CN209243959U - 一种螺栓装配灌浆连接钢管混凝土节点 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种螺栓装配灌浆连接钢管混凝土节点，包括上柱体、下柱体、节点连接件、支撑钢梁，下柱体的顶面中部设有凹槽；上柱体的下端内部同轴设有预埋钢管，预埋钢管的下端与凹槽插接配合，上柱体的下端外壁沿圆周方向开设有若干个用以朝预埋钢管与凹槽之间的缝隙注入浆料的灌浆孔；节点连接件固定套设在下柱体的上端，节点连接件的上端与上柱体的下端通过螺栓A连接；支撑钢梁水平设于节点连接件的一侧且与节点连接件通过螺栓B连接，支撑钢梁与节点连接件的上侧设置有叠合板。本实用新型结构简单、合理，连接可靠快速、施工方便、施工质量好、节点处受力性能好、整体性好、可轻易实现不同截面和混凝土强度变化、实现叠合板可靠安装。

Description

一种螺栓装配灌浆连接钢管混凝土节点

技术领域：

本实用新型属于土木工程中钢与混凝土组合结构技术领域，尤其涉及一种螺栓装配灌浆连接钢管混凝土节点。

背景技术：

钢管混凝土柱由于具有良好的受力性能，在工程中应用广泛。传统对于钢管的接长主要是通过每段的吊装，现场焊接而成，这种形式单一且在现场出现明火作业，施工质量难以保证。

目前装配式结构发展迅速，也有一些学者开始研究钢管混凝土柱的装配形式，但是大多还是基于钢梁连接后浇筑内部混凝土，这样现场混凝土的浇筑量太大，工期长，无法真正体现装配式结构的优点，而且上下钢管混凝土柱难以实现截面和材料强度的变化。如果上下两层的钢管混凝土柱事先预制好，那么在节点的连接处更加难以实现，其节点连接处的受力性能难以满足要求。

要在装配式结构中实现钢梁和楼板的施工比较困难，不少研究者仅仅考虑了钢管混凝土柱与钢梁的连接，而忽略了楼板的存在。如果在钢梁与楼板连接中直接采用完全预制的楼板，这种形式往往需要在钢梁的翼缘中开孔，不利于钢梁的受力，在遇到钢梁连接部位可能有螺栓凸起，影响完全预制楼板的安装，另外完全预制的楼板和钢管混凝土柱之间难以实现良好的连接，不利于受力，而且容易发生漏水现象。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于针对以上不足之处，提供一种螺栓装配灌浆连接钢管混凝土节点，不仅结构简单、连接快速可靠、施工方便，而且施工质量好。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种螺栓装配灌浆连接钢管混凝土节点，包括上柱体、下柱体、节点连接件以及支撑钢梁，所述下柱体的顶面中部设有凹槽；所述上柱体的下端内部同轴设有预埋钢管，所述预埋钢管的下端向下伸出上柱体并与凹槽插接配合，上柱体的下端外壁沿圆周方向开设有若干个用以朝预埋钢管与凹槽之间的缝隙注入浆料的灌浆孔；所述节点连接件固定套设在下柱体的上端，节点连接件的上端与上柱体的下端通过螺栓A连接；所述支撑钢梁水平设于节点连接件的一侧且与节点连接件通过螺栓B连接，支撑钢梁与节点连接件的上侧设置有叠合板。

进一步的，所述上柱体和下柱体均为钢管混凝土柱，上柱体包括上柱钢管，所述上柱钢管的内部填充有上混凝土，上柱钢管的底面固联有环状的端板，所述端板的中部开设有以利于预埋钢管贯穿的通孔；所述下柱体包括下柱钢管，所述下柱钢管的上端内部设有节点区，所述节点区内填充有节点混凝土，节点混凝土的顶面中部形成凹槽，下柱钢管的内部于节点区的下侧填充有下混凝土。

