CN112814162A - 一种钢管混凝土柱梁节点结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

一种钢管混凝土柱梁节点结构，建筑工程技术领域，其包括钢管柱、钢管梁、装接座和双螺栓紧固组件；所述钢管柱和钢管梁由内外层钢管、翼片条和灌注在内外层钢管之间的混凝土砂浆构成，所述装接座由座板和套筒构成，所述双螺栓紧固组件包括两只螺栓、六只螺母和两只压片，其中螺栓上螺杆的底端和顶端上的外螺纹旋向相反，所述压片上有两个通孔，所述通孔的内径略大于螺杆的外径；所述双螺栓紧固组件采用反向紧固法进行紧固；其有益效果是采用翼片条提高了钢管柱和钢管梁的强度，采用双螺栓紧固组件和反向紧固法可以在整体上钢管梁和钢管柱的节点结构安装更加牢固且不会松脱。

Description

一种钢管混凝土柱梁节点结构及其施工方法

技术领域

本发明属于建筑工程技术领域，特别是一种钢管混凝土柱梁节点结构及其施工方法。

背景技术

混凝土的抗压强度高，但抗弯能力很弱，而钢材的抗弯能力强，具有良好的弹塑性，但在受压时容易失稳而丧失轴向抗压能力。建筑工程上一般采用钢筋混凝土或纯钢筋结构。而钢筋混凝土柱梁和钢结构柱梁是建筑工程中常见的基本建筑结构。钢筋混凝土柱梁在承受较大载荷时也需要将其截面增大，但是其施工自然就会变的更加复杂，既费工又费时；钢结构梁虽然施工简单快捷，但其截面容易发生扭转。

目前很多建筑工程将二者的优点结合在一起，不仅可使其抗压强度成倍提高，还可提高钢管的刚度，两者共同发挥作用，具有承载力高、塑性和韧性好、施工方便、耐火性能好、经济效益好等优势。钢管混凝土作为一种新兴的组合结构，主要以轴心受压和作用力偏心较小的受压构件为主，所以需要将钢管混凝土柱精准对接。对于柱梁在节点位置的复杂连接关系如何理顺，以及在节点范围内柱箍筋与柱主筋、柱加劲板的空间布置未给出解决办法。

专利文献CN 108560716 B公开了一种钢管混凝土柱梁节点结构及其实施方法，包括钢管混凝土上柱、钢管混凝土下柱和H型钢梁，钢管混凝土上柱的下端设有钢筒，钢筒的外侧壁与钢管混凝土上柱的内侧壁贴合形成凸形结构，钢管混凝土下柱的上端设有与钢筒对接适配的凹槽，钢管混凝土上柱与钢管混凝土下柱对接处的外周侧设有钢板，钢板上设有用以连接H型钢梁的连接件。该方法的节点结构形式虽然简单，连接固定强度不高，且施工复杂，柱梁节点之间容易松动，协同工作性能不高限制了整体连接强度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述缺陷，提供一种钢管混凝土柱梁节点结构，通过装接座和双螺栓组件将钢管混凝土柱梁稳固装接，提高连接强度。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是一种钢管混凝土柱梁节点结构，其特征在于包括钢管柱、钢管梁、装接座和双螺栓紧固组件。

所述钢管柱由外层正方钢管、内层正方钢管、翼片条和混凝土砂浆构成，所述内层正方钢管设置在外层正方钢管的内部，所述内层正方钢管的四个角部外侧与外层正方钢管的四个角部内侧由翼片条固定连接，混凝土砂浆填充在内层正方钢管和外层正方钢管之间的空隙中，构成钢管柱。

所述钢管梁由外层长方钢管、内层长方钢管、翼片条和混凝土砂浆构成，所述内层长方钢管设置在外层长方钢管的内部，所述内层长方钢管的四个角部外侧与外层长方钢管的四个角部内侧由翼片条固定连接，混凝土砂浆填充在内层长方钢管和外层长方钢管之间的空隙中，构成钢管柱。

