CN213174206U - 一种h型钢梁与钢管混凝土柱的节点结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及建筑工程领域，公开一种H型钢梁与钢管混凝土柱的节点结构，包括：钢管混凝土柱和水平设置的横梁组，横梁组包括至少三道H型钢梁，钢管混凝土柱与每个H型钢梁对应连接的位置分别设有钢梁连接端；钢梁连接端包括至少一个第一钢梁连接端和至少一个第二钢梁连接端，且第一钢梁连接端至少一侧与第二钢梁连接端相邻；第一钢梁连接端包括端板和第一钢牛腿，第一钢牛腿通过端板与钢管混凝土柱固定连接；沿钢管混凝土柱的周向，端板至少一侧延伸形成与第二钢梁连接端的延伸方向相同的固定部；第二钢梁连接端包括第二钢牛腿，第二钢牛腿与第一钢梁连接端中的固定部固定连接。既保证梁柱节点区域的混凝土浇筑质量，又不影响室内空间的使用。

Description

一种H型钢梁与钢管混凝土柱的节点结构

本申请要求在2019年12月05日提交中国专利局、申请号为201911234096.7、申请名称为“一种H型钢梁与钢管混凝土柱的节点结构”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本实用新型涉及建筑工程技术领域，特别涉及一种H型钢梁与钢管混凝土柱的节点结构。

背景技术

钢结构作为装配式建筑的主要类型之一，具有强度高、自重轻、受力性能好、抗震性能优越、施工速度快等明显优势，随着国家大力推广建筑工业化和住宅产业化，在住宅建筑中大量采用。为解决钢结构住宅建筑中凸梁、凸柱问题，多采用小截面钢管混凝土柱，但传统的H型钢梁与钢管混凝土柱的内隔板式节点、外环板式节点和贯通隔板式节点等，影响钢管柱内混凝土浇筑质量或影响室内建筑空间的使用，不利于装配式钢结构建筑在住宅领域的推广。

实用新型内容

本实用新型公开了一种H型钢梁与钢管混凝土柱的节点结构，可以达到钢梁翼缘的拉压力有效的传递给钢柱，并保证了钢柱节点区域的强度和刚度，既可以保证梁柱节点区域的混凝土浇筑质量，又不影响室内空间的使用。

为达到上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种H型钢梁与钢管混凝土柱的节点结构，包括：钢管混凝土柱和水平设置的横梁组，其中：

所述横梁组包括环绕所述钢管混凝土柱设置的至少三道H型钢梁，每道所述H型钢梁与所述钢管混凝土柱连接且与相邻的H型钢梁正交设置；

所述钢管混凝土柱与每个所述H型钢梁对应连接的位置分别设有钢梁连接端，所述钢梁连接端的截面形状与所述H型钢梁的截面形状相匹配；其中：所述钢梁连接端包括至少一个第一钢梁连接端和至少一个第二钢梁连接端，且所述第一钢梁连接端至少一侧与所述第二钢梁连接端相邻；

所述第一钢梁连接端包括端板和第一钢牛腿，所述第一钢牛腿一端通过所述端板与所述钢管混凝土柱固定连接，另一端与所述H型钢梁连接；沿所述钢管混凝土柱的周向，所述端板至少一侧延伸形成与所述第二钢梁连接端的延伸方向相同的固定部；

