CN212866372U - 一种预制实心钢管混凝土构件的接长节点 - Google Patents

Abstract

一种预制实心钢管混凝土构件的接长节点，包括上节钢管混凝土构件、下节钢管混凝土构件和高强螺栓；上节钢管混凝土构件底部连接有上法兰盘；下节钢管混凝土构件的顶部连接有下法兰盘；上法兰盘和下法兰盘上开有连接孔和通孔；上法兰盘与下法兰盘间设有连接板；连接板上、对应连接孔的位置处开有穿孔；连接板的顶部设有上粘结胶层；连接板的底部设有下粘结胶层；高强螺栓对应穿设在上法兰盘的连接孔、穿孔和下法兰盘的连接孔中。本实用新型解决了传统的接长节点安装速度慢，在安装时对构件的长度和倾斜误差不易调节，节点接触不紧密、压缩变形大以及传力不可靠的技术问题。

Description

一种预制实心钢管混凝土构件的接长节点

技术领域

本实用新型涉及建筑工程领域，特别是一种预制实心钢管混凝土构件的接长节点。

背景技术

预制装配式建筑是指用在工厂预先制作的装配件，运送到施工现场组装而成的建筑。推广装配式建筑不仅可以大大加快建设速度、提高建筑工程的质量、节省劳动力，还可以显著降低建筑能耗。目前，大力发展预制装配式建筑已成为我国建筑业现代化的发展趋势。钢管混凝土构件是在钢管内填充混凝土的构件,填充的混凝土可以是实心的、也可以是空心的，钢管截面可为圆形、矩形及多边形。由于钢管对混凝土的约束作用，使得这种组合构件的承载力很高、延性很好；另外混凝土对钢管的防腐和防火提供了很好的保护作用；而且钢管内浇筑混凝土时不需要另外设置模板，施工方便，造价低。这些独特的优势使得钢管混凝土构件在高层建筑、多层工业厂房、大跨度建筑屋面桁架等建筑中大量运用，它既可以用作为高大厂房中钢管混凝土格构柱的柱肢，也可以作为钢管混凝土桁架或者拱桥的上、下弦杆，甚至还可以作为输变电塔等大型塔架的立柱，用途十分广泛。

目前钢管混凝土构件的施工一般采用在工厂加工钢管、钢管运至现场安装并焊接接长、再浇筑钢管内混凝土的方式。这种焊接+现浇混凝土的接长方式，加工方便、受力可靠，对于直径或者边长大于400mm的中大截面钢管来说是可行的。但对于直径或者边长为400～100mm的小截面钢管混凝土构件来说，钢管截面小、长度大，钢管内现浇混凝土就非常困难，施工质量难以保证、效率也不高，这就严重制约了小截面钢管混凝土构件的实际应用。

在这种小截面钢管内预先灌注混凝土形成预制钢管混凝土构件，是解决钢管内混凝土浇筑困难的一种有效方法。但对于预制钢管混凝土构件的如何接长连接，现有技术有一种接缝处局部混凝土留空、钢管外设加强套管的焊接接长方法，并要求加强套管采用等强设计；对于混凝土壁厚≤40mm的空心钢管混凝土是可行的，但实心钢管混凝土构件要达到等强则会使加强钢管壁过厚，造成现场焊接量大、甚至焊接困难，因此不合适。对于空心钢管混凝土柱，还有一种法兰盘螺栓连接的连接方式，这种法兰连接是针对预制空心钢管混凝土构件设计的，连接速度很快，但在实际应用中发现有以下不足：1、由于加工误差原因，柱与柱之间的法兰盘常常出现楔口、不平整，即使螺栓拧紧后也无法解密接触，造成节点压缩变形大；2、预制杆件长度有加工误差和压缩变形，而该方法安装期间只能拧紧螺栓，就没有调整余量。法兰盘螺栓连接常用于空心钢管混凝土杆塔结构。因此，以上两种连接方式对于预制实心钢管混凝土构件的接长来说均不合适。

因此，对于直径或者边长为100mm～400mm的小截面预制实心钢管混凝土构件的接长，仍然是一个困扰工程技术人员的难题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种预制实心钢管混凝土构件的接长节点，要解决传统的接长节点安装速度慢，在安装时对构件的长度和倾斜误差不易调节，节点接触不紧密、压缩变形大以及传力不可靠的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案。