所述装接座由座板和套筒构成，所述套筒垂直固定装接在座板上，所述套筒为长方形钢管，所述套筒与钢管梁相匹配，使钢管梁恰好可以插装在套筒中。

所述双螺栓紧固组件包括两只规格相同的螺栓、六只规格相同螺母和两只规格相同的压片，其中螺栓包括螺帽和螺杆，螺杆的底端和顶端均设有外螺纹，且底端的外螺纹为正旋外螺纹，顶端的外螺纹为反旋外螺纹，所述底端的外螺纹和顶端的外螺纹除旋向相反外其余规格均相同，所述螺母的内螺纹与螺杆的外螺纹相匹配，所述压片上有两个通孔，所述通孔的内径略大于螺杆的外径；优选通孔的内径为螺杆外径的1.1倍。

所述套筒外侧的座板的四个方位上各钻设有一组两个螺杆孔，所述套筒壁上呈横向钻设有两组四个螺杆孔，所述螺杆孔内壁为光滑内壁，没有内螺纹。

所述座板的下侧方位上钻设有两组四个螺杆孔。

所述螺杆孔的内径最好是螺杆外径的1.01倍，这样可以确保稳合插入且避免震动时摇晃。

所述双螺栓紧固组件采用反向紧固法进行紧固，其方法是按照如下步骤进行：①将第一螺栓的第一螺杆穿过第一压片的一个通孔，然后将第一螺母旋入到第一螺杆上并抵紧第一压片，②将第一螺杆从被紧固件的正面穿入并从背面冒出，③将第二螺母从被紧固件的背面旋入到第一螺杆上并从背面抵紧被紧固件；④将第二螺栓的第二螺杆穿过第二压片的一个通孔，然后将第三螺母旋入到第二螺杆上并抵紧第二压片，⑤将第二压片中的另一个通孔穿过第一螺杆并紧贴第二螺母，同时将第二螺杆从被紧固件的背面穿入并从正面冒出，⑥将第四螺母从被紧固件的正面旋入到第二螺杆上，接着将第一压片中的另一个通孔穿过第二螺杆并紧贴第四螺母，⑦将第四螺母从正面拧紧并抵紧被紧固件；⑧将第五螺母旋入到第一螺杆上并抵紧第一压片；⑨将第六螺母旋入到第二螺杆上并抵紧第二压片；这种将第一螺栓和第二螺栓分别从相反的方向穿过被紧固件进行紧固的方法称为反向紧固法，本文中的被紧固件为钢管柱和座板，或钢管梁和套筒。

一种钢管混凝土柱梁节点结构的施工方法，其特征在于包括如下步骤：

⑴在钢管梁的边端钻设梁螺杆孔，首先将钢管梁的边端插入到套筒中，根据套筒上螺杆孔的位置和数量钻设梁螺杆孔。

⑵将装接座安装在钢管柱节点位置，首先从需要安装钢管梁的方位将装接座的座板紧贴钢管柱的外侧壁，根据座板上螺杆孔的位置和数量在钢管柱上钻设柱螺杆孔，然后用双螺栓紧固组件采用反向紧固法将座板固定安装在钢管柱节点上，装好装接座。

⑶将钢管梁插入到套筒中，用双螺栓紧固组件采用反向紧固法将钢管梁固定安装在套筒中，这样就装好了钢管混凝土柱梁节点。

所述梁螺杆孔和柱螺杆孔的内径略大于螺杆外径，最好是螺杆外径的1.01倍，这样可以确保螺杆能够稳合插入且避免震动时摇晃。

与现有技术相比较，本发明具有如下有益效果：

⑴采用了具有翼片条的由内外钢管结合其间的混凝土砂浆构成的钢管柱和钢管梁，可以提高钢管柱和钢管梁的强度。

⑵采用了装接座将钢管梁装接在钢管柱上，更方便施工。

⑶采用了双螺栓紧固组件和反向紧固法，这种反向紧固法可以至少使一只外层螺母旋紧压片，进而使压片抵紧内层螺母，使得螺栓无法动弹，整体上使被紧固件即装接座和钢管柱安装更加牢固且不会松脱。

