CN115095020A - 一种柱梁节点结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种柱梁节点结构及其施工方法，柱梁节点结构包括竖柱、横梁和节点板，节点板设有贯穿的安装孔，竖柱穿设于安装孔中并与节点板连接；横梁的第一端与节点板连接，且第一端的上表面与节点板的上表面在水平方向上平齐，以使具有不同高度尺寸的第一端的上表面在水平方向上平齐。本发明实施例中的柱梁节点结构利用节点板降低了不同尺寸的横梁的第一端在安装过程中出现干涉以及安装不便的几率，也便于后续楼板的施工作业；横梁所受的作用力传递给节点板后在传递至竖柱上，从而增大了竖柱的受力面积，降低了出现应力集中的几率，提高了承载能力和结构安全冗余。

Description

一种柱梁节点结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工领域，具体涉及一种柱梁节点结构及其施工方法。

背景技术

钢-混凝土组合结构是在钢结构和混凝土结构基础上发展起来的一类重要结构形式，采用钢梁在工厂预制、施工现场进行柱梁连接、楼板采用现浇混凝土板或叠合板的形式。它能够充分发挥钢材和混凝土两种基本结构材料的力学性能优势，具有承载力高、刚度大、自重轻、抗震性能好、施工便捷、适合批量化建造、综合效益好等特点。近年来，钢-混凝土组合结构在我国建筑、桥梁、地下、海洋、国防工程等多个领域得到广泛应用，并取得了显著的社会和经济效益。

柱与梁的连接位置形成节点结构。在柱与多根梁形成节点结构的情况下，各梁与柱的连接排布十分紧密，导致柱与梁之间进行连接的施工不便开展。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例期望提供一种便于进行施工的柱梁节点结构及其施工方法。

为达到上述目的，本申请实施例的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供一种柱梁节点结构，其特征在于，所述柱梁节点结构包括：

竖柱；

横梁；

节点板，所述节点板设有贯穿的安装孔，所述竖柱穿设于所述安装孔中并与所述节点板连接；

所述横梁的第一端与所述节点板连接，且所述第一端的上表面与所述节点板的上表面在水平方向上平齐，以使具有不同高度尺寸的所述第一端的上表面在水平方向上平齐。

一些实施例中，所述节点板的外缘在竖直方向上的投影呈凸多边形，所述第一端与凸多边形的边连接。

一些实施例中，所述节点板包括连接部，所述连接部位于所述节点板的外缘并与所述横梁连接，所述连接部在竖直方向上的投影宽度不小于所述第一端的投影宽度。

一些实施例中，所述柱梁节点结构包括转接件，所述转接件连接于所述第一端与所述竖柱之间，所述转接件位于所述节点板的下方，且与所述节点板沿竖直方向抵接。

一些实施例中，所述转接件背离所述竖柱的一端与所述节点板的外缘在竖直方向上平齐。

一些实施例中，所述横梁包括上翼缘板、下翼缘板和腹板，所述上翼缘板和所述下翼缘板沿水平方向延伸，所述腹板沿竖直方向延伸且连接在所述上翼缘板和所述下翼缘板之间，所述上翼缘板与所述节点板抵接，所述下翼缘板和所述腹板中至少一者与所述转接件连接。

一些实施例中，所述转接件包括腹连接板，所述腹连接板沿竖直方向延伸，所述腹连接板的顶端与所述节点板连接，所述腹连接板沿所述竖柱径向的一端与所述竖柱连接，另一端与所述腹板抵接。

一些实施例中，所述转接件包括加强板，所述加强板贴合于所述腹连接板与所述腹板的同侧，并与两者连接。

一些实施例中，所述转接件包括下翼缘连接板，所述下翼缘连接板沿水平方向延伸，所述下翼缘连接板连接于所述竖柱与所述下翼缘板之间，所述下翼缘连接板在竖直方向上的投影宽度等于所述下翼缘板的投影宽度。

