CN217924145U - 一种混凝土柱与钢柱的连接结构及建筑物 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种混凝土柱与钢柱的连接结构及建筑物，包括钢柱和钢筋混凝土柱，钢柱具有伸入钢筋混凝土柱柱内的伸入部，钢筋混凝土柱内部还埋设有多个折弯钢筋，折弯钢筋具有第一固定段和第二固定段，折弯钢筋通过第一固定段与钢柱的伸入部固定，折弯钢筋通过第二固定段与钢筋混凝土柱内部的钢筋结构固定，采用本实用新型的连接结构混凝土柱能够灵活的进行调整。

Description

一种混凝土柱与钢柱的连接结构及建筑物

技术领域

本实用新型涉及建筑工程技术领域，具体涉及一种混凝土柱与钢柱的连接结构及建筑物。

背景技术

这里的陈述仅提供与本实用新型相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

在各种结构体系中，当结构下部楼层采用钢柱，上部楼层采用混凝土柱时，通常将混凝土柱的纵向受力钢筋与钢柱直接焊接，再浇筑混凝土，实用新型人发现，这种连接方式存在如下缺点：

钢柱与混凝土柱的截面力学属性不同，此做法易导致柱的刚度在楼层处突变，不利于结构的抗震安全性，申请号为202120542629.4的专利申请公开了一种嵌套式钢柱-混凝土柱连接结构，并公开了上下连接的钢柱和混凝土柱，钢柱包括外部的钢管及位于钢管内部浇注的混凝土和纵筋，采用了嵌套结构，解决了柱的刚度在楼层处突变的问题，但是发明人发现，采用此种方式时，混凝土柱内的钢筋与钢柱并不进行固定，钢柱只靠栓钉与混凝土结构进行固定，固定强度低，进而导致了钢柱与混凝土柱的连接强度低。而且针对混凝土柱截面尺寸大于钢柱截面尺寸的情况时，无法将混凝土柱嵌套入钢柱中，针对此缺陷，目前的现有技术是将混凝土柱的纵筋直接与钢柱进行焊接，采用此种方式来增大钢柱与混凝土柱的连接强度，但发明人发现，采用此种方式，由于钢柱和混凝土柱的受力特性不同，混凝土柱的截面尺寸往往大于钢柱的截面尺寸，采用将混凝土柱纵筋与钢柱直接焊接的形式，箍筋难以有效约束纵筋位置，使得纵筋不方便与钢柱直接焊接；而且，由于混凝土柱纵筋与钢柱直接焊接，混凝土柱的位置需要与钢柱对应，不能灵活调整。

实用新型内容

本实用新型的目的是为克服现有技术的不足，提供了一种混凝土柱与钢柱的连接结构，混凝土柱与钢柱的嵌套连接，混凝土柱内部设置了折弯钢筋，通过混凝土柱与钢柱的嵌套连接，解决了混凝土柱和钢柱在楼层位置处产生刚度突变的问题，利用折弯钢筋的折弯角度可调性，解决了柱刚度在楼层处突变及混凝土柱无法灵活调整的缺陷。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案

第一方面，本实用新型的实施例提供了一种混凝土柱与钢柱的连接结构，包括钢柱和钢筋混凝土柱，钢柱具有伸入钢筋混凝土柱柱内的伸入部，钢筋混凝土柱内部还埋设有多个折弯钢筋，折弯钢筋具有第一固定段和第二固定段，折弯钢筋通过第一固定段与钢柱的伸入部固定，折弯钢筋通过第二固定段与钢筋混凝土柱内部的钢筋结构固定。

