CN219196277U - 一种钢管混凝土组合剪力墙结构的节点连接构造 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钢管混凝土组合剪力墙结构的节点连接构造，一种钢管混凝土组合剪力墙结构的节点连接构造，包括剪力墙以及与剪力墙连接的钢梁；剪力墙包括钢管组件以及与钢管组件连接的边缘钢骨柱，边缘钢骨柱内设置有节点横隔板；钢梁包括钢梁上翼缘以及与钢梁上翼缘间隔设置的钢梁下翼缘，钢梁上翼缘和钢梁下翼缘之间设置有钢梁腹板，节点横隔板设置在钢梁上翼缘和钢梁下翼缘的相同高度位置上。本实用新型的节点连接构造既能够顺利完成钢管组件内混凝土的灌注，又不影响住宅室内使用功能和美观，在钢梁与钢管混凝土剪力墙刚接时，实现连接节点处内力的安全传递。

Description

一种钢管混凝土组合剪力墙结构的节点连接构造

技术领域

本实用新型涉及建筑结构技术领域，尤其是一种钢管混凝土组合剪力墙结构的节点连接构造。

背景技术

钢管混凝土组合截面具有良好的抗震性能和综合成本效益，被广泛用作结构竖向受力构件。钢管混凝土柱需在钢梁上、下翼缘对应标高位置设置贯通钢管横截面的内横隔板，采用刚性连接的梁柱之间才能安全可靠地完成内力传递，为了在钢管内灌注混凝土，需在内横隔板中部留设直径至少为φ150mm的混凝土灌注孔，开设灌注孔后剩余的内横隔板需满足一定尺寸要求，才能保证刚性节点传力安全性。在住宅建筑中采用钢管混凝土组合截面技术时，为了解决结构刚度和室内凸柱问题，需采用钢管混凝土剪力墙作为结构竖向受力构件，此时由于剪力墙厚度方向尺寸较小，设置内横隔板无法同时满足混凝土灌注洞口尺寸和刚性节点传力要求，目前只能将钢管的内横隔板取消，在钢管混凝土剪力墙外部钢梁上、下翼缘对应标高处增设外横隔板也称外环板，环绕在钢管外侧，完成节点传力。但上述外横隔板的设置影响了住宅室内使用功能和美观，极大制约着该结构技术在住宅建筑中的应用。

在中国专利文献上公开的“一种装配式钢板混凝土组合剪力墙与钢梁的半刚性节点结构”，其公开号为CN212984274U，包括钢板混凝土组合剪力墙及钢梁，所述钢板混凝土组合剪力墙通过预留梁端与钢梁连接，所述预留梁端与钢板混凝土组合剪力墙之间固定连接，所述预留梁端通过可调节连接件与钢梁连接,所述预留梁端包括封板及水平板，所述水平板为两组分别水平安装在封板的顶端及底端，水平板之间的封板上安装有竖板，顶端水平板及底端水平板两侧端面上分别设置有开口向外的弧形槽，但是公开号为CN212984274U的中国专利的结构与本实用新型的结构不同，且不能解决上述的问题。

实用新型内容

本实用新型解决了目前的节点连接构造在保证现场混凝土顺利灌注前提下，无法兼容刚性节点传力要求、室内使用功能和美观的问题，提出一种钢管混凝土组合剪力墙结构的节点连接构造，能够顺利完成钢管内的混凝土灌注，又不影响住宅室内使用功能和美观，在钢梁与钢管混凝土剪力墙刚接时，实现连接节点处内力的安全传递。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种钢管混凝土组合剪力墙结构的节点连接构造，包括剪力墙以及与剪力墙连接的钢梁；所述剪力墙包括钢管组件以及与钢管组件连接的边缘钢骨柱，所述边缘钢骨柱内设置有节点横隔板；所述钢梁包括钢梁上翼缘以及与钢梁上翼缘间隔设置的钢梁下翼缘，所述钢梁上翼缘和钢梁下翼缘之间设置有钢梁腹板，所述节点横隔板分别与钢梁上翼缘和钢梁下翼缘在同一高度平面上。

