CN203583672U - 装配式钢管混凝土柱-钢梁节点连接结构 - Google Patents

装配式钢管混凝土柱-钢梁节点连接结构 Download PDF

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崔春义
李晓飞
孔艳
张爱锋
房军
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孟坤
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本实用新型公开了一种装配式钢管混凝土柱-钢梁节点连接结构,包括端板、加强环板、垫板Ⅰ和垫板Ⅱ,其特征在于:H型钢梁的梁腹板的端部固定有所述端板;两个H型钢梁通过贯穿于钢管混凝土柱柱身的螺栓与端板上的安装孔Ⅰ相连将两个H型钢梁固定在钢管混凝土柱的两侧;加强环板分别设于H型钢梁的上下两侧,加强环板包括设置在通孔两侧的梁翼缘固定部和梁翼缘加强部;垫板Ⅰ包括与梁翼缘相固定的上、下梁翼缘固定部和梁腹板固定部;垫板Ⅱ通过安装孔Ⅳ固定在加强环板上。本实用新型具有加工方便,易于取材,结构性能优异等优点,通过螺栓连接减少因焊缝质量等因素对钢管混凝土柱壁承载力的削弱,大幅提高钢梁腹板传力及抗剪能力。

Description

装配式钢管混凝土柱-钢梁节点连接结构
技术领域
[0001] 本实用新型涉及钢管混凝土结构,具体地说是一种装配式钢管混凝土柱-钢梁节点连接结构。
背景技术
[0002]目前,我国钢管混凝土结构连接中普遍采用焊接节点,其中,方钢管混凝土柱与钢梁刚性连接节点构造大体分为早期节点形式和新型节点形式两种。早期节点形式主要有:内隔板式、外隔板式和内外贯通隔板式等节点,其研究主要集中在日本。新型节点形式主要有:外肋环板节点、型钢加劲肋节点、竖向加劲肋节点、贯穿钢筋式节点、外加强环式节点
坐寸ο
[0003] 焊接节点造价高、现场施焊量大、且受施工环境的影响较强。以往的多数研究与规范中,节点细部构造方面存在多处不合理,计算偏于保守,环板尺寸分布不合理。
[0004] 以下是部分已有节点存在的不足之处:
[0005] (I)外加强环板节点,钢梁翼缘直接焊接在钢管柱上,属于刚性节点。该节点构造简单、施工方便,节省钢材,但对焊接质量要求较高,同时焊缝处应力集中过大,也不能充分调动钢梁腹板传递梁端剪力,许多地震灾害中梁柱节点的破坏大都由于环板焊缝根部发生脆性破坏引起的。研究人员对上下加强环板的应力进行分析表明,钢管柱腹板侧的上下加强环板对节点传力效果作用不大,造成一定的材料浪费。
[0006] 外加强环式节点的加强板裸露影响建筑物的施工和装饰且浪费钢材;内加强环板节点施工难度大,一般用于直径大于Im的钢管混凝土结构,直径过小影响管内混凝土浇
Λ-Α-巩。
[0007] (2)锚定板式节点刚度不大,适用于传力不大的节点连接。同时,该类节点施工较为复杂,需要在钢管内焊接锚固件。
[0008] (3)十字板式节点管内施工难度高,影响混凝土浇筑,且钢管的局部破坏影响结构的承载力。
[0009] (4)穿心螺栓-端板连接节点,钢梁端部焊接端板,用贯穿于柱身的高强螺栓与柱相连,属于半刚性节点。与焊接节点相比,该节点能有效解决焊缝质量问题,且其延性要明显优于焊接节点,但螺栓锚固节点承载力及刚度远远不如直接焊接节点的承载力和刚度。
[0010] 综上,急需提供一种新型混凝土柱连接结构以解决现有技术中的问题。
实用新型内容
[0011] 根据上述存在的技术问题,而提供一种装配式钢管混凝土柱-钢梁节点连接结构。本实用新型主要利用端板与钢管混凝土柱螺栓固定以及加强环板和垫板与H型钢梁的螺栓固定,从而起到稳固连接的作用。
[0012] 本实用新型采用的技术手段如下:
[0013] 一种装配式钢管混凝土柱-钢梁节点连接结构,包括端板、加强环板、垫板I和垫板II,其特征在于:
[0014] H型钢梁的梁腹板的端部固定有所述端板,所述端板上设有安装孔I ;两个所述H型钢梁通过贯穿于钢管混凝土柱柱身的螺栓与所述端板上的安装孔I相连将两个所述H型钢梁固定在所述钢管混凝土柱的两侧;梁腹板端部采用高强度螺栓与钢管混凝土柱相连的形式,可以承担其抗弯承载力。
[0015] 所述加强环板分别设于所述H型钢梁的上下两侧,所述加强环板中部设有用于套置在钢管混凝土柱上的、与所述钢管混凝土柱相匹配的通孔;所述加强环板包括设置在所述通孔两侧的、与所述H型钢梁的梁翼缘相固定的梁翼缘固定部和沿所述梁翼缘固定部轴向设置的梁翼缘加强部,所述梁翼缘固定部上设有与所述梁翼缘上的固定孔相匹配的安装孔II ;
[0016] 所述垫板I包括与所述梁翼缘相固定的上、下梁翼缘固定部和梁腹板固定部;所述上、下梁翼缘固定部上分别设有安装孔III ;
[0017] 所述垫板II通过设置在所述垫板II的、与所述梁翼缘固定部相匹配的安装孔IV固定在所述加强环板上。
[0018] 本实用新型在施工时,可先将上、下加强环板在工厂套焊钢管混凝土柱指定部位;现场安装时,将两个H型钢梁置于加强环板之间,通过贯穿于钢管混凝土柱柱身的螺栓固定在钢管混凝土柱的两侧;再将垫板I置于H型钢梁腹板内侧,垫板II置于加强环板上端,依次通过高强度螺栓贯穿固定。
[0019] 进一步地,所述加强环板的正投影为易于受力使用面积合理分配的多边形。
[0020] 进一步地,所述垫板I1、所述加强环板与所述H型钢梁和所述垫板I之间采用高强度螺栓连接。
[0021] 较现有技术相比,本实用新型将外加强环板节点和穿心螺栓-端板连接节点构造的优点合理地组合在一起,而提出一种新型装配式梁柱节点形式。本实用新型的节点连接结构采用方形钢管混凝土柱加工方便、易于取材;节点外加强环板为多边形,受力使用面积更加充分合理,钢材用量也大幅减少;梁腹板端部焊接端板并与钢管混凝土柱通过高强度螺栓连接,减少了端板因焊缝质量及焊接残余应力等因素对钢管混凝土柱壁承载力的削弱,有效调动钢梁腹板传力,节点域钢管混凝土柱参与抗剪的能力得到大幅度提高。
[0022] 本实用新型具有以下优点:
[0023] (I)采用方形钢管混凝土柱,工厂加工方便易于取材,焊接也比圆形钢管简单方便。节点域的加强措施综合了目前应用较为成熟的外加强环板节点与高强螺栓-端板连接节点两种简单构造形式,保证了新型节点连接结构的强度和延性。
[0024] (2)结构整体性好,能够将梁翼缘与梁腹板充分调动起来。当受到猛烈外力时,梁翼缘一旦发生破坏,节点连接结构还可以利用梁腹板端部高强度螺栓与钢管混凝土柱相连来承担其抗弯承载力。
[0025] (3)—般用于半逆作法施工中,可便于工厂大规模标准化生产,现场无焊接现象,施工质量有所保证,装配工作一般不受天气环境等因素影响,施工进度可大幅度提高。
[0026] (4)节点连接结构的加强环板为多边形,受力面积充分合理,钢材用量大幅减少。
[0027] (5)梁腹板端部焊接钢板并与钢管混凝土柱通过螺栓连接,减少了梁端板因焊缝质量及焊接残余应力等因素对钢管混凝土柱壁承载力的削弱。同时,端板的存在一定程度上也能有效调动钢梁腹板传力,节点域钢管混凝土柱参与抗剪的能力得到大幅度提高。
附图说明
[0028] 下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
[0029] 图1是本实用新型的主视图。
[0030] 图2是本实用新型俯视图。
具体实施方式
[0031] 如图1所示,一种装配式钢管混凝土柱-钢梁节点连接结构,包括端板3、加强环板