一种预制实心钢管混凝土构件的接长节点，包括有上节钢管混凝土构件、下节钢管混凝土构件和高强螺栓，所述上节钢管混凝土构件设置在下节钢管混凝土构件的上方；所述上节钢管混凝土构件的底部连接有上法兰盘，上法兰盘的边缘超出上节钢管混凝土构件的边缘；所述下节钢管混凝土构件的顶部连接有下法兰盘，下法兰盘的边缘超出下节钢管混凝土构件的边缘；在上法兰盘和下法兰盘上、靠近边缘位置处分别间隔开设有连接孔；在上法兰盘和下法兰盘的板面中部分别开设有通孔；所述上法兰盘与下法兰盘之间设置有连接板，并且连接板的四周边缘超出上节钢管混凝土构件和下节钢管混凝土构件的边缘；

在连接板的板面上、对应连接孔的位置处开设有穿孔；所述连接板的顶部与上节钢管混凝土构件和上法兰盘之间设置有上粘结胶层；所述连接板的底部与下节钢管混凝土构件和下法兰盘之间设置有下粘结胶层；

所述高强螺栓对应穿设在上法兰盘的连接孔、穿孔和下法兰盘的连接孔中，将上节钢管混凝土构件与下节钢管混凝土构件固定连接。

优选的，所述上节钢管混凝土构件中钢管的直径或者边长为400～100mm，钢管的壁厚为4mm～30mm；所述下节钢管混凝土构件中钢管的直径或者边长为400～100mm，钢管的壁厚为4mm～30mm。

优选的，所述上节钢管混凝土构件的外侧面与上法兰盘之间沿环向间隔设置有一组上加劲板；所述下节钢管混凝土构件的外侧面与下法兰盘之间沿环向间隔设置有一组下加劲板。

优选的，所述上节钢管混凝土构件的水平切面呈圆形或者矩形或者六边形；所述下节钢管混凝土构件的水平切面形状与上节钢管混凝土构件的水平切面形状相适应。

优选的，所述上法兰盘的外边缘线形状与上节钢管混凝土构件的水平切面形状相适应，并且上法兰盘的外边缘超出上节钢管混凝土构件的外侧面的长度为30mm～130mm；所述下法兰盘的外边缘线形状与下节钢管混凝土构件的水平切面形状相适应，并且下法兰盘的外边缘超出下节钢管混凝土构件的外侧面的长度为30mm～130mm。

优选的，所述连接板的外边缘形状与上法兰盘的外边缘线形状相适应；所述连接板的厚度为4mm～40mm。

优选的，所述连接板为变厚度楔形板，连接板的顶面和/或底面为由一侧向另一侧倾斜的斜面；所述连接板的顶面和/或底面的倾斜度为不大于1%。

优选的，在连接板的板面中部间隔开设有若干气孔；所述气孔的直径为3mm～30mm。

优选的，所述上粘结胶层的厚度为0.1mm～5mm；所述下粘结胶层的厚度为0.1mm～5mm。

与现有技术相比本实用新型具有以下特点和有益效果。

1、本实用新型中钢管混凝土构件的钢管内混凝土全部采用预制，比现场浇筑容易，施工质量有保障；另外，上节钢管混凝土构件与下节钢管混凝土构件之间采用法兰连接，与焊接钢管相比施工速度快得多，可以大大节省现场安装时间。

2、本实用新型相比于常规钢管的法兰连接，本实用新型在法兰之间增加了连接板，一方面有利于节点调整高差和调平；另外，连接板的设计还大大增强了连接节点对钢管混凝土构件内的混凝土环箍效应，在钢管混凝土构件运输时还可以起到很好的保护作用；相比于常规钢管的法兰连接，本实用新型在法兰连接之间增加粘结胶层，可以使连接处混凝土与连接板之间连接更加密实；因此，本实用新型不但解决了钢管混凝土构件内混凝土浇筑困难的问题，也解决了现有技术节点安装效率不高、难以对构件的长度和倾斜误差进行调整的技术问题。

3、本实用新型不但可以应用在房屋建筑的结构柱中，也可以用于桁架、塔架等钢管混凝土构件的结构中，可以大大推动实心小截面钢管混凝土构件的应用。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明：