本实用新型中，边缘钢骨柱与钢管组件预先焊接为整体；节点横隔板的平面尺寸不凸出剪力墙墙厚的范围，与边缘钢骨柱预先焊接为整体，本实用新型的设置，取消了钢管组件内横隔板，满足钢管组件内混凝土灌注需求；也解决了目前不带边缘钢骨柱的钢管混凝土剪力墙设置环绕在钢管外侧的横隔板后影响住宅室内使用功能和美观的问题。

作为优选，所述钢管组件包括矩形钢管以及钢管纵向隔板，所述矩形钢管和所述钢管纵向隔板垂直设置。

本实用新型中，钢管纵向隔板沿墙高方向设置，可减小墙长方向钢管板件的无支长度，提高钢管的局部稳定，同时抵抗截面的部分拉、压应力。当矩形钢管沿墙长方向尺寸不大时，也可根据受力情况，不设置钢管纵向钢板；除钢管纵向隔板外不设置其他内部钢板，使矩形钢管内部形成沿墙高方向通畅无阻碍的空腔，方便施工现场顺利灌注混凝土。

作为优选，所述边缘钢骨柱包括边缘钢骨柱翼缘以及边缘钢骨柱腹板，所述边缘钢骨柱腹板的两侧分别与钢管组件和边缘钢骨柱翼缘连接。

本实用新型中，边缘钢骨柱设置在矩形钢管沿墙长方向的两端外侧；边缘钢骨柱也可仅在钢梁连接侧设置；边缘钢骨柱内设置的节点横隔板，用于传递扩散钢管混凝土组合剪力墙与钢梁之间节点连接处局部集中应力。

作为优选，所述边缘钢骨柱和钢梁的连接节点处对称设置有节点加强盖板，所述节点加强盖板的中心与钢梁中心在高度方向上重合，所述节点加强盖板的边界设置在所述钢梁上翼缘和钢梁下翼缘形成的节点域的外侧。

本实用新型中，当剪力墙与钢梁连接节点处内力较大，局部应力超过材料限值时，在边缘钢骨柱与钢梁连接处设置节点加强盖板，节点加强盖板沿墙长方向并在钢管组件平面内进行对称设置，降低连接节点附近钢板应力值，保证结构局部安全。

作为优选，所述边缘钢骨柱还连接有牛担板，所述牛担板与钢梁腹板通过螺栓连接。

本实用新型中，在使用时，将钢梁腹板和牛担板连接，具体采用摩擦性高强度螺栓进行连接，钢梁上翼缘和钢梁下翼缘与边缘钢骨柱翼缘使用等强度全熔透对接焊缝进行连接。

作为优选，所述边缘钢骨柱还连接有牛腿梁，所述牛腿梁包括牛腿梁腹板以及设置在牛腿梁腹板两侧的牛腿梁上翼缘和牛腿梁下翼缘。

本实用新型中，边缘钢骨柱与牛腿梁预先进行焊接。

作为优选，所述牛腿梁腹板与钢梁腹板通过螺栓和连接板连接，所述牛腿梁上翼缘和牛腿梁下翼缘分别与所述钢梁上翼缘和钢梁下翼缘焊接。

本实用新型中，钢梁腹板与牛腿梁腹板具体采用摩擦型高强度螺栓和一块连接板进行单面拼接或者两块连接板进行双面拼接，钢梁上翼缘和钢梁下翼缘分别与牛腿梁上翼缘和牛腿梁下翼缘使用等强度全熔透对接焊缝进行连接；实现连接节点处内力的安全传递。

