CN207277561U - 内置型钢高强混凝土芯柱叠合柱-钢梁组合框架 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种内置型钢高强混凝土芯柱叠合柱‑钢梁组合框架，包括上柱模块、下柱模块、中部矩形节点模块、左梁模块、右梁模块、内置型钢高强混凝土芯柱和高强螺栓；中部矩形节点模块与上柱模块、下柱模块、左梁模块和右梁模块用高强螺栓连接装配，内置型钢高强混凝土芯柱贯穿且横截面形心重合于上柱模块、下柱模块和中部矩形节点模块。本实用新型解决了现场焊接工作量大，焊接质量无法保证的问题，大大提高施工进度及施工质量；有效提高节点域受力性能，具有施工方便、承载力高、抗震性能好及节能环保等优点。

Description

内置型钢高强混凝土芯柱叠合柱-钢梁组合框架

技术领域

本实用新型属于建筑结构技术领域，具体涉及内置型钢高强混凝土芯柱叠合柱-钢梁组合框架。

背景技术

随着建筑业发展迅猛，由此产生的越来越多的建筑垃圾亟待处理，而建筑垃圾总量的一半为废弃混凝土，再生混凝土的应用可以实现对废弃混凝土的回收，使其恢复部分原有性能，形成新的建筑成品，不但使有限的资源得以再生利用，而且解决了部分环保问题，符合绿色、可持续要求。

钢管再生混凝土是指在钢管中灌注再生混凝土，使钢管与核心再生混凝土能共同承担纵向荷载的结构构件，施工中无需绑扎钢筋和支模，其内部再生混凝土在钢管的横向约束作用下，使构件的承载力即延性均有显著提高，同时再生混凝土的存在也增大了钢管的侧向刚度，避免了向内凹曲。该类结构具有良好的受力性能，又充分利用了再生混凝土这一绿色环保材料，已被广泛的应用于地铁、高层建筑结构、工业厂房和桥梁结构中。但如今随着建筑物高度跨度等的不断增加，柱子承担的荷载也越来越大，保证在高轴压比下，柱子仍具有足够的强度和较好的延性成为目前工程界的一种迫切要求，而传统钢管再生混凝土易发生屈曲失稳破坏，无论从强度还是延性上均难以满足当今工程应用需要。

与此同时，目前大多数圆钢管柱与工字型钢梁之间的节点连接以焊接为主，存在有现场焊接工作量大，且部分需要高空施焊，焊接质量无法保障的问题，会严重影响施工进度及工程质量，因此研究设计出一种施工方便，质量易控的节点连接方式并在此基础上利用钢管再生混凝土的性能优势，改善钢管再生混凝土的受力性能有着较好的实际工程应用价值。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供内置型钢高强混凝土芯柱叠合柱-钢梁组合框架，在现场焊接中具有工作量小及焊接质量好的特点。

本实用新型所采用的技术方案是，内置型钢高强混凝土芯柱叠合柱钢梁组合框架，包括中部矩形节点模块，中部矩形节点模块分别通过高强螺栓连接上柱模块、下柱模块、左梁模块、右梁模块，上柱模块、中部矩形节点模块及下柱模块之间连通形成腔体，腔体内设置有内置型钢高强混凝土芯柱。

本实用新型的特点还在于：

内置型钢高强混凝土芯柱与腔体内壁之间填充有再生混凝土层。

中部矩形节点模块包括节点处矩形厚壁钢管，节点处矩形厚壁钢管的上下两端口分别焊接节点上端板、节点下端板，节点处矩形厚壁钢管相对的两侧壁、节点上端板和节点下端板均开设有螺栓孔，上柱模块连接节点上端板，下柱模块连接节点下端板，左梁模块、右梁模块分别连接节点处矩形厚壁钢管两侧壁。

节点上端板和节点下端板均为“一”字型或“十”字型。

左梁模块包括左侧工字型钢梁和左梁端板，左侧工字型钢梁呈水平设置，左梁端板与左侧工字型钢梁翼缘垂直焊接，左梁端板上开有螺栓孔，左梁端板通过高强螺栓连接节点处矩形厚壁钢管的一侧壁。

右梁模块包括右侧工字型钢梁和右梁端板，右侧工字型钢梁呈水平设置，右梁端板与右侧工字型钢梁翼缘垂直焊接，右梁端板上开有螺栓孔，右梁端板通过高强螺栓连接节点处矩形厚壁钢管的一侧壁。