附图说明

图1为本发明钢管混凝土柱梁节点的整体结构示意图。

图2为本发明钢管混凝土柱梁节点结构正面透视结构示意图。

图3为本发明钢管混凝土柱梁节点结构的分解结构示意图。

图4为本发明中钢管柱的横截面结构示意图。

图5为本发明中钢管梁的横截面结构示意图。

图6为本发明中采用的双螺栓紧固组件的分解及组合结构示意图。

图7为本发明钢管混凝土柱梁节点上安装有四个方向的钢管梁的结构示意图。

图中：1.双螺栓紧固组件、2.螺栓、3.螺杆、4.螺母、5.压片、21.第一螺栓、22.第二螺栓、31.第一螺杆、32.第二螺杆、41.第一螺母、42.第二螺母、43.第三螺母、44.第四螺母、45.第五螺母、46.第六螺母、51.第一压片、52.第二压片、6.被紧固件、7.钢管柱、8.钢管梁、9.装接座、71.外层正方钢管、72.内层正方钢管、73.翼片条、74.混凝土砂浆、81.外层长方钢管、82.内层长方钢管、91.座板、92.套筒、93.螺杆孔、83.梁螺杆孔、75.柱螺杆孔。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定，不应以此限制本发明的保护范围。

实施例1。

如图6所示，本发明采用了反向紧固法，所述反向紧固法采用的工具是双螺栓紧固组件1。首先制作双螺栓紧固组件1，所述双螺栓紧固组件1包括两只规格相同的螺栓2及其螺杆3、六只规格相同螺母4和两只规格相同的压片5；分别称为第一螺栓21、第一螺杆31、第二螺栓22、第二螺杆32、第一螺母41、第二螺母42、第三螺母43、第四螺母44、第五螺母45、第六螺母46、第一压片51和第二压片52；其中螺栓2包括螺帽和螺杆3，螺杆3的底端和顶端均设有外螺纹，且底端的外螺纹为正旋外螺纹，顶端的外螺纹为反旋外螺纹，正旋外螺纹和反旋外螺纹除旋向相反外，其余规格相同；螺母4的内螺纹与螺杆3的外螺纹相匹配，使的螺母4在正旋外螺纹和反旋外螺纹上均可旋动，每块压片5上有两个相同的通孔，所述通孔的内径略大于螺杆3的外径；如此预备若干组双螺栓紧固组件1。

使用所述双螺栓紧固组件1的紧固方法是反向紧固法，具体按照如下步骤进行紧固：①将第一螺栓21的第一螺杆31穿过第一压片51的一个通孔，将第一螺母41旋入到第一螺杆31上并抵紧第一压片51；②将第一螺杆31从被紧固件6的正面穿入并从背面冒出；③将第二螺母42从被紧固件6的背面旋入到第一螺杆31上并从背面抵紧被紧固件6；④将第二螺栓22的第二螺杆32穿过第二压片52的一个通孔，然后将第三螺母43旋入到第二螺杆32上并抵紧第二压片52；⑤将第二压片52中的另一个通孔穿过第一螺杆31并紧贴第二螺母42，同时将第二螺杆32从被紧固件6的背面穿入并从正面冒出；⑥将第四螺母44从被紧固件6的正面旋入到第二螺杆32上，接着将第一压片51中的另一个通孔穿过第二螺杆32并紧贴第四螺母44；⑦将第四螺母44从正面拧紧并抵紧被紧固件6；⑧将第五螺母45旋入到第一螺杆31上并抵紧第一压片51；⑨将第六螺母46旋入到第二螺杆32上并抵紧第二压片52；这样就安装好了一组双螺栓紧固组件1；这种将第一螺栓21和第二螺栓22分别从相反的方向穿过被紧固件6进行紧固的方法称为反向紧固法，本实施例中的被紧固件6为钢管柱和座板，或钢管梁和套筒；由于第一螺栓21与第二螺栓22是分别从被紧固件的正面和背面装入的，这样在被紧固件的正面上可以看到一个螺帽和一个螺杆边端，此时被紧固件正面的第一螺杆31与第二螺杆32外表面的外螺纹的螺旋方向是相反的，当被紧固件6因震动而使螺栓旋松时，必然是一个旋松另一个旋紧，即当第一螺杆31趋向旋松时，第二螺杆32会趋向旋紧，第二螺杆32上的螺母会压迫第二压片52，第二压片52会连带压迫第二螺母42，使第二螺母42无法动弹，进而使第一螺杆31无法旋松，同时第六螺母46会压迫第一压片51，第一压片会连带压迫第一螺母41，进而使第一螺杆31无法动弹，同时由于同一根螺杆3的底端为正旋外螺纹，顶端为反旋外螺纹，当一端趋向旋松时另一端必然趋向旋紧，这样整个双螺栓紧固组件1在整体上会非常牢固无法松动。

