CN116104206A - 一种pec柱与钢叠合梁连接钢节点 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种PEC柱与叠合梁连接钢节点，属于建筑工程技术领域，包括预制在PEC柱上的立柱工字型钢和预制在叠合梁上的横梁工字型钢，立柱工字型钢的腹板竖向设置，横梁工字型钢的腹板和立柱工字型钢的腹板通过连接夹板连接，连接夹板与立柱工字型钢的腹板、横梁工字型钢的腹板上对应着设有螺栓连接孔，立柱工字型钢的翼缘板上设有梁端焊接端面，横梁工字型钢的翼缘板上设有柱端焊接端面。除了螺栓连接和部分焊接两步工序外，其余工序均在工厂流水化作业完成，以简化现场装配步骤，提高施工速度，且试件在工厂预制完成，试件质量能够得到保证，现场装配以螺栓连接为主，现场焊接作业少，能够有效减少因焊接质量不好而造成结构强度不足的机率。

Description

一种PEC柱与钢叠合梁连接钢节点

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，特别是涉及一种PEC柱与钢叠合梁连接钢节点。

背景技术

随着国家对于装配式建筑的发展越来越重视，不断推出新的装配式政策来推动装配式建筑的发展。相对于钢筋混凝土现浇结构，装配式结构不仅生产周期短、现场湿作业少、工期短等特点，而且结构刚度、强度、抗震性能等方面更为出色，成为我国全面推进绿色生态建筑的主要发展方向。尤其是梁与柱之间采用装配式组合方式，能够大幅缩短工期，提高抗震性能，如目前常采用的PEC柱与钢叠合梁进行装配，PEC柱是以钢结构为主体的装配式建筑用部分填充钢-混凝土组合柱，而叠合梁是同样以钢结构为主体分两次浇捣混凝土的梁，第一次在预制场做成预制梁，第二次在施工现场进行，当预制梁吊装安放完成后，再浇捣上部的混凝土使其连成整体即可。

对于装配式PEC柱与钢叠合梁来说，节点是连接梁柱的重要部位，是框架结构体系中的传力枢纽，是决定整体建筑安全性、稳定性的关键位置。节点在地震作用下受力复杂，极易发生破坏，一旦破坏就可能会引发整个结构的连锁反应，最终整体结构失效。而现有装配式建筑梁柱节点部位通常采用混凝土现浇，在节点部位连接复杂，混凝土现浇容易导致未密实，质量无法保证，而且会大幅减缓装配式现场施工进度。为此，专利号为“201911193827.8”，专利名称为“适用于装配式PEC的梁柱或梁梁连接节点结构及其施工方法”提出了一种无需浇筑的PEC柱与叠合梁连接方式，预先准备好两个自带螺栓孔的夹板，并在叠合梁的端部焊接一个腹板上预设有螺栓孔的H型钢，现场施工时可先在PEC柱的侧壁上焊接上一个夹板，将H型钢的腹板上螺栓孔与连接夹板上的螺栓孔对准后，在H型钢的腹板另一侧在安放另一个连接夹板，并用高强度螺栓螺栓连接后，将另一个连接夹板与PEC柱的侧壁焊接，或先将两个夹板螺栓连接在H型钢的腹板上，然后在将两个夹板焊接在PEC柱的侧壁上，然后在将H型钢的翼缘板与PEC柱的侧壁焊接，便可完成PEC柱和叠合梁的连接。但上述专利这种连接方式，将连接步骤大部分设置在了现场，不仅转配步骤繁琐，而且需要焊接的地方较多，既要对夹板与PEC柱进行焊接，又要对H型钢与PEC柱进行焊接，会大幅降低装配速度，影响最终的施工进度。

发明内容

本发明的目的是解决上述技术问题，提供一种PEC柱与叠合梁连接钢节点，除了螺栓连接和部分焊接两步工序外，其余工序均在工厂流水化作业完成，不仅简化了现场装配步骤，提高现场施工速度，而且试件全在工厂预制完成，试件质量能够得到充分的保证，同时现场装配主要以螺栓连接为主，现场焊接作业少，能够有效减少因焊接质量不好而造成结构强度不足的机率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明公开了一种PEC柱与叠合梁连接钢节点，包括预制在所述PEC柱侧壁上的立柱工字型钢和预制在所述叠合梁端部上的横梁工字型钢，所述立柱工字型钢的腹板竖向设置，所述横梁工字型钢的腹板和所述立柱工字型钢的腹板通过两侧的连接夹板连接，所述连接夹板上设有柱端螺栓连接区和梁端螺栓连接区，所述柱端螺栓连接区与所述立柱工字型钢的腹板、所述梁端螺栓连接区与所述横梁工字型钢的腹板上对应着设有螺栓连接孔，所述立柱工字型钢远离所述立柱工字型钢的一端的翼缘板上设有梁端焊接端面，所述横梁工字型钢远离所述叠合梁的一端的翼缘板上设有用于与所述梁端焊接端面焊接的柱端焊接端面。

