CN114809297B - 一种钢管柱连接节点结构 - Google Patents

Abstract

本发明属于建筑施工技术领域，公开了一种钢管柱连接节点结构，包括钢管柱、四个抗剪牛腿和多个抗扭牛腿，四个抗剪牛腿中的两个沿第一方向相对设置，另两个沿第二方向相对设置，抗剪牛腿穿过抗剪牛腿连接孔伸入钢管柱，沿第一方向相对设置的两个抗剪牛腿的上翼缘板和下翼缘板均沿第一方向间隔设置，沿第二方向相对设置的两个抗剪牛腿的上翼缘板和下翼缘板均沿第二方向间隔设置，四个抗剪牛腿的腹板伸入钢管柱的一端彼此固连。多个抗扭牛腿沿钢管柱的周向间隔设置于钢管柱上，且与多个抗剪牛腿交错分布，抗扭牛腿穿过抗扭牛腿连接孔伸入钢管柱内。本发明的钢管柱连接节点结构，提高了钢管柱侧向受压承载力，并且提高了梁柱连接节点的整体性。

Description

一种钢管柱连接节点结构

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，尤其涉及一种钢管柱连接节点结构。

背景技术

钢管柱梁柱节点连接是钢结构设计中关键的环节之一。多高层结构框架柱的梁柱节点将结构板和结构梁的剪力、弯矩传递给钢管柱，使水平结构与竖向结构能够牢固的连接在一起，对整个结构的承载力和稳定性起着非常重要的作用，梁柱节点形式分为“米字型”、“十字型”或“环板型”，“米字型”和“环板型”梁柱节点的整体受力性能较好，是多高层钢结构建筑常用的刚性梁柱节点形式。然而现有的钢结构梁柱节点的整体性、侧向受压承载力以及自身抗弯承载力差，易发生弯曲，危害建筑安全。

因此，亟需一种钢管柱连接节点结构，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢管柱连接节点结构，提高钢管柱侧向受压承载力和自身抗弯承载力，提高了梁柱连接节点的整体性。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种钢管柱连接节点结构，包括：

钢管柱；

四个抗剪牛腿，四个所述抗剪牛腿中的两个沿第一方向相对设置，另两个沿第二方向相对设置，所述第一方向与所述第二方向成夹角设置，且均与所述钢管柱的轴线垂直，所述钢管柱上设置有与所述抗剪牛腿截面形状匹配的抗剪牛腿连接孔，所述抗剪牛腿连接孔与所述抗剪牛腿一一对应设置，所述抗剪牛腿穿过所述抗剪牛腿连接孔伸入所述钢管柱，所述抗剪牛腿包括上翼缘板、下翼缘板和腹板，所述腹板的顶端与所述上翼缘板固连，底端与所述下翼缘板固连，沿第一方向相对设置的两个所述抗剪牛腿的上翼缘板和下翼缘板均沿第一方向间隔设置，沿第二方向相对设置的两个所述抗剪牛腿的上翼缘板和下翼缘板均沿第二方向间隔设置，四个所述抗剪牛腿的腹板伸入所述钢管柱的一端彼此固连；

多个抗扭牛腿，多个所述抗扭牛腿沿所述钢管柱的周向间隔设置于所述钢管柱上，且与多个所述抗剪牛腿交错分布，所述钢管柱上设置有与所述抗扭牛腿的截面形状匹配的抗扭牛腿连接孔，所述抗扭牛腿连接孔与所述抗扭牛腿一一对应设置，所述抗扭牛腿穿过所述抗扭牛腿连接孔伸入钢管柱内。

作为优选，所述第一方向与所述第二方向垂直设置。

作为优选，所述上翼缘板、所述下翼缘板和所述腹板均与所述钢管柱的管壁固连。

作为优选，所述上翼缘板和所述下翼缘板伸入所述钢管柱的一端沿靠近所述钢管柱中心的方向宽度逐渐减小。

作为优选，多个所述抗扭牛腿包括第一抗扭牛腿，所述第一抗扭牛腿设置有多个，多个所述第一抗扭牛腿沿所述钢管柱的周向间隔设置于多个所述抗剪牛腿的上方。

作为优选，多个所述抗扭牛腿还包括第二抗扭牛腿，所述第二抗扭牛腿设置有多个，多个所述第二抗扭牛腿沿所述钢管柱的周向间隔设置于多个所述抗剪牛腿的下方，所述第二抗扭牛腿与所述第一抗扭牛腿一一对应设置。

