CN211548095U - 预制混凝土框架柱与钢梁的组合结构以及装配式建筑 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了预制混凝土框架柱与钢梁的组合结构以及装配式建筑，组合结构包括：预制混凝土框架柱；以及两个钢梁，彼此交叉连接，形成一交叉节点；其中，所述两个钢梁的交叉节点连接至所述预制混凝土框架柱，从而形成所述预制混凝土框架柱与所述两个钢梁的连接节点；其中，每个钢梁的各端部对应设置有两个加强钢板，且所述两个加强钢板对称焊接在所述钢梁的腹板的两侧。本实用新型在每个钢梁的各端部对应设置两个加强钢板，而且将两个加强钢板对称焊接在钢梁的腹板的两侧，从而增加了钢梁腹板的厚度，提高了钢梁的抗弯矩能力，从而解决了组合结构的抗弯矩问题。而且，本实用新型所采用的组合结构的构造简单，可以实现预制。

Description

预制混凝土框架柱与钢梁的组合结构以及装配式建筑

技术领域

本实用新型涉及建筑领域，尤其涉及预制混凝土框架柱与钢梁的组合结构以及装配式建筑。

背景技术

钢结构具有重量轻、强度高、延性大、抗震性能好、施工速度快、构件截面小、结构净空大、综合经济指标好等优点；预制混凝土柱截面在两个主轴方向刚度相同或相近，整体稳定性好，承重力高；这种由钢筋混凝土柱—钢梁组合而成的新型组合结构形式(Composite frame consisting of reinforced concrete and steel beam，以下简称为RCS组合结构)，既能发挥钢筋混凝土柱优越的抗压性能，给结构整体提供足够的承载力；又可以发挥钢梁优良的抗弯性能，使结构整体具有优良的耗能性能，是一种经济高效的结构形式。

面对城市土地成本不断提高和市场竞争的现实，势必要寻求新型有效的结构体系，以达到降低成本，缩短工期的目的。但目前我国对于这类框架的研究和探索还比较少。目前国外现有的钢筋混凝土柱—钢梁组合结构都是针对现浇的钢筋混凝土柱，而没有针对预制混凝土柱。而且现有的组合结构为了保证力学性能，需要设计抗剪件等多种构件或者采用其他复杂的技术手段，导致组合结构的结构复杂，难以实现预制，无法达到降低成本，缩短工期的目的。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种结构简单，受力性能好，预制率高的预制混凝土框架柱与钢梁的组合结构，包括：

预制混凝土框架柱；以及

两个钢梁，彼此交叉连接，形成一交叉节点；

其中，所述两个钢梁的交叉节点连接至所述预制混凝土框架柱，从而形成所述预制混凝土框架柱与所述两个钢梁的连接节点；

其中，每个钢梁的各端部对应设置有两个加强钢板，且所述两个加强钢板对称焊接在所述钢梁的腹板的两侧。

优选的是，所述的预制混凝土框架柱与钢梁的组合结构中，所述连接节点包括加强栓钉，在每个钢梁的位于所述连接节点区域内的腹板部分上贯穿设置有多个加强栓钉。

优选的是，所述的预制混凝土框架柱与钢梁的组合结构中，所述连接节点包括柱面钢板，所述柱面钢板的厚度为5mm。

优选的是，所述的预制混凝土框架柱与钢梁的组合结构中，所述预制混凝土框架柱为中柱。

优选的是，所述的预制混凝土框架柱与钢梁的组合结构中，所述连接节点设置于所述预制混凝土框架柱的顶端，所述预制混凝土框架柱与所述连接节点是两次预制成型的。

优选的是，所述的预制混凝土框架柱与钢梁的组合结构中，所述预制混凝土框架柱为边柱或者角柱。

优选的是，所述的预制混凝土框架柱与钢梁的组合结构中，所述连接节点设置于所述预制混凝土框架柱的高度的三分之二处。

优选的是，所述的预制混凝土框架柱与钢梁的组合结构中，所述预制混凝土框架柱与所述连接节点是一次预制成型的。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种装配式建筑，包括：