作为优选，所述节点横隔板的厚度分别与所述钢梁上翼缘和钢梁下翼缘的厚度相等。

本实用新型中，节点横隔板分别与钢梁上翼缘和钢梁下翼缘的厚度相等，保证连接节点传力安全。

作为优选，所述钢梁上翼缘和钢梁下翼缘与所述边缘钢骨柱翼缘焊接，所述钢梁腹板与边缘钢骨柱翼缘焊接。

本实用新型中，钢梁上翼缘和钢梁下翼缘与边缘钢骨柱翼缘具体使用等强度全熔透对接焊缝进行连接。

作为优选，所述钢管组件内灌注有混凝土。

本实用新型中，具体灌注无收缩高强度混凝土，提升结构性能。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的一种钢管混凝土组合剪力墙结构的节点连接构造，既能够顺利完成矩形钢管内混凝土的灌注；又能通过设置在剪力墙端部的边缘钢骨柱和节点横隔板，在钢梁与剪力墙刚接时，实现连接节点处内力的安全传递，同时不影响住宅室内使用功能和美观，解决了钢管混凝土剪力墙在住宅建筑中的应用技术难题。

附图说明

图1是本实用新型一种钢管混凝土组合剪力墙结构的节点连接构造的立面图；

图2是本实用新型一种钢管混凝土组合剪力墙结构的节点连接构造剪力墙的断面图；

图3是本实用新型一种钢管混凝土组合剪力墙结构的节点连接构造钢梁的断面图；

图4是本实用新型一种钢管混凝土组合剪力墙结构的节点连接构造增设节点加强盖板的立面图；

图5是本实用新型一种钢管混凝土组合剪力墙结构的节点连接构造增设节点加强盖板的断面图；

图6是本实用新型一种钢管混凝土组合剪力墙结构的节点连接构造实施例2的立面图；

图7是本实用新型一种钢管混凝土组合剪力墙结构的节点连接构造实施例3的立面图；

其中，1、剪力墙 1.1、钢管组件 1.11、矩形钢管 1.12、钢管纵向隔板 1.2、边缘钢骨柱1.21、边缘钢骨柱翼缘 1.22、边缘钢骨柱腹板 1.23、节点横隔板 1.24、节点域 1.3、混凝土 1.4、牛担板 1.5、牛腿梁 1.51、牛腿梁上翼缘 1.52、牛腿梁下翼缘 1.53、牛腿梁腹板 1.6、节点加强盖板 2、钢梁 2.1、钢梁上翼缘 2.2、钢梁下翼缘 2.3、钢梁腹板 3.1、螺栓 3.2、焊缝 3.3、连接板。

具体实施方式

实施例1：

本实施例提出一种钢管混凝土组合剪力墙结构的节点连接构造，参考图1、图2和图3，包括剪力墙1以及与剪力墙1连接的钢梁2；剪力墙1包括钢管组件1.1以及与钢管组件1.1连接的边缘钢骨柱1.2，边缘钢骨柱1.2内设置有节点横隔板1.23；钢梁2包括钢梁上翼缘2.1以及与钢梁上翼缘2.1间隔设置的钢梁下翼缘2.2，钢梁上翼缘2.1和钢梁下翼缘2.2之间设置有钢梁腹板2.3，节点横隔板1.23分别与钢梁上翼缘2.1和钢梁下翼缘2.2在同一高度平面上。具体的，节点横隔板1.23设置有四块，即节点横隔板1.23所在的平面分别与钢梁上翼缘2.1和钢梁下翼缘2.2所在平面的高度相同，更具体的，节点横隔板1.23包括上节点横隔板和下节点横隔板，上节点横隔板包括第一上节点横隔板和第二上节点横隔板，第一上节点横隔板和第二上节点横隔板关于边缘钢骨柱腹板1.22对称，上节点横隔板所在平面与钢梁上翼缘2.1所在平面相同；下节点横隔板包括第一下横隔板和第二下横隔板，第一下横隔板和第二下横隔板关于边缘钢骨柱腹板1.22对称，下节点横隔板所在平面与钢梁下翼缘2.2所在平面相同；在本实用新型的图示中，图1、图4、图6和图7，X轴方向为墙长方向，Y轴方向为墙高方向，图2中的Z轴方向为墙厚方向。

