CN214302256U - 一种用于装配式组合结构的梁柱节点连接构造 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于装配式组合结构的梁柱节点连接构造，包括框架柱和框架梁，框架柱采用矩形或方形的钢管混凝土柱；框架梁采用外包U形钢‑混凝土组合梁；框架梁的U形钢与框架柱通过U形连接梁连接，该U形连接梁预先在工厂内焊接于框架柱壁外侧；框架梁的U形钢在现场垂直放入U形连接梁内，并在框架梁的U形钢和U形连接梁之间形成键槽配合，分别承受框架梁下翼缘的拉压应力和框架梁腹板的拉压应力。本实用新型连接构造简单，生产及安装方便，现场无焊接、螺栓连接等复杂作业，可有效保证施工质量，提高施工速度。
Description
技术领域
本实用新型涉及组合结构领域，特别涉及一种用于装配式组合结构的梁柱节点连接构造。
背景技术
目前，适用于装配式建筑及满足新型建筑工业化发展要求的框架结构体系主要有装配式混凝土框架、钢框架、钢-混凝土组合框架等。装配式框架结构体系的核心是梁柱节点连接形式，其在满足结构受力要求的前提下，应尽可能方便生产和施工，同时力求节约材料用量，降低综合成本。
装配式混凝土框架结构：一般采用预制柱和叠合梁，上下层预制柱采用套筒灌浆连接或底部后浇+机械连接的方式，叠合梁与预制柱的连接节点一般采用现浇方式。该体系材料成本较低，但施工周期较长。
钢框架结构：框架柱一般采用矩形钢管柱或H形钢柱，钢梁一般采用H形截面。梁柱连接可采用带短梁、翼缘焊接腹板栓接或全焊接连接形式。框架柱截面还可采用异形组合截面。该体系施工周期短，但材料成本较高。
钢-混凝土组合框架结构：一般框架柱采用矩形钢管混凝土柱，框架梁采用H形钢梁等普通截面形式。该体系与钢框架结构体系相近，主要用于高层及超高层建筑。
组合框架结构体系一定程度上综合了混凝土框架结构和钢框架结构的特点，若能取长补短，将会是一种更优的适用于装配式建筑的结构体系。
但目前组合框架结构体系构件尺寸及材料用量较大，多用于高层及超高层建筑，在量大面广的普通多层及高层建筑中应用较少，为此可从以下两方面着手解决问题：
1)改变构件形式，尤其框架梁，使其形成组合构件，充分利用钢和混凝土的材料优势。
2)目前梁柱节点连接构造，一般仍采用钢结构中普遍采用的焊接或螺栓连接，导致其连接施工工艺复杂，质量不易保证，施工速度慢，因此需对节点连接形式进行优化和创新。
基于上述分析，框架柱采用传统的钢管混凝土柱，而框架梁采用外包U形钢-混凝土组合梁是一种较好的结构形式，这种框架梁充分利用了U形钢的材料性能，并兼做梁模板，U形钢和内部混凝土及楼板混凝土共同形成组合梁，可充分发挥钢和混凝土两种材料组合受力的优势。本实用新型为更充分地发挥这种体系的优势，从生产及施工方便的角度出发，并兼顾结构受力要求，提出一种适用的梁柱节点连接构造。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种用于装配式组合结构的梁柱节点连接构造。其中框架柱采用钢管混凝土柱，框架梁采用外包U形钢-混凝土组合梁，框架梁通过U形连接梁与框架柱连接，具体为通过在框架梁及U形连接梁内设置贴板，使二者的接触面形成键槽机制，进而实现梁柱节点连接。通过本实用新型，可解决传统连接构造存在的施工工艺复杂、施工质量不容易保证、施工速度慢等问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
本实用新型提出的一种用于装配式组合结构的梁柱节点连接构造，包括框架柱和框架梁，所述框架柱采用矩形或方形的钢管混凝土柱，所述框架梁采用外包U形钢-混凝土组合梁；其特征在于，所述框架梁的U形钢与框架柱通过U形连接梁连接，该U形连接梁预先在工厂内焊接于框架柱壁外侧；所述框架梁的U形钢在现场垂直放入所述U形连接梁内，并在框架梁的U形钢和U形连接梁之间形成键槽配合。
进一步地，所述U形连接梁位于U形钢的外侧，且应完全包覆U形钢的两侧腹板和下翼缘，U形连接梁的长度不小于U形钢的截面高度。