上柱模块包括上柱圆钢管柱和上柱环形端板，上柱环形端板设有螺栓孔，上柱环形端板通过高强螺栓连接节点上端板，下柱模块包括下柱圆钢管柱和下柱环形端板，下柱环形端板设有螺栓孔，下柱环形端板通过高强螺栓连接节点上端板。

内置型钢高强混凝土芯柱由内置型钢及高强混凝土层构成，高强混凝土层内包裹内置型钢。

内置型钢为工字型或十字型。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型内置型钢高强混凝土芯柱叠合柱-钢梁组合框架，其内部部件的焊接部分均可在工厂内完成，解决了现场焊接工作量大，焊接质量无法保证的问题，能提高施工进度及施工质量；

(2)本实用新型内置型钢高强混凝土芯柱叠合柱-钢梁组合框架，其内部的内置型钢高强混凝土芯柱可以提高钢管再生混凝土柱承载力、克服传统钢管再生混凝土易发生屈曲失稳的缺陷，同时型钢高强混凝土芯柱贯穿节点区域，有效提高节点域受力性能，具有施工方便、承载力高、抗震性能好及节能环保等优点。

附图说明

图1是本实用新型内置型钢高强混凝土芯柱叠合柱-钢梁组合框架的结构示意图；

图2是本实用新型内置型钢高强混凝土芯柱叠合柱-钢梁组合框架的爆炸图；

图3是本实用新型内置型钢高强混凝土芯柱叠合柱-钢梁组合框架内左梁模块的拼接示意图；

图4是本实用新型内置型钢高强混凝土芯柱叠合柱-钢梁组合框架内中部矩形节点模块的结构示意图；

图5是本实用新型内置型钢高强混凝土芯柱叠合柱-钢梁组合框架内中部矩形节点模块为“一字型”端板的横截面结构示意图；

图6是本实用新型内置型钢高强混凝土芯柱叠合柱-钢梁组合框架内中部矩形节点模块为“十字型”端板的横截面结构示意图；

图7是本实用新型内置型钢高强混凝土芯柱叠合柱-钢梁组合框架内上柱模块的结构示意图；

图8是本实用新型内置型钢高强混凝土芯柱叠合柱-钢梁组合框架的内置型钢高强混凝土芯柱的结构示意图；

图9是本实用新型内置型钢高强混凝土芯柱叠合柱-钢梁组合框架的内置型钢形状为工字型的横截面结构示意图；

图10是本实用新型内置型钢高强混凝土芯柱叠合柱-钢梁组合框架的内置型钢形状为十字型的横截面示意图。

图中，1.上柱模块，2.下柱模块，3.中部矩形节点模块，4.左梁模块，5.右梁模块，6.内置型钢高强混凝土芯柱；

1-1.上柱圆钢管，1-2.上柱环形端板，2-1.下柱圆钢管，2-2.下柱环形端板，3-1.节点处矩形厚壁钢管，3-2.节点上端板，3-3.节点下端板，4-1.左侧工字型钢梁，4-2.左梁端板，5-1.右侧工字型钢梁，5-2.右梁端板，6-1.内置型钢，6-2.高强混凝土层。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型内置型钢高强混凝土芯柱叠合柱-钢梁组合框架如图1和图2所示，包括中部矩形节点模块3，中部矩形节点模块3分别通过高强螺栓连接上柱模块1、下柱模块2、左梁模块4、右梁模块5，且上柱模块1、中部矩形节点模块3及下柱模块2之间连通形成腔体，在该腔体内设置有内置型钢高强混凝土芯柱6。

内置型钢高强混凝土芯柱6与腔体内壁之间填充有再生混凝土层。

如图3所示，中部矩形节点模块3包括节点处矩形厚壁钢管3-1，节点处矩形厚壁钢管3-1的上下两端口分别焊接节点上端板3-2、节点下端板3-3，节点处矩形厚壁钢管3-1相对的两侧壁、节点上端板3-2和节点下端板3-3均开设有螺栓孔，上柱模块1连接节点上端板3-2，下柱模块2连接节点下端板3-3，左梁模块4、右梁模块5分别连接节点处矩形厚壁钢管3-1两侧壁。