进一步的，所述节点连接件包括与下柱钢管同轴设置的上连接环板和下连接环板，所述上连接环板固联在下柱钢管的顶部并用以与端板相对接，上连接环板与端板之间通过螺栓A紧固；所述下连接环板位于节点区的下端且固定套设在下柱钢管的外壁，上连接环板与下连接环板之间设有若干个绕下柱钢管的轴线呈圆周分布的节点加劲肋。

进一步的，所述节点连接件还包括对称设于节点连接件两侧的两个外伸钢梁，所述外伸钢梁的截面为工字型，每个外伸钢梁的外伸上翼缘和外伸下翼缘分别与上连接环板和下连接环板位于同一平面且相固联，形成整体；所述支撑钢梁的截面为工字型，支撑钢梁的一端与其中一个外伸钢梁上远离节点连接件的一端相对接并通过钢梁连接板连接。

进一步的，与支撑钢梁相对接的外伸钢梁的外伸上翼缘、外伸下翼缘以及外伸腹板与支撑钢梁的钢梁上翼缘、钢梁下翼缘以及钢梁腹板分别通过钢梁连接板A、钢梁连接板B以及钢梁连接板C连接，钢梁连接板A与外伸上翼缘和钢梁上翼缘之间、钢梁连接板B与外伸下翼缘和钢梁下翼缘之间、钢梁连接板C与外伸腹板和钢梁腹板之间均通过螺栓B锁紧固定。

进一步的，所述支撑钢梁的钢梁上翼缘顶面与外伸钢梁的外伸上翼缘顶面均布设有复数个栓钉。

进一步的，所述叠合板包括混凝土预制板、预制板纵筋、预制板水平筋、预制板外伸钢筋、后铺纵筋、后铺水平筋以及后浇混凝土，所述混凝土预制板为两块且分别位于支撑钢梁的前后两侧，预制板纵筋和预制板水平筋横纵交错分布在混凝土预制板的内部，两块混凝土预制板的内侧端均伸出有预制板外伸钢筋，预制板外伸钢筋的端部向上弯折90°形成弯折段，弯折端的长度小于叠合板的厚度，两块混凝土预制板的预制板外伸钢筋相互搭接；所述后铺纵筋和后铺水平筋横纵交错分布在两块混凝土预制板的上侧，所述后浇混凝土将后铺纵筋、后铺钢筋、两块混凝土预制板以及栓钉包裹，充满支撑钢梁及节点连接件的上部。

进一步的，所述端板与上柱钢管之间设有若干个沿上柱钢管的轴线呈圆周分布的上柱加劲肋，端板的外侧端与上连接环板的外侧端均开设有复数个沿下柱钢管的轴线圆周分布的螺栓孔，端板上的螺栓孔与上连接环板上的螺栓孔一一对应；所述螺栓A贯穿螺栓孔并与螺母配合锁紧。

进一步的，所述上柱钢管的下端外壁设有四个绕上柱钢管的轴线圆周分布灌浆孔，所述灌浆孔位于端板的上侧。

与现有技术相比，本实用新型具有以下效果：本实用新型结构简单、合理，连接可靠快速、施工方便、施工质量好、节点处受力性能好、整体性好、可轻易实现不同截面和混凝土强度变化、实现叠合板可靠安装。

