CN115262754B - 装配式钢管混凝土柱h型钢梁外加强环螺栓刚接节 - Google Patents

装配式钢管混凝土柱h型钢梁外加强环螺栓刚接节 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种装配式钢管混凝土柱H型钢梁外加强环螺栓刚接节，具体涉及建筑结构技术领域，包括钢管混凝土柱本体和H型钢梁本体，所述钢管混凝土柱本体外表面从下往上依次设置有第一固定板、第二固定板、第三固定板和第四固定板，所述第一固定板与第二固定板之间共同设置有第一固定件，所述第四固定板与第三固定板之间设置有第二固定件。本发明所述的一种装配式钢管混凝土柱H型钢梁外加强环螺栓刚接节，所有构件均可事先在工厂预制，实现装配式安装，能够在一定范围内实现对两侧梁高不同的H型钢梁本体进行安装固定，并且能够保证固定稳固，连接强度高，在保证施工效率的情况下，能够大幅提高施工质量。

Description

装配式钢管混凝土柱H型钢梁外加强环螺栓刚接节
技术领域
本发明涉及建筑结构技术领域，特别涉及一种装配式钢管混凝土柱H型钢梁外加强环螺栓刚接节。
背景技术
钢管混凝土结构因钢管混凝土柱充分发挥了钢材与混凝土优良的力学性能，具有承载力高、塑性和韧性好、施工方便、耐火性能较好、经济效果好等特点，被广泛应用于高层、超高层建筑与大跨结构中。与传统的钢筋混凝土结构相比，钢管能够充当模板，缩短工期，节约材料，钢管混凝土结构具有更高的承载力和延性。钢管混凝土的增强机理，在于组成钢管混凝土的钢管和其核心混凝土之间相互贡献、共同工作的优势，从而使其总体承载力大大提高以及延性大大改善。
梁柱节点作为结构体系的关键部位，影响钢管混凝土组合结构的受力性能、抗震性能。一般节点按照刚度和受力性能主要分为铰接节点、半刚接节点和刚接节点。常见的刚接节点有加强环式节点、劲性环节点、抗剪环环梁节点，其中加强环式节点主要是在梁端上下设置一个加强环，加强环在钢管柱外侧即为外加强环，加强环在钢管柱内侧即为内加强环，这种节点能够承受较大的弯矩和剪力，传力清晰。然而钢管混凝土外加强环刚接节点实际施工中因加强环与钢梁采用焊接连接，焊缝过多增加工地现场施工难度，且易导致结构发生脆性破坏。采用装配式螺栓连接节点可以减少工地焊接，现场通过螺栓连接组装工厂预制的部件，操作流程相对简易，提高了施工速度，但一般装配式螺栓连接节点只能达到半刚接节点的性能要求；另外，对于梁高不同的H型钢梁的安装，其也并未出现较为简单牢固的装配式安装结构，故此，我们提出一种装配式钢管混凝土柱H型钢梁外加强环螺栓刚接节。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种装配式钢管混凝土柱H型钢梁外加强环螺栓刚接节，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种装配式钢管混凝土柱H型钢梁外加强环螺栓刚接节，包括钢管混凝土柱本体和H型钢梁本体，所述H型钢梁本体设置有两个并分别固定安装在钢管混凝土柱本体的两侧，所述钢管混凝土柱本体外表面从下往上依次设置有第一固定板、第二固定板、第三固定板和第四固定板，所述第一固定板与第二固定板之间共同设置有第一固定件，所述第四固定板与第三固定板之间设置有第二固定件，所述第一固定件与第二固定件的整体结构相同且第一固定件与第二固定件的安装方向相反；
所述第一固定件包括底座和竖直板，所述底座的开设有上下贯通的第三滑槽，所述底座上端位于第三滑槽两侧均固定安装有侧板，且两个侧板相互平行，两个所述侧板上均开设两个有贯穿的水平安装孔，所述底座上端位于两个侧板两侧的位置均开设有两个上下贯通的第三螺孔，所述竖直板滑动安装在第三滑槽内，且竖直板的中部开设有竖直槽，所述竖直槽与两个侧板上的水平安装孔为位置相对应，所述竖直板上端固定安装有顶板。
