CN112900718A - 一种适用于钢管或钢管混凝土柱的无梁楼盖节点结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及建筑结构技术领域的一种适用于钢管或钢管混凝土柱的无梁楼盖节点结构，包括：一体铸造成型的铸钢连接件，铸钢连接件上端对接上柱体，铸钢连接件下端对接下柱体，使上柱体和下柱体同轴并形成竖直的节点中心轴线；若干环绕节点中心轴线周向均布的、固定连接铸钢连接件侧部的楼板抗剪件，每个楼板抗剪件向铸钢连接件的外侧水平延伸，且延伸方向与节点中心轴线垂直相交；其中，每个楼板抗剪件均穿接有若干栓钉，每个楼板抗剪件均对应地设有两组固定连接铸钢连接件侧部的、用于楼板抗弯的钢筋，且两组钢筋分处楼板抗剪件两侧，钢筋的长度方向平行于对应楼板抗剪件的水平延伸方向。结构强度得以显著提升，并能够进行大批量生产。

Description

一种适用于钢管或钢管混凝土柱的无梁楼盖节点结构
技术领域
本发明涉及建筑结构技术领域，具体来说，是一种适用于钢管或钢管混凝土柱的无梁楼盖节点结构。
背景技术
无梁楼盖在实际工程中有着广泛的应用，特别是在多层工业与民用建筑中。该体系最大的特点是不设主、次梁，而是将楼板直接支承在柱上，楼面恒活荷载通过楼板直接传递至柱上。得益于这个特点，其结构布置灵活，具有较大的空间感，并且可有效增加建筑层高。此外，在施工过程中，模板用量少，搭设简单，便于提高施工效率。
然而无梁楼盖结构特点也造成了其受力上的薄弱点。由于结构的受力均集中于支承柱，这使得楼板与柱的节点区承受非常大的剪力作用，易发生柱的冲切破坏。目前针对这种破坏模式有三种常用的解决方法。其一，增加楼板厚度来提高其抗剪承载力，但这种方法费料费工，并且会增加结构的质量。结构质量的增加不仅会给下层结构带来更大负荷，同时也会增大地震作用力，因此对结构造成不利影响。其二，在柱与楼板间增加柱帽。柱帽通过增加柱对板支托面积从而提高了楼板的抗剪承载力。其三，在节点附近增设抗剪箍筋。
无梁楼盖结构形式常采用混凝土柱与楼板一起现浇的施工方式，如此可以使节点部位的整体性能较好。然而现浇的施工方式会限制结构柱的可选用形式，就比如不便采用钢管混凝土柱。这是由于钢管混凝土柱是贯通多层楼，在节点区域与混凝土楼板的连接构造困难。同时，楼板与柱侧面连接时，荷载由楼板至钢管柱壁，再由钢管内壁通过与混凝土粘结面逐渐传递至核心混凝土。传力路径较长，不利于钢管与混凝土两者共同受力。已有诸多研究论证，钢管混凝土柱相较于一般混凝土柱，有着更优的力学性能，并且其施工不需要模板，省料省工。若在无梁楼盖结构中使用钢管混凝土且解决上述提及的不足，则可以进一步提升结构性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于钢管或钢管混凝土柱的无梁楼盖节点结构，能够有效提高楼板抗冲切性能，并且结合了建筑工业化的需求，在施工现场可以实现无焊接操作，保证了施工质量，同时，节点结构可以实现标准化设计与制造。
本发明的目的是这样实现的：一种适用于钢管或钢管混凝土柱的无梁楼盖节点结构，包括：
一体铸造成型的铸钢连接件，所述铸钢连接件竖直布置，所述铸钢连接件上端对接上柱体，所述铸钢连接件下端对接下柱体，使上柱体和下柱体同轴并形成竖直的节点中心轴线；
若干环绕节点中心轴线周向均布的、固定连接铸钢连接件侧部的、起抗剪作用的楼板抗剪件，每个楼板抗剪件向铸钢连接件的外侧水平延伸，且延伸方向与节点中心轴线垂直相交；
其中，每个楼板抗剪件均焊接有若干栓钉，每个楼板抗剪件均对应地设有两组固定连接铸钢连接件侧部的、用于楼板抗弯的钢筋，且两组钢筋分处楼板抗剪件两侧，所述钢筋的长度方向平行于对应楼板抗剪件的水平延伸方向。
进一步地，所述铸钢连接件包括：主管体，构成铸钢连接件的主体部分，并与节点中心轴线同轴；若干抗剪件定位块，环绕节点中心轴线周向均布于主管体侧壁上；圆环板状的下加强板，同轴固定在主管体侧部的靠下位置；其中，所述楼板抗剪件一一固定连接抗剪件定位块。
进一步地，所述抗剪件定位块具有抗剪件锁定槽，所述楼板抗剪件固定插装抗剪件锁定槽并与抗剪件锁定槽定位配合。