附图说明：

图1是本实用新型实施例立体构造示意图；

图2是图1中省略叠合板的构造示意图；

图3是本实用新型实施例中节点连接件的装配立体构造示意图；

图4是本实用新型实施例中上柱体与下柱体装配的主视示意图；

图5是本实用新型实施例中钢梁连接板的立体构造示意图；

图6是本实用新型实施例中叠合板的局部构造示意图。

图中：

1-下柱体；11-下柱钢管；12-下混凝土；13-节点区；2-节点连接件；21-上连接环板；22-下连接环板；23-外伸钢梁；231-外伸上翼缘；232-外伸下翼缘；233-外伸腹板；24-节点混凝土；25-节点加劲肋；26-凹槽；27-螺栓A；3-上柱体；31-上柱钢管；32-上混凝土；33-端板；34-上柱加劲肋；35-预埋钢管；4-支撑钢梁；41-钢梁上翼缘；42-钢梁下翼缘；43-钢梁腹板；44-栓钉；5-叠合板；51-混凝土预制板；52-预制板纵筋；53-预制板水平筋；54-预制板外伸钢筋；55-后铺纵筋；56-后铺水平筋；6-钢梁连接板；61-钢梁连接板A；62-钢梁连接板B；63-钢梁连接板C；7-螺栓孔；8-灌浆孔；9-浆料；10-螺栓B。

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做进一步详细的说明。

如图1～6所示，本实用新型一种螺栓装配灌浆连接钢管混凝土节点，包括上柱体3、下柱体1、节点连接件2以及支撑钢梁4，所述下柱体1的顶面中部设有凹槽26；所述上柱体3的下端内部同轴设有预埋钢管35，所述预埋钢管35的下端向下伸出上柱体3并与凹槽26插接配合，上柱体3的下端外壁沿圆周方向开设有若干个用以朝预埋钢管35与凹槽26之间的缝隙注入浆料9的灌浆孔8；所述节点连接件2固定套设在下柱体1的上端，节点连接件2的上端与上柱体3的下端通过螺栓A2连接；所述支撑钢梁4水平设于节点连接件2的一侧且与节点连接件2通过螺栓B10连接，支撑钢梁4与节点连接件2的上侧设置有叠合板5。

本实施例中，所述上柱体3和下柱体1均为钢管混凝土柱，上柱体3包括上柱钢管31，所述上柱钢管31的内部填充有上混凝土32，上柱钢管31的底面固联有环状的端板33，所述端板33的中部开设有以利于预埋钢管35贯穿的通孔；所述下柱体1包括下柱钢管11，所述下柱钢管11的上端内部设有节点区13，所述节点区13内填充有节点混凝土24，节点混凝土24的顶面中部形成凹槽26，下柱钢管11的内部于节点区的下侧填充有下混凝土12。

本实施例中，所述节点连接件2包括与下柱钢管11同轴设置的上连接环板21和下连接环板22，所述上连接环板21的内边缘位于下柱钢管11的内侧，外边缘位于下柱钢管11的外侧，上连接环板21焊接在下柱钢管11的顶部并用以与端板33相对接，上连接环板21与端板33之间通过螺栓A27紧固；所述下连接环板22位于节点区13的下端且固定套设在下柱钢管11的外壁，下连接环板22与下柱钢管11焊接，上连接环板21与下连接环板22之间设有若干个绕下柱钢管11的轴线呈圆周分布的节点加劲肋25，节点加劲肋25分别与上连接环板21、下连接环板22以及下柱钢管11焊接。

本实施例中，所述节点连接件2还包括对称设于节点连接件2两侧的两个外伸钢梁23，所述外伸钢梁23的截面为工字型，外伸钢梁23包括外伸上翼缘231、外伸下翼缘232以及外伸腹板233，所述外伸腹板与下柱钢管焊接，外伸腹板的上下两端分别与外伸上翼缘和外伸下翼缘焊接，每个外伸钢梁23的外伸上翼缘231和外伸下翼缘232分别与上连接环板21和下连接环板22位于同一平面且相固联或者一体成型，形成整体；所述支撑钢梁4的截面为工字型，支撑钢梁4包括钢梁上翼缘41、钢梁下翼缘42以及钢梁腹板43，所述钢梁腹板43的上下两端分别与钢梁上翼缘41和钢梁下翼缘42焊接，支撑钢梁4的一端与其中一个外伸钢梁23上远离节点连接件2的一端相对接并通过钢梁连接板6连接，即：钢梁上翼缘与外伸上翼缘对接、钢梁下翼缘与外伸下翼缘对接、钢梁腹板与外伸腹板对接。