一些实施例中，所述施工方法包括：

将所述竖柱穿入所述安装孔中；

移动所述节点板至所述竖柱的设计安装高度并与所述竖柱连接；

使所述第一端的上表面与所述节点板的上表面在水平方向上平齐；

连接所述节点板与所述第一端。

一些实施例中，在所述的连接所述节点板与所述第一端之前，包括：

将临时固定板连接于所述节点板与所述第一端之间。

在所述的连接所述横梁与所述竖柱之后，包括：

拆除所述临时固定板。

本发明实施例中的柱梁节点结构利用节点板，实现了横梁与竖柱之间形成传力路径，以将横梁自身重量以及其上所承载的载荷重量传递至竖柱的基础上。通过节点板，能够使得在柱梁节点结构设置有多根横梁或者横梁宽度尺寸较大的情况下，增大了各横梁的第一端之间的间距，从而拓展施工人员在施工过程中的作业空间，降低了不同尺寸的横梁的第一端在安装过程中出现干涉以及安装不便的几率，也便于后续楼板的施工作业；横梁所受的作用力传递给节点板后在传递至竖柱上，从而增大了竖柱的受力面积，降低了出现应力集中的几率，提高了承载能力和结构安全冗余。

附图说明

图1为本发明一实施例中柱梁节点结构的示意图；

图2为图1中实施例另一的示意图；

图3为本发明另一实施例中柱梁节点结构的示意图；

图4为本发明一实施例中柱梁节点结构的施工方法的示意图。

附图标记说明

竖柱10；横梁20；上翼缘板21；下翼缘板22；腹板23；节点板30；连接部31；转接件40；腹连接板41；下翼缘连接板42；加强板43；临时固定板50

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合，具体实施方式中的详细描述应理解为本申请宗旨的解释说明，不应视为对本申请的不当限制。

在本申请的描述中，“上”、“下”、“顶”、“底”、“竖直方向”、“水平方向”方位或位置关系为基于附图3所示的方位或位置关系，需要理解的是，这些方位术语仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。

相关技术中，梁与柱直接连接，所传导的作用力仅作用于两者的连接位置，造成柱的表面局部受力而导致应力集中，容易发生变形或者破坏；各梁与柱连接位置之间间距较小，不便于施工人员进行施工安装。在后续采用现浇楼板的过程中，由于梁与柱连接位置空间狭小，不便于在梁与柱连接位置设置浇筑模具；在后续采用预制楼板的过程中，预制楼板与柱外表面之间存在安装误差，容易后续产生漏浆。

本发明实施例提供一种柱梁节点结构，参阅图1至图3，该柱梁节点结构包括竖柱10、横梁20和节点板30。

节点板30设有贯穿的安装孔，竖柱10穿设于安装孔中并与节点板30连接。

安装孔沿竖直方向的投影形状与竖柱10的形状相适应，以使安装孔的内壁与竖柱10的表面贴合。

可以理解的是，竖柱10沿竖直方向延伸，节点板30沿水平方向延伸。

节点板30的具体结构形式不限，例如，节点板30可以为单块板材切割后形成的一体式板形结构；又如，节点板30由多块板材通过焊接等方式拼接形成的板形结构。

竖柱10与节点板30之间的具体连接方式不限。例如，竖柱10与节点板30之间为螺栓连接；又如，竖柱10与节点板30之间为熔透焊接，以提高两者之间的连接强度。

横梁20的第一端与节点板30连接，即，节点板30连接于横梁20与竖柱10之间。一方面，避免横梁20与竖柱10直接连接，从而避免横梁20将所受到的作用力直接传递至竖柱10的表面，扩大了竖柱10表面的受力面积，降低了应力集中，降低了竖柱10表面受力发生破坏的几率，提高了承载能力；另一方面，在设有多根横梁20的情况下，通过节点板30增大了各横梁20的第一端之间的间距，从而增大了安装空间，便于施工开展。

可以理解的是，与节点板30连接的横梁20的数量不限，可以是一根，也可以是多根，根据实际施工要求进行选择。

可以理解的是，完成柱梁节点结构的施工后，需要在横梁20上设置楼板。

在后续采用现浇楼板的过程中，由于节点板30增大了各横梁20第一端的间距，且节点板30的上表面本身提供了安装位置，从而便于设置浇筑模具；在后续采用预制楼板叠合施工的过程中，降低了对预制楼板施工开孔的精度要求，降低了发生漏浆几率。

第一端的上表面与节点板30的上表面在水平方向上平齐，以使在设有多个横梁20的情况下，各横梁20的上表面在水平方向上平齐。

以节点板30的上表面为基准，调整横梁20的第一端的上表面在沿竖直方向上的高度，直至第一端的上表面与节点板30的上表面在水平方向上平齐。从而便于铺设于横梁20与节点板30上方的楼板保持水平，以及便于楼板的边缘与竖柱10表面贴合。

