CN212427572U - 一种箱型钢柱和混凝土柱间的刚性连接节点 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种箱型钢柱和混凝土柱间的刚性连接节点，包括箱型钢柱、混凝土柱和钢围箍，所述的混凝土柱内设有混凝土柱纵筋，所述的钢围箍包括封口板和矩形框板，所述的箱型钢柱、封口板和矩形框板依次焊接，所述的矩形框板的各条边框上均焊接有若干齿板，且各条边框上的若干齿板间隔分布在混凝土柱纵筋之间，所述的齿板与相邻的混凝土柱纵筋焊接，所述的封口板上设有位于箱型钢柱底部的溢浆孔，所述的箱型钢柱侧壁设有溢流孔。与现有技术相比，本实用新型具有承载能力强、抗侧刚度大和抗拉强度大等优点。

Description

一种箱型钢柱和混凝土柱间的刚性连接节点

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和混凝土柱间的刚性连接节点。

背景技术

随着社会经济的不断发展，人们对建筑物使用功能的要求不断发生变化，从而需要对原结构进行加固、改造。钢结构凭借其轻质高强、施工方便、湿作业少而在改造加固工程中大量使用。加固工程中经常会遇到建筑增层或者增加出屋面间等情况，此时需要在原混凝土柱上增设钢柱，结构常规的做法是将钢柱与混凝土柱连接部位做成铰接，该做法简便、快速，但增加的钢结构层侧向刚度较低，在水平荷载作用下的位移较大，且钢柱柱脚处的化学锚栓在水平荷载作用下有被拔出的风险。

现有技术也给出了一些解决方案，中国专利CN201920010404.7提出了一种箱形钢柱脚刚接节点，将箱形钢柱立于钢筋混凝土基础上面，在箱形钢柱四侧壁板上开槽,插入十字形加劲板贯穿箱形钢柱体解决柱脚节点的传力刚度，并能保证箱形钢柱的四侧壁板和柱底板不会发生局部屈曲，再在箱形钢柱四个角部设置加劲肋，得到满足设计条件的刚接柱脚构造，可简化施工，节省钢材，具有良好的经济效益。

但该专利存在三点问题：

一是该连接节点平面尺寸较大，仅适用于柱脚部位，对于上部结构，因建筑空间要求，无法采用该连接节点；二是该连接节点通过锚栓和抗剪键与下部混凝土结构连接，因锚栓和抗剪键未和混凝土柱纵筋有效连接，导致混凝土柱顶部对箱型钢柱的约束有限，无法满足力学上的刚接效果；三是箱型钢柱在水平地震作用下承受拉力，当锚栓和混凝土柱的粘结不足时，锚栓有拔出风险，从而导致箱型钢柱发生连续性倒塌。

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和混凝土柱间的刚性连接节点，承载能力强，抗侧刚度大，抗拉强度大。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种箱型钢柱和混凝土柱间的刚性连接节点，包括箱型钢柱和混凝土柱，所述的混凝土柱内设有混凝土柱纵筋，还包括钢围箍，所述的钢围箍包括封口板和矩形框板，所述的箱型钢柱、封口板和矩形框板依次焊接，所述的矩形框板的各条边框上均焊接有若干齿板，且各条边框上的若干齿板间隔分布在混凝土柱纵筋之间，所述的齿板与相邻的混凝土柱纵筋焊接，所述的封口板上设有位于箱型钢柱底部的溢浆孔，所述的箱型钢柱侧壁设有溢流孔。