实施例2。

如图1-5所示，本发明提供一种钢管混凝土柱梁节点结构，包括钢管柱7、钢管梁8、装接座9和双螺栓紧固组件1。

所述钢管柱7由外层正方钢管71、内层正方钢管72、翼片条73和混凝土砂浆74构成，所述内层正方钢管72设置在外层正方钢管71的内部，所述内层正方钢管72的四个角部外侧与外层正方钢管71的四个角部内侧由翼片条73固定连接，混凝土砂浆74填充在内层正方钢管72和外层正方钢管71之间的空隙中，构成钢管柱7。

所述钢管梁8由外层长方钢管81、内层长方钢管82、翼片条73和混凝土砂浆74构成，所述内层长方钢管2设置在外层长方钢管81的内部，所述内层长方钢管82的四个角部外侧与外层长方钢管81的四个角部内侧由翼片条73固定连接，混凝土砂浆74填充在内层长方钢管82和外层长方钢管81之间的空隙中，构成钢管柱8。

所述装接座9由座板91和套筒92构成，所述套筒92垂直固定装接在座板91上，所述套筒92为长方形钢管，所述套筒92与钢管梁8相匹配，使钢管梁8恰好可以插装在套筒92中。

所述套筒92外侧的座板91的四个方位上各钻设有一组两个螺杆孔93，所述套筒92的筒壁上呈横向钻设有两组四个螺杆孔93，所述螺杆孔93内壁为光滑内壁，内壁上没有内螺纹。

进一步的，可将所述座板91的下侧方位上钻设两组四个螺杆孔93，这样可以加强装接座9下部的支撑力。

将所述螺杆孔93的内径做成螺杆3的外径的1.01倍，这样可以确保螺杆3稳合并顺利插入到螺杆孔93中且避免震动时摇晃。

所述双螺栓紧固组件1如实施例1所述。

采用这种钢管混凝土柱梁节点结构的施工方法包括如下步骤：

⑴在钢管梁8的边端钻设梁螺杆孔83，其方法是首先将钢管梁8的边端插入到套筒92中，根据套筒92上螺杆孔93的位置和数量钻设梁螺杆孔83；如此在若干个钢管梁8上钻设梁螺杆孔83。

⑵将装接座9安装在钢管柱7节点位置，首先从需要安装钢管梁8的方位将装接座9的座板91紧贴钢管柱7的外侧壁，根据座板91上螺杆孔93的位置和数量在钢管柱7上钻设柱螺杆孔75，然后取两个装接座9用双螺栓紧固组件1采用反向紧固法将座板91固定安装在钢管柱7的对应两侧的节点位置上，装好装接座9。

⑶将钢管梁8插入到套筒92中，用双螺栓紧固组件1采用反向紧固法将两根钢管梁8固定安装在钢管柱7两侧的套筒92中，这样就装好了钢管混凝土柱梁节点。

上述中将所述梁螺杆孔83和柱螺杆孔76的内径做成略大于螺杆3外径，本实施例将其做成为螺杆3的外径的1.01倍，这样可以确保螺杆3能够稳合顺利插入到梁螺杆孔83和柱螺杆孔76中且避免震动时摇晃。

实施例3。

如图7所示，本发明除了在钢管柱7的左右两侧安装钢管梁外8，还可同时从钢管柱7的前后两侧安装钢管梁8。

Claims (7)