可以理解的是，由于承载能力的要求不同，不同横梁20之间的高度尺寸可以相同，也可以不同。

第一端的上表面位置以节点板30的上表面为基准，而第一点的下部不受节点板30约束。因此，具有不同高度尺寸的第一端的横梁20均能够与同一节点板30连接，从而便于根据不同位置的不同承载要求选择不同尺寸的横梁20，提高了柱梁节点结构针对不同承载要求的适应性。

可以理解的是，节点板30的上表面为沿水平方向延展的平面。

本发明实施例中的柱梁节点结构利用节点板30，实现了横梁20与竖柱10之间形成传力路径，以将横梁20自身重量以及其上所承载的载荷重量传递至竖柱10的基础上。通过节点板30，能够使得在柱梁节点结构设置有多根横梁20或者横梁20宽度尺寸较大的情况下，增大了各横梁20的第一端之间的间距，从而拓展施工人员在施工过程中的作业空间，降低了不同尺寸的横梁20的第一端在安装过程中出现干涉以及安装不便的几率，也便于后续楼板的施工作业；横梁20所受的作用力传递给节点板30后在传递至竖柱10即上，从而增大了竖柱10的受力面积，降低了出现应力集中的几率，提高了承载能力和结构安全冗余。

第一端与节点板30之间的具体连接方式不限，例如，螺栓连接、焊接等。

节点板30的具体形状需满足便于与横梁20连接，且有利提高结构强度的要求。

具体地，参阅图2，节点板30的外缘在竖直方向上的投影呈凸多边形，第一端与凸多边形的边连接。从而降低了在第一端与节点板30的连接位置同节点板30的其它部分之间产生应力集中的概率，降低了节点板30在载荷方向发生变化的过程中发生破坏的几率；第一端与节点板30相连接的边的边缘能够相邻两个边的约束，进而提高了节点板30的结构强度，以提高对横梁20的承载力。

一些实施例中，参阅图2，节点板30与第一端所连接的边的相邻两个边未与其它横梁20的第一端相连接。以使未与第一端连接的边能够对与第一端连接的边起到加强肋板的作用，从而提高节点结构的整体强度。

在安装过程中，节点板30的外缘能够对第一端起到沿竖柱10的径向限位的作用，便于横梁20的安装定位。

节点板30包括连接部31，连接部31位于节点板30的外缘并与横梁20连接。

可以理解的是，连接部31的具体尺寸与横梁20的尺寸相适应，以提高受力面积。

具体地，参阅图2，连接部31在竖直方向上的投影宽度不小于第一端的投影宽度。以最大限度地增大第一端与连接部31之间的接触面积，降低了第一端与连接部31之间因应力集中而发生断裂、变形的几率。

可以理解的是，参阅图2，在节点板30的外缘在竖直方向上的投影呈凸多边形的实施例中，至少部分凸多边形的边形成连接部31。

一些实施例中，第一端的一部分与节点板30连接，另一部分与竖柱10直接连接，以降低节点板30所受的载荷。

可以理解的是，设置辅助结构以承载部分横梁20的作用力，以减轻横梁20施加与节点板30的载荷。

一些实施例中，参阅图1和图3，柱梁节点结构包括转接件40，转接件40连接于第一端与竖柱10之间，转接件40位于节点板30的下方。通过转接件40形成第一端→转接件40→竖柱10的传力路径，以使得转接件40能够传递部分横梁20的载荷至竖柱10，降低了节点板30受横梁20的载荷而发生变形甚至断裂的几率，进一步提高了承载能力。

转接件40位于节点板30的下方，以避免在调整第一端的上表面与节点板30的上表面在水平方向上平齐的过程中，转接件40对作业产生遮挡。

一些实施例中，参阅图3，转接件40与节点板30沿竖直方向抵接。以使转接件40能够沿竖直方向对节点板30起到支撑作用，降低了节点板30受竖直方向的载荷而发生变形甚至断裂的几率。

可以理解的是，转接件40与节点板30之间的相对位置关系便于横梁20与两者进行连接。

一些实施例中，参阅图3，转接件40背离竖柱10的一端与节点板30的外缘在竖直方向上平齐。以使得在安装横梁20的过程中，能够同时实现横梁20与节点板30、转接件40的抵接。此外，使得第一端同节点板30和转接件40的接触位置为一完整的沿竖直方向延伸的接触面，从而便于一次性制作、修配该接触面，减少了制备横梁20的工作量。