进一步地，每个楼板抗剪件均包括构成其主体的抗剪件主体部，还包括抗剪件锁定部，所述抗剪件主体部设为竖直板状结构并向铸钢连接件的外侧水平延伸，所述抗剪件锁定部与抗剪件主体部相互垂直相交以构成T形板结构，所述抗剪件锁定部固定插装在抗剪件锁定槽中。
进一步地，所述铸钢连接件侧壁的靠上位置一体设置有若干片环绕节点中心轴线布置的、等高的上加强板，并且每一片上加强板一体连接相邻两抗剪件定位块，从轴向视角观察所有上加强板周向均布。
进一步地，所述下加强板水平设置，并与所有抗剪件定位块的底部一体成型，所述下加强板的上表面支撑楼板抗剪件。
进一步地，所述主管体的内壁一体设置有两片水平的内环板，所述内环板环绕主管体的中心轴线环向延伸为闭合环，两片内环板分别处于主管体的内壁的靠上位置、靠下位置；所述主管体的上下端面均一体设有沿轴向凸出的定位凸缘部，所述定位凸缘部以主管体的端面的内边延伸形成闭合圈结构，所述定位凸缘部与设为管柱的上柱体、下柱体的内壁定位并贴合。
进一步地，每个楼板抗剪件通过若干预设的抗剪件锁定螺钉固定连接抗剪件定位块。
进一步地，每个楼板抗剪件通过焊接固定连接抗剪件定位块。
进一步地，所述铸钢连接件上固定设有若干锚具，所述钢筋一一固定插接锚具。
本发明的有益效果在于：
1、本发明提出的节点结构在应用时具有很高的结构增强性能，通过对环板构造(包括内环板、上下加强板)的改进，针对钢管连接的场合，该构造能够减小与钢管焊接时的变形，针对钢管混凝土柱连接的场合，构造能够进一步增强钢柱壁与内部填充混凝土协同受力的能力；
2、铸钢连接件自身具有很高的结构强度，上加强板、下加强板、内环板的设置可以增强铸钢连接件上下端的承载能力和结构强度，并且能够防止焊接变形或其他受力变形的情况，两个定位凸缘部能够分别与上柱体、下柱体定位配合，在钢管连接的场合下能够防止焊液流失以提升焊接质量，提高上柱体和下柱体连接的同轴度，提升现场拼装的效率，抗剪件定位块的设置则进一步增强铸钢连接件的主管体的壁部的结构强度，所有抗剪件定位块与下加强板固定连接，并且任意相邻两抗剪件定位块由上加强板进行连接，从而使得铸钢连接件的主管体的壁部具有很高的轴向和径向承载能力，防止应用或制作时产生变形；
3、楼板抗剪件自身具有很高的结构强度，楼板抗剪件设置为T形板结构，其具备的抗剪件锁定部可以很好地承载楼板抗剪件所受的剪力，并且还能与抗剪件锁定槽插装配合以便定位，楼板抗剪件与铸钢连接件的连接强度同样很高，由于楼板抗剪件插装在抗剪件锁定槽中并与抗剪件定位块固定连接，可以使得楼板抗剪件与铸钢连接件的连接位置处于非常稳固的状态，以更好地承载所受的剪力；
4、本发明提出的节点结构便于大批量生产，可以根据实际情况制作多种规格，铸钢连接件和楼板抗剪件的结构能够形成行业标准，符合建筑工业化的设计理念。
附图说明
图1是第一种实施例的立体示意图。
图2是图1中的A部放大图。
图3是第一种实施例的一种钢筋固定方式的示意图。
图4是第一种实施例的另一种钢筋固定方式的示意图。
图5是第一种实施例的立体示意图。
图6是第二种实施例的立体示意图。
图7是第三种实施例的立体示意图。
图8是第三种实施例中铸钢连接件的立体示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。如图1-8所示为三种实施例，三种实施例中提到的上柱体1和下柱体2均为钢制圆管柱结构，值得一提的是，本发明同样也可以适用于钢管混凝土柱的施工场合。
综合图1、6、7所示，三种实施例的适用于钢管或钢管混凝土柱的无梁楼盖节点结构包括如下部分：
一体铸造成型的铸钢连接件3，铸钢连接件3竖直布置，铸钢连接件3上端对接上柱体1，铸钢连接件3下端对接下柱体2，使上柱体1和下柱体2同轴并形成竖直的节点中心轴线；
若干环绕节点中心轴线周向均布的、固定连接铸钢连接件3侧部的、起抗剪作用的楼板抗剪件4，每个楼板抗剪件4向铸钢连接件3的外侧水平延伸，且延伸方向与节点中心轴线垂直相交。
其中，每个楼板抗剪件4均焊接有若干栓钉5，每个楼板抗剪件4均对应地设有两组固定连接铸钢连接件3侧部的、用于楼板抗弯的钢筋7，且两组钢筋7分处楼板抗剪件4两侧，钢筋7的长度方向平行于对应楼板抗剪件4的水平延伸方向。