图1是本实用新型中上节钢管混凝土构件与下节钢管混凝土构件接连接结构示意图。

图2是本实用新型中当上法兰盘为圆形时，上法兰盘连接在上节钢管混凝土构件底部的结构示意图。

图3是本实用新型中的连接板为圆形时的结构示意图。

图4是本实用新型中接长节点的大样图。

图5是本实用新型中当上法兰盘为矩形时，上法兰盘连接在上节钢管混凝土构件底部的结构示意图。

图6是本实用新型中的连接板为矩形时的结构示意图。

图7是本实用新型中当上法兰盘为六边形时，上法兰盘连接在上节钢管混凝土构件底部的结构示意图。

图8是本实用新型中连接板为变厚度楔形板时的结构示意图。

附图标记：1－上节钢管混凝土构件、2－下节钢管混凝土构件、3－高强螺栓、4－上法兰盘、5－下法兰盘、6－连接孔、7－连接板、8－气孔、9－穿孔、10－上粘结胶层、11－下粘结胶层、12－上加劲板、13－下加劲板、14－通孔。

具体实施方式

如图1-8所示，这种预制实心钢管混凝土构件的接长节点，包括有上节钢管混凝土构件1、下节钢管混凝土构件2和高强螺栓3，所述上节钢管混凝土构件1设置在下节钢管混凝土构件2的上方；所述上节钢管混凝土构件1的底部连接有上法兰盘4，上法兰盘4的边缘超出上节钢管混凝土构件1的边缘；所述下节钢管混凝土构件2的顶部连接有下法兰盘5，下法兰盘5的边缘超出下节钢管混凝土构件2的边缘；在上法兰盘4和下法兰盘5上、靠近边缘位置处分别间隔开设有连接孔6；在上法兰盘4和下法兰盘5的板面中部分别开设有通孔14；上法兰盘4和下法兰盘5中间留通孔14是用来浇筑钢管内混凝土的；当上节钢管混凝土构件1和下节钢管混凝土构件2的直径比较大时，如大于200mm时，通孔14的直径也可以设计为小于钢管混凝土构件的直径，只要满足钢管混凝土构件内混凝土的浇筑要求即可，这样可以增大钢管混凝土构件端部的约束；

所述上法兰盘4与下法兰盘5之间设置有连接板7，并且连接板7的四周边缘超出上节钢管混凝土构件1和下节钢管混凝土构件2的边缘；

在连接板7的板面上、对应连接孔6的位置处开设有穿孔9；连接板7设置，大大增强了连接节点对钢管混凝土构件内的混凝土环箍效应，在钢管混凝土构件运输时，安装上连接板7还可以保护端部的法兰盘及钢管混凝土构件内的混凝土不受损伤；

所述连接板7的顶部与上节钢管混凝土构件1和上法兰盘4之间设置有上粘结胶层10；所述连接板7的底部与下节钢管混凝土构件2和下法兰盘5之间设置有下粘结胶层11；所述上粘结胶层10和下粘结胶层11采用结构胶，优先采用强度高、弹性模量大的刮涂加固型建筑结构胶；所述高强螺栓3对应穿设在上法兰盘4的连接孔6、穿孔9和下法兰盘5的连接孔6中，将上节钢管混凝土构件1与下节钢管混凝土构件2固定连接。

本实施例中，所述上节钢管混凝土构件1和下节钢管混凝土构件2的制作方法为：将上节钢管混凝土构件1中的上节钢管与底部上法兰盘4焊接，将下节钢管混凝土构件2中的下节钢管与下法兰盘5焊接；在钢管内均预先分别灌满混凝土。

本实施例中，所采用的钢管的直径或者边长在100mm～400mm之间，钢管的壁厚在4mm～30mm之间。本实施例中，所述上节钢管混凝土构件1的外侧面与上法兰盘4之间沿环向间隔设置有一组上加劲板12；所述下节钢管混凝土构件2的外侧面与下法兰盘5之间沿环向间隔设置有一组下加劲板13。

本实施例中，所述上节钢管混凝土构件1的水平切面呈圆形，下节钢管混凝土构件2的水平切面形状呈圆形，所述上节钢管混凝土构件1的直径范围在400～100mm，壁厚范围在4～30mm；所述下节钢管混凝土构件2的直径范围在400～100mm，壁厚范围在4～30mm；圆形钢管混凝土构件对钢管内混凝土具有很大的环箍效应，可以大大提高构件的承受承载力。

当然在其他实施例中，所述上节钢管混凝土构件1的水平切面还可以呈矩形或者六边形，上节钢管混凝土构件1的边长范围在400～100mm；所述下节钢管混凝土构件2的水平切面形状与上节钢管混凝土构件1的水平切面形状相适应，下节钢管混凝土构件2的边长范围在400～100mm。

