CN212427571U - 一种箱型钢柱与型钢混凝土柱间的刚性连接节点 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种箱型钢柱与型钢混凝土柱间的刚性连接节点，包括箱型钢柱和型钢混凝土柱，所述的型钢混凝土柱上设有等截面十字钢板，该节点还包括封口板，所述的型钢混凝土柱的顶端设有变截面十字钢板，其中变截面十字钢板的面积较小的端面与等截面十字钢板连接，所述的箱型钢柱、封口板和变截面十字钢板依次焊接，所述的封口板上设有溢浆孔，所述的箱型钢柱的侧面设有溢流孔。与现有技术相比，本实用新型具有刚度大和承载能力强等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种柱连接节点，尤其是涉及一种箱型钢柱与型钢混凝土柱间的刚性连接节点。
背景技术
随着材料性能和结构理论研究的不断深入，钢结构凭借其轻质高强、抗震性能好等优点而在建筑工程中得到广泛应用。常用的钢框架、钢支撑框架结构中，柱截面通常采用H型截面，当结构刚度或承载力不满足规范要求时，则需使用箱型截面。对于带地下室的钢框架结构，地下室柱一般采用型钢混凝土，型钢混凝土柱内钢骨截面形式通常为H型钢或十字钢板，对于H型钢柱，其可以直接向下延伸成为型钢混凝土柱内的钢骨，但对于箱型钢柱，由于其腹板和翼缘形成一个整体封闭空间，不便于混凝土的浇筑，故其通常不作为型钢混凝土柱内的钢骨。对于采用十字钢板的型钢混凝土柱，其与箱型钢柱的连接节点处往往容易存在刚度和承载力的突变，不利于结构的安全。
现有技术也给出了一些解决方案，中国专利CN201721254456.6提出了一种预制钢骨混凝土装配整体式柱连接节点，其特征在于，包括预制钢筋混凝土柱，所述预制钢筋混凝土柱内部设有主钢骨，所述主钢骨两端分别设有变径连接钢，所述变径连接钢外侧设有对接钢，所述预制钢筋混凝土柱通过对接钢连接，所述对接钢之间刚性连接。该连接方式为一体化连接，连接强度高，适用范围广，具有广泛的适用性。
但该专利存在以下问题：
一是该连接节点为预制装配式结构，结构整体性比现浇节点差，在地震作用下容易发生损坏，不满足“强节点、弱构件”的抗震概念设计。
二是该连接节点主钢骨采用口型，在节点域形成一封闭空间，混凝土浇筑时不易密实，容易形成薄弱部位，降低结构的承载能力和刚度。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种箱型钢柱与型钢混凝土柱间的刚性连接节点，刚度大，承载能力强。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种箱型钢柱与型钢混凝土柱间的刚性连接节点，包括箱型钢柱和型钢混凝土柱，所述的型钢混凝土柱上设有等截面十字钢板，该节点还包括封口板，所述的型钢混凝土柱的顶端设有变截面十字钢板，其中变截面十字钢板的面积较小的端面与等截面十字钢板连接，所述的箱型钢柱、封口板和变截面十字钢板依次焊接，所述的封口板上设有溢浆孔，所述的箱型钢柱的侧面设有溢流孔。
进一步地，所述的变截面十字钢板的相邻2片肋板之间焊接有加劲斜肋。
进一步地，所述的加劲斜肋的形状为等腰梯形，该等腰梯形的2条腰边与变截面十字钢板的相邻2片肋板的边缘贴合连接，所述的加劲斜肋的厚度的与变截面十字钢板的肋板厚度相等。