本实施例中，边缘钢骨柱1.2采用工厂型材化轧制的T型钢、工字钢或H型钢，减少钢骨柱板件之间的组焊焊缝；钢梁2为工字钢。

参考图1和图2，钢管组件1.1包括矩形钢管1.11以及钢管纵向隔板1.12，矩形钢管1.11和钢管纵向隔板1.12垂直设置。本实施例中，矩形钢管1.11选用工厂型材化轧制的矩形钢管，减少矩形钢管板件之间的组焊焊缝。

参考图1和图2，边缘钢骨柱1.2包括边缘钢骨柱翼缘1.21以及边缘钢骨柱腹板1.22，边缘钢骨柱腹板1.22的两侧分别与钢管组件1.1和边缘钢骨柱翼缘1.21连接。此外，边缘钢骨柱1.2与钢梁2进行连接。

参考图4和图5，边缘钢骨柱1.2和钢梁2的连接节点处对称设置有节点加强盖板1.6，节点加强盖板1.6的中心与钢梁2中心在高度方向上重合，节点加强盖板1.6的边界设置在钢梁上翼缘2.1和钢梁下翼缘2.2形成的节点域1.24的外侧。本实施例中，节点加强盖板1.6的上下边界分别从钢梁的上翼缘和钢梁下翼缘边界外扩0-500mm，具体尺寸根据实际的计算结果确定。

参考图1至图3，节点横隔板1.23的厚度分别与钢梁上翼缘2.1和钢梁下翼缘2.2的厚度相等。钢梁上翼缘2.1和钢梁下翼缘2.2分别与边缘钢骨柱翼缘1.21焊接。钢梁腹板2.3与边缘钢骨柱翼缘1.21焊接。本实施例中，钢梁上翼缘2.1和钢梁下翼缘2.2与边缘钢骨柱翼缘1.21通过焊缝3.2进行连接，具体使用等强度全熔透焊缝。钢梁腹板2.3与边缘钢骨柱翼缘1.21通过焊缝3.2进行连接，具体使用等强度全熔透焊缝或角焊缝。

此外，在钢管组件1.1内灌注有混凝土1.3。本实施例中，具体灌注无收缩高强度混凝土，增加结构强度和刚度，钢管组件1.1、边缘钢骨柱1.2以及混凝土1.3共同组成本实用新型的剪力墙1。

本实用新型中，边缘钢骨柱与钢管组件预先焊接为整体；节点横隔板的平面尺寸不凸出剪力墙墙厚的范围，与边缘钢骨柱在工厂预先焊接为整体，本实用新型的构造，取消了钢管组件内横隔板，满足钢管组件内混凝土灌注需求；也解决了目前不带边缘钢骨柱的钢管混凝土剪力墙设置环绕在钢管外侧的横隔板后影响住宅室内使用功能和美观的问题。

本实用新型中，钢管纵向隔板沿墙高方向设置，可减小墙长方向钢管板件的无支长度，提高钢管的局部稳定，同时抵抗截面的部分拉、压应力。当矩形钢管沿墙长方向尺寸不大时，也可根据受力情况，不设置钢管纵向钢板；除钢管纵向隔板外不设置其他内部钢板，使矩形钢管内部形成沿墙高方向通畅无阻碍的空腔，方便施工现场顺利灌注混凝土。

本实用新型中，边缘钢骨柱设置在矩形钢管沿墙长方向的两端外侧；边缘钢骨柱也可仅在钢梁连接侧设置，用于传递钢梁与钢管混凝土组合剪力墙之间的内力；而边缘钢骨柱内设置的节点横隔板，用于传递扩散节点连接处局部集中应力。

本实用新型中，当剪力墙与钢梁连接节点处内力较大，局部应力超过材料限值时，在边缘钢骨柱与钢梁连接处设置节点加强盖板，节点加强盖板沿墙长方向并在钢管组件平面内进行对称设置，降低连接节点附近钢板应力值，保证结构局部安全。