作为优选，所述第一抗扭牛腿包括第一翼缘板和第一抗扭肋板，所述第一抗扭肋板的一侧边与所述第一翼缘板连接，另一侧边与所述钢管柱的外壁连接，所述第一抗扭肋板位于所述第一翼缘板面向所述第二抗扭牛腿的一侧。

作为优选，所述第二抗扭牛腿包括第二翼缘板和第二抗扭肋板，所述第二抗扭肋板的一侧边与所述第二翼缘板连接，另一侧边与所述钢管柱的外壁连接，所述第二抗扭肋板位于所述第二翼缘板面向所述第一抗扭牛腿的一侧，并与所述第一抗扭肋板相对。

作为优选，所述第一翼缘板远离所述钢管柱的一端沿所述第一抗扭牛腿的延伸方向设置有第一开口，所述第二翼缘板远离所述钢管柱的一端沿所述第二抗扭牛腿的延伸方向设置有第二开口。

作为优选，多个所述抗剪牛腿、多个所述第一抗扭牛腿、多个所述第二抗扭牛腿沿所述钢管柱的周向均等间隔分布。

本发明的有益效果：

本发明提供的钢管柱连接节点结构，四个牛腿中的两个沿第一方向相对设置，另外两个沿第二方向相对设置，第一方向与第二方向成夹角设置，且均与钢管柱的轴线垂直，并且将四个牛腿的腹板伸入钢管柱的一端彼此固连，使沿第一方向相对设置的两个牛腿的受力彼此对称且能够相互平衡，沿第二方向相对设置的两个牛腿的受力彼此对称且能够相互平衡，提高了钢管柱侧向受压承载力，可以避免钢管柱在受到侧向压力时产生弯曲，增强钢管柱自身抗弯承载力。并且通过沿第一方向相对设置的两个所述牛腿的上翼缘板和下翼缘板均沿第一方向间隔设置，沿第二方向相对设置的两个所述牛腿的上翼缘板和下翼缘板均沿第二方向间隔设置，避免伸入钢管柱的上翼缘板和下翼缘板影响钢管柱混凝土的浇筑，保证钢管柱混凝土浇筑的质量。在进行混凝土浇筑后，穿过钢管柱上的连接孔伸入钢管柱内的牛腿将混凝土与钢管柱连接成一个整体，提高了梁柱连接节点的整体性，使得钢管柱在该区域的承载力大大提高。多个抗扭牛腿伸入钢管柱内且与多个抗剪牛腿交错分布，使得钢管柱周向的受力点分部更均匀，并能够使多个抗扭牛腿抵抗梁的两侧边产生的扭曲力，防止梁弯扭变形，同时多个抗扭牛腿的设置进一步增加了钢管柱的抗剪能力，以及增大了钢管柱节点处的抗弯力矩半径，使得梁柱结构节点区域的抗弯承载力进一步提高。

附图说明

图1是本发明实施例提供的钢管柱连接节点结构的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的钢管柱连接节点结构的钢管柱的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的钢管柱连接节点结构的部分结构示意图一；