横梁20的具体结构形式不限。

例如，横梁20的横截面为矩形。

又如，参阅图1至图3，横梁20包括上翼缘板21、下翼缘板22和腹板23。

上翼缘板21沿水平方向延伸。上翼缘板21与节点板30抵接，以实现横梁20与节点板30之间的连接。

下翼缘板22沿水平方向延伸，腹板23沿竖直方向延伸且连接在上翼缘板21和下翼缘板22之间。腹板23沿竖直方向延伸能够降低各横梁20之间在重叠的高度区间范围内产生干涉的几率，扩大了各横梁20之间的空间，有利于进行施工。

各横梁20的高度尺寸不同的情况下，横梁20的底部即下翼缘板22之间不容易产生干涉。因此，下翼缘板22能够在横梁20高度尺寸一定的情况下，通过与竖柱10直接或者间接连接，以提高竖柱10的受力面积。

上翼缘板21的上表面用于承载楼板。

横梁20的具体制作方法不限。例如，可以通过多块板拼接制成；又如，通过标准尺寸的工字钢裁切制成。

下翼缘板22和腹板23中至少一者与转接件40连接。以将横梁20所受的部分载荷经转接件40传导至竖柱10上，以降低节点板30所受载荷，提高使用寿命。

一些实施例中，上翼缘板21与节点板30的厚度相同，以便两者实现沿水平方向的平齐。

可以理解的是，在柱梁节点结构设有多个不同尺寸的横梁20的实施例中，不同横梁20的上翼缘板21的厚度尺寸不同，以适应不同承载力要求。节点板30的厚度与各不同厚度的上翼缘板21中厚度尺寸的最大者相同，以使节点板30能够与各不同厚度的上翼缘板21相适配，提高节点板30与各上翼缘板21的连接强度。

一些实施例中，参阅图1，横梁20设有多块平行布置的上翼缘板21，各上翼缘板21之间沿横梁20的延伸方向的垂直方向间隔设置。

在横梁20设有多块上翼缘板21的实施例中，参阅图1，上翼缘板21与腹板23对应配置。即，两者的数目相同且一一对应设置。

可以理解的是，转接件40的具体结构与横梁20的结构相适配。

一些实施例中，参阅图1和图3，转接件40包括腹连接板41，腹连接板41沿竖直方向延伸，腹连接板41的顶端与节点板30连接。以使节点板30所受的载荷能够传递至腹板23，降低节点板30发生变形、断裂的几率。腹连接板41沿竖柱10径向的一端与竖柱10连接，另一端与腹板23抵接。以使得腹板23能够将横梁20的载荷传递至竖柱10中，从而进一步减小了节点板30所受的载荷。

一些实施例中，腹板23的厚度与腹连接板41的厚度相同。以便两者对齐后进行连接。

腹板23与腹连接板41的具体连接方式不限。例如，采用螺栓连接；又如，采用熔透焊接。

可以理解的是，横梁20主要承载沿竖直方向的载荷，因此，腹板23与腹连接板41之间设置辅助结构以进一步提高对竖直方向的承载能力。

具体地，参阅图1，转接件40包括加强板43，加强板43贴合于腹连接板41与腹板23的同侧，并与两者连接。通过加强板43提高了腹连接板41与腹板23的连接位置的连接强度，进一步提高了横梁20对载荷的承载能力。

一些实施例中，参阅图1，腹连接板41与腹板23的连接位置的两侧均设有加强板43，以进一步提高连接强度。

加强板43同腹连接板41、腹板23的连接方式不限。

示例性地，参阅图3，加强板43通过若干个螺栓与腹连接板41以及腹板23实现可拆卸连接。一方面，能够增大加强板43同腹连接板41、腹板23连接位置的受力面积；另一方面，能够便于在检修维护的过程中拆卸更换。

一些实施例中，转接件40包括下翼缘连接板42，下翼缘连接板42沿水平方向延伸，下翼缘连接板42连接于竖柱10与下翼缘板22之间。通过下翼缘连接板42能够将横梁20的载荷传递至竖柱10上，减小了节点板30所受的载荷。

一些实施例中，参阅图3，下翼缘连接板42沿竖柱10的径向与下翼缘板22抵接。

一些实施例中，下翼缘连接板42的厚度与下翼缘板22的厚度相同。以便两者对齐后进行连接。

一些实施例中，下翼缘连接板42在竖直方向上的投影宽度等于下翼缘板22的投影宽度。以提高了下翼缘连接板42与下翼缘板22之间的受力面积，降低应力集中的概率。

本发明实施例还提供一种前述实施例所涉及的柱梁节点结构的施工方法，参阅图4，该使用方法包括：

S1：将竖柱10穿入安装孔中。

S2：移动节点板30至竖柱10的设计安装高度并与竖柱10连接。

S3：使第一端的上表面与节点板30的上表面在水平方向上平齐。

S4：连接节点板30与第一端。

完成S4步骤后，即可进行楼板安装作业。

可以理解的是，连接节点板30与第一端的作业量较大，而横梁20的重量较重，因此在施工的过程中可以设置辅助支撑结构以保持第一端的上表面与节点板30的上表面在水平方向上平齐。