优选地，所述立柱工字型钢的腹板和所述横梁工字型钢的腹板上沿高度方向均设有若干排所述螺栓连接孔。

优选地，所述立柱工字型钢的腹板和所述横梁工字型钢的腹板上的若干排螺栓连接孔分别位于1/3、1/2、2/3高度处。

优选地，所述PEC柱的钢结构主体为H型钢，所述H型钢的两个翼缘板之间焊接有与所述立柱工字型钢的翼缘板平齐的横隔板。

优选地，所述叠合梁的钢结构主体为T型钢，所述T型钢与横梁工字型钢一体成型，所述T型钢的翼缘板与所述横梁工字型钢位于下方的翼缘板完全重合。

优选地，所述T型钢的一端设有所述横梁工字型钢，所述T型钢的另一端焊接有梁端板，所述横梁工字型钢的腹板的两侧焊接有竖隔板，所述竖隔板的顶端和底端分别延伸至所述横梁工字型钢的上下两个翼缘板处，所述竖隔板和所述梁端板之间能够形成钢筋混凝土浇筑区域。

优选地，所述T型钢的两端均设有所述横梁工字型钢，所述横梁工字型钢的腹板的两侧焊接有竖隔板，两个所述横梁工字型钢的所述竖隔板之间能够形成钢筋混凝土浇筑区域。

优选地，所述竖隔板的顶面和底面分别与所述横梁工字型钢的上方的翼缘板和下方的翼缘板焊接。

优选地，所述横梁工字型钢的腹板两侧设有与所述横梁工字型钢的翼缘板贴合并焊接的翼缘加强板，所述翼缘加强板的端面与所述竖隔板背向所述钢筋混凝土浇筑区域的一面贴合并焊接。

优选地，所述立柱工字型钢的腹板与梁端焊接端面靠近处、所述横梁工字型钢的腹板与柱端焊接端面靠近处均设有用于焊枪通过的过焊缺口。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

1.本发明设计了新型装配式梁柱节点连接模式，可以取代普通装配式节点，实现了节点干式作业，可以满足装配式结构效率高、质量好、节省人力等优点，与传统梁柱节点现浇形式相比，在同一截面面积下，型钢节点的配钢率远大于钢筋混凝土，因此型钢节点的承载性能将远大于同截面普通钢筋混凝土；与传统PEC梁柱节点采用焊接相比，本发明节点采用螺栓紧固连接为主，现场焊接作业少，可以大大加快施工现场的进度，同时减少因焊接质量问题导致的节点强度不足的现象发生，提高装配式速度与质量；本节点为型钢结构，较型钢混凝土节点安装更快捷，现场无需再浇筑混凝土。

2.本发明中PEC柱的钢结构主体为H型钢，H型钢的两个翼缘板之间焊接有横隔板，可以极大提高PEC柱的稳定性和变形能力。

3.本发明中叠合梁的钢结构主体为T型钢，T型钢与横梁工字型钢一体成型，结构强度高，且预制结构简单，相较于内置主体为工字钢的叠合梁，在同一截面下，本叠合梁用钢量减少，成本降低，达到节能减排的目的，并且试件全在工厂预制完成，试件质量得以保证，当试件运至施工现场后即可进行拼装，由螺栓连接节点，大大提高施工效率和质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为PEC柱与叠合梁连接钢节点的立体结构图；