可选的，所述钢柱的伸入部外侧面设置有多个栓钉；

可选的，所述栓钉设置有多组，度组栓钉沿钢柱的轴线方向等间隔设置。

可选的，所述钢筋混凝土柱内部的钢筋结构包括多个竖向纵筋和将多个竖向纵筋连接的多个箍筋，折弯钢筋的第二固定段与竖向纵筋固定连接。

可选的，折弯钢筋的数量与竖向纵筋的数量相同。

可选的，所述第一固定段与钢柱的伸入部焊接固定。

可选的，所述第二固定段与钢筋混凝土柱内的钢筋结构绑扎固定。

可选的，折弯钢筋的第一固定段和第二固定段交替设置，且第一固定段与第二固定段之间设置有过渡段，多个第二固定段同轴设置；

可选的，过渡段与第一固定段、第二固定段呈设定的钝角设置。

第二方面，本实用新型的实施例提供了一种建筑物，设置有第一方面所述的混凝土柱与钢柱的连接结构。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型的混凝土柱与钢柱的连接结构，在钢筋混凝土柱内部设置折弯钢筋，折弯钢筋的第一固定段与钢柱的伸入部固定，第二固定段与钢筋混凝土柱内部的钢筋结构固定，无需将混凝土柱的纵筋与钢柱直接焊接，由于无需要箍筋来限制折弯钢筋的位置，因此折弯钢筋与钢柱方便进行焊接固定。

2.本实用新型的混凝土柱与钢柱的连接结构，在钢筋混凝土柱内部设置折弯钢筋，通过设置第二固定段的与第一固定段的相对位置，进而实现了混凝土柱和钢柱的相对位置调节，无需混凝土柱的位置与钢柱的位置必须对应，实现了灵活调整。

3.本实用新型的混凝土柱与钢柱的连接结构，钢柱具有伸入部，伸入部伸入钢筋混凝土柱内部，使得混凝土柱内部具有一部分钢柱，避免了钢柱和混凝土柱两种材料形成的柱体在楼层处产生刚度突变，使得整个结构的抗震安全性好。

4.本实用新型的混凝土柱与钢柱的连接结构，伸入部外表面固定有栓钉，保证了伸入部与钢筋混凝土柱的连接强度，进而进一步增强了钢柱与混凝土柱的连接装配强度。

5.本实用新型的混凝土柱与钢柱的连接结构，折弯钢筋的数量与竖向纵筋的数量相同，使得折弯钢筋的数量达到最大，最大程度的保证了混凝土柱与钢柱的连接强度。

6.本实用新型的混凝土柱与钢柱的连接结构，折弯钢筋的第一固定段和第二固定段之间设置有过渡段，过渡段与第一固定段和第二固定段之间呈钝角设置，避免了第一固定段和第二固定段之间产生应力集中，保证了折弯钢筋的结构强度，进而保证了混凝土柱与钢柱的连接强度。

7.本实用新型的混凝土柱与钢柱的连接结构，设置有一个第一固定段和两个第二固定段，在满足固定强度的前提下，减少了焊接工作量，缩短了施工周期，降低了施工人员的劳动强度。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1为本实用新型实施例1整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例1整体结构主视图；

图3为本实用新型图2中的A向截面示意图；

图4为本实用新型图2中的B向截面示意图；

图5为本实用新型图2中的C向截面示意图；

图6为本实用新型实施例1折弯钢筋结构示意图；

其中，1.钢柱，2.钢筋混凝土柱，3.伸入部，4.栓钉，5.竖向纵筋，6.箍筋，7.折弯钢筋，7-1.第一固定段，7-2.第二固定段，7-3.过渡段。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供了一种混凝土柱与钢柱的连接结构，用于新建厂房或大跨场馆以及一些扩建或加层施工的建筑，混凝土柱与钢柱的连接结构的下方为钢柱1，上方为钢筋混凝土柱2情况下的钢柱1和钢筋混凝土柱2的连接，且钢筋混凝土柱2的截面面积大于钢柱1的截面面积，钢筋混凝土柱2和钢柱1在楼层位置处进行连接。

如图1-图5所示，混凝土柱与钢柱的连接结构包括钢筋混凝土柱2和钢柱1，钢筋混凝土柱2采用方形柱或圆柱形柱或多边形柱体或不规则形状的柱体结构，钢柱1采用方形柱或圆柱形柱，本实施例中，钢筋混凝土柱2和钢柱1均采用方形柱，其截面为矩形，具有四个侧壁。