一些实施例中，参阅图1至图3，在所述的连接节点板30与第一端之前，包括：将临时固定板50连接于节点板30与第一端之间。

以便实现横梁20与节点板30之间的临时定位，避免后续连接节点板30与横梁20的过程中两者之间发生相对移动，保持两者安装过程中的位置精度。

在所述的连接横梁20与竖柱10之后，包括：拆除临时固定板50。

临时固定板50的连接方式不限。例如，点焊等。以便减少后续拆除临时固定板50的工作量。

在节点板30与横梁20为焊接连接的实施例中，参阅图1和图3，临时固定板50设有避位凹槽以与焊缝位置形成避让孔，以便实施焊接操作。

本申请提供的各个实施例/实施方式在不产生矛盾的情况下可以相互组合。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种柱梁节点结构，其特征在于，所述柱梁节点结构包括：

竖柱；

横梁；

节点板，所述节点板设有贯穿的安装孔，所述竖柱穿设于所述安装孔中并与所述节点板连接；

所述横梁的第一端与所述节点板连接，且所述第一端的上表面与所述节点板的上表面在水平方向上平齐，以使具有不同高度尺寸的所述第一端的上表面在水平方向上平齐。

2.根据权利要求1所述的柱梁节点结构，其特征在于，所述节点板的外缘在竖直方向上的投影呈凸多边形，所述第一端与凸多边形的边连接。

3.根据权利要求1所述的柱梁节点结构，其特征在于，所述节点板包括连接部，所述连接部位于所述节点板的外缘并与所述横梁连接，所述连接部在竖直方向上的投影宽度不小于所述第一端的投影宽度。

4.根据权利要求1所述的柱梁节点结构，其特征在于，所述柱梁节点结构包括转接件，所述转接件连接于所述第一端与所述竖柱之间，所述转接件位于所述节点板的下方，且与所述节点板沿竖直方向抵接。

5.根据权利要求4所述的柱梁节点结构，其特征在于，所述转接件背离所述竖柱的一端与所述节点板的外缘在竖直方向上平齐。

6.根据权利要求4所述的柱梁节点结构，其特征在于，所述横梁包括上翼缘板、下翼缘板和腹板，所述上翼缘板和所述下翼缘板沿水平方向延伸，所述腹板沿竖直方向延伸且连接在所述上翼缘板和所述下翼缘板之间，所述上翼缘板与所述节点板抵接，所述下翼缘板和所述腹板中至少一者与所述转接件连接。

7.根据权利要求6所述的柱梁节点结构，其特征在于，所述转接件包括腹连接板，所述腹连接板沿竖直方向延伸，所述腹连接板的顶端与所述节点板连接，所述腹连接板沿所述竖柱径向的一端与所述竖柱连接，另一端与所述腹板抵接。

8.根据权利要求7所述的柱梁节点结构，其特征在于，所述转接件包括加强板，所述加强板贴合于所述腹连接板与所述腹板的同侧，并与两者连接。

9.根据权利要求6所述的柱梁节点结构，其特征在于，所述转接件包括下翼缘连接板，所述下翼缘连接板沿水平方向延伸，所述下翼缘连接板连接于所述竖柱与所述下翼缘板之间，所述下翼缘连接板在竖直方向上的投影宽度等于所述下翼缘板的投影宽度。

10.一种根据权利要求1所述的柱梁节点结构的施工方法，其特征在于，所述施工方法包括：

将所述竖柱穿入所述安装孔中；

移动所述节点板至所述竖柱的设计安装高度并与所述竖柱连接；

使所述第一端的上表面与所述节点板的上表面在水平方向上平齐；

连接所述节点板与所述第一端。

11.根据权利要求10所述的施工方法，其特征在于，在所述的连接所述节点板与所述第一端之前，包括：

将临时固定板连接于所述节点板与所述第一端之间；

在所述的连接所述横梁与所述竖柱之后，包括：

拆除所述临时固定板。

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