本实施例中，与支撑钢梁4相对接的外伸钢梁23的外伸上翼缘231、外伸下翼缘232以及外伸腹板233与支撑钢梁4的钢梁上翼缘41、钢梁下翼缘42以及钢梁腹板43分别通过钢梁连接板A61、钢梁连接板B62以及钢梁连接板C63连接，钢梁连接板A与外伸上翼缘和钢梁上翼缘之间、钢梁连接板B与外伸下翼缘和钢梁下翼缘之间、钢梁连接板C与外伸腹板和钢梁腹板之间均通过螺栓B锁紧固定。优选的，为了提高连接效果，钢梁连接板A包括一块上钢梁连接板A和两块下钢梁连接板A，上钢梁连接板A的两端分别与外伸上翼缘和钢梁上翼缘的顶面相搭接，两块下钢梁连接板A前后对称设置，每块下钢梁连接板A分别与外伸上翼缘和钢梁上翼缘的底面相搭接。钢梁连接板B包括两块上钢梁连接板B和一块下钢梁连接板B，下钢梁连接板B的两端分别与外伸下翼缘和钢梁下翼缘的底面相搭接，两块上钢梁连接板B前后对称设置，每块上钢梁连接板B分别与外伸下翼缘和钢梁下翼缘的顶面相搭接。钢梁连接板C包括前钢梁连接板C和后钢梁连接板C，前钢梁连接板C分别与外伸腹板与钢梁腹板的前侧面搭接，后钢梁连接板C分别与外伸腹板与钢梁腹板的后侧面搭接。

本实施例中，所述支撑钢梁4的钢梁上翼缘41顶面与外伸钢梁23的外伸上翼缘231顶面均布设有复数个栓钉44，复数个栓钉沿着钢梁上翼缘顶面与外伸上翼缘顶面的长度方向布置。

本实施例中，所述叠合板5包括混凝土预制板51、预制板纵筋52、预制板水平筋53、预制板外伸钢筋54、后铺纵筋55、后铺水平筋56以及后浇混凝土（图中未画出），所述混凝土预制板为两块且分别位于支撑钢梁的前后两侧，预制板纵筋和预制板水平筋横纵交错分布在混凝土预制板的内部，两块混凝土预制板的内侧端均伸出有预制板外伸钢筋，预制板外伸钢筋的端部向上弯折90°形成弯折段，弯折端的长度小于叠合板的厚度，两块混凝土预制板的预制板外伸钢筋相互搭接；所述后铺纵筋和后铺水平筋横纵交错分布在两块混凝土预制板的上侧，所述后浇混凝土将后铺纵筋、后铺钢筋、两块混凝土预制板以及栓钉包裹，充满支撑钢梁及节点连接件的上部。

本实施例中，所述端板33与上柱钢管31之间设有若干个沿上柱钢管31的轴线呈圆周分布的上柱加劲肋34，上柱加劲肋分别与上柱钢管和端板焊接；端板33的外侧端与上连接环板21的外侧端均开设有复数个沿下柱钢管的轴线圆周分布的螺栓孔7，端板33上的螺栓孔7与上连接环板21上的螺栓孔7一一对应；所述螺栓A27贯穿螺栓孔7并与螺母配合锁紧。

本实施例中，所述上柱钢管31的下端外壁设有四个绕上柱钢管31的轴线圆周分布灌浆孔8，所述灌浆孔8位于端板33的上侧。在预埋钢管与上柱钢管之间的上混凝土面预留出一定小小的高度，便于灌浆。四个灌浆孔中，两个用于灌浆，另外两个在灌浆时作为排气孔和溢出孔使用。

本实施例中，节点混凝土形成的凹槽的直径大于预埋钢管的直径，形状和预埋钢管的形状一致。

本实施例中，下混凝土与节点混凝土形成一体，和上混凝土均事先预制好，浆料在现场灌入。

本实施例中，上柱体与下柱体的截面形式可相同，也可以不同，可采用圆形、方形、矩形、椭圆形或异形。

本实施例中，上混凝土、下混凝土以及节点混凝土的混凝土强度和类型可以相同，也可以不同，可采用普通混凝土、高性能混凝土、再生骨料混凝土、轻骨料混凝土、地聚合物混凝土。

