CN112854483A - 一种新型钢管混凝土柱组合节点及其施工方法 - Google Patents

一种新型钢管混凝土柱组合节点及其施工方法 Download PDF

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陈琨
江世永
邹航
陈杰
张振勇
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    • E04B1/30—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons the supporting parts being composed of two or more materials; Composite steel and concrete constructions

Abstract

本发明公开了一种新型钢管混凝土柱组合节点及其施工方法，包括竖直设置的上钢管柱和下钢管柱，以及多根U型钢梁，在下钢管柱的侧壁上开设有一开槽，该开槽从下钢管柱的上端向下延伸，其两侧分别形成一连接端，钢梁的一端穿过所述开槽后伸入下钢管柱内，并与一竖向设置的端板相连，该端板的两侧与开槽两侧的连接端固定相连；所述上钢管柱位于所述下钢管柱的上方，其下端与上钢管柱的上端固定相连；同时，上钢管柱与端板固定相连。本发明利用端板对钢管柱和钢梁的节点从内部进行补强，并在节点处设置加强构件进行进一步加强，使钢管柱与钢梁连接处的外观平整，不需要进行多余的装饰施工；同时，加强构件对节点的补强效果更好，节点的安全性更高。

Description

一种新型钢管混凝土柱组合节点及其施工方法
技术领域
本发明涉及装配式建筑结构技术领域，具体涉及一种新型钢管混凝土柱组合节点及其施工方法。
背景技术
建筑工业化一直是我国倡导的发展方向，是发展装配式建筑的根本途径。进入新时代，随着建筑科技的进步与信息技术的快速发展，使得真正实现建筑工业化成为可能，装配式建筑就是采用新型工业化建造方式建造的建筑。装配式建筑根据其材料形态的不同，主要可分为三大类：装配式预制混凝土结构建筑、装配式钢结构建筑和装配式木结构建筑，目前我国正大力推进钢结构装配式住宅发展，在推广过程中也产生了不同的结构形式与新型节点。
现有技术中，在钢管柱与钢梁的连接节点处，通常采用在柱内外焊接隔板或环板，然后在施工现场，通过预焊在柱上短梁或钢牛腿与钢梁进行连接。而在与钢梁连接时，通常采用连接板加螺栓进行临时固定后进行焊接，当加工精度不足或施工误差较大时，螺栓很难顺利安装，这无疑增加了施工难度，并且这种施工方式会导致后续焊接操作难度大，由于对钢梁焊缝要求较高，人为操作技术对施工质量的影响较大。而且现有技术中普遍采用内隔板或外环板对节点进行补强，这两种方式也存在问题，如果采用内隔板不利于钢管柱内混凝土浇筑，但采用外环板则会影响钢柱平整度，制约了钢结构住宅产业的发展。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种新型钢管混凝土柱组合节点，以解决现有技术中钢管柱与钢梁节点处采用短梁或钢牛腿连接施工难度大、补强构件位于节点外侧影响外观、人为操作技术对施工质量影响较大的问题。
本发明还提供一种新型钢管混凝土组合节点的施工方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种新型钢管混凝土柱组合节点，包括竖直设置的上钢管柱和下钢管柱，以及多根U型钢梁，在下钢管柱的侧壁上开设有一开槽，该开槽从下钢管柱的上端向下延伸，其两侧分别形成一连接端，钢梁的一端穿过所述开槽后伸入下钢管柱内，并与一竖向设置的端板相连，该端板的两侧与开槽两侧的连接端固定相连；所述上钢管柱位于所述下钢管柱的上方，其下端与上钢管柱的上端固定相连；同时，上钢管柱与端板固定相连。
本发明在下钢管柱上设置开槽，在钢梁与钢管柱的连接处设置端板，通过端板对钢梁与钢管柱的连接处进行补强，还将端板设置在钢管柱内，使钢梁与钢管柱的节点外侧保持平整，组装完成后，不需要再进行多余的装饰施工。同时，端板从钢管柱内部对节点进行补强的效果更好，节点的安全性能更高。在实际生产中，本发明可以采用标准化批量生产所采用的各个构件，将钢梁、钢管柱与各个构件在工厂内完成拼装，一方面可以保证安装质量，另一方面可以提升施工效率，使生产工艺和安装工艺便捷。