图2为H型钢和立柱工字型钢的立体结构图；

图3为T型钢和横梁工字型钢的立体结构图；

图4为连接夹板的立体结构图；

图5为PEC柱与立柱工字型钢的正视图；

图6为叠合梁与横梁工字型钢的正视图；

图7为PEC柱与叠合梁连接钢节点的侧视剖视图

图8为PEC柱与叠合梁连接钢节点的俯视剖视图。

附图标记说明：1、H型钢；2、T型钢；3、立柱工字型钢；4、横梁工字型钢；5、连接夹板；6、螺栓连接孔；7、过焊缺口；101、H型钢腹板；102、H型钢翼缘板；103、横隔板；201、梁端板；202、竖隔板；203、翼缘加强板；301、立柱工字型钢腹板；302、立柱工字型钢上翼缘板；303、立柱工字型钢下翼缘板；304、梁端焊接端面；401、横梁工字型钢腹板；402、横梁工字型钢上翼缘板；403、横梁工字型钢下翼缘板；404、柱端焊接端面。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例提供了一种PEC柱与叠合梁连接钢节点，如图1至图8所示，包括立柱工字型钢3、横梁工字型钢4以及用于连接两者的连接夹板5。立柱工字型钢3预制在PEC柱的侧壁上，立柱工字型钢3的立柱工字型钢腹板301竖向设置。预制时可采用焊接的方式，即立柱工字型钢3的一端焊接在PEC柱的侧壁上，焊接时尽量将立柱工字型钢3的立柱工字型钢腹板301、立柱工字型钢上翼缘板302以及立柱工字型钢下翼缘板303的端面均与PEC柱的侧壁贴合并焊接，以提高焊接稳定性。立柱工字型钢上翼缘板302和立柱工字型钢下翼缘板303远离PEC柱的一端均设有梁端焊接端面304。横梁工字型钢4的预制在叠合梁的端部上，同样可采用焊接的方式，即横梁工字型钢4的一端与叠合梁的端部进行焊接，焊接时应尽量将横梁工字型钢4的横梁工字型钢腹板401、横梁工字型钢上翼缘板402以及横梁工字型钢下翼缘板403的端面均与叠合梁的端部贴合并焊接。横梁工字型钢上翼缘板402、横梁工字型钢下翼缘板403远离叠合梁的一端上均设有柱端焊接端面404，在用连接夹板5连接立柱工字型钢3、横梁工字型钢4后，只需焊接梁端焊接端面304和柱端焊接端面404，无需焊接立柱工字型钢腹板301和横梁工字型钢腹板401，以减少了现场的焊接作业，提高施工效率。连接夹板5与立柱工字型钢3、横梁工字型钢4采用螺栓连接的方式，具体的横梁工字型钢腹板401上设有螺栓连接孔6，立柱工字型钢腹板301上设有螺栓连接孔6，连接夹板5上设有柱端螺栓连接区和梁端螺栓连接区，柱端螺栓连接区和梁端螺栓连接区上均设有螺栓连接孔6，柱端螺栓连接区上的螺栓连接孔6与立柱工字型钢腹板301上的螺栓连接孔6相对应，梁端螺栓连接区上的螺栓连接孔6与横梁工字型钢腹板401上的螺栓连接孔6相对应，通过在横梁工字型钢腹板401、立柱工字型钢腹板301两侧同时设置连接夹板5，并将连接夹板5的柱端螺栓连接区和梁端螺栓连接区上的螺栓连接孔6分别与立柱工字型钢腹板301和横梁工字型钢腹板401上的螺栓连接孔6用高强度螺栓连接后，便可将横梁工字型钢腹板401、立柱工字型钢腹板301进行连接。

现场施工过程：

首先，将预制有横梁工字型钢4的叠合梁吊升；然后，将横梁工字型钢4和PEC柱上的立柱工字型钢3的端头贴合，即立柱工字型钢腹板301和横梁工字型钢腹板401贴合，立柱工字型钢上翼缘板302与横梁工字型钢上翼缘板402贴合并平齐，立柱工字型钢下翼缘板303与横梁工字型钢下翼缘板403贴合并平齐，保证梁端焊接端面304和柱端焊接端面404贴合；再然后，通过螺栓连接孔6，在立柱工字型钢腹板301和横梁工字型钢腹板401两侧螺栓连接连接夹板5，通过连接夹板5将立柱工字型钢腹板301和横梁工字型钢腹板401夹紧；最后，焊接立柱工字型钢上翼缘板302的梁端焊接端面304与横梁工字型钢上翼缘板402的柱端焊接端面404、立柱工字型钢下翼缘板303的梁端焊接端面304与横梁工字型钢下翼缘板403的柱端焊接端面404，完成立柱工字型钢3和横梁工字型钢4连接，继而完成PEC柱和叠合梁的连接。因为上述现场施工中，仅需对立柱工字型钢3、横梁工字型钢4的翼缘板进行焊接，腹板位置由连接夹板5进行螺栓连接，焊接作业少，装配方式简单，能够降低现场施工的难度，提高整体施工的速度。上述安装步骤和方式，仅是一种参考实施方式，如现场有更好或更合理的施工方式，可根据现场施工进行改良，并不限制于上述施工方式。