优选的，所述第一固定板靠近钢管混凝土柱本体的一端中部开设有第一方形槽，且第一方形槽的水平截面尺寸与钢管混凝土柱本体的水平截面尺寸相等，所述第一固定板上端远离钢管混凝土柱本体的一侧对称开设有两组第一安装孔，且每组第一安装孔均设置有四个。
优选的，所述第二固定板上端中部开设有第二方形槽，且第二方形槽的水平截面尺寸与钢管混凝土柱本体的水平截面尺寸相等，所述第二方形槽的一侧壁开设有矩形槽，所述第二固定板的上端位于第二方形槽两侧均开设有用于与第一固定件配合使用的第一螺孔和第一滑槽，所述第二固定板上端远离矩形槽的一侧对称开设有两组第二安装孔，且每组第二安装孔均设置有四个。
优选的，所述矩形槽的尺寸与H型钢梁本体的腹板尺寸相匹配。
优选的，所述第三固定板的上端中部开设有第三方形槽，且第三方形槽的水平截面尺寸与钢管混凝土柱本体的水平截面尺寸相等，所述第三固定板的上端一侧开设有与第二固定件配合使用的第二滑槽和第二螺孔，所述第三固定板上端远离第二固定件的一侧开设有两组第三安装孔，且每组第三安装孔均设置有四个。
优选的，所述H型钢梁本体的上下两个翼缘板上均对称开设有两组第四安装孔，且，且每组第四安装孔均设置有四个。
优选的，两个所述竖直板下端分别固定安装在所述第一固定板上端并位于第一方形槽两侧。
优选的，所述第四固定板的开口形状和尺寸均与钢管混凝土柱本体的水平截面的形状和尺寸相同，两个所述第二固定件对称固定安装在第四固定板下端面远离开口处的一侧。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明中所述的所有构件均可事先在工厂预制，实现装配式安装，提高了安装的工作效率，通过设置有第一固定件和第二固定件，与第一固定板、第二固定板、第三固定板、第四固定板和H型钢梁本体配合，从而能够在一定范围内实现对两侧梁高不同的H型钢梁本体进行安装固定，并且能够保证固定稳固，连接强度高，充分利用焊接和螺栓连接的特性，在保证施工效率的情况下，能够大幅提高施工质量。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的第二固定件和第一固定件的位置示意图
图3为本发明的第一固定件的整体结构示意图；
图4为本发明的第一固定板的整体结构示意图；
图5为本发明的第二固定板的整体结构示意图；
图6为本发明的第三固定板的整体结构示意图；
图7为本发明的第四安装孔的开设位置示意图。
图中：1、钢管混凝土柱本体；2、第一固定板；21、第一方形槽；22、第一安装孔；3、第二固定板；31、矩形槽；32、第二方形槽；33、第一螺孔；34、第一滑槽；35、第二安装孔；4、第三固定板；41、第三方形槽；42、第二滑槽；43、第二螺孔；44、第三安装孔；5、第四固定板；6、H型钢梁本体；61、第四安装孔；7、第一固定件；71、底座；72、竖直板；73、顶板；74、竖直槽；75、第三滑槽；76、侧板；77、第三螺孔；78、水平安装孔；8、第二固定件。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1
方形钢管混凝土柱的H型钢梁外加强环螺栓刚接节结构：