图4是本发明实施例提供的钢管柱连接节点结构的部分结构示意图二。

图中：

1、钢管柱；11、抗剪牛腿连接孔；12、第一抗扭牛腿连接孔；13、第二抗扭牛腿连接孔；

2、抗剪牛腿；21、上翼缘板；22、下翼缘板；23、腹板；

31、第一抗扭牛腿；311、第一翼缘板；3111、第一开口；312、第一抗扭肋板；32、第二抗扭牛腿；321、第二翼缘板；3211、第二开口；322、第二抗扭肋板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1-4所示，本实施例提供一种钢管柱连接节点结构，包括钢管柱1、四个抗剪牛腿2和多个抗扭牛腿，四个抗剪牛腿2中的两个沿第一方向相对设置，另两个沿第二方向相对设置，第一方向与第二方向成夹角设置，且均与钢管柱1的轴线垂直，钢管柱1上设置有与抗剪牛腿2截面形状匹配的抗剪牛腿连接孔11，抗剪牛腿连接孔11与抗剪牛腿2一一对应设置，抗剪牛腿2穿过抗剪牛腿连接孔11伸入钢管柱1，抗剪牛腿2包括上翼缘板21、下翼缘板22和腹板23，腹板23的顶端与上翼缘板21固连，底端与下翼缘板22固连，沿第一方向相对设置的两个抗剪牛腿2的上翼缘板21和下翼缘板22均沿第一方向间隔设置，沿第二方向相对设置的两个抗剪牛腿2的上翼缘板21和下翼缘板22均沿第二方向间隔设置，四个抗剪牛腿2的腹板23伸入钢管柱1的一端彼此固连。多个抗扭牛腿沿钢管柱1的周向间隔设置于钢管柱1上，且与多个抗剪牛腿2交错分布，钢管柱1上设置有与抗扭牛腿的截面形状匹配的抗扭牛腿连接孔，抗扭牛腿连接孔与抗扭牛腿一一对应设置，抗扭牛腿穿过抗扭牛腿连接孔伸入钢管柱1内。

本实施例提供的钢管柱连接节点结构，四个牛腿中的两个沿第一方向相对设置，另外两个沿第二方向相对设置，并且将四个抗剪牛腿2的腹板23伸入钢管柱1的一端彼此固连，使沿第一方向相对设置的两个抗剪牛腿2的受力彼此对称且能够相互平衡，沿第二方向相对设置的两个抗剪牛腿2的受力彼此对称且能够相互平衡，提高了钢管柱1侧向受压承载力，可以避免钢管柱1在受到侧向压力时产生弯曲，增强钢管柱1自身抗弯承载力。并且通过沿第一方向相对设置的两个抗剪牛腿2的上翼缘板21和下翼缘板22均沿第一方向间隔设置，沿第二方向相对设置的两个抗剪牛腿2的上翼缘板21和下翼缘板22均沿第二方向间隔设置，避免伸入钢管柱1的上翼缘板21和下翼缘板22影响钢管柱1混凝土的浇筑，保证钢管柱1混凝土浇筑的质量。在进行混凝土浇筑后，穿过钢管柱1上的抗剪牛腿连接孔11伸入钢管柱1内的抗剪牛腿2将混凝土与钢管柱1连接成一个整体，提高了梁柱连接节点的整体性，使得钢管柱1在该区域的承载力大大提高。多个抗扭牛腿伸入钢管柱1内且与多个抗剪牛腿2交错分布，使得钢管柱1周向的受力点分部更均匀，并能够使多个抗扭牛腿抵抗梁的两侧边产生的扭曲力，防止梁弯扭变形，同时多个抗扭牛腿的设置进一步增加了钢管柱1的抗剪能力，以及增大了钢管柱1节点处的抗弯力矩半径，使得梁柱结构节点区域的抗弯承载力进一步提高。

可选地，如图1所示，四个抗剪牛腿2沿钢管柱1的周向等间隔设置，从而使钢管柱1的受力更加均匀。

可选地，上翼缘板21、下翼缘板22和腹板23均与钢管柱1的管壁固连，从而增强梁柱连接节点的抗剪承载力。具体地，在本实施例中，上翼缘板21、下翼缘板22和腹板23均与管壁焊接固定。

可选地，如图1所示，上翼缘板21和下翼缘板22伸入钢管柱1的一端沿靠近钢管柱1中心的方向宽度逐渐减小，在保证牛腿2与钢管柱1连接强度的同时，进一步降低伸入钢管柱1内的上翼缘板21和下翼缘板22对混凝土浇筑的影响。

可选地，如图2所示，抗剪牛腿连接孔11为工字形，工字型抗剪牛腿连接孔11的尺寸略大于抗剪牛腿2的截面尺寸，在保证抗剪牛腿2能够顺利伸入钢管柱1的同时，避免抗剪牛腿连接孔11的尺寸过大造成抗剪牛腿2与钢管柱1之间焊接困难，从而保证焊接质量和焊接处的结构强度。