所述第二钢梁连接端包括第二钢牛腿，所述第二钢牛腿一端与所述钢管混凝土柱连接，另一端与所述H型钢梁连接，且所述第二钢牛腿与所述第一钢梁连接端中的固定部固定连接。

上述H型钢梁与钢管混凝土柱的节点结构中，H型钢梁通过钢梁连接端与钢管混凝土柱垂直连接，其中钢梁连接端包括两种结构，一种结构是端板与第一钢牛腿的结合，另一种结构是第二钢牛腿，且两种钢梁连接端相邻以连接H型钢梁和钢管混凝土柱。具体地，端板不仅用于连接第一钢牛腿和钢管混凝土柱，端板延伸形成的固定部还与相邻的第二钢牛腿固定连接。因而，上述节点结构可以在钢管混凝土柱内无横隔板的情况下将第一钢牛腿和第二钢牛腿翼缘的轴力有效地传递到钢管混凝土柱上，并能提高节点区的承载力和抗震性能。上述节点结构不设柱内隔板，可以方便进行钢管混凝土柱内混凝土灌注，同时钢管混凝土柱一侧或者两侧设置端板，不影响室内空间的使用，特别适用于小截面钢管混凝土柱与钢梁的连接，便于钢结构在住宅领域中推广。

可选地，所述横梁组包括呈T型设置的三道横梁，所述第一钢梁连接端的数量为一个，所述第二钢梁连接端的数量为两个，且所述第一钢梁连接端位于两个所述第二钢梁连接端之间；

两个所述第二钢梁连接端背离所述第一钢梁连接端的一侧通过固定板固定连接，且所述固定板与所述钢管混凝土柱固定连接。

可选地，所述横梁组包括呈T型设置的三道横梁，所述第一钢梁连接端的数量为两个，所述第二钢梁连接端的数量为一个，且所述第二钢梁连接端位于两个所述第一钢梁连接端之间。

可选地，所述横梁组包括呈十字型设置的四道横梁，所述第一钢梁连接端和所述第二钢梁连接端的数量均为两个，且所述第一钢梁连接端和所述第二钢梁连接端间隔设置。

可选地，所述钢管混凝土柱为矩形钢管柱形，所述端板与所述矩形钢管的侧面平行设置。

可选地，所述固定部为一个，且所述固定部的延伸方向与所述第二钢牛腿的延伸方向相同。

可选地，所述固定部为两个，两个所述固定部分别位于所述钢管混凝土柱的两侧且呈对称或者非对称设置。

可选地，所述固定部包括第一侧肢和第二侧肢，所述第一侧肢与所述第二钢牛腿的上翼缘固定连接，所述第二侧肢与所述第二钢牛腿的下翼缘固定连接。

可选地，所述端板上设有塞焊孔。

可选地，所述第一钢牛腿的上翼缘和/或下翼缘贴附有翼缘盖板，且所述翼缘盖板与所述端板固定连接。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种H型钢梁与钢管混凝土柱的节点结构的结构示意图；

图2为图1中的后视图；

图3为本实用新型实施例提供的另一种H型钢梁与钢管混凝土柱的节点结构的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的另一种H型钢梁与钢管混凝土柱的节点结构的结构示意图；

图5为图4中的俯视图；

图6为图5中的A-A剖视图；

图7为图5中的B-B剖视图。

图中：1-钢管混凝土柱；2-第一钢梁连接端；3-第二钢梁连接端；4-H型钢梁；21-端板；22-第一钢牛腿；23-翼缘盖板；24-第一连接板；31-第二钢牛腿；32-固定板；33-第二连接板；210-塞焊孔；211-固定部。

具体实施方式

传统H型钢梁与钢管混凝土柱刚性连接时，一般通过设内隔板、贯通式横隔板或设钢管混凝土柱外环板的方式进行连接，这样既可以把钢梁翼缘的拉压力有效地传递给钢管混凝土柱，又能够保证钢管混凝土柱节点区域的强度和刚度。设置内隔板或贯通式横隔板的连接方式时，为了灌注钢管混凝土柱内的混凝土，需要在隔板上开混凝土灌浆孔，要求钢管混凝土柱为大截面尺寸钢柱，不适用于住宅建筑中的小型钢管混凝土柱；设钢管混凝土柱外环板的连接方式，虽然钢管混凝土柱内灌注混凝土非常方便，但是外环板尺寸较大，占据较大的室内空间，凸出墙面，不美观，尤其对于住宅等使用要求较高的建筑不可接受。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至图7所示，本实用新型实施例提供了一种H型钢梁与钢管混凝土柱的节点结构，包括：钢管混凝土柱1和水平设置的横梁组，其中：