本实施例中，如图1至图8所示，立柱工字型钢腹板301和横梁工字型钢腹板401上沿高度方向均设有若干排螺栓连接孔6，通过提高螺栓连接孔6数量，可提高立柱工字型钢腹板301和横梁工字型钢腹板401连接强度，当然螺栓连接孔6数量不宜过多，以避免降低立柱工字型钢腹板301和横梁工字型钢腹板401自身的结构强度。

进一步，本实施例中，如图1至图8所示，立柱工字型钢腹板301和横梁工字型钢腹板401上各设有三排螺栓连接孔6，且螺栓连接孔6分别位于1/3、1/2、2/3高度处。作为优选地，每排螺栓连接孔6有两个螺栓连接孔6，此数量既保证了连接强度，又不会使立柱工字型钢腹板301和横梁工字型钢腹板401自身结构强度降低太多。当然每排螺栓连接孔6的数量根据立柱工字型钢腹板301和横梁工字型钢腹板401具体的面积决定，并不限于两个。

进一步，本实施例中，如图1至图8所示，PEC柱的钢结构主体为H型钢1。H型钢1的两个H型钢翼缘板102之间焊接有横隔板103，横隔板103同时与H型钢腹板101贴合焊接，横隔板103共有四个，两个为一组上下排布，分设在H型钢腹板101的两侧，位于上方的横隔板103的顶面与立柱工字型钢上翼缘板302的顶面平齐，位于下方的横隔板103的底面与立柱工字型钢下翼缘板303的底面平齐，横隔板103的设置可以极大提高PEC柱的稳定性和变形能力。作为优选地，横隔板103采用钢板制作而成。

本实施例中，如图1至图8所示，叠合梁的钢结构主体为T型钢2，T型钢2与横梁工字型钢4一体成型，T型钢2的翼缘板与横梁工字型钢下翼缘板403完全重合。即T型钢2和横梁工字型钢4可由一块完整的工字型钢直接加工出T型钢2段和横梁工字型钢4段。当然T型钢2和横梁工字型钢4也可采用焊接方式，但相较于焊接而成，直接由一块完整的工字型钢加工而成结构强度更强。

进一步，本实施例中，提出了一种适用于一端与PEC柱连接，另一端与叠合梁连接的叠合梁，如图1至图8所示，T型钢2的一端设有横梁工字型钢4，T型钢2的另一端焊接有梁端板201。横梁工字型钢腹板401的两侧焊接有竖隔板202，竖隔板202的顶端和底端延伸至横梁工字型钢上翼缘板402和横梁工字型钢下翼缘板403处。梁端板201和竖隔板202之间形成了钢筋混凝土浇筑区域，用于绑扎钢筋并浇筑形成预制叠合梁。横梁工字型钢4与PEC柱上的立柱工字型钢3连接，梁端板201与另一个叠合梁的梁端板201进行焊接。

进一步，本实施例中，提出了一种适用于两端均与PEC柱连接的叠合梁，如图1至图8所示，T型钢2的两端均设有横梁工字型钢4，横梁工字型钢腹板401的两侧均焊接有竖隔板202，两个横梁工字型钢4的竖隔板202之间能够形成钢筋混凝土浇筑区域，用于绑扎钢筋并浇筑形成预制叠合梁。T型钢2通过两端的横梁工字型钢4便可同时与两个PEC柱上的立柱工字型钢3连接。

本实施例中，如图1至图8所示，竖隔板202的顶面和底面分别与横梁工字型钢上翼缘板402和横梁工字型钢下翼缘板403焊接。

进一步，本实施例中，如图1至图8所示，横梁工字型钢腹板401的两侧各焊接有两个翼缘加强板203，位于上方的翼缘加强板203与横梁工字型钢上翼缘板402贴合并焊接，位于下方的翼缘加强板203与横梁工字型钢下翼缘板403贴合并焊接，同时翼缘加强板203的端面与竖隔板202背向钢筋混凝土浇筑区域的一面贴合并焊接。