进一步地，所述的加劲斜肋上位于封口板上的溢浆孔正下方的对应位置设有溢浆孔。
进一步地，所述的封口板上的溢浆孔的数量为多个，所述的变截面十字钢板的横截面在封口板上的十字形投影面将封口板分为4个区域，多个溢浆孔均匀分布在4个区域上。
进一步地，所述的变截面十字钢板的肋板上设有1个或多个溢浆孔，多个溢浆孔沿着竖直方向间隔设置。
进一步地，所述的溢流孔离封口板的距离为箱型钢柱横截面边长的1.5倍，所述的溢流孔的孔径小于10mm。
进一步地，所述的封口板的面积与箱型钢柱的横截面面积相同，所述的封口板的边长与变截面十字钢板的面积较大的端面的最大宽度相等，所述的封口板的厚度大于箱型钢柱侧壁厚度和变截面十字钢板的肋板厚度中的较大值，且封口板的厚度不小于20mm。
进一步地，所述的溢浆孔的孔径不小于30mm。
进一步地，所述的变截面十字钢板的面积较小的端面与等截面十字钢板的端面完全相同，所述的变截面十字钢板的高度不小于型钢混凝土柱横截面边长的两倍。
与现有技术相比，本实用新型具有以如下有益效果：
(1)本实用新型在型钢混凝土柱内部等截面十字钢板的顶部焊接有变截面十字钢板，箱型钢柱、封口板和等截面十字钢板依次焊接，保证箱型钢柱和型钢混凝土柱间刚度及承载力变化的连续性，避免形成刚度突变而出现塑性铰，刚度大，承载能力强，封口板上设有溢浆孔，向型钢混凝土柱注浆，混凝土由型钢混凝土柱通过封口板溢流到箱型钢柱内，保证型钢混凝土柱顶部混凝土浇筑的密实性以及箱型钢柱与型钢混凝土柱间力与刚度传递的连续性，同时箱型钢柱的侧面设有溢流孔，可通过溢流孔用于观察箱型钢柱内的混凝土的高度，将箱型钢柱内的混凝土浇筑至设定高度，操作简便；
(2)本实用新型在变截面十字钢板的相邻2片肋板之间焊接有加劲斜肋，进一步确保箱型钢柱与型钢混凝土柱间刚度的均匀过渡，避免形成刚度突变；
(3)本实用新型采用的加劲斜肋的厚度的与变截面十字钢板的肋板厚度相等，保证焊接的可行性；
(4)本实用新型在加劲斜肋上位于封口板上的溢浆孔正下方的对应位置设有溢浆孔，保证混凝土浇筑时的流动性，使混凝土容易流动进入箱型钢柱底部，确保型钢混凝土柱内部浇筑密实；
(5)本实用新型在封口板上的溢浆孔的数量为多个，所述的变截面十字钢板的横截面在封口板上的十字形投影面将封口板分为4个区域，多个溢浆孔均匀分布在4个区域上，利于混凝土均匀分布；
(6)本实用新型在变截面十字钢板的肋板上设有多个溢浆孔，多个溢浆孔(6)沿着竖直方向间隔设置，保证混凝土均匀流动和填充；
(7)本实用新型设置的封口板的面积与箱型钢柱的横截面面积相同，封口板的边长与变截面十字钢板的面积较大的端面的最大宽度相等，封口板的厚度大于箱型钢柱侧壁厚度和变截面十字钢板的肋板厚度中的较大值，保证焊接的可行性，结构稳定；
(8)本实用新型设置的变截面十字钢板的高度不小于型钢混凝土柱横截面边长的两倍，保证型钢混凝土柱间刚度的均匀过渡。
附图说明
图1为本实用新型的主视图；
图2为图1中的A-A剖面图；
图3为图1中的B-B剖面图；
图4为十字钢板的主视图；
图5为图4中的C-C剖面图；
图6为封口板的结构示意图；
图7为加劲斜肋的结构示意图；
图中标号说明：