横梁组包括环绕钢管混凝土柱1设置的至少三道H型钢梁4，每道H型钢梁4与钢管混凝土柱1连接且与相邻的H型钢梁4正交设置；

钢管混凝土柱1与每个H型钢梁4对应连接的位置分别设有钢梁连接端，钢梁连接端的截面形状与H型钢梁4的截面形状相匹配；其中：钢梁连接端包括至少一个第一钢梁连接端2和至少一个第二钢梁连接端3，且第一钢梁连接端2至少一侧与第二钢梁连接端3相邻；

第一钢梁连接端2包括端板21和第一钢牛腿22，第一钢牛腿22一端通过端板21与钢管混凝土柱1固定连接，另一端与H型钢梁4连接；沿钢管混凝土柱1的周向，端板21至少一侧延伸形成与第二钢梁连接端3的延伸方向相同的固定部211；

第二钢梁连接端3包括第二钢牛腿31，第二钢牛腿31一端与钢管混凝土柱1连接，另一端与H型钢梁4连接，且第二钢牛腿31与第一钢梁连接端2中的固定部211固定连接。

上述H型钢梁与钢管混凝土柱的节点结构中，H型钢梁4通过钢梁连接端与钢管混凝土柱1垂直连接，其中钢梁连接端包括两种结构，一种结构是端板21与第一钢牛腿22的结合，另一种结构是第二钢牛腿31，且两种钢梁连接端相邻以连接H型钢梁4和钢管混凝土柱1。具体地，端板21不仅用于连接第一钢牛腿22和钢管混凝土柱1，端板21延伸形成的固定部211还与相邻的第二钢牛腿31固定连接。因而，上述节点结构可以在钢管混凝土柱1内无横隔板的情况下将第一钢牛腿22和第二钢牛腿31翼缘的轴力有效地传递到钢管混凝土柱1上，并能提高节点区的承载力和抗震性能。上述节点结构不设柱内隔板，可以方便进行钢管混凝土柱1内混凝土灌注，同时钢管混凝土柱1一侧或者两侧设置端板21，不影响室内空间的使用，特别适用于小截面钢管混凝土柱1与钢梁的连接，便于钢结构在住宅领域中推广。

可选地，钢管混凝土柱1为矩形钢管柱形，端板21与矩形钢管的侧面平行设置。

一种具体的实施例中，钢管混凝土柱1为矩形钢管柱形，端板21与钢管混凝土柱1的柱壁板平行设置，进一步减小了节点结构对室内空间的影响。

上述H型钢梁与钢管混凝土柱的节点结构中横梁组与钢管混凝土柱1的具体结构具有以下几种方式：

方式一，横梁组包括呈T型设置的三道横梁，第一钢梁连接端2的数量为一个，第二钢梁连接端3的数量为两个，且第一钢梁连接端2位于两个第二钢梁连接端3之间；

两个第二钢梁连接端3背离第一钢梁连接端2的一侧通过固定板32固定连接，且固定板32与钢管混凝土柱1固定连接。

可选地，固定部211为两个，两个固定部211分别位于钢管混凝土柱1的两侧且呈对称或者非对称设置。需要说明的是，当端板21两侧的钢梁高度相同时，两个固定部211可以平齐即两个固定部211对称设置；当端板21两侧的钢梁高度不同时，两个固定部211可以不平齐即两个固定部211非对称设置。