可以理解的是，钢筋混凝土柱2和钢柱1也可采用方形柱和圆柱型柱的组合或两者均采用圆柱型柱。例如钢筋混凝土柱2采用圆柱型柱、钢柱1采用方形柱或者钢筋混凝土柱2采用方形柱、钢柱1采用圆柱形柱，或者钢筋混凝土柱或钢柱的其中一者采用截面为不规则形状的柱体结构，钢筋混凝土柱2与钢柱1的形状根据建筑物的具体情况设置即可。

现有技术中，混凝土柱的底面与钢柱的顶面在楼层位置处接触，混凝土柱与钢柱形成的整个柱体在楼层位置处会发生刚度突变，相对于现有的钢柱和混凝土柱的连接，本实施例中的钢柱长度要大于现有连接结构中钢柱的长度，使得钢柱顶端具有伸入部3，伸入部3能够伸入钢筋混凝土柱2中，进而使得钢筋混凝土柱2内部具有一端钢柱部分，钢柱伸入钢筋混凝土柱2内的伸入部3增加了钢筋混凝土柱2的刚度，使得由钢柱1向钢筋混凝土柱2的刚度具有一定过渡，避免了钢柱1和钢筋混凝土柱2两种材料形成的柱体在楼层处产生刚度突变，提高了整个混凝土柱-钢柱连接结构的抗震安全性。

在一种实施方式中，伸入部3与钢柱1为一体式结构，由一整根钢柱制成，在另一种实施方式中，在钢柱1的顶端焊接固定伸入部3，伸入部3与钢柱1同轴设置，本实施例中优选采用将伸入部3和钢柱1做成一体式结构，方便加工制作，减少了施工工序。

伸入部3的长度即钢柱伸入钢筋混凝土柱2内部分的长度根据实际工况确定即可，在此不进行详细叙述。

为了进一步增强钢柱1与钢筋混凝土柱2的连接强度，在钢柱伸入钢筋混凝土柱2的伸入部3外表面固定多个栓钉4。

通过在钢柱1外表面固定栓钉4，与现有技术中在钢柱内表面固定栓钉相比，施工更加方便快捷，而且对钢柱的尺寸没有限制。

本实施例中，栓钉4设置多组，多组栓钉4沿钢柱1和伸入部3的轴线方向布置。且多组栓钉4沿伸入部3的轴线方向等间隔布置。

具体的，钢柱1采用方形柱，具有四个侧壁，分别为第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁，其中第一侧壁和第二侧壁为相对的面积较大的两个侧壁，第三侧壁和第四侧壁为相对的面积较小的两个侧壁，第一侧壁、第二侧壁与第三侧壁和第四侧壁垂直设置。

同一组的栓钉4设置六个，其中第一侧壁和第二侧壁由于面积较大，分别具有两个栓钉4，两个栓钉4相对于第一侧壁和第二侧壁的中心对称设置，第三侧壁和第四侧壁由于面积较小，因此只设置一个栓钉4，且该栓钉4位于第三侧壁和第四侧壁的中部位置。

多组栓钉4采用相同的方式进行设置，可以理解的是，本领域技术人可根据钢柱的尺寸设置栓钉4的位置和数量，在此不进行详细叙述。

栓钉4是一种高强度刚性连接的紧固件，用于各种钢结构工程中，在不同连接件中起刚性组合连接作用，即在型钢外层包裹混凝土。在型钢柱，如H型钢、十字柱、方形钢、圆管柱上焊接栓钉，可以极大地加强型钢柱与混凝土的连接强度，提高劲性柱的整体受力性能。