4、垫板I 5和垫板II 6。
[0032] H型钢梁I的梁腹板11的端部通过焊接固定有所述端板3,所述端板3上开设两个安装孔I ;两个所述H型钢梁I通过贯穿于钢管混凝土柱2柱身的高强度螺栓与所述端板3上的安装孔I相连将两个所述H型钢梁I固定在所述钢管混凝土柱2的两侧;
[0033] 所述加强环板4中部设有用于套焊在钢管混凝土柱2上的、与所述钢管混凝土柱2相匹配的通孔43 ;所述加强环板4套焊在所述钢管混凝土柱2上,分别置于所述H型钢梁I的上下两侧。在本实施例中,所述加强环板4的正投影为易于受力使用面积合理分配的八边形(如图2所示)。所述加强环板4包括设置在所述通孔43两侧的、与所述H型钢梁I的梁翼缘11相固定的梁翼缘固定部41和沿所述梁翼缘固定部41轴向设置的梁翼缘加强部42,所述梁翼缘固定部41上设有与所述梁翼缘11上的固定孔相匹配的安装孔II,梁翼缘11上沿轴向(图中水平方向)设置两排三列共六个安装孔;
[0034] 所述垫板I 5包括与所述梁翼缘11相固定的上、下梁翼缘固定部和梁腹板固定部;所述上、下梁翼缘固定部上分别设有安装孔III ;
[0035] 所述垫板II 6通过设置在所述垫板II 6的、与所述梁翼缘固定部41相匹配的安装孔IV固定在所述加强环板4上。
[0036] 所述垫板II 6、所述加强环板4与所述H型钢梁I和所述垫板I 5之间采用高强度螺栓连接。
[0037] 本实用新型在施工时,可先将上、下加强环板4在工厂套焊钢管混凝土柱2指定部位;现场安装时,将两个H型钢梁I置于加强环板4之间,通过贯穿于钢管混凝土柱2柱身的螺栓固定在钢管混凝土柱2的两侧;再将垫板I 5置于H型钢梁I腹板内侧,垫板II 6置于加强环板4上端,依次通过高强度螺栓贯穿固定。
[0038] 以上所述,仅为本实用新型较佳的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种装配式钢管混凝土柱-钢梁节点连接结构,包括端板(3)、加强环板(4)、垫板I(5)和垫板II (6),其特征在于: H型钢梁(I)的梁腹板(11)的端部固定有所述端板(3),所述端板(3)上设有安装孔I ;两个所述H型钢梁(I)通过贯穿于钢管混凝土柱(2)柱身的螺栓与所述端板(3)上的安装孔I相连将两个所述H型钢梁(I)固定在所述钢管混凝土柱(2)的两侧; 所述加强环板(4)分别设于所述H型钢梁(I)的上下两侧,所述加强环板(4)中部设有用于套置在钢管混凝土柱(2)上的、与所述钢管混凝土柱(2)相匹配的通孔(43);所述加强环板(4)包括设置在所述通孔(43)两侧的、与所述H型钢梁(I)的梁翼缘(11)相固定的梁翼缘固定部(41)和沿所述梁翼缘固定部(41)轴向设置的梁翼缘加强部(42),所述梁翼缘固定部(41)上设有与所述梁翼缘(11)上的固定孔相匹配的安装孔II ; 所述垫板I (5)包括与所述梁翼缘(11)相固定的上、下梁翼缘固定部和梁腹板固定部;所述上、下梁翼缘固定部上分别设有安装孔III ; 所述垫板II (6)通过设置在所述垫板II (6)的、与所述梁翼缘固定部(41)相匹配的安装孔IV固定在所述加强环板(4)上。
2.根据权利要求1所述的装配式钢管混凝土柱-钢梁节点连接结构,其特征在于:所述加强环板(4)的正投影为易于受力使用面积合理分配的多边形。
3.根据权利要求1所述的装配式钢管混凝土柱-钢梁节点连接结构,其特征在于:所述加强环板(4)与所述H型钢梁(I)和所述垫板I (5)之间采用高强度螺栓连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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