CN221118786U - 悬挑钢梁与混凝土梁的内插式节点装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种悬挑钢梁与混凝土梁的内插式节点装置，其包括悬挑钢梁、混凝土梁和多个抗剪栓钉，所述悬挑钢梁包括预埋段和悬挑段，所述预埋段连接于所述混凝土梁内，所述悬挑段的一端连接于所述预埋段，所述悬挑段的另一端沿远离所述混凝土梁的方向向外延伸并露出于所述混凝土梁的外表面，多个所述抗剪栓钉的一端连接于所述预埋段的底部和/或顶部，所述抗剪栓钉的另一端沿远离所述预埋段的方向向外延伸，且所述抗剪栓钉位于所述混凝土梁内。悬挑钢梁通过预埋段与混凝土梁相连接，通过在预埋段上设置抗剪栓钉来实现共同受力，从而无需采用“高支模”体系，降低了施工难度，提高了施工安全性，节约了施工成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种悬挑钢梁与混凝土梁的内插式节点装置。
背景技术
随着国家经济增长和城市化进程的发展，计算分析手段的完善，结构材料性能的提高，加工工艺的进步和施工技术水平的提升，更多体型新颖、奇特、突破传统造型的建筑不断出现。这类建筑往往会导致结构体系的复杂性，给结构设计和施工建造带来了新的难度和挑战。如高位悬挑结构体系，其在复杂结构体系中较为普遍。在施工阶段时，需搭设超高的模板支撑体系(简称“高支模”)后才能进行施工作业，常规的施工方式是搭设高位混凝土模板支撑体系，采用高位混凝土模板支撑系统(以下简称“高支模”)来实现施工作业，但是这种“高支模”支撑体系不仅需要组织专家进行方案论证，而且还会延长施工时间、加大人力及物力成本。此外在实际工程中，高支模体系发生倒塌的事故也屡见不鲜，造成了巨大的人员伤亡和财产损失，其安全隐患不容忽视。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的上述不足，本实用新型提供一种悬挑钢梁与混凝土梁的内插式节点装置。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
一种悬挑钢梁与混凝土梁的内插式节点装置，其包括悬挑钢梁、混凝土梁和多个抗剪栓钉，所述悬挑钢梁包括预埋段和悬挑段，所述预埋段连接于所述混凝土梁内，所述悬挑段的一端连接于所述预埋段，所述悬挑段的另一端沿远离所述混凝土梁的方向向外延伸并露出于所述混凝土梁的外表面，多个所述抗剪栓钉的一端连接于所述预埋段的底部和/或顶部，所述抗剪栓钉的另一端沿远离所述预埋段的方向向外延伸，且所述抗剪栓钉位于所述混凝土梁内。
进一步地，其中部分所述抗剪栓钉连接于所述悬挑段的顶部并向上延伸。
进一步地，所述预埋段的长度不小于所述悬挑段的长度。
进一步地，所述预埋段的长度不小于3.0hs，其中hs为所述悬挑钢梁的高度。
进一步地，所述悬挑钢梁贯通所述混凝土梁。
进一步地，所述悬挑钢梁为倒H型截面钢梁，多个所述抗剪栓钉分别连接于所述倒H型截面钢梁的顶部和底部；
或者，所述悬挑钢梁为箱型截面钢梁，多个所述抗剪栓钉分别连接于所述箱型截面钢梁的四周外表面。
进一步地，相邻两个所述抗剪栓钉之间的间距不大于200mm；
和/或，相邻两个所述抗剪栓钉之间间距不小于4d，其中d为所述抗剪栓钉的直径。
进一步地，所述抗剪栓钉中靠近所述混凝土梁的表面的端部与所述混凝土梁的表面之间的距离不小于15mm。