具体的，栓钉4采用焊接的方式与钢柱固定，栓钉4的杆部端部焊接固定在钢柱1的伸入部3的外侧面。

钢筋混凝土柱2包括混凝土结构和埋设在混凝土结构内部的钢筋结构，混凝土结构采用施工现场现浇而成。

钢筋结构包括多个竖向纵筋5，竖向纵筋5沿钢筋混凝土柱2的轴线方向设置，且沿钢筋混凝土柱2的外边缘分布。

具体的，本实施例中，在钢筋混凝土柱2的四个角处均设置有一根竖向纵筋5，相邻两个角处的竖向纵筋5之间设置有一根竖向纵筋5，可以理解的是，也可在相邻两个角处的竖向纵筋5之间设置多个竖向纵筋5。

多个竖向纵筋5之间设置有多个箍筋6，多个箍筋6沿钢筋混凝土柱2的轴线方向分布，箍筋6的轴线与竖向纵筋5的轴线垂直，多个箍筋6将多个竖向纵筋6连接成为一个整体，形成钢筋笼结构。

本实施例中，箍筋6与竖向纵筋5采用绑扎的方式进行固定，竖向纵筋4、箍筋6的数量根据钢筋混凝土柱2的尺寸及结构强度要求进行设置。

由于竖向纵筋5和箍筋6设置在钢筋混凝土柱2的边缘处，因此其内部就具有允许钢柱1的伸入部3穿过的空间，使得伸入部3能够伸入钢筋混凝土柱2的内部。

钢筋混凝土柱2内部还设置有折弯钢筋7，折弯钢筋7具有至少一个第一固定段7-1和至少一个第二固定段7-2，折弯钢筋7通过第一固定段7-1与钢柱1的伸入部3固定，折弯钢筋7通过第二固定段7-2与竖向纵筋5固定，通过折弯钢筋7将钢筋凝土柱2内部的钢筋结构与钢柱1的伸入部3连接成为一个整体。

本实施例中，为了实现钢筋混凝土柱2与钢柱1的最大连接强度，折弯钢筋7的数量与竖向纵筋的数量相同，每个竖向纵筋5对应设置一根折弯钢筋7。

具体的，钢柱1的四个角处固定一根折弯钢筋7，钢柱1的每个侧壁的对应设置一根折弯钢筋7，需要注意的是，侧壁上的第一固定段7-1的设置位置要错开焊接栓钉4的位置。

本实施例中，如图6所示，第一固定段7-1具有一段，第二固定段7-2具有两段，具体的，第一固定段7-1的一端通过过渡段7-3连接其中一个第二固定段7-2，第一固定段7-1的另一端通过过渡段7-3连接另一个第二固定段7-2，过渡段7-3和第一固定段7-1、第二固定段7-2均呈设定的钝角设置，以防止采用90°折弯之间过渡造成的应力集中现象，保证了折弯钢筋7的结构强度，延长了折弯钢筋7的使用寿命。

为了保证两个第二固定段7-2能够与竖向纵筋5连接，两个第二固定段7-2的轴线位于同一条直线上，即两个第二固定段7-2同轴设置。

通过设置过渡段7-3与第一固定段7-1、第二固定段7-2之间的夹角，第一固定段7-1在钢柱1上的固定位置，能够使得第二固定段7-2与竖向纵筋5进行连接。

在其他一些实施例中，设置一个第二固定段7-2，第二固定段7-2的一端通过过渡段7-3与一个第一固定段7-1连接，第二固定段7-2的另一端通过过渡段7-3与另一个第一固定段7-1连接，或者，设置多个交替设置的第一固定段7-1和第二固定段7-2，第一固定段7-1和第二固定段7-2之间设置过渡段7-3，第一固定段7-1和第二固定段7-2设置两个或三个或更多个。