如图4所示节点上端板3-2和节点下端板3-3均为“一”字型，如图5所示，节点上端板3-2和节点下端板3-3“十”字型。

如图6所示，左梁模块4包括左侧工字型钢梁4-1和左梁端板4-2，左侧工字型钢梁4-1呈水平设置，左梁端板4-2与左侧工字型钢梁4-1翼缘垂直焊接，左梁端板4-2上开有螺栓孔，左梁端板4-2通过高强螺栓连接节点处矩形厚壁钢管3-1的一侧壁。

如图2所示，右梁模块5包括右侧工字型钢梁5-1和右梁端板5-2，右侧工字型钢梁5-1呈水平设置，右梁端板5-2与右侧工字型钢梁5-1翼缘垂直焊接，右梁端板5-2上开有螺栓孔，右梁端板5-2通过高强螺栓连接节点处矩形厚壁钢管3-1的一侧壁。

节点上端板3-2和节点下端板3-3的间距不小于左侧工字型钢梁4-1和右侧工字型钢梁5-1的上下翼缘间距。

如图7所示，上柱模块1包括上柱圆钢管柱1-1和上柱环形端板1-2，上柱环形端板1-2设有螺栓孔，上柱环形端板1-2通过高强螺栓连接节点上端板3-2，如图2所示，下柱模块2包括下柱圆钢管柱2-1和下柱环形端板2-2，下柱环形端板2-2设有螺栓孔，下柱环形端板2-2通过高强螺栓连接节点上端板3-2。

如图8所示，内置型钢高强混凝土芯柱6由内置型钢6-1及高强混凝土层6-2构成，高强混凝土层6-2内包裹内置型钢6-1。

如图9所示，内置型钢6-1为工字型，如图10所示，内置型钢6-1为十字型。

实施例1

节点上端板3-2和节点下端板3-3均为“一”字型。

内置型钢6-1为工字型。

实施例2

节点上端板3-2和节点下端板3-3均为“十”字型。

内置型钢6-1为工字型。

实施例3

节点上端板3-2和节点下端板3-3均为“一”字型。

内置型钢6-1为十字型。

实施例4

节点上端板3-2和节点下端板3-3均为“十”字型。

内置型钢6-1为十字型。

本实用新型内置型钢高强混凝土芯柱叠合柱-钢梁组合框架的使用方法如下：

使用方法：使用时，将上柱模块1、下柱模块2、中部矩形节点模块3、左梁模块4、右梁模块5和内部型钢高强混凝土芯柱模块6预先在工厂按设计尺寸预制加工完成；节点处矩形厚壁钢管3-1与节点上端板3-2、节点处矩形厚壁钢管3-1与节点下端板3-3、上柱圆钢管1-1与上柱环形端板1-2、下柱圆钢管2-1与下柱环形端板2-2、左侧工字型钢梁4-1与左梁端板4-2和右侧工字型钢梁5-1与右梁端板5-2均采用焊接连接，焊接部分均可在工厂内完成；此外，内部型钢高强混凝土芯柱6在工厂通过支模，安放内部型钢6-1，浇筑高强混凝土层6-2预制而成，各制作加工完毕后运至现场；上柱模块1的上柱环形端板1-2与中部矩形节点模块3的节点上端板3-2之间通过高强螺栓连接，下柱模块2的下柱环形端板2-2与中部矩形节点模块3的节点下端板3-3通过高强螺栓连接，左梁模块的左梁端板4-2和右梁模块的右梁端板5-2分别与节点处矩形厚壁钢管3-1的两侧通过高强螺栓连接，随后将左梁端板4-2和右梁端板5-2的上下翼缘分别与节点上端板3-2和节点下端板3-3采用高强螺栓连接；连接完成后将预制内置型钢高强混凝土芯柱模块6吊装进入钢管柱的中心孔洞，使得内部型钢高强混凝土芯柱6置于上柱模块1和下柱模块2中心处，贯穿上柱模块1、下柱模块2及中部矩形节点模块3，且四者的横截面形心重合；最后在上柱模块1与内置型钢高强混凝土芯柱6之间和下柱模块2与内置型钢高强混凝土芯柱6之间浇筑再生混凝土8，形成内置型钢高强混凝土芯柱叠合柱-钢梁组合框架的整体。