本实施例的具体实施过程如下：沿墙高方向一定尺寸的钢管组件和边缘钢骨柱，连同节点横隔板（和节点加强盖板）一起在工厂完成预制并焊接为整体，运输至施工现场吊装并采用焊缝将钢梁翼缘、腹板与边缘钢骨柱连接固定后，在钢管组件空腔内灌注混凝土，待混凝土凝固后，与钢管组件和边缘钢骨柱形成组合截面，共同作为结构的竖向受力构件参与结构整体分析计算，承受由钢梁传递的弯矩、剪力、轴力等内力。边缘钢骨柱通过设置不凸出墙厚方向的节点横隔板（和节点加强盖板）形成节点域，实现内力传递时连接节点处结构的局部安全性。

剪力墙设计时，边缘钢骨柱与钢管混凝土作为组合截面，进行剪力墙刚度和强度的计算，综合考虑钢材和混凝土的材料特性，确定合理的截面尺寸。钢梁连接侧的边缘钢骨柱沿墙长方向的尺寸根据钢梁端部内力设计值计算确定，在钢梁端内力作用下，使节点域附近的连接焊缝和钢材的应力不超过材料允许应力，保证结构整体和局部的安全性。通过局部加厚或增加边缘钢骨柱节点域附近钢板，减小边缘钢骨柱沿墙长方向的尺寸，增加钢管组件尺寸，提高混凝土工作承担系数，减少钢材使用量，降低建造成本。钢管组件内灌注无收缩高强度混凝土，可以进一步增加混凝土在组合截面中的工作承担系数，相同应力水平下，减少钢材使用量，降低建造成本。

实施例2

本实用新型提出另一种实施方式，在实施例1的基础上，在边缘钢骨柱1.2连接有牛担板1.4，牛担板1.4与钢梁腹板2.3通过螺栓3.1连接。具体的，参考图6，边缘钢骨柱1.2与牛担板1.4在工厂焊接为整体，钢梁腹板2.3与牛担板1.4在施工现场使用摩擦型高强度螺栓进行连接，钢梁上翼缘2.1和钢梁下翼缘2.2分别与边缘钢骨柱翼缘1.21在施工现场使用等强度全熔透对接焊缝进行连接。如此剪力墙1与钢梁2连接后，既能够顺利完成矩形钢管1.11内混凝土的灌注；又能通过设置在剪力墙1端部的边缘钢骨柱1.2和其内不凸出墙厚范围的节点横隔板1.23，在钢梁2与剪力墙刚接时，实现连接节点处内力的安全传递，同时不影响住宅室内使用功能和美观，解决了钢管混凝土剪力墙在住宅建筑中的应用技术难题。

实施例3

本实用新型还提出第三种实施方式，在实施例1的基础上，在边缘钢骨柱1.2上连接有牛腿梁1.5，牛腿梁1.5包括牛腿梁腹板1.53以及设置在牛腿梁腹板1.53两侧的牛腿梁上翼缘1.51和牛腿梁下翼缘1.52，牛腿梁腹板1.53与钢梁腹板2.3通过螺栓3.1和连接板3.3连接，牛腿梁上翼缘1.51和牛腿梁下翼缘1.52分别与钢梁上翼缘2.1和钢梁下翼缘2.2焊接。具体的，参考图7，牛腿梁1.5与钢梁2.3通过焊缝3.2、螺栓3.1和连接板3.3连接。牛腿梁1.5与边缘钢骨柱1.2在工厂焊接为整体，牛腿梁上翼缘1.51和牛腿梁下翼缘1.52在施工现场分别与钢梁上翼缘2.1和钢梁下翼缘2.2使用等强度全熔透对接焊缝进行连接。钢梁腹板2.3和牛腿梁腹板1.53之间在施工现场使用摩擦型高强度螺栓和一块连接板3.3进行单面拼接或者两块连接板3.3进行双面拼接。如此，剪力墙1与钢梁2连接后，既能够顺利完成矩形钢管1.11内混凝土的灌注；又能通过设置在剪力墙1端部的边缘钢骨柱1.2和其内不凸出墙厚范围的节点横隔板1.23，在钢梁2与剪力墙1刚接时，实现连接节点处内力的安全传递，同时不影响住宅室内使用功能和美观，解决了钢管混凝土剪力墙在住宅建筑中的应用技术难题。