本实施例中，设置一个第一固定段7-1和两个第二固定段7-2，在满足固定强度的前提下，减少了折弯钢筋7与钢柱的焊接工作量，缩短了施工周期，降低了劳动强度。

为了方便折弯钢筋7的制作，本实施例中的折弯钢筋7采用同一根钢筋进行折弯即可，折弯钢筋7、竖向纵筋5及箍筋6的规格可根据工程需要进行设置。

传统的钢柱与混凝土柱连接方式为将钢柱与混凝土柱内部的竖向纵筋焊接，为了使得竖向纵筋与钢柱进行焊接固定，因此钢柱必须与混凝土柱同轴设置，而且使得混凝土柱的截面尺寸受到了限制，本实施例中由于设置了折弯钢筋7，与传统的将钢筋凝土柱的竖向纵筋与钢柱焊接相比，无需使得钢柱1和钢筋混凝土柱2必须同轴设置，因此降低了钢柱1与钢筋混凝土柱2相对位置的要求，上部混凝土柱2的位置和截面形状均可以进行灵活调整。而且与传统的方法相比，折弯钢筋7的位置人工设置即可，不受其他结构的限制，位置调节灵活，更加方便折弯钢筋7与钢柱1的焊接固定。

例如，当钢筋混凝土柱2向钢柱1的第一侧壁方向偏离时，第一侧壁上固定的折弯钢筋7的过渡段7-3与第一固定段7-1、第二固定段7-2之间的夹角小于第二侧壁上固定的折弯钢筋7的过渡段7-3与第一固定段7-1、第二固定段7-2之间的夹角，此时通过调节折弯钢筋7的过渡段7-3与第一固定段7-1、第二固定段7-2的夹角，能够使得第一固定段7-1能够与钢柱1固定，第二固定段7-2能够与竖向纵筋5固定。

本实施例中，可通过调节折弯钢筋7的尺寸，进而使得折弯钢筋7能够实现与钢柱1和竖向纵筋5进行连接，进而使得钢筋混凝土柱2的截面尺寸不受限制。

当钢筋混凝土柱2的截面为不规则形状时，可以根据实际需要调节第一固定段7-1在钢柱1外表面的焊接位置及过渡段7-3与第一固定段7-1、第二固定段7-2之间的夹角，以使得折弯钢筋7能够将钢柱1与竖向纵筋5进行连接固定。

本实施例中，由于钢柱1不方便与钢筋进行绑扎固定，因此，第一固定段7-1焊接固定在钢柱1的外表面，第二固定段7-2与竖向纵筋5采用绑扎或焊接的方式进行固定，为了缩短施工时间，降低施工难度，第二固定段7-2与竖向纵筋5采用绑扎的方式进行固定，第二固定段7-2与竖向纵筋5平行，为了保证固定强度，在沿第二固定段7-2和竖向纵筋5轴线方向的多个位置处进行绑扎。本实施例中采用铁丝将钢筋进行绑扎即可，第二固定段7-2与竖向纵筋5的绑扎、竖向纵筋5与箍筋6的绑扎采用现有钢筋绑扎方式即可，在此不进行详细叙述。

本实施例所述的混凝土柱与钢柱连接结构的施工方法，包括以下步骤：

步骤1：对钢柱1进行吊装施工，调节钢柱的位置，使得钢柱1的伸入部3能够满足伸入钢筋混凝土柱2的需求，钢柱1的施工采用现有施工方法进行即可。

步骤2：在钢柱1的伸入部3的外表面焊接多个组栓钉4，多组栓钉4沿钢柱1的伸入部3的轴线方向分布，确保栓钉4与钢柱的焊接强度，以避免后续浇注混凝土时栓钉4与钢柱1脱离。

步骤3:将预先制作好的钢筋笼结构吊装就位，钢筋笼结构由多个竖向纵筋5和箍筋6相互绑扎构成，钢筋笼结构的放置位置与待浇注的钢筋混凝土柱2的位置相匹配，钢柱1的伸入部3伸入钢筋笼结构的内部空间。