通过上述方式，本实用新型内置型钢高强混凝土芯柱叠合柱-钢梁组合框架焊接部分均可在工厂内完成，解决了现场焊接工作量大，焊接质量无法保证的问题，大大提高施工进度及施工质量；内置型钢高强混凝土芯柱可以提高钢管再生混凝土柱承载力、克服传统钢管再生混凝土易发生屈曲失稳的缺陷，同时型钢高强混凝土芯柱贯穿节点区域，有效提高节点域受力性能，具有施工方便、承载力高、抗震性能好及节能环保等优点。

Claims (9)

1.内置型钢高强混凝土芯柱叠合柱-钢梁组合框架，其特征在于，包括中部矩形节点模块(3)，所述中部矩形节点模块(3)分别通过高强螺栓连接上柱模块(1)、下柱模块(2)、左梁模块(4)、右梁模块(5)，所述上柱模块(1)、中部矩形节点模块(3)及下柱模块(2)之间连通形成腔体，所述腔体内设置有内置型钢高强混凝土芯柱(6)。

2.如权利要求1所述的内置型钢高强混凝土芯柱叠合柱-钢梁组合框架，其特征在于，所述内置型钢高强混凝土芯柱(6)与所述腔体内壁之间填充有再生混凝土层。

3.如权利要求1所述的内置型钢高强混凝土芯柱叠合柱-钢梁组合框架，其特征在于，所述中部矩形节点模块(3)包括节点处矩形厚壁钢管(3-1)，所述节点处矩形厚壁钢管(3-1)的上下两端口分别焊接节点上端板(3-2)、节点下端板(3-3)，所述节点处矩形厚壁钢管(3-1)相对的两侧壁、节点上端板(3-2)和节点下端板(3-3)均开设有螺栓孔，所述上柱模块(1)连接节点上端板(3-2)，所述下柱模块(2)连接节点下端板(3-3)，所述左梁模块(4)、右梁模块(5)分别连接节点处矩形厚壁钢管(3-1)两侧壁。

4.如权利要求3所述的内置型钢高强混凝土芯柱叠合柱-钢梁组合框架，其特征在于，所述节点上端板(3-2)和节点下端板(3-3)均为“一”字型或“十”字型。

5.如权利要求1所述的内置型钢高强混凝土芯柱叠合柱-钢梁组合框架，其特征在于，所述左梁模块(4)包括左侧工字型钢梁(4-1)和左梁端板(4-2)，所述左侧工字型钢梁(4-1)呈水平设置，所述左梁端板(4-2)与左侧工字型钢梁(4-1)翼缘垂直焊接，所述左梁端板(4-2)上开有螺栓孔，所述左梁端板(4-2)通过高强螺栓连接节点处矩形厚壁钢管(3-1)的一侧壁。

6.如权利要求1所述的内置型钢高强混凝土芯柱叠合柱-钢梁组合框架，其特征在于，所述右梁模块(5)包括右侧工字型钢梁(5-1)和右梁端板(5-2)，所述右侧工字型钢梁(5-1)呈水平设置，所述右梁端板(5-2)与右侧工字型钢梁(5-1)翼缘垂直焊接，所述右梁端板(5-2)上开有螺栓孔，所述右梁端板(5-2)通过高强螺栓连接节点处矩形厚壁钢管(3-1)的一侧壁。

7.如权利要求1所述的内置型钢高强混凝土芯柱叠合柱-钢梁组合框架，其特征在于，所述上柱模块(1)包括上柱圆钢管柱(1-1)和上柱环形端板(1-2)，所述上柱环形端板(1-2)设有螺栓孔，所述上柱环形端板(1-2)通过高强螺栓连接节点上端板(3-2)，所述下柱模块(2)包括下柱圆钢管柱(2-1)和下柱环形端板(2-2)，所述下柱环形端板(2-2)设有螺栓孔，所述下柱环形端板(2-2)通过高强螺栓连接节点上端板(3-2)。

8.如权利要求1所述的内置型钢高强混凝土芯柱叠合柱-钢梁组合框架，其特征在于，所述内置型钢高强混凝土芯柱(6)由内置型钢(6-1)及高强混凝土层(6-2)构成，所述高强混凝土层(6-2)内包裹内置型钢(6-1)。

9.如权利要求8所述的内置型钢高强混凝土芯柱叠合柱-钢梁组合框架，其特征在于，所述内置型钢(6-1)为工字型或十字型。