优选地，所述端板的两侧边缘向下钢管柱内侧方向弯折并延伸形成侧板，使端板横截面呈U形。端板与下钢管柱的连接端固定相连，同时也与钢梁固定相连，对下钢管柱与钢梁连接处起到补强作用，使节点更加稳固，安全性更高。
优选地，在所述端板与钢梁相连的一侧还设有一加强构件，所述加强构件位于所述钢梁内，其外侧壁与所述钢梁的内侧壁固定相连。加强构件对钢梁与端板的连接处起到加强作用，进一步提升钢梁与端板连接处的稳定性。
优选地，所述端板上两侧板的边缘分别朝相向或相反的方向弯折并延伸形成弯折边缘。
优选地，在所述端板内还设有多根锚固钢筋，所述锚固钢筋沿垂直于端板长度方向设置，其两端分别穿过所述端板的两侧壁并与其固定相连。
优选地，在两个相向设置的端板之间还设有多根拉结钢筋，所述拉结钢筋位于所述钢梁的上方，其两端分别穿过两个相向设置端板的上侧。
优选地，所述上钢管柱的下端且对应所述开槽的位置处还设有一固定端，所述固定端伸入该开槽内，并与所述开槽配合相连；所述固定端的内侧壁与所述端板和钢梁相连的一侧固定相连。
一种新型钢管混凝土柱组合节点的施工方法，包括如下步骤：组合节点制作时，首先在工厂将下钢管柱的侧壁顶端开设矩形的开槽，并将端板与U形钢梁焊接；在施工现场，将带端板的U形钢梁从上往下穿过矩形的开槽并固定；所述上钢管柱位于所述下钢管柱的上方，其下端与上钢管柱的上端固定相连；同时，上钢管柱与端板通过焊接固定相连。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明利用端板对钢管柱和钢梁的节点从内部进行补强，并在节点处设置加强构件进行进一步加强，使钢管柱与钢梁连接处的外观平整，不需要进行多余的装饰施工；同时，加强构件对节点的补强效果更好，节点的安全性更高。
2、本发明采用的新型钢管混凝住组合节点现场安装便捷，不需要进行临时固定，可将钢梁直接放置在钢管柱上进行焊接施工，降低了焊接操作难度，节省建造施工成本，具有工业化生产快速施工的优势，而且不会影响后续混凝土的浇筑。
3、本发明采用标准化构件内套工艺，所采用的构件与钢管柱、钢梁可以在工厂内完成安装，生产工艺和安装工艺便捷，为装配式建筑发展方向提供了新的思路。
附图说明
图1为本发明一种新型钢管混凝土柱组合节点的结构示意图。
图2为端板和钢梁连接的结构示意图。
图3为本发明一种实施方式的结构示意图。
图4为端板、加强构件和钢梁连接的结构示意图。
图5为本发明另一种实施方式的结构示意图。
图6为端板、锚固钢筋和钢梁连接的结构示意图。
图中：上钢管柱1、下钢管柱2、钢梁3、开槽4、连接端5、端板6、加强构件7、锚固钢筋8、拉结钢筋9、固定端10、弯折边缘11、上翼缘12。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
一种新型钢管混凝土柱组合节点，参见图1，包括竖直设置的上钢管柱1和下钢管柱2，以及多根U型钢梁3，所述钢梁两侧壁的上侧边缘分别朝向的方向弯折并延伸形成上翼缘12，在下钢管柱的侧壁上开设有一开槽4，该开槽从下钢管柱的上端向下延伸，其两侧分别形成一连接端5，钢梁的一端穿过所述开槽后伸入下钢管柱内，并与一竖向设置的端板6相连，该端板的两侧与开槽两侧的连接端固定相连；所述上钢管柱位于所述下钢管柱的上方，其下端与上钢管柱的上端固定相连；同时，上钢管柱与端板固定相连。
在具体实施时，所述端板的两侧边缘向下钢管柱内侧方向弯折并延伸形成侧板，使端板横截面呈U形，图2、4、6为不同结构的端板结构示意图，端板可以有多种实施方式。所述端板上两侧板的边缘分别朝相向或相反的方向弯折并延伸形成弯折边缘11，在实际使用时，端板上两侧板的边缘可以弯折形成弯折边缘，也可以不用弯折保持原样，无论是端板上两侧板的边缘朝相向方向还是相反方向弯折，相邻两个端板的弯折边缘之间互相不干涉，在上下钢管柱内浇筑完混凝土之后，弯折边缘可以使端板与混凝土接触得更加充分，连接性更好。所述上钢管柱的下端且对应所述开槽的位置处还设有一固定端10，所述固定端伸入该开槽内，并与所述开槽配合相连；所述固定端的内侧壁与所述端板和钢梁相连的一侧固定相连。
在一种实施方式中，参见图1和2，在两个相向设置的端板之间还设有多根拉结钢筋9，所述拉结钢筋位于所述钢梁的上方，其两端分别穿过两个相向设置端板的上侧，拉结钢筋可以使传力更加明确。