进一步地，所述U形钢的两侧腹板和下翼缘外侧均分别贴设至少1块第一贴板；所述U形连接梁的两侧腹板和下翼缘内侧均分别贴设至少1块第二贴板，且第二贴板与第一贴板交错设置形成键槽配合。
本实用新型具有如下优点：
1)现场施工无需焊接和螺栓连接等复杂作业，操作简单，施工质量容易保证；
2)框架梁的U形钢及U形连接梁均在工厂生产，贴板构造简单，便于加工；
3)现场施工速度快，对施工条件要求较低；
4)U形钢和内部混凝土及楼板混凝土共同形成组合梁，可充分发挥钢和混凝土两种材料组合受力的优势。
附图说明
图1为本实用新型实施例一的一种用于装配式组合结构的梁柱节点连接构造三维示意图，其中框架梁的纵筋贯穿框架柱。
图2的(a)和(b)为图1中框架梁的U形钢和U形连接梁的键槽配合示意图。
图3的(a)～(g)分别为图1中框架梁上部纵筋贯穿框架柱时的节点连接构造主视图及剖面图。
图4为本实用新型实施例二的一种用于装配式组合结构的梁柱节点连接构造三维示意图，其中框架梁的纵筋与框架柱采用套筒连接。
图5的(a)和(b)分别为图4中框架梁上部纵筋与框架柱采用套筒连接时的节点连接构造主视图及剖面图，其中A-A～E-E剖面分别与图3中A-A～E-E剖面相同。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本实用新型，并不限定本实用新型的保护范围。
为了更好地理解本实用新型，以下详细阐述本实用新型提出的一种用于装配式组合结构的梁柱节点连接构造的应用实例。
实施例一：
参见图1，本实用新型实施例一的一种用于装配式组合结构的梁柱节点连接构造，包括框架柱1和框架梁2，框架柱1采用钢管混凝土柱，为矩形或方形截面，截面宽度为200～1000mm；框架梁2采用外包U形钢-混凝土组合梁，包括U形钢21和填充于U形钢21内部及顶部楼板5的混凝土22，U形钢21在开口处对称设有向内弯折的上翼缘23，U形钢21的截面尺寸需满足受力计算要求，壁厚最小为4mm，两侧上翼缘23的净距最小为60mm，以便于混凝土浇筑，为实现U形钢21与其顶部楼板5的混凝土的组合受力，需在U形钢21的上翼缘23上设置抗剪连接件24，抗剪连接件24采用槽钢、角钢或栓钉等，与U形钢21的上翼缘23焊接固定，抗剪连接件23的尺寸需满足U形钢21与顶部楼板混凝土的界面抗剪要求，间距为100～300mm。
框架梁2的U形钢21与框架柱1通过U形连接梁3连接，U形连接梁3的长度需不小于U形钢21的截面高度，截面为不带上翼缘的纯U形，截面尺寸需根据U形钢21确定，且壁厚比其至少大2mm，具体地，U形连接梁3的截面位于U形钢21的外侧，且应完全包覆U形钢21的两侧腹板和下翼缘。U形连接梁3预先在工厂内焊接于框架柱1的侧壁，框架柱1在与U形连接梁3的下翼缘对应高度处设置下隔板4，下隔板4位于框架柱1内并与框架柱壁焊接，通过下隔板4保证了框架柱1两侧U形连接梁3的连续传力。框架梁2的上部纵筋25贯穿框架柱1，框架柱1在框架梁2的上部纵筋25穿过部位开设钢筋孔11。
参见图2，框架梁2的U形钢21和U形连接梁3之间采用键槽配合，图2的(a)为装配前的示意图，图2的(b)为装配后的示意图。具体地，在框架梁2的U形钢21的两侧腹板和下翼缘外侧均分别贴设至少1块贴板(一般不超过3块)，本实施例中在U形钢21的两侧腹板和下翼缘外侧均分别贴设第一贴板211和第二贴板212(即U形钢21的两侧腹板和下翼缘外侧各设置两块贴板)，第一贴板211和第二贴板212沿U形钢21长度方向的尺寸及间距根据U形连接梁3的长度按等分原则确定(本实施例中均为U形连接梁3的长度的1/4)，第一贴板211设在U形钢21端部并保证二者端部齐平，每个第一贴板211和第二贴板212均作为U形钢21的凸键，并在第一贴板211和第二贴板212之间形成凹槽26；在U形连接梁3的两侧腹板和下翼缘内侧均分别贴设与第一贴板211、第二贴板212相互错开的第三贴板31和第四贴板32(即U形连接梁3的两侧腹板和下翼缘外侧各设置两块贴板，第三贴板31正对第一贴板211和第二贴板212之间形成凹槽26)，每个第三贴板31和第四贴板32均作为U形连接梁3的凸键，第三贴板31与框架柱壁之间形成凹槽33，第三贴板31与第四贴板32之间形成凹槽34。装配时，U形钢21的第一贴板211和第二贴板212分别卡入U形连接梁的凹槽33和凹槽34内，同时U形连接梁的第三贴板31卡入U形钢21的凹槽26内，即保证凸键与凹槽相配合。