为了便于铸造成型，保障整体的结构强度，上述铸钢连接件3包括：
主管体301，构成铸钢连接件3的主体部分，并与节点中心轴线同轴，主管体301可以是圆管、方管或其他异形管，与上柱体1、下柱体2的截面结构相匹配；
若干抗剪件定位块306，环绕节点中心轴线周向均布于主管体301侧壁上；
圆环板状的下加强板305，同轴固定在主管体301侧部的靠下位置。
其中，楼板抗剪件4一一固定连接抗剪件定位块306。
如图2所示，每个楼板抗剪件4均包括构成其主体的抗剪件主体部4a，还包括抗剪件锁定部4b，抗剪件主体部4a设为竖直板状结构并向铸钢连接件3的外侧水平延伸，抗剪件锁定部4b与抗剪件主体部4a相互垂直相交以构成T形板结构，抗剪件锁定部4b固定插装在抗剪件锁定槽306a中；为了更好地锁定楼板抗剪件4，上述抗剪件定位块306具有水平断面结构为T形的、与楼板抗剪件4适配的抗剪件锁定槽306a，楼板抗剪件4固定插装抗剪件锁定槽306a并与抗剪件锁定槽306a定位配合，抗剪件锁定槽306a上部为开口结构，可以使得楼板抗剪件4从上往下地插配抗剪件锁定槽306a，从而便于安装、定位楼板抗剪件4。
为了进一步强化铸钢连接件3的结构，上述铸钢连接件3侧壁的靠上位置一体设置有若干片环绕节点中心轴线布置的、等高的上加强板304，并且每一片上加强板304一体连接相邻两抗剪件定位块306，所有上加强板304的上下表面对齐，相当于一个环形板，从轴向视角观察所有上加强板304周向均布。
为了进一步强化铸钢连接件3的结构，上述下加强板305水平设置，并与所有抗剪件定位块306的底部一体成型，下加强板305的上表面支撑楼板抗剪件4。
为了进一步强化铸钢连接件3的结构，上述主管体301的上下端面均一体设有沿轴向凸出的定位凸缘部302，定位凸缘部302以主管体301的端面的内边延伸形成闭合圈结构，定位凸缘部302与设为管柱的上柱体1、下柱体2的内壁定位并贴合。由于上柱体1和下柱体2为钢制的圆管柱，定位凸缘部302为凸起的圆环结构，上柱体1轴端、下柱体2轴端分别贴合主管体301的上下端，同时，两个定位凸缘部302分别插入上柱体1、下柱体2内腔中，然后进行焊接，使得上柱体1轴端、下柱体2轴端分别焊接主管体301的上下端，利用定位凸缘部302阻挡焊液，从而保障焊接的质量。
为了进一步强化铸钢连接件3的结构，上述主管体301的内壁一体设置有两片水平的内环板303，内环板303环绕主管体301的中心轴线环向延伸为闭合环，两片内环板303分别处于主管体301的内壁的靠上位置、靠下位置，上下两内环板303分别与上加强板304、下加强板305对齐，以提升主管体301的上下端部分的结构强度和抗变形能力。
以上均为所有实施例的共性，下面详述三种实施例。
参阅图1-5所示，为第一种实施例，楼板抗剪件4、抗剪件定位块306均为四个，并且都是环绕节点中心轴线均布，使得该节点结构能够在纵向和横向都能具有抗剪能力，每个楼板抗剪件4均通过焊接的方式固定插装抗剪件锁定槽306a。在第一种实施例中，如图3所示，在上加强板304和下加强板305上固定设置若干锚具6，钢筋7一一固定插接锚具6，可以免于焊接，提升安装效率；如图4所示，钢筋7可以直接焊接在上加强板304和下加强板305上，以便安装。
如图6所示，为第二种实施例，楼板抗剪件4、抗剪件定位块306均为四个，每个楼板抗剪件4均通过两排抗剪件锁定螺栓8固定插装抗剪件锁定槽306a，两排抗剪件锁定螺栓8分别插装抗剪件锁定部4b两侧，并且两排抗剪件锁定螺栓8分别处于抗剪件主体部4a两侧，使得每个楼板抗剪件4的抗剪件锁定部4b能够受到坚固、可靠、耐用的锁定作用，以达到很好的抗剪性能。第二种实施例的钢筋7的布置方式参考图3或图4。
如图7-8所示为第三种实施例，楼板抗剪件4、抗剪件定位块306均为八个，每个楼板抗剪件4可以通过焊接或非焊接的方式固定插装抗剪件锁定槽306a，由于楼板抗剪件4、抗剪件定位块306均为周向均布，使得该节点结构能够在纵向和横向都能具有抗剪能力的基础上进行结构增强，以达到更好的抗剪性能。
