CN219451092U - 一种钢管混凝土柱与钢梁的连接节点结构 - Google Patents

Abstract

一种钢管混凝土柱与钢梁的连接节点结构，涉及梁柱节点结构技术领域，包括方钢管混凝土柱、工字钢梁及连接节点结构，所述的连接节点结构包括竖向肋板、加强端板、翼缘连接板、腹板连接板、竖向连接板、高强螺栓、三角加劲肋、预制劲性骨架。本新型通过综合考虑钢管混凝土柱自身的结构、连接节点的结构、使用高强螺栓的配比，对现有的钢管混凝土柱梁节点结构进行改进，在保证连接节点结构及方钢管混凝土柱自身的结构稳定性的基础上，可显著提高梁柱连接节点结构的装配效率，并减少因螺栓松动导致的连接节点结构失效的风险。

Description

一种钢管混凝土柱与钢梁的连接节点结构

技术领域

本新型涉及梁柱节点结构技术领域，具体涉及一种钢管混凝土柱与钢梁的连接节点结构。

背景技术

钢管混凝土柱是指由钢管作为外包骨架，内部填充混凝土而形成的一种受力构件。其不但可以显著减少混凝土的开裂，还可以提高外包钢管的支撑作用。梁柱节点是钢结构体系中最重要的节点，它直接影响着结构的施工速度以及装配化程度，因此梁柱节点应尽量多采用便于操作的高强螺栓连接，并且螺栓的布置应尽可能易于工人现场紧固，但是如果大量使用螺栓，因为螺栓配合过程容易松动，虽然较为方便，也会导致节点的连接结构松动。另外，钢管混凝土柱与钢梁之间的连接节点的牢固程度不但取决于节点本身设计的合理性，还涉及到钢管混凝土柱本身的牢固性，尤其是地震条件下，若钢管混凝土柱自身受到损坏或者变形严重，也很容易导致节点失效。

综上所述，为了保证梁柱之间连接的可靠性，有必要综合考虑钢管混凝土柱自身的结构、连接节点的结构、使用高强螺栓的配比等因素，因此，本新型做出了技术改进。

实用新型内容

本新型提供了一种钢管混凝土柱与钢梁的连接节点结构，通过综合考虑钢管混凝土柱自身的结构、连接节点的结构、使用高强螺栓的配比，对现有的钢管混凝土柱梁节点结构进行改进。

为达到上述目的，本新型技术方案为：

一种钢管混凝土柱与钢梁的连接节点结构，包括方钢管混凝土柱、工字钢梁及连接节点结构，所述的连接节点结构包括竖向肋板、加强端板、翼缘连接板、腹板连接板、竖向连接板、高强螺栓，所述的方钢管混凝土柱朝向工字钢梁的一端焊接有加强端板，加强端板的外表面上下端与工字钢梁上、下翼缘板相对处分别焊接有翼缘连接板，2个翼缘连接板之间设有腹板连接板，所述的腹板连接板与工字钢梁的腹板相对设置，腹板连接板的一端与加强端板焊接，另一端与腹板的端部焊接，腹板连接板的上下端分别与对应的翼缘连接板的内表面焊接，翼缘连接板的端部与上或下翼缘板的端部焊接，2个所述的翼缘连接板的两侧均设有竖向肋板，所述的竖向肋板的内表面与方钢管混凝土柱的侧壁紧密贴合，并分别与方钢管混凝土柱的侧壁、翼缘连接板的侧端、加强端板的侧端焊接，所述的腹板连接板与腹板焊接处的两侧还分别设有竖向连接板，2块竖向连接板的内表面与腹板连接板及腹板的外表面紧密贴合，并通过高强螺栓分别与腹板连接板及腹板固定连接。

优选的，2块竖向连接板相对设置，竖向连接板上均匀分布有多个连接孔，与连接孔相对的腹板连接板及腹板上设有通孔，所述的高强螺栓贯穿相对的连接孔及通孔，并通过螺母锁紧。