如图1和图2所示，一种装配式钢管混凝土柱H型钢梁外加强环螺栓刚接节，包括钢管混凝土柱本体1和H型钢梁本体6，H型钢梁本体6设置有两个并分别固定安装在钢管混凝土柱本体1的两侧，钢管混凝土柱本体1外表面从下往上依次设置有第一固定板2、第二固定板3、第三固定板4和第四固定板5，第一固定板2与第二固定板3之间共同设置有第一固定件7，第四固定板5与第三固定板4之间设置有第二固定件8，第一固定件7与第二固定件8的整体结构相同且第一固定件7与第二固定件8的安装方向相反；其中，应当说明的是，第二固定板3和第三固定板4与钢管混凝土柱本体1的连接方式均为焊接，在实践中，将第二固定板3和第三固定板4分别套在钢管混凝土柱本体1外部，当其位置合适后，将其与钢管混凝土柱本体1焊接在一起，而第一固定板2和第四固定板5都是接在套设在钢管混凝土柱本体1外表面的，无需进行焊接；另外，本实施例中的钢管混凝土柱本体1、第一固定板2、第二固定板3、第三固定板4、第四固定板5、H型钢梁本体6和第一固定件7均为在工厂预制的标准尺寸的工件，其尺寸根据实际建筑需求调整。
具体的，如图3所示，第一固定件7包括底座71和竖直板72，底座71的开设有上下贯通的第三滑槽75，底座71上端位于第三滑槽75两侧均固定安装有侧板76，且两个侧板76相互平行，两个侧板76上均开设两个有贯穿的水平安装孔78，底座71上端位于两个侧板76两侧的位置均开设有两个上下贯通的第三螺孔77，竖直板72滑动安装在第三滑槽75内，且竖直板72的中部开设有竖直槽74，竖直槽74与两个侧板76上的水平安装孔78为位置相对应，竖直板72上端固定安装有顶板73；在实践中，竖直板72滑动连接在第三滑槽75内，因此可以调节竖直板72的高度，在其高度调整合适后，采用高强度螺栓依次穿过两个水平安装孔78以及竖直槽74即可将侧板76分别固定在竖直板72的两侧，从而保持侧板76与竖直板72的相对固定，而为了保证固定的牢固性，侧板76应当采用具有一定刚性和弹性的金属制成，通常采用合金钢。
如图4所示，第一固定板2靠近钢管混凝土柱本体1的一端中部开设有第一方形槽21，且第一方形槽21的水平截面尺寸与钢管混凝土柱本体1的水平截面尺寸相等，第一固定板2上端远离钢管混凝土柱本体1的一侧对称开设有两组第一安装孔22，且每组第一安装孔22均设置有四个；第一固定板2通过第一方形槽21套设在钢管混凝土柱本体1的外表面，在实践中，通过两组共八个第一安装孔22与H型钢梁本体6下翼缘板上的第四安装孔61配个，进而可完成对第一安装孔22与H型钢梁本体6的固定。
如图5所示，第二固定板3上端中部开设有第二方形槽32，且第二方形槽32的水平截面尺寸与钢管混凝土柱本体1的水平截面尺寸相等，第二方形槽32的一侧壁开设有矩形槽31，第二固定板3的上端位于第二方形槽32两侧均开设有用于与第一固定件7配合使用的第一螺孔33和第一滑槽34，第二固定板3上端远离矩形槽31的一侧对称开设有两组第二安装孔35，且每组第二安装孔35均设置有四个；其中，需要说明的是，矩形槽31的尺寸与H型钢梁本体6的腹板尺寸相匹配，即在安装时，H型钢梁本体6的腹板插入到矩形槽31内，使得H型钢梁本体6可可以紧贴钢管混凝土柱本体1，通过第二方形槽32可将第二固定板3套设在钢管混凝土柱本体1的外表面，而利用第一滑槽34与竖直板72配合，可以调整第二固定板3与第一固定板2之间的距离，从而能够调整一侧的H型钢梁本体6安装高度，而两个竖直板72下端分别固定安装在第一固定板2上端并位于第一方形槽21两侧，通过第一螺孔33可以将底座71和侧板76与第二固定板3进行固定，当侧板76与竖直板72保持固定时，即可通过第一固定件7使得第一固定板2与第二固定板3保持相对固定。