该方式一种具体的实施例中，如图1和图2所示，两个第二钢梁连接端3相对，且分别位于第一钢梁连接端2的左右两侧，端板21贴附于钢管混凝土柱1的柱壁板，固定部211为两个，两个固定部211分别位于钢管混凝土柱1的两侧，且两个固定部211的延伸方向分别与两个第二钢梁连接端3的延伸方向相同。左侧第二钢梁连接端3中的第二钢牛腿31的上翼缘、下翼缘和腹板均与钢管混凝土柱1固定连接，且第二钢牛腿31的上翼缘和下翼缘靠近第一钢梁连接端2的侧边与固定部211固定连接，第二钢牛腿31的上翼缘和下翼缘背离第一钢梁连接端2的侧边与固定板32固定连接；中间第一钢梁连接端2的第一钢牛腿22的上翼缘、下翼缘和腹板均与端板21固定连接；右侧第二钢梁连接端3中的第二钢牛腿31的上翼缘、下翼缘和腹板均与钢管混凝土柱1固定连接，且第二钢牛腿31的上翼缘和下翼缘靠近第一钢梁连接端2的侧边与固定部211固定连接，第二钢牛腿31的上翼缘和下翼缘背离第一钢梁连接端2的侧边与固定板32固定连接。如图2所示，固定板为两个，两个固定板分别和第二钢牛腿的上翼缘和下翼缘固定连接，且两个固定板32在与钢管混凝土柱1的接触位置处，两个固定板32的上下边缘均与钢管混凝土柱1固定连接，以满足受力需要。该方式中，端板21以及端板21左右两侧的固定部211将第一钢梁连接端2、第二钢梁连接端3以及钢管混凝土柱1连接成一体，当第一钢梁连接端2和第二钢梁连接端3分别连接H型钢梁4后，将钢梁翼缘的拉压力有效的传递给钢管混凝土柱1，同时保证了钢管混凝土柱1节点区域的强度和刚度。

方式二，横梁组包括呈T型设置的三道横梁，第一钢梁连接端2的数量为两个，第二钢梁连接端3的数量为一个，且第二钢梁连接端3位于两个第一钢梁连接端2之间。

可选地，固定部211为一个，且固定部211的延伸方向与第二钢牛腿31的延伸方向相同。

该方式一种具体的实施例中，如图3所示，两个第一钢梁连接端2相对，且分别位于第二钢梁连接端3的左右两侧，两个端板21均贴附于钢管混凝土柱1的柱壁板，每个端板21中固定部211为一个，两个端板21的固定部211分别位于钢管混凝土柱1的两侧，且两个固定部211的延伸方向分别与第二钢梁连接端3的延伸方向相同。左侧第一钢梁连接端2中的第一钢牛腿22的上翼缘、下翼缘和腹板均与端板21固定连接；右侧第一钢梁连接端2中的第一钢牛腿22的上翼缘、下翼缘和腹板均与端板21固定连接；中间第二钢梁连接端3中的第二钢牛腿31的上翼缘、下翼缘和腹板均与钢管混凝土柱1固定连接，且第二钢牛腿31的上翼缘和下翼缘靠近两侧第一钢梁连接端2的侧边与相邻的固定部211固定连接。该方式中，端板21以及两个固定部211将第一钢梁连接端2、第二钢梁连接端3以及钢管混凝土柱1连接成一体，当第一钢梁连接端2和第二钢梁连接端3分别连接H型钢梁4后，将钢梁翼缘的拉压力有效的传递给钢管混凝土柱1，同时保证了钢管混凝土柱1节点区域的强度和刚度。

方式三，横梁组包括呈十字型设置的四道横梁，第一钢梁连接端2和第二钢梁连接端3的数量均为两个，且第一钢梁连接端2和第二钢梁连接端3间隔设置。

可选地，固定部211为两个，两个固定部211分别位于钢管混凝土柱1的两侧且呈对称或者非对称设置。需要说明的是，当端板21两侧的钢梁高度相同时，两个固定部211可以平齐即两个固定部211对称设置；当端板21两侧的钢梁高度不同时，两个固定部211可以不平齐即两个固定部211非对称设置。