在一种实施方式中，参见图3和4，在所述端板与钢梁相连的一侧还设有一加强构件7，所述加强构件位于所述钢梁内，其外侧壁与所述钢梁的内侧壁固定相连。加强构件对钢梁与端板的连接处作进一步的补强，提升两者连接点的稳定性和强度。
在另一种实施方式中，参见图5和6，在所述端板内还设有多根锚固钢筋8，所述锚固钢筋沿垂直于端板长度方向设置，其两端分别穿过所述端板的两侧壁并与其固定相连，相邻两个端板内的锚固钢筋之间互不干涉，不会对其他构件造成影响，锚固钢筋可以提升端板的整体性，使其稳定性更好。在实际生产时，在端板制作好之后，即可在端板上设置锚固钢筋。
一种新型钢管混凝土柱组合节点的施工方法，包括如下步骤：组合节点制作时，首先在工厂将下钢管柱的侧壁顶端开设矩形的开槽，并将端板与U形钢梁焊接；在施工现场，将带端板的U形钢梁从上往下穿过矩形的开槽并固定；所述上钢管柱位于所述下钢管柱的上方，其下端与上钢管柱的上端固定相连；同时，上钢管柱与端板通过焊接固定相连。
在实际施工过程中，拉结钢筋、加强构件和锚固钢筋可以配合使用，参见图3和4，将拉结钢筋和加强构件组合使用，提升端板的完整性，也增强了节点的安全性。拉结钢筋也可以与锚固钢筋配合使用，参见图5和6，其中，拉结钢筋与锚固钢筋可以同时设置在端板上，并且拉结钢筋位于端板的上端，即位于上钢管柱内的一端或靠近上钢管柱的一端，不会干涉锚固钢筋。在上述这些组合实施方式中，加强构件可以与锚固钢筋、拉结钢筋配合使用，提升端板的完整性，也增强了节点的安全性。在制作节点时，先在工厂内对下钢管柱进行开槽，在下钢管柱的侧壁顶端开设与钢梁形状相配合的开槽，将端板与钢梁的一端通过焊接相连。在施工现场，将带有端板的U型钢梁从上往下穿过下钢管柱上的开槽并焊接固定，再对上钢管柱与下钢管柱进行固定相连。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种新型钢管混凝土柱组合节点，包括竖直设置的上钢管柱（1）和下钢管柱（2），以及多根U型钢梁（3），其特征在于，在下钢管柱的侧壁上开设有一开槽（4），该开槽从下钢管柱的上端向下延伸，其两侧分别形成一连接端（5），钢梁的一端穿过所述开槽后伸入下钢管柱内，并与一竖向设置的端板（6）相连，该端板的两侧与开槽两侧的连接端固定相连；所述上钢管柱位于所述下钢管柱的上方，其下端与上钢管柱的上端固定相连；同时，上钢管柱与端板固定相连。
2.根据权利要求1所述新型钢管混凝土柱组合节点，其特征在于，所述端板的两侧边缘向下钢管柱内侧方向弯折并延伸形成侧板，使端板横截面呈U形。
3.根据权利要求2所述新型钢管混凝土柱组合节点，其特征在于，在所述端板与钢梁相连的一侧还设有一加强构件（7），所述加强构件位于所述钢梁内，其外侧壁与所述钢梁的内侧壁固定相连。
4.根据权利要求2所述新型钢管混凝土柱组合节点，其特征在于，所述端板上两侧板的边缘分别朝相向或相反的方向弯折并延伸形成弯折边缘（11）。
5.根据权利要求2所述新型钢管混凝土柱组合节点，其特征在于，在所述端板内还设有多根锚固钢筋（8），所述锚固钢筋沿垂直于端板长度方向设置，其两端分别穿过所述端板的两侧壁并与其固定相连。
6.根据权利要求1所述新型钢管混凝土柱组合节点，其特征在于，在两个相向设置的端板之间还设有多根拉结钢筋（9），所述拉结钢筋位于所述钢梁的上方，其两端分别穿过两个相向设置端板的上侧。
7.根据权利要求1所述新型钢管混凝土柱组合节点，其特征在于，所述上钢管柱的下端且对应所述开槽的位置处还设有一固定端（10），所述固定端伸入该开槽内，并与所述开槽配合相连；所述固定端的内侧壁与所述端板和钢梁相连的一侧固定相连。
8.一种如权利要求1~7任一所述新型钢管混凝土柱组合节点的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：组合节点制作时，首先在工厂将下钢管柱的侧壁顶端开设矩形的开槽，并将端板与U形钢梁焊接；在施工现场，将带端板的U形钢梁从上往下穿过矩形的开槽并固定；所述上钢管柱位于所述下钢管柱的上方，其下端与上钢管柱的上端固定相连；同时，上钢管柱与端板固定相连。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113006292A (zh) * 2021-03-26 2021-06-22 渝建建筑科技集团有限公司 一种钢管混凝土柱的节点

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