本实施例中，如图1至图8所示，立柱工字型钢腹板301与梁端焊接端面304靠近处、横梁工字型钢腹板401与柱端焊接端面404靠近处均设有用于焊枪通过的过焊缺口7，以方便对立柱工字型钢上翼缘板302和横梁工字型钢上翼缘板402的贴合处的底面、立柱工字型钢下翼缘板303和横梁工字型钢下翼缘板403的贴合处的顶面进行焊接。作为优选地，立柱工字型钢腹板301远离梁端焊接端面304一端也设有过焊缺口7，以方便对立柱工字型钢上翼缘板302和H型钢翼缘板102贴合处的底面、立柱工字型钢下翼缘板303和H型钢翼缘板102贴合处的顶面进程焊接。当然过焊缺口7根据实际需要设置即可，并非必须设置。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种PEC柱与叠合梁连接钢节点，其特征在于，包括预制在所述PEC柱侧壁上的立柱工字型钢和预制在所述叠合梁端部上的横梁工字型钢，所述立柱工字型钢的腹板竖向设置，所述横梁工字型钢的腹板和所述立柱工字型钢的腹板通过两侧的连接夹板连接，所述连接夹板上设有柱端螺栓连接区和梁端螺栓连接区，所述柱端螺栓连接区与所述立柱工字型钢的腹板、所述梁端螺栓连接区与所述横梁工字型钢的腹板上对应着设有螺栓连接孔，所述立柱工字型钢远离所述立柱工字型钢的一端的翼缘板上设有梁端焊接端面，所述横梁工字型钢远离所述叠合梁的一端的翼缘板上设有用于与所述梁端焊接端面焊接的柱端焊接端面。

2.根据权利要求1所述的一种PEC柱与叠合梁连接钢节点，其特征在于，所述立柱工字型钢的腹板和所述横梁工字型钢的腹板上沿高度方向均设有若干排所述螺栓连接孔。

3.根据权利要求2所述的一种PEC柱与叠合梁连接钢节点，其特征在于，所述立柱工字型钢的腹板和所述横梁工字型钢的腹板上的若干排螺栓连接孔分别位于1/3、1/2、2/3高度处。

4.根据权利要求1所述的一种PEC柱与叠合梁连接钢节点，其特征在于，所述PEC柱的钢结构主体为H型钢，所述H型钢的两个翼缘板之间焊接有与所述立柱工字型钢的翼缘板平齐的横隔板。

5.根据权利要求1所述的一种PEC柱与叠合梁连接钢节点，其特征在于，所述叠合梁的钢结构主体为T型钢，所述T型钢与横梁工字型钢一体成型，所述T型钢的翼缘板与所述横梁工字型钢位于下方的翼缘板完全重合。

6.根据权利要求5所述的一种PEC柱与叠合梁连接钢节点，其特征在于，所述T型钢的一端设有所述横梁工字型钢，所述T型钢的另一端焊接有梁端板，所述横梁工字型钢的腹板的两侧焊接有竖隔板，所述竖隔板的顶端和底端分别延伸至所述横梁工字型钢的上下两个翼缘板处，所述竖隔板和所述梁端板之间能够形成钢筋混凝土浇筑区域。

7.根据权利要求5所述的一种PEC柱与叠合梁连接钢节点，其特征在于，所述T型钢的两端均设有所述横梁工字型钢，所述横梁工字型钢的腹板的两侧焊接有竖隔板，两个所述横梁工字型钢的所述竖隔板之间能够形成钢筋混凝土浇筑区域。

8.根据权利要求6或7所述的一种PEC柱与叠合梁连接钢节点，其特征在于，所述竖隔板的顶面和底面分别与所述横梁工字型钢的上方的翼缘板和下方的翼缘板焊接。

9.根据权利要求8所述的一种PEC柱与叠合梁连接钢节点，其特征在于，所述横梁工字型钢的腹板两侧设有与所述横梁工字型钢的翼缘板贴合并焊接的翼缘加强板，所述翼缘加强板的端面与所述竖隔板背向所述钢筋混凝土浇筑区域的一面贴合并焊接。

10.根据权利要求1所述的一种PEC柱与叠合梁连接钢节点，其特征在于，所述立柱工字型钢的腹板与梁端焊接端面靠近处、所述横梁工字型钢的腹板与柱端焊接端面靠近处均设有用于焊枪通过的过焊缺口。

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