进一步地，所述的封口板与箱型钢柱之间焊接有加劲肋。

进一步地，所述的矩形框板由4块连接板焊接而成，所述的齿板焊接在连接板上。

进一步地，所述的连接板为长方形，所述的连接板在其焊接的顶角处开有45°倒直角。

进一步地，所述的边框上的齿板的长度由边框两端向边框中心阶梯递减。

进一步地，所述的齿板上设有溢浆孔。

进一步地，所述的封口板的形状与混凝土柱的顶部端形状相同。

进一步地，所述的溢流孔离箱型钢柱底部的高度为箱型钢柱横截面边长的1.5倍，所述的溢流孔的孔径不大于10mm。

进一步地，所述的齿板的长度不小于10d，厚度介于0.5d～0.8d之间，其中d为混凝土柱纵筋的横截面直径。

进一步地，所述的溢浆孔的数量为1个或多个，多个溢浆孔均匀分布在箱型钢柱底部下方。

与现有技术相比，本实用新型具有以如下有益效果：

(1)本实用新型通过钢围箍连接箱型钢柱和混凝土柱，钢围箍包括依次焊接的封口板、矩形框板和齿板，齿板跟矩形框板焊接在一起构成套箍，套箍跟封口板焊接在一起，构成钢围箍，齿板与混凝土柱纵筋交错设置且焊接在一起，箱型钢柱跟封口板焊接在一起，钢围箍实现箱型钢柱与混凝土柱之间刚度和承载力的均匀性传递，提高混凝土柱顶端的承载力以及节点的抗侧刚度和抗拉强度，同时在封口板上开有溢浆孔，箱型钢柱侧壁设有溢流孔，由混凝土柱顶端浇筑混凝土，混凝土由下至上溢流至箱型钢柱底部，保证了混凝土柱浇筑的密实性以及混凝土柱与箱型钢柱之间力和刚度传递的连续性，避免出现塑性铰；

(2)本实用新型在封口板与箱型钢柱之间焊接有加劲肋，进一步地提高连接节点的抗侧刚度和抗拉强度；

(3)本实用新型采用4块连接板焊接构成矩形框板，齿板焊接在连接板上，构成梳板，逐次焊接4块梳板，便于施工，边框上的齿板的长度由边框两端向边框中心阶梯递减，保证混凝土柱与箱型钢柱连接域范围内刚度变化的均匀性；

(4)本实用新型采用长方形的连接板，连接板在其焊接的顶角处开有45°倒直角，保证相邻两块连接板的可焊性；

(5)本实用新型在齿板上设有溢浆孔，利于混凝土溢流，保证混凝土柱内的混凝土填充密实；

(6)本实用新型设置的封口板的形状与混凝土柱的顶部端形状相同，加强钢围箍的套箍效应，同时便于加劲肋的设置和焊接。

附图说明

图1是本实用新型的主视图；

图2是图1的A-A剖面图；

图3是图1的B-B剖面图；

图4是图1的C-C剖面图；

图5是钢围箍的主视图；

图6是图5的D-D剖面图；

图7是梳板的主视图；

图8是图7的E-E剖面图；

图9是连接板的主视图；

图10是连接板的俯视图；

图中标号说明：

1.箱型钢柱，2.混凝土柱，3.钢围箍，31.齿板，32.连接板，33.封口板，4.加劲肋，5.混凝土柱纵筋，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。

一种箱型钢柱和混凝土柱间的刚性连接节点，如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10，包括箱型钢柱1、混凝土柱2和钢围箍3，混凝土柱2内设有混凝土柱纵筋5，钢围箍3包括封口板33和矩形框板，箱型钢柱1、封口板33和矩形框板依次焊接，封口板33和箱型钢柱1之间对称焊接有4块加劲肋4，加劲肋4的厚度不小于箱型钢柱1侧壁厚度的0.7倍，进一步提高箱型钢柱1的水平刚度和竖向刚度，矩形框板由4块连接板32焊接而成，各连接板32上均焊接有4块齿板31，构成梳板，4块梳板焊接构成套箍，套箍跟封口板33焊接构成钢围箍3，各连接板32上的4块齿板31间隔分布在混凝土柱纵筋5之间，每块齿板31与相邻的两根混凝土柱纵筋5焊接；

封口板33上对称设有4个位于箱型钢柱1底部的溢浆孔6，齿板31上也设有便于混凝土流动的溢浆孔6，溢浆孔6的孔径不大于30mm，保证混凝土的流动性；

箱型钢柱1侧壁设有溢流孔7，用于判断箱型钢柱1的混凝土的浇筑高度是否达到设溢流孔7所在高度，溢流孔7离箱型钢柱1底部的高度为箱型钢柱1横截面边长的1.5倍，溢流孔7的孔径不大于10mm，减小对箱型钢柱1的损伤；钢围箍3可将箱型钢柱1内力直接传递给混凝土柱2，加强箱型钢柱1与混凝土柱2的连接，增大混凝土柱2顶部的承载力，实现箱型钢柱1与混凝土柱2之间刚度和承载力的均匀性传递。

齿板31与混凝土柱纵筋5采用单面焊接，齿板31和混凝土柱纵筋5间焊缝的单面焊接长度不小于10d，保证齿板31和混凝土柱纵筋5的连接效果，不致使焊缝在外力作用下发生撕裂破坏。