优选的，所述的翼缘连接板的外表面与加强端板的外表面之间还焊接有多个三角加劲肋。

优选的，所述的竖向连接板的上下端分别于对应的翼缘连接板内表面、上或下翼缘板的内表面相抵，并在相抵处焊接。

优选的，所述的加强端板相对的方钢管混凝土柱内还设有预制劲性骨架结构。

优选的，所述的预制劲性骨架结构包括同轴设于方钢管混凝土柱内的方钢管以及焊接于方钢管外壁与方钢管混凝土柱钢管外壳内壁之间的自复位耗能机构。

优选的，所述的自复位耗能机构为低碳钢或形状记忆合金材料制成的耗能钢板，所述的耗能钢板的一端与方钢管外表面焊接，另一端与方钢管混凝土柱钢管外壳内壁焊接。

优选的，所述的耗能钢板有8个，8个耗能钢板关于方钢管的轴线均匀分布，所述的耗能钢板的上下端与方钢管上下端对齐，所述的方钢管的上下端分别高于加强端板的上端、低于加强端板的下端。

优选的，所述的方钢管混凝土柱内浇筑有纤维增强混凝土，通过纤维增强混凝土将预制劲性骨架、方钢管混凝土柱钢管外壳连接为一个整体。

本新型一种钢管混凝土柱与钢梁的连接节点结构的有益效果：

1、所述的方钢管混凝土柱朝向工字钢梁的一端焊接有加强端板，所述加强端板焊接于方钢管混凝土柱壁，避免了翼缘连接板和腹板连接板与方钢管混凝土柱壁直接焊接导致的应力集中，由于加强端板与方钢管混凝土柱的接触面积大，故减小了方钢管混凝土柱外壳因应力集中导致的变形。同时，通过加强端板也避免了工字钢梁受到超负荷的作用力时对方钢管混凝土柱外壳的直接破坏。

2、本新型的连接节点结构实际上构成了类似悬挑梁的结构，该结构可以与方钢管混凝土柱一起在预制工厂提前制备，这样会极大节省现场施工的工序，同时，由于方钢管混凝土柱自身不但没有被破坏，还得到加强，故保证了方钢管混凝土柱自身结构的稳定性。

3、所述的竖向连接板的上下端分别于对应的翼缘连接板内表面、上或下翼缘板的内表面相抵，并在相抵处焊接。如此设置，可使竖向连接板的上下端对翼缘连接板及上、下翼缘板进行限位，形成了榫卯结构，进一步增加了连接节点结构的强度。

4、在遇到地震等较大的震动灾害时，通过预制劲性骨架可增加连接节点结构位置处的方钢管混凝土柱的抗震能力，促进自复位，减少或者避免方钢管混凝土柱的钢管外壳的变形，从而避免因方钢管混凝土柱自身的结构原因导致的连接节点结构失效。

5、所述的方钢管混凝土柱内浇筑有纤维增强混凝土，通过纤维增强混凝土将预制劲性骨架、方钢管混凝土柱钢管外壳连接为一个整体，进一步增强了方钢管混凝土柱的抗震性能。

6、本新型通过综合考虑钢管混凝土柱自身的结构、连接节点的结构、使用高强螺栓的配比，对现有的钢管混凝土柱梁节点结构进行改进，在保证连接节点结构及方钢管混凝土柱自身的结构稳定性的基础上，可显著提高梁柱连接节点结构的装配效率，并减少因螺栓松动导致的连接节点结构失效的风险。

附图说明

图1、本新型的立体结构示意图；

图2、本新型的正视结构示意图；

图3、本新型的左视结构示意图；

图4、本新型的俯视结构示意图；

图5、本新型一种实施方式的示意图；

图6、本新型方钢管混凝土柱设有预制劲性骨架的剖视图；

图7、本新型方钢管混凝土柱设有预制劲性骨架的俯视图；

1-方钢管混凝土柱，2-竖向肋板，3-加强端板，4-翼缘连接板，5-腹板连接板，6-竖向连接板，7-三角加劲肋，8-高强螺栓，9-工字钢梁，10-方钢管，11-耗能钢板。

具体实施方式

以下所述，是以阶梯递进的方式对本新型的实施方式详细说明，该说明仅为本新型的较佳实施例而已，并非用于限定本新型的保护范围，凡在本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，均应包含在本新型的保护范围之内。

本新型的描述中，需要说明的是，术语“上”“下”“左”“右”“顶”“底”“内”“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了描述本新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本新型的限制。

实施例1

一种钢管混凝土柱与钢梁的连接节点结构，如图1-4所示，包括方钢管混凝土柱、工字钢梁及连接节点结构，所述的连接节点结构包括竖向肋板2、加强端板3、翼缘连接板4、腹板连接板5、竖向连接板6、高强螺栓8；