所述的预制混凝土框架柱与钢梁的组合结构。

优选的是，所述的装配式建筑中，相邻两层所述组合结构的预制混凝土框架柱之间采用倒置的灌浆套筒连接方式进行连接。

本实用新型至少包括以下有益效果：

本实用新型所提供的预制混凝土框架柱与钢梁的组合结构包括预制混凝土框架柱以及两个钢梁，两个钢梁彼此交叉连接，形成一交叉节点，其中，两个钢梁的交叉节点连接至预制混凝土框架柱，从而形成预制混凝土框架柱与所述两个钢梁的连接节点，每个钢梁的各端部对应设置有两个加强钢板，且两个加强钢板对称焊接在钢梁的腹板的两侧。本实用新型在每个钢梁的各端部对应设置两个加强钢板，而且将两个加强钢板对称焊接在钢梁的腹板的两侧，从而增加了钢梁腹板的厚度，提高了钢梁的抗弯矩能力，从而解决了组合结构的抗弯矩问题。而且，本实用新型所采用的组合结构的构造简单，可以实现预制。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本实用新型在一个实施例中中柱与钢梁的组合结构的立体结构示意图；

图2为本实用新型在一个实施例中中柱与钢梁的连接节点的结构示意图；

图3为本实用新型在一个实施例中中柱与钢梁的连接节点的剖面示意图；

图4为本实用新型在一个实施例中边柱与钢梁的组合结构的立体结构示意图；

图5为本实用新型在一个实施例中边柱与钢梁的连接节点的结构示意图；

图6为本实用新型在一个实施例中边柱与钢梁的连接节点的剖面示意图；

图7为本实用新型在一个实施例中角柱与钢梁的组合结构的立体结构示意图；

图8为本实用新型在一个实施例中角柱与钢梁的连接节点的结构示意图；

图9为本实用新型在一个实施例中角柱与钢梁的连接节点的剖面示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

现有技术中当钢梁的长度增加，只能通过增加钢梁的高度来提高钢梁的抗弯矩能力，这就导致现有的钢筋混凝柱—钢梁组合结构的规格是不统一的，难以实现预制。

如图1至图9所示，本实用新型提供了一种预制混凝土框架柱与钢梁的组合结构，包括：预制混凝土框架柱1；以及两个钢梁2，彼此交叉连接，形成一交叉节点；其中，所述两个钢梁2的交叉节点连接至所述预制混凝土框架柱1，从而形成所述预制混凝土框架柱与所述两个钢梁的连接节点3；其中，每个钢梁2的各端部对应设置有两个加强钢板5，且所述两个加强钢板5对称焊接在所述钢梁2的腹板4的两侧。

加强钢板5可以增加钢梁腹板的厚度，使钢梁横截面积增加，从而提高钢梁的抗弯矩能力。基于该设计，即便钢梁的长度增加，不需要增加钢梁的高度，钢梁仍可以保持良好的抗弯矩能力，从而使得预制混凝土框架柱与两个钢梁的连接节点的规格保持统一，容易实现预制。

本实用新型所提供的预制混凝土框架柱与钢梁的组合结构具有构造简单，受力性能好，预制率高的优点。

加强钢板5的厚度根据需要进行调整，优选与钢梁腹板的厚度一致。

优选采用工字型钢梁。预制混凝土框架柱优选采用方形的预制混凝土框架柱。

两个钢梁2呈十字形交叉，通过以下方式连接形成交叉节点：第一钢梁的腹板分断，上下翼缘板与其腹板分开，第二钢梁的腹板从第一钢梁腹板的分断位置穿过，两个钢梁的腹板彼此焊接在一起，第二钢梁的上翼缘板从第一钢梁的上翼缘板下方通过，第二钢梁的下翼缘板从第一钢梁的下翼缘板上方通过，并且第一钢梁的上下翼缘板与相应的第二钢梁的上下翼缘板通过焊接连接。