本实施例中，所述上法兰盘4的外边缘线形状与上节钢管混凝土构件1的水平切面形状相适应，并且上法兰盘4的外边缘超出上节钢管混凝土构件1的外侧面的长度为30mm～130mm；所述下法兰盘5的外边缘线形状与下节钢管混凝土构件2的水平切面形状相适应，并且下法兰盘5的外边缘超出下节钢管混凝土构件2的外侧面的长度为30mm～130mm。

本实施例中，所述连接板7的外边缘形状与上法兰盘4的外边缘线形状相适应；所述连接板7的厚度为4mm～40mm，连接板7的厚度除根据节点受力要求确定外，当施工中当下节钢管混凝土构件2由于加工误差或者压缩变形使标高超过允许误差时，可以调整连接板7的厚度来来进行修正；所述连接板7可以为变厚度楔形板，连接板7的顶面和/或底面为由一侧向另一侧倾斜的斜面；所述连接板7的顶面和/或底面的倾斜度为不大于1%，当施工中发现上法兰盘4或者下法兰盘5加工不平、或者构件安装倾斜导致法兰之间出现楔形缝隙、且缝隙宽度超过设计要求时，就可以选用带相应倾斜角度的连接板7，使连接板7的厚度变化跟上法兰盘4和下法兰盘5的楔形缝隙相吻合，从而使上法兰盘4、连接板7、下法兰盘5之间紧密接触。本实施例中，在连接板7的板面中部间隔开设有若干气孔8；所述气孔8的直径为3mm～30mm，气孔8间距在50～200mm之间；所述连接板7的底部与下节钢管混凝土构件2和下法兰盘5之间还设置有下粘结胶层11；所述连接板7的顶部与上节钢管混凝土构件1和上法兰盘4之间还设置有上粘结胶层10；所述高强螺栓3对应穿设在上法兰盘4的连接孔6、穿孔9和下法兰盘5的连接孔6中，将上节钢管混凝土构件1与下节钢管混凝土构件2固定连接。

本实施例中，所述上粘结胶层10的厚度为0.1mm～5mm；所述下粘结胶层11的厚度为0.1mm～5mm。

本实施例中，上粘结胶层10和下粘结胶层11填入气孔8之中。

本实施例中，安装时，在下节钢管混凝土构件2上和下法兰盘5上涂抹下粘结胶层11后，盖上连接板7，气孔8可以排除局部气泡，有利于下粘结胶层11与连接板7之间密实；在上节钢管混凝土构件1和上法兰盘4内涂抹上粘结胶层10，并将上节钢管混凝土构件1安装在连接板7上，上粘结胶层10将部分压入气孔8内，而气孔8的剩余空气会对上粘结胶层10形成挤压，从而使上粘结胶层10与上节钢管混凝土构件1内的混凝土压密实。上粘结胶层10和下粘结胶层11的使用，可以使连接处混凝土与连接板7之间连接更加密实、压缩变形小，使节点处传力更加可靠。

这种接长节点的施工方法，包括步骤如下。

步骤一，将上节钢管与上法兰盘4焊接连接，将下节钢管与下法兰盘5焊接连接，在上节钢管和下节钢管内分别内灌满混凝土，完成下节钢管混凝土构件2和上节钢管混凝土构件1的预制。

步骤二，安装下节钢管混凝土构件2。

步骤三，在连接板7的底面与下节钢管混凝土构件2和下法兰盘5的顶面之间涂抹下粘结胶层11。

步骤四，盖上连接板7，并使连接板7上的穿孔9与下法兰盘5上的连接孔6位置对齐。

步骤五，在连接板7的顶面与上节钢管混凝土构件1和上法兰盘4的底面之间涂抹上粘结胶层10。

步骤六，将上节钢管混凝土构件1安装在连接板7上，并使上法兰盘4上的连接孔6与连接板7上穿孔9的位置对齐。

步骤七，插入高强螺栓3并拧紧，完成整个预制实心钢管混凝土构件的接长节点的安装。

本实施例中，下粘结胶层11和上粘结胶层10填入连接板7上的气孔8中；下粘结胶层11和上粘结胶层10的使用，可以使连接处的核芯混凝土与连接板7之间连接更加密实，使节点处传力更加可靠。