如图1-4所示，所述的方钢管混凝土柱1朝向工字钢梁9的一端焊接有加强端板3，所述加强端板焊接于方钢管混凝土柱壁，避免了翼缘连接板和腹板连接板与方钢管混凝土柱壁直接焊接导致的应力集中，由于加强端板与方钢管混凝土柱的接触面积大，故减小了方钢管混凝土柱外壳因应力集中导致的变形。同时，通过加强端板也避免了工字钢梁受到超负荷的作用力时对方钢管混凝土柱外壳的直接破坏。

如图1-4所示，所述的加强端板3的外表面上下端与工字钢梁上、下翼缘板相对处分别焊接有翼缘连接板4，2个翼缘连接板4之间设有腹板连接板5，所述的腹板连接板5与工字钢梁的腹板相对设置，腹板连接板5的一端与加强端板3焊接，另一端与腹板的端部焊接，腹板连接板5的上下端分别与对应的翼缘连接板4的内表面焊接，翼缘连接板4的端部与上或下翼缘板的端部焊接；本段的结构实际上构成了类似悬挑梁的结构，该结构可以与方钢管混凝土柱一起在预制工厂提前制备，这样会极大节省现场施工的工序，同时，由于方钢管混凝土柱自身不但没有被破坏，还得到加强，故保证了方钢管混凝土柱自身结构的稳定性。

如图1-4所示，2个所述的翼缘连接板4的两侧均设有竖向肋板2，所述的竖向肋板2的内表面与方钢管混凝土柱的侧壁紧密贴合，并分别与方钢管混凝土柱1的侧壁、翼缘连接板4的侧端、加强端板3的侧端焊接，所述的腹板连接板5与腹板焊接处的两侧还分别设有竖向连接板6，2块竖向连接板6的内表面与腹板连接板5及腹板的外表面紧密贴合，并通过高强螺栓8分别与腹板连接板5及腹板固定连接。通过设置竖向肋板2及竖向连接板6，一方面将方钢管混凝土柱的外壳与加强端板、翼缘连接板连接成一个整体，另一方面加强了腹板和腹板连接板连接的强度。

实施例2

在实施例1的基础上，本实施例公开了：

如图1-4所示，2块竖向连接板6相对设置，竖向连接板6上均匀分布有多个连接孔，与连接孔相对的腹板连接板5及腹板上设有通孔，所述的高强螺栓8贯穿相对的连接孔及通孔，并通过螺母锁紧。

如图1-4所示，所述的翼缘连接板4的外表面与加强端板3的外表面之间还焊接有多个三角加劲肋7。

实施例3

在实施例2的基础上，本实施例进一步改进为：

如图5所示，所述的竖向连接板6的上下端分别于对应的翼缘连接板4内表面、上或下翼缘板的内表面相抵，并在相抵处焊接。如此设置，可使竖向连接板的上下端对翼缘连接板4及上、下翼缘板进行限位，形成了榫卯结构，进一步增加了连接节点结构的强度。

实施例4

在实施例3的基础上，本实施例进一步改进为：

如图6、7所示，所述的加强端板3相对的方钢管混凝土柱1内还设有预制劲性骨架结构。

如图6、7所示，所述的预制劲性骨架结构包括同轴设于方钢管混凝土柱内的方钢管10以及焊接于方钢管10外壁与方钢管混凝土柱钢管外壳内壁之间的自复位耗能机构。

如图6、7所示，所述的自复位耗能机构为低碳钢或形状记忆合金材料制成的耗能钢板11，所述的耗能钢板11的一端与方钢管10外表面焊接，另一端与方钢管混凝土柱1钢管外壳内壁焊接。

如图6、7所示，所述的耗能钢板11有8个，8个耗能钢板11关于方钢管10的轴线均匀分布，所述的耗能钢板11的上下端与方钢管10上下端对齐，所述的方钢管10的上下端分别高于加强端板3的上端、低于加强端板的下端。

在遇到地震等较大的震动灾害时，通过预制劲性骨架可增加连接节点结构位置处的方钢管混凝土柱的抗震能力，促进自复位，减少或者避免方钢管混凝土柱的钢管外壳的变形，从而避免因方钢管混凝土柱自身的结构原因导致的连接节点结构失效。