在一个实施例中，所述的预制混凝土框架柱与钢梁的组合结构中，所述连接节点3包括多个加强栓钉9，在每个钢梁2的位于所述连接节点区域内的腹板部分10上贯穿设置有多个加强栓钉9。

加强栓钉9可以起到增强预制混凝土框架柱与钢梁的连接节点的强度的作用，从而保证连接节点的受力性能符合使用要求。该实施例中，在组合结构的施工过程中，可以预先在钢梁的腹板上穿设加强栓钉，之后再将两个钢梁交叉连接在一起。加强栓钉的施工过程很简单，更有利于实现对组合结构的预制，有助于提高整个组合结构的制作效率。

在另一种实施方式中，也可以在连接节点区域内设置箍筋，用于增强连接节点的强度。但相比于加强栓钉，箍筋的制作工艺相对复杂。

在一个实施例中，所述的预制混凝土框架柱与钢梁的组合结构中，所述连接节点3包括柱面钢板8，所述柱面钢板8的厚度为5mm。

在对连接节点进行预制成型时，四个柱面钢板彼此连接，主要作为连接节点的成型模板。待成型结束，四个柱面钢板彼此连接作为连接节点的外周框架。由于柱面钢板的作用主要在于辅助连接节点的成型，不需要考虑柱面钢板对于连接节点的受力性能的影响，因此将柱面钢板的厚度优选设置为5mm。

在现有技术中，柱面钢板作为连接节点的一个重要受力构件，用于提高连接节点的受力性能，柱面钢板的厚度必须符合整个组合结构以及连接节点的结构力学设计要求。但本实用新型中柱面钢板主要作为连接节点的成型模板，因此对于柱面钢板的力学要求下降，从而有助于降低组合结构的施工成本，提高组合结构的施工效率。

如图1至图3所示，在一个实施例中，所述的预制混凝土框架柱与钢梁的组合结构中，所述预制混凝土框架柱1为中柱。

在一个实施例中，所述的预制混凝土框架柱与钢梁的组合结构中，所述连接节点3设置于所述预制混凝土框架柱1的顶端，所述预制混凝土框架柱1与所述连接节点3是两次预制成型的。

在中柱与钢梁的组合结构中，连接节点只能设置在中柱的顶端。

组合结构需要分两次预制。第一次预制中柱，不包括连接节点；第二次将养护完成的中柱立起来，再在中柱顶端预制连接节点，从而将钢梁与中柱连接成为一个整体。组合结构的施工过程工艺简单，施工成本低，施工效率高。

如图4至图9所示，在一个实施例中，所述的预制混凝土框架柱与钢梁的组合结构中，所述预制混凝土框架柱1为边柱或者角柱。

本实用新型提供了一个完整的预制混凝土框架柱与钢梁的组合结构体系，包括中柱、边柱以及角柱与钢梁的组合结构。中柱、边柱以及角柱与钢梁的组合结构均具有构造简单，受力性能好，预制率高的优点。

在一个实施例中，所述的预制混凝土框架柱与钢梁的组合结构中，所述连接节点3设置于所述预制混凝土框架柱1的高度的三分之二处。

连接节点3优选设置在预制混凝土框架柱1的高度的三分之二处，即建筑层高的三分之二处。即连接节点的位置不在预制混凝土框架柱的顶端，该设计可以避免连接节点的位置与建筑中上下两层组合结构之间的连接位置重合，有助于提高组合结构以及建筑的整体强度。