如图6所示，第三固定板4的上端中部开设有第三方形槽41，且第三方形槽41的水平截面尺寸与钢管混凝土柱本体1的水平截面尺寸相等，第三固定板4的上端一侧开设有与第二固定件8配合使用的第二滑槽42和第二螺孔43，第三固定板4上端远离第二固定件8的一侧开设有两组第三安装孔44，且每组第三安装孔44均设置有四个；通过设置有第三方形槽41，可以将第三固定板4套设在钢管混凝土柱本体1的外表面，通过设置的第二螺孔43和第二滑槽42，可以便于将第三固定板4与第二固定件8进行连接，而第二固定件8的结构与第一固定件7的结构相同，安装方向相反，其具体连接方式与上述的第二固定板3与第一固定件7的连接方式相同，此处不再详细阐述。
如图7所示，H型钢梁本体6的上下两个翼缘板上均对称开设有两组第四安装孔61，且，且每组第四安装孔61均设置有四个，其用于将H型钢梁本体6与第一固定板2、第二固定板3或第三固定板4采用高强度螺栓进行固定。
另外，本实施例中，第四固定板5的开口形状和尺寸均与钢管混凝土柱本体1的水平截面的形状和尺寸相同，两个第二固定件8对称固定安装在第四固定板5下端面远离开口处的一侧，通过第四固定板5上的开口即可将第四固定板5套设在钢管混凝土柱本体1的外表面，而第四固定板5的位置也可以通过其开口进行调整。
实施例2
圆形钢管混凝土柱的H型钢梁外加强环螺栓刚接节结构：
本实施例与实施例1的相同之处此处不再作赘述，本实施例与实施例1的不同之处在于：当钢管混凝土柱为圆形时，第一方形槽21、第二方形槽32、第三方形槽41和第四固定板5上的开口均与钢管混凝土柱的形状相匹配，从而能够使得本实施例可以适用于圆形钢管混凝土柱的H型钢梁外加强环的安装。
实施例3
本实施例中，第四固定板5位于第一固定板2下方，在实际安装时，第四固定板5固定安装在第二固定件8的下端，且H型钢梁本体6通过螺栓与第四固定板5固定连接，其安装方式和连接方式均与第一固定件7与第二固定板3和第一固定板2的连接方式相同，安装方向相反。
结合上述实施例1、实施例2和实施例3，下面对本发明的具体安装使用方位进行阐述：在实际进行安装器前，首先根据实际建筑过程中钢管混凝土柱本体1的尺寸制备钢管混凝土柱本体1、第一固定板2、第二固定板3、第三固定板4、第四固定板5、H型钢梁本体6和第一固定件7，安装时，安装顺序依次将第一固定板2、第二固定板3、第三固定板4和第四固定板5套设在钢管混凝土柱本体1表面，然后将第二固定板3和第三固定板4分别与钢管混凝土柱本体1进行焊接，然后利用第二安装孔35、第三安装孔44和第四安装孔61将一侧的H型钢梁本体6安装采用螺栓固定安装板在第二固定板3与第三固定板4之间，使其与第二固定板3和第三固定板4保持相对固定，以确定该侧的H型钢梁本体6的高度，而当需要安装另一侧的H型钢梁本体6时，首先将第一固定件7与第二固定板3固定，然后根据需要安装另一侧的H型钢梁本体6的高度，调整竖直板72在第一滑槽34内的位置，其位置合适后，将底座71与第二固定板3固定、竖直板72与两个侧板76固定，从而使得第二固定板3与第一固定板2保持相对固定，利用上述同样的方法将第二固定件8与第三固定板4进行固定，然后将H型钢梁本体6固定在第一固定板2与第二固定件8之间，利用第二固定件8的下端面抵住另一侧的H型钢梁本体6即可，而为了保证连接效果，还可以利用螺栓将第二固定件8与该侧的H型钢梁本体6进行固定，从而完成对不同高度的H型钢梁本体6的安装。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种装配式钢管混凝土柱H型钢梁外加强环螺栓刚接节，包括钢管混凝土柱本体(1)和H型钢梁本体(6)，其特征在于：所述H型钢梁本体(6)设置有两个并分别固定安装在钢管混凝土柱本体(1)的两侧，所述钢管混凝土柱本体(1)外表面从下往上依次设置有第一固定板(2)、第二固定板(3)、第三固定板(4)和第四固定板(5)，所述第一固定板(2)与第二固定板(3)之间共同设置有第一固定件(7)，所述第四固定板(5)与第三固定板(4)之间设置有第二固定件(8)，所述第一固定件(7)与第二固定件(8)的整体结构相同且第一固定件(7)与第二固定件(8)的安装方向相反；