步骤4：对折弯钢筋7进行施工，折弯钢筋7预先进行加工，将过渡段7-3与第一固定段7-1、第二固定段7-2之间的夹角折弯至设定角度，设定角度满足折弯钢筋7与钢柱1和竖向纵筋5的固定需求，设定角度可采用预先进行计算得到，具体的，将折弯钢筋7的第一固定段7-1通过焊接的方法与钢柱1的外表面焊接固定，焊缝长度需满足设定要求，将折弯钢筋7的两个第二固定段7-2通过铁丝绑扎的方式与竖向纵筋5固定，为了保证第二固定段7-2与竖向纵筋5的固定强度，在多处位置使用铁丝对竖向纵筋5和第二固定段7-2进行绑扎固定，具体的将第二固定段7-2两个端部与竖向纵筋5绑扎固定，第二固定段7-2中部的绑扎位置根据实际需要进行设置即可，可设置一个或两个或更多个绑扎位置。

采用相同的方法，将多个与竖向纵筋5对应的折弯钢筋7与钢柱1和竖向纵筋5固定，通过折弯钢筋7将钢柱1和竖向纵筋5固定为一个整体，提高了钢柱1与钢筋混凝土柱2的连接强度。

步骤4：带折弯钢筋7施工完成后，开始支设用于浇注混凝土柱的模板，模板采用现有的截面为矩形的钢筋混凝土柱浇注用模板即可，模板支设完成后，开始向模板和钢柱之间的空间内浇注混凝土，形成钢筋混凝土柱2，混凝土的浇注方法采用现有的混凝土柱浇注工艺即可，待混凝土达到设定强度后，拆除用于浇注混凝土柱的模板以备下个钢筋混凝土柱浇注使用，模板拆除完成后完成了混凝土柱与钢柱连接结构的施工。

实施例2

本实施例提供了一种建筑物，设置有实施例1所述的混凝土柱与钢柱的连接结构，其中钢筋混凝土柱2支撑于楼板上，建筑物的其他结构采用现有结构即可，其具体结构在此不进行详细叙述。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种混凝土柱与钢柱的连接结构，包括钢柱和钢筋混凝土柱，其特征在于，钢柱具有伸入钢筋混凝土柱柱内的伸入部，钢筋混凝土柱内部还埋设有多个折弯钢筋，折弯钢筋具有第一固定段和第二固定段，折弯钢筋通过第一固定段与钢柱的伸入部固定，折弯钢筋通过第二固定段与钢筋混凝土柱内部的钢筋结构固定。

2.如权利要求1所述的一种混凝土柱与钢柱的连接结构，其特征在于，所述钢柱的伸入部外侧面设置有多个栓钉。

3.如权利要求2所述的一种混凝土柱与钢柱的连接结构，其特征在于，所述栓钉设置有多组，度组栓钉沿钢柱的轴线方向等间隔设置。

4.如权利要求1所述的一种混凝土柱与钢柱的连接结构，其特征在于，所述钢筋混凝土柱内部的钢筋结构包括多个竖向纵筋和将多个竖向纵筋连接的多个箍筋，折弯钢筋的第二固定段与竖向纵筋固定连接。

5.如权利要求1所述的一种混凝土柱与钢柱的连接结构，其特征在于，折弯钢筋的数量与竖向纵筋的数量相同。

6.如权利要求1所述的一种混凝土柱与钢柱的连接结构，其特征在于，所述第一固定段与钢柱的伸入部焊接固定。

7.如权利要求1所述的一种混凝土柱与钢柱的连接结构，其特征在于，所述第二固定段与钢筋混凝土柱内的钢筋结构绑扎固定。

8.如权利要求1所述的一种混凝土柱与钢柱的连接结构，其特征在于，折弯钢筋的第一固定段和第二固定段交替设置，且第一固定段与第二固定段之间设置有过渡段，多个第二固定段同轴设置。

9.如权利要求8所述的一种混凝土柱与钢柱的连接结构，其特征在于，过渡段与第一固定段、第二固定段呈设定的钝角设置。

10.一种建筑物，其特征在于，设置有权利要求1-9任一项所述的混凝土柱与钢柱的连接结构。

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