参见图3，现场安装框架梁2的U形钢21时，预先在U形钢21的第一贴板211和第二贴板212的与凹槽配合的端面涂抹粘接剂，粘接剂采用环氧树脂胶等类似材料，然后将U形钢21垂直放入U形连接梁3内，使U形钢21外表面的第一贴板211和第二贴板212分别卡入U形连接梁3内第三贴板31与框架柱壁及第四贴板32形成的凹槽内，并相互挤紧。侧面凸键及凹槽共同形成键槽机制，以承受框架梁2的U形钢21腹板的拉压应力；底面凸键及凹槽共同形成键槽机制，以承受框架梁2的U形钢21下翼缘的拉压应力。在框架梁2的U形钢21顶部设置沿U形钢21长度方向的框架梁上部纵筋25，框架梁上部纵筋25直接贯穿框架柱1，为此框架柱壁在所述框架梁上部纵筋25对应处开设钢筋孔11，并采取补强措施。此时，框架柱1仅在与U形连接梁3下翼缘对应高度处设置下隔板4。
此外，在楼板5范围内设置楼板纵向钢筋51，并设置垂直于楼板纵向钢筋51的上部横向钢筋52和下部横向钢筋53，所有钢筋设置完成后，向框架梁2的U形钢21内及楼板5范围内浇筑混凝土，完成框架梁及楼板的施工。
实施例二：
参见图4和图5，本实施例中框架梁2的U形钢21安装方法、楼板钢筋设置等均与实施例一(即图3所示构造)相同，区别在于，本实施例的框架梁上部纵筋025通过钢筋套筒6与框架柱1连接，钢筋套筒6预先在工厂焊接在框架柱壁与框架梁上部纵筋025的连接部位，现场安装时，将框架梁上部纵筋025按要求拧入钢筋套筒6内并拧紧即可。此时，框架柱1除了在与U形连接梁3下翼缘对应高度处设置下隔板4外，还在与钢筋套筒6对应高度处设置上隔板7。
上述连构造可拆分为框架梁的U形钢与U形连接梁的连接、U形连接梁与框架柱的连接、框架梁的上部纵筋与框架柱的连接，本实用新型的核心是框架梁的U形钢与U形连接梁的连接，U形连接梁与框架柱、框架梁的上部纵筋与框架柱的连接除了本实用新型所述构造外，还可采用本领域其他成熟构造。
在本文的描述以及附图中，对本实用新型的产品和方法描述为特殊的形状、材料或工艺顺序，并且针对一些具体的实施例为了说明的目的提供了一些详细的参数。然而，应该理解这些具体描述并不对本实用新型的技术方案产生限制作用；也就是说有关形状、材料或工艺顺序的更改和变通仍然被包含在本实用新型的精神和范围之内。
Claims (7)
1.一种用于装配式组合结构的梁柱节点连接构造，包括框架柱和框架梁，所述框架柱采用矩形或方形的钢管混凝土柱，所述框架梁采用外包U形钢-混凝土组合梁；其特征在于，所述框架梁的U形钢与框架柱通过U形连接梁连接，该U形连接梁预先在工厂内焊接于框架柱壁外侧；所述框架梁的U形钢在现场垂直放入所述U形连接梁内，并在框架梁的U形钢和U形连接梁之间形成键槽配合。
2.根据权利要求1所述的梁柱节点连接构造，其特征在于，所述U形连接梁位于U形钢的外侧，且应完全包覆U形钢的两侧腹板和下翼缘，U形连接梁的长度不小于U形钢的截面高度。
3.根据权利要求2所述的梁柱节点连接构造，其特征在于，所述U形钢的两侧腹板和下翼缘外侧均分别贴设至少1块第一贴板；所述U形连接梁的两侧腹板和下翼缘内侧均分别贴设至少1块第二贴板，且第二贴板与第一贴板交错设置形成键槽配合。
4.根据权利要求1所述的梁柱节点连接构造，其特征在于，所述U形钢在开口处对称设有向内弯折的上翼缘，该上翼缘上设置有抗剪连接件。
5.根据权利要求4所述的梁柱节点连接构造，其特征在于，所述抗剪连接件采用槽钢、角钢或栓钉。
6.根据权利要求1所述的梁柱节点连接构造，其特征在于，所述框架柱壁在与框架梁的上部纵筋对应处开设有钢筋孔，框架柱内在与U形连接梁下翼缘对应高度处设置有下隔板。
7.根据权利要求1所述的梁柱节点连接构造，其特征在于，所述框架柱壁上设有用于连接框架梁内上部纵筋的钢筋套筒，框架柱内在钢筋套筒和U形连接梁下翼缘的对应高度处分别设有上隔板和下隔板。
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