可选地，抗剪牛腿2由工字钢加工而成，工字钢容易获得，制作成本低。

可选地，如图1和图4所示，多个抗扭牛腿包括第一抗扭牛腿31，第一抗扭牛腿31设置有多个，多个第一抗扭牛腿31沿钢管柱1的周向间隔设置于多个抗剪牛腿2的上方。具体地，在本实施例中，第一抗扭牛腿31设置有四个。多个抗扭牛腿连接孔包括第一抗扭牛腿连接孔12，第一抗扭牛腿连接孔12与第一抗扭牛腿31一一对应设置，第一抗扭牛腿31的一端穿过第一抗扭牛腿连接孔12伸入钢管柱1内。第一抗扭牛腿31与钢管柱1焊接固定。

可选地，如图1和图4所示，多个抗扭牛腿还包括第二抗扭牛腿32，第二抗扭牛腿32设置有多个，多个第二抗扭牛腿32沿钢管柱1的周向间隔设置于多个抗剪牛腿2的下方，第二抗扭牛腿32与第一抗扭牛腿31一一对应设置，每一个第一抗扭牛腿31正下方均设置一个第二抗扭牛腿32，使得钢管柱1在核心区域沿轴向的受力点分部更均匀，同时多个第二抗扭牛腿32的设置进一步增加了钢管柱1的抗剪能力，以及增大了钢管柱1节点处的抗弯力矩半径，从而进一步提高了梁柱结构节点区域的抗弯承载力。多个抗扭牛腿连接孔还包括第二抗扭牛腿连接孔13，第二抗扭牛腿连接孔13与第二抗扭牛腿32一一对应设置，第二抗扭牛腿32的一端穿过第二抗扭牛腿连接孔13伸入钢管柱1内。第二抗扭牛腿32与钢管柱1焊接固定。

可选地，如图4所示，第一抗扭牛腿31包括第一翼缘板311和第一抗扭肋板312，第一抗扭肋板312的一侧边与第一翼缘板311连接，另一侧边与钢管柱1的外壁连接，第一抗扭肋板312位于第一翼缘板311面向第二抗扭牛腿32的一侧。第一抗扭肋板312的设置增强了第一抗扭牛腿31与钢管柱1的连接强度，同时增大了第一抗扭牛腿31与混凝土的接触面积，使得钢管柱1节点处的抗弯力矩半径增大，从而减小了每个第一抗扭牛腿31所需承担的弯曲应力，能够避免第一抗扭牛腿31损坏。第一抗扭肋板312与第一翼缘板311以及钢管柱1焊接固定。

可选地，如图1和图4所示，第二抗扭牛腿32包括第二翼缘板321和第二抗扭肋板322，第二抗扭肋板322的一侧边与第二翼缘板321连接，另一侧边与钢管柱1的外壁连接，第二抗扭肋板322位于第二翼缘板321面向第一抗扭牛腿31的一侧，并与第一抗扭肋板312相对。第二抗扭肋板322的设置增强了第二抗扭牛腿32与钢管柱1的连接强度，同时增大了第二抗扭牛腿32与混凝土的接触面积，使得钢管柱1节点处的抗弯力矩半径增大，从而减小了每个第二抗扭牛腿32所需承担的弯曲应力，能够避免第二抗扭牛腿32损坏。第一抗扭肋板312与第二抗扭肋板322相对，能够集中增加钢管柱1核心区的节点强度，提高节点区域的抗弯承载能力。第二抗扭肋板322与第二翼缘板321以及钢管柱1焊接固定。

可选地，如图1和图4所示，第一翼缘板311远离钢管柱1的一端沿第一抗扭牛腿31的延伸方向设置有第一开口3111，第二翼缘板321远离钢管柱1的一端沿第二抗扭牛腿32的延伸方向设置有第二开口3211。通过设置第一开口3111和第二开口3211，能够增加第一抗扭肋板312与第一翼缘板311的整体性，以及第二抗扭肋板322与第二翼缘板321的整体性。

可选地，如图1所示，多个第一抗扭牛腿31、多个第二抗扭牛腿32沿钢管柱1的周向等间隔分布。使钢管柱1的受力均匀，能够避免发生钢管柱1侧翻现象。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种钢管柱连接节点结构，其特征在于，包括：

