孔，预埋孔的位置与方钢柱1和钢梁构件上的螺栓孔位置对应设置。
具体的说，螺栓孔Ⅰ221与螺栓孔Ⅲ421的位置对应设置并与方钢柱1上的螺栓孔位置相对应。螺栓孔Ⅱ321与螺栓孔Ⅳ521的位置对应设置并与方钢柱1上的螺栓孔位置相对应。
如图8所示，连接件7包括高强螺栓71和螺母72，高强螺栓7对应穿过螺栓孔Ⅰ221、与其位置对应的混凝土预制连接块6侧面上的预埋孔和螺栓孔Ⅲ421后，通过高强螺母72固定连接。
高强螺栓7对应穿过螺栓孔Ⅱ321、与其位置对应的混凝土预制连接块6侧面上的预埋孔和螺栓孔Ⅳ521后，通过高强螺母72固定连接。
通过螺栓连接的方式将方钢柱1、预制混凝土连接件6和钢梁Ⅰ2、钢梁Ⅱ3、钢梁Ⅲ4、钢梁Ⅳ5安装连接起来。
所述预制混凝土61可以为细石混凝土。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (8)
1.一种装配式预制混凝土块方钢柱与钢梁节点，其特征在于：包括方钢柱、预制混凝土连接件、钢梁构件及若干连接件；预制混凝土连接件置入方钢柱内，钢梁构件通过连接件贯穿预制混凝土连接件后安装在方钢柱上；
预制混凝土连接件包括预制混凝土和内部构件，内部构件是由三个内部构件单元和灌浆管、回浆管构成，所述灌浆管和回浆管为不锈钢管，其中每个内部构件单元均由两个预埋方钢管组成，内部构件自上到下共有六个预埋方钢管，分别为预埋方钢管Ⅰ、预埋方钢管Ⅱ、预埋方钢管Ⅲ、预埋方钢管Ⅳ、预埋方钢管Ⅴ和预埋方钢管Ⅵ，所述预埋方钢管Ⅰ的上面设有小孔、下面设有大孔，预埋方钢管Ⅱ的上面设有大孔、下面设有小孔，预埋方钢管Ⅲ的上面设有小孔、下面设有大孔，预埋方钢管Ⅳ的上面设有大孔、下面设有小孔，预埋方钢管Ⅴ的上面设有小孔、下面设有大孔，预埋方钢管Ⅵ的上面设有大孔，每个内部构件单元的两个预埋方钢管的大孔面重叠且互相垂直，三个内部构件单元之间通过灌浆管和回浆管连接构成内部构件，再对其浇筑预制混凝土形成预制混凝土连接件；
方钢柱侧面开孔，开孔位置与预制混凝土连接件侧面上的预埋孔位置相齐；
钢梁构件包括H型钢梁及钢端板，通过连接件将钢梁与方钢柱、预制混凝土连接件安装连接起来，安装连接完成后通过内部构件上的灌浆管向内部构件内灌注预制混凝土，形成预制混凝土连接件。
2.根据权利要求1所述的装配式预制混凝土块方钢柱与钢梁节点，其特征在于：所述钢端板上设置有若干螺栓孔，螺栓孔的位置与方钢柱上的孔位置对应设置。
3.根据权利要求2所述的装配式预制混凝土块方钢柱与钢梁节点，其特征在于：所述连接件是高强螺杆，所述钢端板上的螺纹孔和方钢柱上的螺纹孔的直径比高强螺杆直径大1mm。
4.根据权利要求1所述的装配式预制混凝土块方钢柱与钢梁节点，其特征在于：所述预制混凝土连接件的边长比方钢柱内径边小2mm。
5.根据权利要求1所述的装配式预制混凝土块方钢柱与钢梁节点，其特征在于：所述钢端板与H型钢梁之间通过焊接固定连接。
6.根据权利要求1所述的装配式预制混凝土块方钢柱与钢梁节点，其特征在于：所述预制混凝土连接件预制所用的混凝土与向预制混凝土连接件灌浆管灌注的预制混凝土均为C20细石混凝土。
7.根据权利要求1所述的装配式预制混凝土块方钢柱与钢梁节点，其特征在于：所述内部构件单元的预埋方钢管上的大孔直径比小孔直径大30mm。
8.根据权利要求7所述的装配式预制混凝土块方钢柱与钢梁节点，其特征在于：所述灌浆管和回浆管的内径与预制混凝土连接件的内部构件的内部构件单元的预埋方钢管上的小孔直径相等。
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