上述实施例并非具体实施方式的穷举，还可有其它的实施例，上述实施例目的在于说明本实用新型，而非限制本实用新型的保护范围，所有由本实用新型简单变化而来的应用均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种预制实心钢管混凝土构件的接长节点，包括有上节钢管混凝土构件（1）、下节钢管混凝土构件（2）和高强螺栓（3），其特征在于：

所述上节钢管混凝土构件（1）设置在下节钢管混凝土构件（2）的上方；所述上节钢管混凝土构件（1）的底部连接有上法兰盘（4），上法兰盘（4）的边缘超出上节钢管混凝土构件（1）的边缘；所述下节钢管混凝土构件（2）的顶部连接有下法兰盘（5），下法兰盘（5）的边缘超出下节钢管混凝土构件（2）的边缘；在上法兰盘（4）和下法兰盘（5）上、靠近边缘位置处分别间隔开设有连接孔（6）；在上法兰盘（4）和下法兰盘（5）的板面中部分别开设有通孔（14）；所述上法兰盘（4）与下法兰盘（5）之间设置有连接板（7），并且连接板（7）的四周边缘超出上节钢管混凝土构件（1）和下节钢管混凝土构件（2）的边缘；

在连接板（7）的板面上、对应连接孔（6）的位置处开设有穿孔（9）；所述连接板（7）的顶部与上节钢管混凝土构件（1）和上法兰盘（4）之间设置有上粘结胶层（10）；所述连接板（7）的底部与下节钢管混凝土构件（2）和下法兰盘（5）之间设置有下粘结胶层（11）；

所述高强螺栓（3）对应穿设在上法兰盘（4）的连接孔（6）、穿孔（9）和下法兰盘（5）的连接孔（6）中，将上节钢管混凝土构件（1）与下节钢管混凝土构件（2）固定连接。

2.根据权利要求1所述的预制实心钢管混凝土构件的接长节点，其特征在于：所述上节钢管混凝土构件（1）中钢管的直径或者边长为400～100mm，钢管的壁厚为4mm～30mm；所述下节钢管混凝土构件（2）中钢管的直径或者边长为400～100mm，钢管的壁厚为4mm～30mm。

3.根据权利要求1所述的预制实心钢管混凝土构件的接长节点，其特征在于：所述上节钢管混凝土构件（1）的外侧面与上法兰盘（4）之间沿环向间隔设置有一组上加劲板（12）；所述下节钢管混凝土构件（2）的外侧面与下法兰盘（5）之间沿环向间隔设置有一组下加劲板（13）。

4.根据权利要求1所述的预制实心钢管混凝土构件的接长节点，其特征在于：所述上节钢管混凝土构件（1）的水平切面呈圆形或者矩形或者六边形；所述下节钢管混凝土构件（2）的水平切面形状与上节钢管混凝土构件（1）的水平切面形状相适应。

5.根据权利要求1所述的预制实心钢管混凝土构件的接长节点，其特征在于：所述上法兰盘（4）的外边缘线形状与上节钢管混凝土构件（1）的水平切面形状相适应，并且上法兰盘（4）的外边缘超出上节钢管混凝土构件（1）的外侧面的长度为30mm～130mm；所述下法兰盘（5）的外边缘线形状与下节钢管混凝土构件（2）的水平切面形状相适应，并且下法兰盘（5）的外边缘超出下节钢管混凝土构件（2）的外侧面的长度为30mm～130mm。

6.根据权利要求1所述的预制实心钢管混凝土构件的接长节点，其特征在于：所述连接板（7）的外边缘形状与上法兰盘（4）的外边缘线形状相适应；所述连接板（7）的厚度为4mm～40mm。

7.根据权利要求6所述的预制实心钢管混凝土构件的接长节点，其特征在于：所述连接板（7）为变厚度楔形板，连接板（7）的顶面和/或底面为由一侧向另一侧倾斜的斜面；所述连接板（7）的顶面和/或底面的倾斜度为不大于1%。

8.根据权利要求1所述的预制实心钢管混凝土构件的接长节点，其特征在于：在连接板（7）的板面中部间隔开设有若干气孔（8）；所述气孔（8）的直径为3mm～30mm。

9.根据权利要求1所述的预制实心钢管混凝土构件的接长节点，其特征在于：所述上粘结胶层（10）的厚度为0.1mm～5mm；所述下粘结胶层（11）的厚度为0.1mm～5mm。

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