如图9，连接板32为长方形，连接板32在其焊接的顶角处开有45°倒直角，保证相邻两块连接板32的可焊性，连接板32上的外侧的2块齿板31的长度大于内侧的2块齿板31的长度，保证混凝土柱2与箱型钢柱1连接域范围内刚度变化的均匀性；齿板31的长度不小于10d，厚度介于0.5d～0.8d之间，连接板32上相邻2块齿板31的高度差不小于3d，其中d为混凝土柱纵筋5的横截面直径，为保证连接板32和齿板31间的可焊性，连接板32的厚度不小于齿板31的厚度，且不小于封口板33厚度的0.7倍。

封口板33的形状与混凝土柱2的顶部端形状相同，加强钢围箍3的套箍效应，同时便于加劲肋4的设置和焊接。

从混凝土柱2顶端侧边边缘浇筑混凝土，混凝土由下至上溢流，当混凝土柱2填充密实后混凝土穿过封口板33上的溢浆孔6进入箱型钢柱1，当箱型钢柱1内的混凝土到达溢流孔7时，可通过溢流孔7及时发现，并停止浇筑。

本实施例提出了一种箱型钢柱和混凝土柱间的刚性连接节点，箱型钢柱1通过钢围箍3和混凝土柱2连接，钢围箍3具有套箍效应，实现箱型钢柱1与混凝土柱2之间刚度和承载力的均匀性传递，提高混凝土柱2顶端的承载力以及节点的抗侧刚度和抗拉强度，同时浇筑时混凝土由下至上溢流至箱型钢柱1底部，保证了混凝土柱2浇筑的密实性以及混凝土柱2与箱型钢柱1之间力和刚度传递的连续性，避免出现塑性铰。

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)

1.一种箱型钢柱和混凝土柱间的刚性连接节点，包括箱型钢柱(1)和混凝土柱(2)，所述的混凝土柱(2)内设有混凝土柱纵筋(5)，其特征在于，还包括钢围箍(3)，所述的钢围箍(3)包括封口板(33)和矩形框板，所述的箱型钢柱(1)、封口板(33)和矩形框板依次焊接，所述的矩形框板的各条边框上均焊接有若干齿板(31)，且各条边框上的若干齿板(31)间隔分布在混凝土柱纵筋(5)之间，所述的齿板(31)与相邻的混凝土柱纵筋(5)焊接，所述的封口板(33)上设有位于箱型钢柱(1)底部的溢浆孔(6)，所述的箱型钢柱(1)侧壁设有溢流孔(7)。

2.根据权利要求1所述的一种箱型钢柱和混凝土柱间的刚性连接节点，其特征在于，所述的封口板(33)与箱型钢柱(1)之间焊接有加劲肋(4)。

3.根据权利要求1所述的一种箱型钢柱和混凝土柱间的刚性连接节点，其特征在于，所述的矩形框板由4块连接板(32)焊接而成，所述的齿板(31)焊接在连接板(32)上。

4.根据权利要求3所述的一种箱型钢柱和混凝土柱间的刚性连接节点，其特征在于，所述的连接板(32)为长方形，所述的连接板(32)在其焊接的顶角处开有45°倒直角。

5.根据权利要求1所述的一种箱型钢柱和混凝土柱间的刚性连接节点，其特征在于，所述的边框上的齿板(31)的长度由边框两端向边框中心阶梯递减。

6.根据权利要求1所述的一种箱型钢柱和混凝土柱间的刚性连接节点，其特征在于，所述的齿板(31)上设有溢浆孔(6)。

7.根据权利要求1所述的一种箱型钢柱和混凝土柱间的刚性连接节点，其特征在于，所述的封口板(33)的形状与混凝土柱(2)的顶部端形状相同。

8.根据权利要求1所述的一种箱型钢柱和混凝土柱间的刚性连接节点，其特征在于，所述的溢流孔(7)离箱型钢柱(1)底部的高度为箱型钢柱(1)横截面边长的1.5倍，所述的溢流孔(7)的孔径不大于10mm。

9.根据权利要求1所述的一种箱型钢柱和混凝土柱间的刚性连接节点，其特征在于，所述的齿板(31)的长度不小于10d，厚度介于0.5d～0.8d之间，其中d为混凝土柱纵筋(5)的横截面直径。

10.根据权利要求1所述的一种箱型钢柱和混凝土柱间的刚性连接节点，其特征在于，所述的溢浆孔(6)的数量为1个或多个，多个溢浆孔(6)均匀分布在箱型钢柱(1)底部下方。

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