在边柱或者角柱与钢梁的组合结构中，连接节点的位置也可以在预制混凝土框架柱的顶端。

在一个实施例中，所述的预制混凝土框架柱与钢梁的组合结构中，所述预制混凝土框架柱1与所述连接节点3是一次预制成型的。

边柱或者角柱与钢梁的组合结构在一侧不存在钢梁，因此边柱或者角柱与钢梁的组合结构可以平躺在固定模台上进行制作，将边柱或者角柱与组合结构中的连接节点一次预制成型。

预制混凝土框架柱与连接节点经过一次预制成型，即预制混凝土框架柱与连接节点之间不存在结合面，从而使得预制混凝土框架柱与钢梁的组合结构整体强度更高，结构更加稳定，受力性能更好。

组合结构的施工过程工艺简单，施工成本低，施工效率高。

本实用新型提供了一种装配式建筑，包括：所述的预制混凝土框架柱与钢梁的组合结构。

装配式建筑优选为低多层装配式建筑。本实用新型提供的装配式建筑具有施工效率高的优点。

如图1、图4和图7所示，在一个实施例中，所述的装配式建筑中，相邻两层所述组合结构的预制混凝土框架柱1之间采用倒置的灌浆套筒连接方式进行连接。

倒置的灌浆套筒连接方式为：在预制混凝土框架柱1的顶端预留灌浆套筒7，底端向下延伸出钢筋6。施工过程中，将上层预制混凝土框架柱的底端钢筋对准下层预制混凝土框架柱的灌浆套筒向下插入。采用倒置的灌浆套筒连接方式连接相邻两层组合结构的预制混凝土框架柱，灌浆料更密实，连接可靠度更高。

在中柱与钢梁的组合结构中，灌浆套筒位于连接节点区域内。在边柱或者角柱与钢梁的组合结构中，如果连接节点设置在预制混凝土框架柱的高度的三分之二处，则灌浆套筒不位于连接节点区域内。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.预制混凝土框架柱与钢梁的组合结构，其特征在于，包括：

预制混凝土框架柱；以及

两个钢梁，彼此交叉连接，形成一交叉节点；

其中，所述两个钢梁的交叉节点连接至所述预制混凝土框架柱，从而形成所述预制混凝土框架柱与所述两个钢梁的连接节点；

其中，每个钢梁的各端部对应设置有两个加强钢板，且所述两个加强钢板对称焊接在所述钢梁的腹板的两侧。

2.如权利要求1所述的预制混凝土框架柱与钢梁的组合结构，其特征在于，所述连接节点包括加强栓钉，在每个钢梁的位于所述连接节点区域内的腹板部分上贯穿设置有多个加强栓钉。

3.如权利要求1所述的预制混凝土框架柱与钢梁的组合结构，其特征在于，所述连接节点包括柱面钢板，所述柱面钢板的厚度为5mm。

4.如权利要求1至3中任一项所述的预制混凝土框架柱与钢梁的组合结构，其特征在于，所述预制混凝土框架柱为中柱。

5.如权利要求4所述的预制混凝土框架柱与钢梁的组合结构，其特征在于，所述连接节点设置于所述预制混凝土框架柱的顶端，所述预制混凝土框架柱与所述连接节点是两次预制成型的。

6.如权利要求1至3中任一项所述的预制混凝土框架柱与钢梁的组合结构，其特征在于，所述预制混凝土框架柱为边柱或者角柱。

7.如权利要求6所述的预制混凝土框架柱与钢梁的组合结构，其特征在于，所述连接节点设置于所述预制混凝土框架柱的高度的三分之二处。

8.如权利要求6所述的预制混凝土框架柱与钢梁的组合结构，其特征在于，所述预制混凝土框架柱与所述连接节点是一次预制成型的。

9.一种装配式建筑，其特征在于，包括：

如权利要求1至8中任一项所述的预制混凝土框架柱与钢梁的组合结构。

10.如权利要求9所述的装配式建筑，其特征在于，相邻两层所述组合结构的预制混凝土框架柱之间采用倒置的灌浆套筒连接方式进行连接。

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