以上是本发明的优选实施例，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本发明的基本设置的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种适用于钢管或钢管混凝土柱的无梁楼盖节点结构，其特征在于，包括：
一体铸造成型的铸钢连接件(3)，所述铸钢连接件(3)竖直布置，所述铸钢连接件(3)上端对接上柱体(1)，所述铸钢连接件(3)下端对接下柱体(2)，使上柱体(1)和下柱体(2)同轴并形成竖直的节点中心轴线；
若干环绕节点中心轴线周向均布的、固定连接铸钢连接件(3)侧部的、起抗剪作用的楼板抗剪件(4)，每个楼板抗剪件(4)向铸钢连接件(3)的外侧水平延伸，且延伸方向与节点中心轴线垂直相交；
其中，每个楼板抗剪件(4)均焊接有若干栓钉(5)，每个楼板抗剪件(4)均对应地设有两组固定连接铸钢连接件(3)侧部的、用于楼板抗弯的钢筋(7)，且两组钢筋(7)分处楼板抗剪件(4)两侧，所述钢筋(7)的长度方向平行于对应楼板抗剪件(4)的水平延伸方向。
2.根据权利要求1所述的一种适用于钢管或钢管混凝土柱的无梁楼盖节点结构，其特征在于，所述铸钢连接件(3)包括：
主管体(301)，构成铸钢连接件(3)的主体部分，并与节点中心轴线同轴；
若干抗剪件定位块(306)，环绕节点中心轴线周向均布于主管体(301)侧壁上；
圆环板状的下加强板(305)，同轴固定在主管体(301)侧部的靠下位置；
其中，所述楼板抗剪件(4)一一固定连接抗剪件定位块(306)。
3.根据权利要求2所述的一种适用于钢管或钢管混凝土柱的无梁楼盖节点结构，其特征在于，所述抗剪件定位块(306)具有抗剪件锁定槽(306a)，所述楼板抗剪件(4)固定插装抗剪件锁定槽(306a)并与抗剪件锁定槽(306a)定位配合。
4.根据权利要求3所述的一种适用于钢管或钢管混凝土柱的无梁楼盖节点结构，其特征在于，每个楼板抗剪件(4)均包括构成其主体的抗剪件主体部(4a)，还包括抗剪件锁定部(4b)，所述抗剪件主体部(4a)设为竖直板状结构并向铸钢连接件(3)的外侧水平延伸，所述抗剪件锁定部(4b)与抗剪件主体部(4a)相互垂直相交以构成T形板结构，所述抗剪件锁定部(4b)固定插装在抗剪件锁定槽(306a)中。
5.根据权利要求2所述的一种适用于钢管或钢管混凝土柱的无梁楼盖节点结构，其特征在于，所述铸钢连接件(3)侧壁的靠上位置一体设置有若干片环绕节点中心轴线布置的、等高的上加强板(304)，并且每一片上加强板(304)一体连接相邻两抗剪件定位块(306)，从轴向视角观察所有上加强板(304)周向均布。
6.根据权利要求5所述的一种适用于钢管或钢管混凝土柱的无梁楼盖节点结构，其特征在于，所述下加强板(305)水平设置，并与所有抗剪件定位块(306)的底部一体成型，所述下加强板(305)的上表面支撑楼板抗剪件(4)。
7.根据权利要求2所述的一种适用于钢管或钢管混凝土柱的无梁楼盖节点结构，其特征在于，所述主管体(301)的内壁一体设置有两片水平的内环板(303)，所述内环板(303)环绕主管体(301)的中心轴线环向延伸为闭合环，两片内环板(303)分别处于主管体(301)的内壁的靠上位置、靠下位置；所述主管体(301)的上下端面均一体设有沿轴向凸出的定位凸缘部(302)，所述定位凸缘部(302)以主管体(301)的端面的内边延伸形成闭合圈结构，所述定位凸缘部(302)与设为管柱的上柱体(1)、下柱体(2)的内壁定位并贴合。
8.根据权利要求2所述的一种适用于钢管或钢管混凝土柱的无梁楼盖节点结构，其特征在于，每个楼板抗剪件(4)通过若干预设的抗剪件锁定螺钉(8)固定连接抗剪件定位块(306)。
9.根据权利要求2所述的一种适用于钢管或钢管混凝土柱的无梁楼盖节点结构，其特征在于，每个楼板抗剪件(4)通过焊接固定连接抗剪件定位块(306)。
10.根据权利要求1所述的一种适用于钢管或钢管混凝土柱的无梁楼盖节点结构，其特征在于，所述铸钢连接件(3)上固定设有若干锚具(6)，所述钢筋(7)一一固定插接锚具(6)。
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