上述实施例是对本实用新型的进一步阐述和说明，以便于理解，并不是对本实用新型的任何限制，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钢管混凝土组合剪力墙结构的节点连接构造，其特征在于，包括剪力墙（1）以及与剪力墙（1）连接的钢梁（2）；所述剪力墙（1）包括钢管组件（1.1）以及与钢管组件（1.1）连接的边缘钢骨柱（1.2），所述边缘钢骨柱（1.2）内设置有节点横隔板（1.23）；所述钢梁（2）包括钢梁上翼缘（2.1）以及与钢梁上翼缘（2.1）间隔设置的钢梁下翼缘（2.2），所述钢梁上翼缘（2.1）和钢梁下翼缘（2.2）之间设置有钢梁腹板（2.3），所述节点横隔板（1.23）分别与钢梁上翼缘（2.1）和钢梁下翼缘（2.2）在同一高度平面上。

2.根据权利要求1所述的一种钢管混凝土组合剪力墙结构的节点连接构造，其特征在于，所述钢管组件（1.1）包括矩形钢管（1.11）以及钢管纵向隔板（1.12），所述矩形钢管（1.11）和所述钢管纵向隔板（1.12）垂直设置。

3.根据权利要求1或2所述的一种钢管混凝土组合剪力墙结构的节点连接构造，其特征在于，所述边缘钢骨柱（1.2）包括边缘钢骨柱翼缘（1.21）以及边缘钢骨柱腹板（1.22），所述边缘钢骨柱腹板（1.22）的两侧分别与钢管组件（1.1）和边缘钢骨柱翼缘（1.21）连接。

4.根据权利要求1所述的一种钢管混凝土组合剪力墙结构的节点连接构造，其特征在于，所述边缘钢骨柱（1.2）和钢梁（2）的节点连接处对称设置有节点加强盖板（1.6），所述节点加强盖板（1.6）的中心与钢梁（2）中心在高度方向上重合，所述节点加强盖板（1.6）的边界设置在所述钢梁上翼缘（2.1）和钢梁下翼缘（2.2）形成的节点域（1.24）的外侧。

5.根据权利要求3所述的一种钢管混凝土组合剪力墙结构的节点连接构造，其特征在于，所述边缘钢骨柱（1.2）还连接有牛担板（1.4），所述牛担板（1.4）与钢梁腹板（2.3）通过螺栓（3.1）连接。

6.根据权利要求3所述的一种钢管混凝土组合剪力墙结构的节点连接构造，其特征在于，所述边缘钢骨柱（1.2）还连接有牛腿梁（1.5），所述牛腿梁（1.5）包括牛腿梁腹板（1.53）以及设置在牛腿梁腹板（1.53）两侧的牛腿梁上翼缘（1.51）和牛腿梁下翼缘（1.52）。

7.根据权利要求6所述的一种钢管混凝土组合剪力墙结构的节点连接构造，其特征在于，所述牛腿梁腹板（1.53）与钢梁腹板（2.3）通过螺栓（3.1）和连接板（3.3）连接，所述牛腿梁上翼缘（1.51）和牛腿梁下翼缘（1.52）分别与所述钢梁上翼缘（2.1）和钢梁下翼缘（2.2）焊接。

8.根据权利要求1所述的一种钢管混凝土组合剪力墙结构的节点连接构造，其特征在于，所述节点横隔板（1.23）的厚度分别与所述钢梁上翼缘（2.1）和钢梁下翼缘（2.2）的厚度相等。

9.根据权利要求3所述的一种钢管混凝土组合剪力墙结构的节点连接构造，其特征在于，所述钢梁上翼缘（2.1）和钢梁下翼缘（2.2）与所述边缘钢骨柱翼缘（1.21）焊接，所述钢梁腹板（2.3）与边缘钢骨柱翼缘（1.21）焊接。

10.根据权利要求1或2所述的一种钢管混凝土组合剪力墙结构的节点连接构造，其特征在于，所述钢管组件（1.1）内灌注有混凝土（1.3）。

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