该方式一种具体的实施例中，如图4所示，两个第一钢梁连接端2相对，两个第二钢梁连接端3相对，两个端板21均贴附于钢管混凝土柱1的柱壁板，每个端板21中固定部211为两个，同一端板21的两个固定部211分别位于钢管混凝土柱1的两侧，且两个固定部211的延伸方向分别与相邻的第二钢梁连接端3的延伸方向相同。两个第一钢梁连接端2中的第一钢牛腿22的上翼缘、下翼缘和腹板均与端板21固定连接；两个第二钢梁连接端3中的第二钢牛腿31的上翼缘、下翼缘和腹板均与钢管混凝土柱1固定连接，且第二钢牛腿31的上翼缘和下翼缘靠近两侧第一钢梁连接端2的侧边与相邻的固定部211固定连接。该方式中，两个端板21以及每个端板21中的两个固定部211将两个第一钢梁连接端2、两个第二钢梁连接端3以及钢管混凝土柱1连接成一体，当第一钢梁连接端2和第二钢梁连接端3分别连接H型钢梁4后，将钢梁翼缘的拉压力有效的传递给钢管混凝土柱1，同时保证了钢管混凝土柱1节点区域的强度和刚度。

上述H型钢梁与钢管混凝土柱的节点结构中所称的固定连接具体为焊接或者栓焊连接。一种具体焊接结构如下：

上述H型钢梁4通过钢牛腿与钢管混凝土柱1进行刚性连接。在工厂进行钢牛腿与钢管混凝土柱1的焊接连接制作。

如图5-图7所示，端板21与钢管混凝土柱1焊接连接，形成端板21周边与钢管混凝土柱1的连接焊缝；端板21上设有塞焊孔210，端板21的塞焊孔210与钢管混凝土柱1焊接连接，形成端板21与钢管混凝土柱1的塞焊连接。

可选地，固定部211包括第一侧肢和第二侧肢，第一侧肢与第二钢牛腿31的上翼缘固定连接，第二侧肢与第二钢牛腿31的下翼缘固定连接。

需要说明的是，如图5-图7所示，第二钢牛腿31翼缘与钢管混凝土柱1焊接连接，形成第二钢牛腿31翼缘与钢管混凝土柱1的焊缝，第一侧肢和第二侧肢与第二钢牛腿31上翼缘和下翼缘焊接连接，形成端板21侧肢与第二钢牛腿31翼缘的连接焊缝。可选地，端板21伸出的第一侧肢和第二侧肢在角部可做切角。

可选地，第一钢牛腿22的上翼缘和/或下翼缘贴附有翼缘盖板23，且翼缘盖板23与端板21固定连接。

需要说明的是，如图5-图7所示，翼缘盖板23与第一钢牛腿22翼缘焊接连接，形成钢牛腿翼缘盖板23与翼缘的连接焊缝；第一钢牛腿22翼缘和翼缘盖板23与端板21焊接连接，形成第一钢牛腿22翼缘和翼缘盖板23与端板21的熔透焊缝。

在现场对钢管混凝土柱1进行混凝土浇筑，并进行第一钢牛腿22、第二钢牛腿31与四周H型钢梁4的栓焊连接。其中，第一钢牛腿22与H型钢梁4通过第一连接板24螺栓连接，第二钢牛腿31与H型钢梁4通过第二连接板33螺栓连接。

一种具体的实施例中，第二钢牛腿31的上翼缘、下翼缘在端板21的侧肢以外，可以按不大于1:2.5的斜率减小截面宽度与H型钢梁4同宽。

本实用新型提供了一种H型钢梁与钢管混凝土柱的节点结构，它通过钢梁翼缘侧设置贴板、在钢梁端部设置端板21的方式，将钢梁翼缘的拉压力有效的传递给钢管混凝土柱1，同时保证了钢管混凝土柱1节点区域的强度和刚度。本节点不设柱内隔板，可以方便进行钢管混凝土柱1内混凝土灌注，同时由于侧贴板和端板21都是平行于柱壁板设置，不影响室内空间的使用，特别适用于小截面钢管混凝土柱1与钢梁的连接。该节点受力合理、构造简单、加工制作方便，避免了内隔板式节点的电渣压力焊等对钢柱型材质量的不利影响，为工厂制作，可以保证构件加工质量。同时该节点具有良好的抗震性能，且能够保证梁柱节点区域内的混凝土浇筑质量，使得钢结构在住宅领域中更便于推广。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型实施例进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种H型钢梁与钢管混凝土柱的节点结构，其特征在于，包括：钢管混凝土柱和水平设置的横梁组，其中：