1.箱型钢柱，2.型钢混凝土柱，21.十字钢板，22.混凝土，3.封口板，4.变截面十字钢板，5.加劲斜肋，6.溢浆孔，7.溢流孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
一种箱型钢柱与型钢混凝土柱间的刚性连接节点，如图1、图2和、图3、图4、图5、图6和图7，包括箱型钢柱1、型钢混凝土柱2和封口板3，型钢混凝土柱2上设有等截面十字钢板21，型钢混凝土柱2的顶端设有变截面十字钢板4，其中变截面十字钢板4的面积较小的端面与等截面十字钢板21连接，箱型钢柱1、封口板3和变截面十字钢板4依次焊接，变截面十字钢板4保证箱型钢柱1和型钢混凝土柱2间刚度及承载力变化的连续性，封口板3上设有溢浆孔6，便于注浆时混凝土从型钢混凝土柱2流向箱型钢柱1，使得箱型钢柱1底部填充混凝土，保证型钢混凝土柱2顶部混凝土浇筑的密实性以及箱型钢柱1与型钢混凝土柱2间力与刚度传递的连续性，箱型钢柱1的侧面设有溢流孔7，溢流孔7离封口板3的距离为箱型钢柱1横截面边长的1.5倍，溢流孔7用于观察箱型钢柱1内的混凝土的高度是否到达溢流孔7所在高度，变截面十字钢板4的相邻2片肋板之间焊接有加劲斜肋5，进一步确保箱型钢柱1与型钢混凝土柱2间刚度的均匀过渡，避免形成刚度突变，同时加劲斜肋5可增加型钢混凝土柱2的刚度，使得连接节点在地震的作用下塑性铰出现在箱型钢柱1上，且高于箱型钢柱1内混凝土的高度，满足对地上结构塑性铰出铰位置的规定。
封口板3的面积与箱型钢柱1的横截面面积相同，封口板3的边长与变截面十字钢板4的面积较大的端面的最大宽度相等，变截面十字钢板4的面积较小的端面与等截面十字钢板21的端面完全相同，变截面十字钢板4的高度不小于型钢混凝土柱2横截面边长的两倍，保证型钢混凝土柱2间刚度的均匀过渡。
为保证箱型钢柱1与型钢混凝土柱2间力的连续传递，同时保证焊缝的可焊性，封口板3的厚度大于箱型钢柱1侧壁厚度和变截面十字钢板4的肋板厚度中的较大值，且封口板3的厚度不小于20mm。
加劲斜肋5的形状为等腰梯形，该等腰梯形的2条腰边与变截面十字钢板4的相邻2片肋板的边缘贴合连接，加劲斜肋5的厚度的与变截面十字钢板4的肋板厚度相等，保证加劲斜肋5和变截面十字钢板4的的肋板之间的可焊性。
封口板3、变截面十字钢板4和加劲斜肋5形成4个隔断空间，变截面十字钢板4的横截面在封口板3上的十字形投影面将封口板3分为4个区域，每个区域上，变截面十字钢板4的肋板上设有4个溢浆孔6，4个溢浆孔6沿着竖直方向间隔设置，如图6和图7，加劲斜肋5上位于封口板3上的溢浆孔6正下方的位置对应设有溢浆孔6，保证混凝土浇筑时的流动性，使混凝土容易流动进入箱型钢柱1底部。
混凝土石骨料的粒径通常为10～30mm，因此溢浆孔6的孔径不小于30mm。溢流孔7的孔径不大于10mm，减小对箱型钢柱的损伤。
箱型钢柱与型钢混凝土柱间的刚性连接节点的浇筑过程具体为：
如图1，从型钢混凝土柱2顶部与箱型钢柱1之间的间隙，即图1中的A处进行注浆，混凝土通过封口板3上的溢浆孔6溢流到箱型钢柱1底部，可通过溢流孔7观察箱型钢柱1内的混凝土高度是否到达溢流孔7的高度，当混凝土高度到达溢流孔7的高度时停止注浆。