所述第一固定件(7)包括底座(71)和竖直板(72)，所述底座(71)的开设有上下贯通的第三滑槽(75)，所述底座(71)上端位于第三滑槽(75)两侧均固定安装有侧板(76)，且两个侧板(76)相互平行，两个所述侧板(76)上均开设两个有贯穿的水平安装孔(78)，所述底座(71)上端位于两个侧板(76)两侧的位置均开设有两个上下贯通的第三螺孔(77)，所述竖直板(72)滑动安装在第三滑槽(75)内，且竖直板(72)的中部开设有竖直槽(74)，所述竖直槽(74)与两个侧板(76)上的水平安装孔(78)为位置相对应，所述竖直板(72)上端固定安装有顶板(73)。
2.根据权利要求1所述的装配式钢管混凝土柱H型钢梁外加强环螺栓刚接节，其特征在于：所述第一固定板(2)靠近钢管混凝土柱本体(1)的一端中部开设有第一方形槽(21)，且第一方形槽(21)的水平截面尺寸与钢管混凝土柱本体(1)的水平截面尺寸相等，所述第一固定板(2)上端远离钢管混凝土柱本体(1)的一侧对称开设有两组第一安装孔(22)，且每组第一安装孔(22)均设置有四个。
3.根据权利要求1所述的装配式钢管混凝土柱H型钢梁外加强环螺栓刚接节，其特征在于：所述第二固定板(3)上端中部开设有第二方形槽(32)，且第二方形槽(32)的水平截面尺寸与钢管混凝土柱本体(1)的水平截面尺寸相等，所述第二方形槽(32)的一侧壁开设有矩形槽(31)，所述第二固定板(3)的上端位于第二方形槽(32)两侧均开设有用于与第一固定件(7)配合使用的第一螺孔(33)和第一滑槽(34)，所述第二固定板(3)上端远离矩形槽(31)的一侧对称开设有两组第二安装孔(35)，且每组第二安装孔(35)均设置有四个。
4.根据权利要求3所述的装配式钢管混凝土柱H型钢梁外加强环螺栓刚接节，其特征在于：所述矩形槽(31)的尺寸与H型钢梁本体(6)的腹板尺寸相匹配。
5.根据权利要求1所述的装配式钢管混凝土柱H型钢梁外加强环螺栓刚接节，其特征在于：所述第三固定板(4)的上端中部开设有第三方形槽(41)，且第三方形槽(41)的水平截面尺寸与钢管混凝土柱本体(1)的水平截面尺寸相等，所述第三固定板(4)的上端一侧开设有与第二固定件(8)配合使用的第二滑槽(42)和第二螺孔(43)，所述第三固定板(4)上端远离第二固定件(8)的一侧开设有两组第三安装孔(44)，且每组第三安装孔(44)均设置有四个。
6.根据权利要求1所述的装配式钢管混凝土柱H型钢梁外加强环螺栓刚接节，其特征在于：所述H型钢梁本体(6)的上下两个翼缘板上均对称开设有两组第四安装孔(61)，且每组第四安装孔(61)均设置有四个。
7.根据权利要求2所述的装配式钢管混凝土柱H型钢梁外加强环螺栓刚接节，其特征在于：两个所述竖直板(72)下端分别固定安装在所述第一固定板(2)上端并位于第一方形槽(21)两侧。
8.根据权利要求1所述的装配式钢管混凝土柱H型钢梁外加强环螺栓刚接节，其特征在于：所述第四固定板(5)的开口形状和尺寸均与钢管混凝土柱本体(1)的水平截面的形状和尺寸相同，两个所述第二固定件(8)对称固定安装在第四固定板(5)下端面远离开口处的一侧。
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