实施例5

在实施例4的基础上，本实施例进一步改进为：

如图1-7所示，所述的方钢管混凝土柱1内浇筑有纤维增强混凝土，通过纤维增强混凝土将预制劲性骨架、方钢管混凝土柱钢管外壳连接为一个整体。

本新型在装配时，仅需要通过高强螺栓将腹板连接板、腹板、竖向连接板6连接，并在腹板连接板与腹板的对接处、翼缘连接板与上或下翼缘板对接处、竖向连接板6与翼缘连接板4及上或下翼缘板的相抵处进行现场焊接即可，其他部件均可在工厂预制成型，由于高强螺栓用量少，可极大降低大量使用高强螺栓带来的螺栓松动的风险，同时也提高了装配效率。

Claims (9)

1.一种钢管混凝土柱与钢梁的连接节点结构，其特征为：包括方钢管混凝土柱、工字钢梁及连接节点结构，所述的连接节点结构包括竖向肋板、加强端板、翼缘连接板、腹板连接板、竖向连接板、高强螺栓，所述的方钢管混凝土柱朝向工字钢梁的一端焊接有加强端板，加强端板的外表面上下端与工字钢梁上、下翼缘板相对处分别焊接有翼缘连接板，2个翼缘连接板之间设有腹板连接板，所述的腹板连接板与工字钢梁的腹板相对设置，腹板连接板的一端与加强端板焊接，另一端与腹板的端部焊接，腹板连接板的上下端分别与对应的翼缘连接板的内表面焊接，翼缘连接板的端部与上或下翼缘板的端部焊接，2个所述的翼缘连接板的两侧均设有竖向肋板，所述的竖向肋板的内表面与方钢管混凝土柱的侧壁紧密贴合，并分别与方钢管混凝土柱的侧壁、翼缘连接板的侧端、加强端板的侧端焊接，所述的腹板连接板与腹板焊接处的两侧还分别设有竖向连接板，2块竖向连接板的内表面与腹板连接板及腹板的外表面紧密贴合，并通过高强螺栓分别与腹板连接板及腹板固定连接。

2.如权利要求1所述的一种钢管混凝土柱与钢梁的连接节点结构，其特征为：2块竖向连接板相对设置，竖向连接板上均匀分布有多个连接孔，与连接孔相对的腹板连接板及腹板上设有通孔，所述的高强螺栓贯穿相对的连接孔及通孔，并通过螺母锁紧。

3.如权利要求2所述的一种钢管混凝土柱与钢梁的连接节点结构，其特征为：所述的翼缘连接板的外表面与加强端板的外表面之间还焊接有多个三角加劲肋。

4.如权利要求3所述的一种钢管混凝土柱与钢梁的连接节点结构，其特征为：所述的竖向连接板的上下端分别于对应的翼缘连接板内表面、上或下翼缘板的内表面相抵，并在相抵处焊接。

5.如权利要求4所述的一种钢管混凝土柱与钢梁的连接节点结构，其特征为：所述的加强端板相对的方钢管混凝土柱内还设有预制劲性骨架结构。

6.如权利要求5所述的一种钢管混凝土柱与钢梁的连接节点结构，其特征为：所述的预制劲性骨架结构包括同轴设于方钢管混凝土柱内的方钢管以及焊接于方钢管外壁与方钢管混凝土柱钢管外壳内壁之间的自复位耗能机构。

7.如权利要求6所述的一种钢管混凝土柱与钢梁的连接节点结构，其特征为：所述的自复位耗能机构为低碳钢或形状记忆合金材料制成的耗能钢板，所述的耗能钢板的一端与方钢管外表面焊接，另一端与方钢管混凝土柱钢管外壳内壁焊接。

8.如权利要求7所述的一种钢管混凝土柱与钢梁的连接节点结构，其特征为：所述的耗能钢板有8个，8个耗能钢板关于方钢管的轴线均匀分布，所述的耗能钢板的上下端与方钢管上下端对齐，所述的方钢管的上下端分别高于加强端板的上端、低于加强端板的下端。

9.如权利要求8所述的一种钢管混凝土柱与钢梁的连接节点结构，其特征为：所述的方钢管混凝土柱内浇筑有纤维增强混凝土，通过纤维增强混凝土将预制劲性骨架、方钢管混凝土柱钢管外壳连接为一个整体。