本实施例提出了一种箱型钢柱与型钢混凝土柱间的刚性连接节点，通过设置封口板3和变截面十字钢板4来保证箱型钢柱1与型钢混凝土柱2间截面刚度和承载力变化的连续性，同时通过设置加劲斜肋5来增强底部型钢混凝土柱的刚度和承载，使整个结构在地震作用下的塑性铰出现的箱型钢柱1底部，满足规范对地上结构塑性铰出铰位置的规定，稳定性好，刚度大，承载能力强。
以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种箱型钢柱与型钢混凝土柱间的刚性连接节点，包括箱型钢柱(1)和型钢混凝土柱(2)，所述的型钢混凝土柱(2)上设有等截面十字钢板(21)，其特征在于，该节点还包括封口板(3)，所述的型钢混凝土柱(2)的顶端设有变截面十字钢板(4)，其中变截面十字钢板(4)的面积较小的端面与等截面十字钢板(21)连接，所述的箱型钢柱(1)、封口板(3)和变截面十字钢板(4)依次焊接，所述的封口板(3)上设有溢浆孔(6)，所述的箱型钢柱(1)的侧面设有溢流孔(7)。
2.根据权利要求1所述的一种箱型钢柱与型钢混凝土柱间的刚性连接节点，其特征在于，所述的变截面十字钢板(4)的相邻2片肋板之间焊接有加劲斜肋(5)。
3.根据权利要求2所述的一种箱型钢柱与型钢混凝土柱间的刚性连接节点，其特征在于，所述的加劲斜肋(5)的形状为等腰梯形，该等腰梯形的2条腰边与变截面十字钢板(4)的相邻2片肋板的边缘贴合连接，所述的加劲斜肋(5)的厚度的与变截面十字钢板(4)的肋板厚度相等。
4.根据权利要求2所述的一种箱型钢柱与型钢混凝土柱间的刚性连接节点，其特征在于，所述的加劲斜肋(5)上位于封口板(3)上的溢浆孔(6)正下方的对应位置设有溢浆孔(6)。
5.根据权利要求1所述的一种箱型钢柱与型钢混凝土柱间的刚性连接节点，其特征在于，所述的封口板(3)上的溢浆孔(6)的数量为多个，所述的变截面十字钢板(4)的横截面在封口板(3)上的十字形投影面将封口板(3)分为4个区域，多个溢浆孔(6)均匀分布在4个区域上。
6.根据权利要求1所述的一种箱型钢柱与型钢混凝土柱间的刚性连接节点，其特征在于，所述的变截面十字钢板(4)的肋板上设有1个或多个溢浆孔(6)，多个溢浆孔(6)沿着竖直方向间隔设置。
7.根据权利要求1所述的一种箱型钢柱与型钢混凝土柱间的刚性连接节点，其特征在于，所述的溢流孔(7)离封口板(3)的距离为箱型钢柱(1)横截面边长的1.5倍，所述的溢流孔(7)的孔径小于10mm。
8.根据权利要求1所述的一种箱型钢柱与型钢混凝土柱间的刚性连接节点，其特征在于，所述的封口板(3)的面积与箱型钢柱(1)的横截面面积相同，所述的封口板(3)的边长与变截面十字钢板(4)的面积较大的端面的最大宽度相等，所述的封口板(3)的厚度大于箱型钢柱(1)侧壁厚度和变截面十字钢板(4)的肋板厚度中的较大值，且封口板(3)的厚度不小于20mm。
9.根据权利要求1所述的一种箱型钢柱与型钢混凝土柱间的刚性连接节点，其特征在于，所述的溢浆孔(6)的孔径不小于30mm。
10.根据权利要求1所述的一种箱型钢柱与型钢混凝土柱间的刚性连接节点，其特征在于，所述的变截面十字钢板(4)的面积较小的端面与等截面十字钢板(21)的端面完全相同，所述的变截面十字钢板(4)的高度不小于型钢混凝土柱(2)横截面边长的两倍。
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