1.一种钢管混凝土柱梁节点结构，其特征在于包括钢管柱、钢管梁、装接座和双螺栓紧固组件；

所述钢管柱由外层正方钢管、内层正方钢管、翼片条和混凝土砂浆构成，所述内层正方钢管设置在外层正方钢管的内部，所述内层正方钢管的四个角部外侧与外层正方钢管的四个角部内侧由翼片条固定连接，混凝土砂浆填充在内层正方钢管和外层正方钢管之间；

所述钢管梁由外层长方钢管、内层长方钢管、翼片条和混凝土砂浆构成，所述内层长方钢管设置在外层长方钢管的内部，所述内层长方钢管的四个角部外侧与外层长方钢管的四个角部内侧由翼片条固定连接，混凝土砂浆填充在内层长方钢管和外层长方钢管之间；

所述装接座由座板和套筒构成，所述套筒垂直固定装接在座板上，所述套筒为长方形钢管，所述套筒与钢管梁相匹配，使钢管梁恰好可以插装在套筒中；

所述双螺栓紧固组件包括两只规格相同的螺栓、六只规格相同螺母和两只规格相同的压片，其中螺栓包括螺帽和螺杆，所述螺杆的底端和顶端均设有外螺纹，且底端的外螺纹为正旋外螺纹，顶端的外螺纹为反旋外螺纹，所述螺母的内螺纹与螺杆的外螺纹相匹配，所述压片上有两个通孔，所述通孔的内径略大于螺杆的外径；优选所述通孔的内径为螺杆外径的1.1倍。

2.根据权利要求1所述的钢管混凝土柱梁节点结构，其特征在于所述套筒外侧的座板的四个方位上各钻设有一组两个螺杆孔，所述套筒壁上呈横向钻设有两组四个螺杆孔。

3.根据权利要求2所述的钢管混凝土柱梁节点结构，其特征在于所述座板的下侧方位上钻设有两组四个螺杆孔。

4.根据权利要求3所述的钢管混凝土柱梁节点结构，其特征在于所述螺杆孔的内径为螺杆外径的1.01倍。

5.根据权利要求4所述的钢管混凝土柱梁节点结构，其特征在于所述双螺栓紧固组件采用反向紧固法进行紧固，其方法是：①将第一螺栓的第一螺杆穿过第一压片的一个通孔，然后将第一螺母旋入到第一螺杆上并抵紧第一压片，②将第一螺杆从被紧固件的正面穿入并从背面冒出，③将第二螺母从被紧固件的背面旋入到第一螺杆上并从背面抵紧被紧固件；④将第二螺栓的第二螺杆穿过第二压片的一个通孔，然后将第三螺母旋入到第二螺杆上并抵紧第二压片，⑤将第二压片中的另一个通孔穿过第一螺杆并紧贴第二螺母，同时将第二螺杆从被紧固件的背面穿入并从正面冒出，⑥将第四螺母从被紧固件的正面旋入到第二螺杆上，接着将第一压片中的另一个通孔穿过第二螺杆并紧贴第四螺母，⑦将第四螺母从正面拧紧并抵紧被紧固件；⑧将第五螺母旋入到第一螺杆上并抵紧第一压片；⑨将第六螺母旋入到第二螺杆上并抵紧第二压片。

6.一种钢管混凝土柱梁节点结构的施工方法，其特征在于包括如下步骤：

⑴在钢管梁的边端钻设梁螺杆孔，首先将钢管梁的边端插入到套筒中，根据套筒上螺杆孔的位置和数量钻设梁螺杆孔；

⑵将装接座安装在钢管柱节点位置，首先从需要安装钢管梁的方位将装接座的座板紧贴钢管柱的外侧壁，根据座板上螺杆孔的位置和数量在钢管柱上钻设柱螺杆孔，然后用双螺栓紧固组件采用反向紧固法将座板固定安装在钢管柱节点上；

⑶将钢管梁插入到套筒中，用双螺栓紧固组件采用反向紧固法将钢管梁固定安装在套筒中。

7.根据权利要求6所述的钢管混凝土柱梁节点结构的施工方法，其特征在于所述梁螺杆孔和柱螺杆孔的内径略大于螺杆外径。

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