所述横梁组包括环绕所述钢管混凝土柱设置的至少三道H型钢梁，每道所述H型钢梁与所述钢管混凝土柱连接且与相邻的H型钢梁正交设置；

所述钢管混凝土柱与每个所述H型钢梁对应连接的位置分别设有钢梁连接端，所述钢梁连接端的截面形状与所述H型钢梁的截面形状相匹配；其中：所述钢梁连接端包括至少一个第一钢梁连接端和至少一个第二钢梁连接端，且所述第一钢梁连接端至少一侧与所述第二钢梁连接端相邻；

所述第一钢梁连接端包括端板和第一钢牛腿，所述第一钢牛腿一端通过所述端板与所述钢管混凝土柱固定连接，另一端与所述H型钢梁连接；沿所述钢管混凝土柱的周向，所述端板至少一侧延伸形成与所述第二钢梁连接端的延伸方向相同的固定部；

所述第二钢梁连接端包括第二钢牛腿，所述第二钢牛腿一端与所述钢管混凝土柱连接，另一端与所述H型钢梁连接，且所述第二钢牛腿与所述第一钢梁连接端中的固定部固定连接。

2.根据权利要求1所述的H型钢梁与钢管混凝土柱的节点结构，其特征在于，所述横梁组包括呈T型设置的三道横梁，所述第一钢梁连接端的数量为一个，所述第二钢梁连接端的数量为两个，且所述第一钢梁连接端位于两个所述第二钢梁连接端之间；

两个所述第二钢梁连接端背离所述第一钢梁连接端的一侧通过固定板固定连接，且所述固定板与所述钢管混凝土柱固定连接。

3.根据权利要求1所述的H型钢梁与钢管混凝土柱的节点结构，其特征在于，所述横梁组包括呈T型设置的三道横梁，所述第一钢梁连接端的数量为两个，所述第二钢梁连接端的数量为一个，且所述第二钢梁连接端位于两个所述第一钢梁连接端之间。

4.根据权利要求1所述的H型钢梁与钢管混凝土柱的节点结构，其特征在于，所述横梁组包括呈十字型设置的四道横梁，所述第一钢梁连接端和所述第二钢梁连接端的数量均为两个，且所述第一钢梁连接端和所述第二钢梁连接端间隔设置。

5.根据权利要求1所述的H型钢梁与钢管混凝土柱的节点结构，其特征在于，所述钢管混凝土柱为矩形钢管柱形，所述端板与所述矩形钢管的侧面平行设置。

6.根据权利要求3所述的H型钢梁与钢管混凝土柱的节点结构，其特征在于，所述固定部为一个，且所述固定部的延伸方向与所述第二钢牛腿的延伸方向相同。

7.根据权利要求2或4所述的H型钢梁与钢管混凝土柱的节点结构，其特征在于，所述固定部为两个，两个所述固定部分别位于所述钢管混凝土柱的两侧且呈对称或者非对称设置。

8.根据权利要求1所述的H型钢梁与钢管混凝土柱的节点结构，其特征在于，所述固定部包括第一侧肢和第二侧肢，所述第一侧肢与所述第二钢牛腿的上翼缘固定连接，所述第二侧肢与所述第二钢牛腿的下翼缘固定连接。

9.根据权利要求1所述的H型钢梁与钢管混凝土柱的节点结构，其特征在于，所述端板上设有塞焊孔。

10.根据权利要求1所述的H型钢梁与钢管混凝土柱的节点结构，其特征在于，所述第一钢牛腿的上翼缘和/或下翼缘贴附有翼缘盖板，且所述翼缘盖板与所述端板固定连接。

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