本实施例中，上柱体、下柱体、节点连接件、钢梁连接板以及叠合板的混凝土预制板均为预制成型。

本实施例中，该转换节点的优点在于：（1）上柱体、下柱体以及节点连接件均采用预制，在现场连接，具有装配式结构的优点。（2）节点连接件的上连接环板与上柱体的端板采用螺栓连接，施工快速方便，无需焊接钢管，施工质量好。（3）预埋钢管的下端插设在节点区的凹槽内，现场通过灌浆连接，节点整体性好，连接受力性能好，抗震延性和抗剪性能好。（4）外伸钢梁与支撑钢梁的顶面设置栓钉，叠合板通过预制板外伸钢筋和后铺纵筋、后铺水平筋和后浇混凝土最后形成整体，解决了传统钢梁难以和叠合板连接问题，也避开了钢梁连接板连接后螺栓凸起影响楼板安装的问题，并且和上柱体连接紧密，整体性好，不出现漏水现象，受力性能好。（5）上、下柱体可采用不同类型混凝土或不同强度混凝土，上、下柱体的截面形式和截面尺寸可以相同或不同，因此设计灵活美观。

本实施例中，具体施工时包含如下步骤：

步骤S1：预制好上柱体、下柱体、节点连接件、支撑钢梁、钢梁连接板以及叠合板的混凝土预制板，下柱体的上端具有凹槽，上柱体的下端具有预埋钢管；

步骤S2：在施工现场固定好下柱体和节点连接件，接着吊装上柱体，将上柱体下端的预埋钢管的下端插入到下柱体上端的凹槽内，上柱体下端的端板与节点连接件的上连接环板通过螺栓A紧固；

步骤S3：从上柱钢管上的两个灌浆孔灌入高强浆料，浆料充满凹槽与预埋钢管之间的缝隙，最后从上柱钢管上的另外两个灌浆孔溢出；

步骤S4：将节点连接件的其中一根外伸钢梁与支撑钢梁对接，接着通过螺栓B将钢梁连接板A与外伸上翼缘和钢梁上翼缘之间、钢梁连接板B与外伸下翼缘和钢梁下翼缘之间、钢梁连接板C与外伸腹板和钢梁腹板之间进行紧固；

步骤S5：首先吊装叠合板的两块混凝土预制板，搭接两块混凝土预制板的预制板外伸钢梁，接着铺设绑扎后铺纵筋和后铺水平筋，后铺纵筋及后铺水平筋与上柱钢管或下柱钢管接触的部分焊接，最后浇筑后浇混凝土，后浇混凝土填充带钢梁上翼缘上部和上柱体的端板上部。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。

Claims (9)

1.一种螺栓装配灌浆连接钢管混凝土节点，其特征在于：包括上柱体、下柱体、节点连接件以及支撑钢梁，所述下柱体的顶面中部设有凹槽；所述上柱体的下端内部同轴设有预埋钢管，所述预埋钢管的下端向下伸出上柱体并与凹槽插接配合，上柱体的下端外壁沿圆周方向开设有若干个用以朝预埋钢管与凹槽之间的缝隙注入浆料的灌浆孔；所述节点连接件固定套设在下柱体的上端，节点连接件的上端与上柱体的下端通过螺栓A连接；所述支撑钢梁水平设于节点连接件的一侧且与节点连接件通过螺栓B连接，支撑钢梁与节点连接件的上侧设置有叠合板。

2.根据权利要求1所述的一种螺栓装配灌浆连接钢管混凝土节点，其特征在于：所述上柱体和下柱体均为钢管混凝土柱，上柱体包括上柱钢管，所述上柱钢管的内部填充有上混凝土，上柱钢管的底面固联有环状的端板，所述端板的中部开设有以利于预埋钢管贯穿的通孔；所述下柱体包括下柱钢管，所述下柱钢管的上端内部设有节点区，所述节点区内填充有节点混凝土，节点混凝土的顶面中部形成凹槽，下柱钢管的内部于节点区的下侧填充有下混凝土。