钢管柱（1）；

四个抗剪牛腿（2），四个所述抗剪牛腿（2）中的两个沿第一方向相对设置，另两个沿第二方向相对设置，所述第一方向与所述第二方向成夹角设置，且均与所述钢管柱（1）的轴线垂直，所述钢管柱（1）上设置有与所述抗剪牛腿（2）截面形状匹配的抗剪牛腿连接孔（11），所述抗剪牛腿连接孔（11）与所述抗剪牛腿（2）一一对应设置，所述抗剪牛腿（2）穿过所述抗剪牛腿连接孔（11）伸入所述钢管柱（1），所述抗剪牛腿（2）包括上翼缘板（21）、下翼缘板（22）和腹板（23），所述腹板（23）的顶端与所述上翼缘板（21）固连，底端与所述下翼缘板（22）固连，沿第一方向相对设置的两个所述抗剪牛腿（2）的上翼缘板（21）和下翼缘板（22）均沿第一方向间隔设置，沿第二方向相对设置的两个所述抗剪牛腿（2）的上翼缘板（21）和下翼缘板（22）均沿第二方向间隔设置，四个所述抗剪牛腿（2）的腹板（23）伸入所述钢管柱（1）的一端彼此固连；

多个抗扭牛腿，多个所述抗扭牛腿沿所述钢管柱（1）的周向间隔设置于所述钢管柱（1）上，且与多个所述抗剪牛腿（2）交错分布，所述钢管柱（1）上设置有与所述抗扭牛腿的截面形状匹配的抗扭牛腿连接孔，所述抗扭牛腿连接孔与所述抗扭牛腿一一对应设置，所述抗扭牛腿穿过所述抗扭牛腿连接孔伸入钢管柱（1）内；

所述第一方向与所述第二方向垂直设置；

多个所述抗扭牛腿包括第一抗扭牛腿（31），所述第一抗扭牛腿（31）设置有多个，多个所述第一抗扭牛腿（31）沿所述钢管柱（1）的周向间隔设置于多个所述抗剪牛腿（2）的上方；

多个所述抗扭牛腿还包括第二抗扭牛腿（32），所述第二抗扭牛腿（32）设置有多个，多个所述第二抗扭牛腿（32）沿所述钢管柱（1）的周向间隔设置于多个所述抗剪牛腿（2）的下方，所述第二抗扭牛腿（32）与所述第一抗扭牛腿（31）一一对应设置。

2.根据权利要求1所述的钢管柱连接节点结构，其特征在于，所述上翼缘板（21）、所述下翼缘板（22）和所述腹板（23）均与所述钢管柱（1）的管壁固连。

3.根据权利要求1所述的钢管柱连接节点结构，其特征在于，所述上翼缘板（21）和所述下翼缘板（22）伸入所述钢管柱（1）的一端沿靠近所述钢管柱（1）中心的方向宽度逐渐减小。

4.根据权利要求1所述的钢管柱连接节点结构，其特征在于，所述第一抗扭牛腿（31）包括第一翼缘板（311）和第一抗扭肋板（312），所述第一抗扭肋板（312）的一侧边与所述第一翼缘板（311）连接，另一侧边与所述钢管柱（1）的外壁连接，所述第一抗扭肋板（312）位于所述第一翼缘板（311）面向所述第二抗扭牛腿（32）的一侧。

5.根据权利要求4所述的钢管柱连接节点结构，其特征在于，所述第二抗扭牛腿（32）包括第二翼缘板（321）和第二抗扭肋板（322），所述第二抗扭肋板（322）的一侧边与所述第二翼缘板（321）连接，另一侧边与所述钢管柱（1）的外壁连接，所述第二抗扭肋板（322）位于所述第二翼缘板（321）面向所述第一抗扭牛腿（31）的一侧，并与所述第一抗扭肋板（312）相对。

6.根据权利要求5所述的钢管柱连接节点结构，其特征在于，所述第一翼缘板（311）远离所述钢管柱（1）的一端沿所述第一抗扭牛腿（31）的延伸方向设置有第一开口（3111），所述第二翼缘板（321）远离所述钢管柱（1）的一端沿所述第二抗扭牛腿（32）的延伸方向设置有第二开口（3211）。

7.根据权利要求1所述的钢管柱连接节点结构，其特征在于，多个所述抗剪牛腿（2）、多个所述第一抗扭牛腿（31）、多个所述第二抗扭牛腿（32）沿所述钢管柱（1）的周向均等间隔分布。