3.根据权利要求2所述的一种螺栓装配灌浆连接钢管混凝土节点，其特征在于：所述节点连接件包括与下柱钢管同轴设置的上连接环板和下连接环板，所述上连接环板固联在下柱钢管的顶部并用以与端板相对接，上连接环板与端板之间通过螺栓A紧固；所述下连接环板位于节点区的下端且固定套设在下柱钢管的外壁，上连接环板与下连接环板之间设有若干个绕下柱钢管的轴线呈圆周分布的节点加劲肋。

4.根据权利要求3所述的一种螺栓装配灌浆连接钢管混凝土节点，其特征在于：所述节点连接件还包括对称设于节点连接件两侧的两个外伸钢梁，所述外伸钢梁的截面为工字型，每个外伸钢梁的外伸上翼缘和外伸下翼缘分别与上连接环板和下连接环板位于同一平面且相固联，形成整体；所述支撑钢梁的截面为工字型，支撑钢梁的一端与其中一个外伸钢梁上远离节点连接件的一端相对接并通过钢梁连接板连接。

5.根据权利要求4所述的一种螺栓装配灌浆连接钢管混凝土节点，其特征在于：与支撑钢梁相对接的外伸钢梁的外伸上翼缘、外伸下翼缘以及外伸腹板与支撑钢梁的钢梁上翼缘、钢梁下翼缘以及钢梁腹板分别通过钢梁连接板A、钢梁连接板B以及钢梁连接板C连接，钢梁连接板A与外伸上翼缘和钢梁上翼缘之间、钢梁连接板B与外伸下翼缘和钢梁下翼缘之间、钢梁连接板C与外伸腹板和钢梁腹板之间均通过螺栓B锁紧固定。

6.根据权利要求4所述的一种螺栓装配灌浆连接钢管混凝土节点，其特征在于：所述支撑钢梁的钢梁上翼缘顶面与外伸钢梁的外伸上翼缘顶面均布设有复数个栓钉。

7.根据权利要求6所述的一种螺栓装配灌浆连接钢管混凝土节点，其特征在于：所述叠合板包括混凝土预制板、预制板纵筋、预制板水平筋、预制板外伸钢筋、后铺纵筋、后铺水平筋以及后浇混凝土，所述混凝土预制板为两块且分别位于支撑钢梁的前后两侧，预制板纵筋和预制板水平筋横纵交错分布在混凝土预制板的内部，两块混凝土预制板的内侧端均伸出有预制板外伸钢筋，预制板外伸钢筋的端部向上弯折90°形成弯折段，弯折端的长度小于叠合板的厚度，两块混凝土预制板的预制板外伸钢筋相互搭接；所述后铺纵筋和后铺水平筋横纵交错分布在两块混凝土预制板的上侧，所述后浇混凝土将后铺纵筋、后铺钢筋、两块混凝土预制板以及栓钉包裹，充满支撑钢梁及节点连接件的上部。

8.根据权利要求3所述的一种螺栓装配灌浆连接钢管混凝土节点，其特征在于：所述端板与上柱钢管之间设有若干个沿上柱钢管的轴线呈圆周分布的上柱加劲肋，端板的外侧端与上连接环板的外侧端均开设有复数个沿下柱钢管的轴线圆周分布的螺栓孔，端板上的螺栓孔与上连接环板上的螺栓孔一一对应；所述螺栓A贯穿螺栓孔并与螺母配合锁紧。

9.根据权利要求2所述的一种螺栓装配灌浆连接钢管混凝土节点，其特征在于：所述上柱钢管的下端外壁设有四个绕上柱钢管的轴线圆周分布灌浆孔，所述灌浆孔位于端板的上侧。