进一步地，所述预埋段的顶部与所述混凝土梁的顶面之间的间距不小于100mm。
进一步地，所述预埋段的两侧面分别与对应的所述混凝土梁的侧面之间的间距不得小于所述混凝土梁的宽度的1/3。
本实用新型的有益效果在于：
本实用新型的悬挑钢梁与混凝土梁的内插式节点装置，悬挑钢梁通过预埋段与混凝土梁相连接，通过在预埋段上设置抗剪栓钉来实现共同受力，从而无需采用“高支模”体系，降低了施工难度，提高了施工安全性，节约了施工成本。具有免模板、免支撑、安全高效、节约成本、提升装配率指标等多种优势。
附图说明
图1为本实用新型实施例的悬挑钢梁与混凝土梁的内插式节点装置的立体结构示意图。
图2为本实用新型实施例的悬挑钢梁与混凝土梁的内插式节点装置的结构示意图。
图3为本实用新型实施例的悬挑钢梁与混凝土梁的内插式节点装置的分解结构示意图。
图4为本实用新型实施例的悬挑钢梁与混凝土梁的内插式节点装置的内部结构示意图。
图5为本实用新型实施例的悬挑钢梁与混凝土梁的内插式节点装置的另一内部结构示意图。
附图标记说明：
悬挑钢梁1
预埋段11
悬挑段12
混凝土梁2
抗剪栓钉3
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本实用新型可以用以实施的特定实施例。
如图1、图2、图3、图4和图5所示，本实施例公开了一种悬挑钢梁与混凝土梁的内插式节点装置，该悬挑钢梁与混凝土梁的内插式节点装置包括悬挑钢梁1、混凝土梁2和多个抗剪栓钉3，悬挑钢梁1包括预埋段11和悬挑段12，预埋段11连接于混凝土梁2内，悬挑段12的一端连接于预埋段11，悬挑段12的另一端沿远离混凝土梁2的方向向外延伸并露出于混凝土梁2的外表面，多个抗剪栓钉3的一端连接于预埋段11的底部和/或顶部，抗剪栓钉3的另一端沿远离预埋段11的方向向外延伸，且抗剪栓钉3位于混凝土梁2内。
悬挑钢梁1采用钢梁，悬挑钢梁1在工厂加工完毕后，现场可快速装配。待钢梁上铺设压型钢板或钢筋桁架楼承板后，可直接进行混凝土浇筑，通过将悬挑钢梁1插入至混凝土梁2内，多个抗剪栓钉3设置在预埋段11的底部和/或顶部并向外延伸，实现无模板无支撑的快速施工，从而无需采用“高支模”体系，降低了施工难度，提高了施工安全性，节约了施工成本。同时，钢结构部分可采用现有装配式施工工艺，且与国家推广的装配式绿色建筑理念相一致，也有利于满足装配率指标，因此，具有免模板、免支撑、安全高效、节约成本、提升装配率指标等多种优势。
在本实施例中，其中部分抗剪栓钉3连接于悬挑段12的顶部并向上延伸，其余部分的抗剪栓钉3分别连接于预埋段11的顶部和底部并向外延伸，大大提高了悬挑钢梁与混凝土梁的内插式节点装置的安全稳定性。
预埋段11的长度为Ls，Ls即为悬挑钢梁1插入混凝土梁2的插入深度，悬挑段12的长度为Lx，Lx即为悬挑钢梁1露出于混凝土梁2外表面的露出深度，通过预埋段11的长度不小于悬挑段12的长度，Ls不小于Lx，实现悬挑钢梁1插入混凝土梁2时，为了保证悬挑钢梁1内力传递给混凝土梁2并实现两者共同受力。
优选地，预埋段11的长度不小于3.0hs，其中hs为悬挑钢梁1的高度，Ls不小于hs的三倍。悬挑钢梁1贯通混凝土梁2，悬挑钢梁1贯通整段相邻跨混凝土梁2。
如图4所示，悬挑钢梁1为倒H型截面钢梁，多个抗剪栓钉3分别连接于倒H型截面钢梁的顶部和底部。
如图5所示，悬挑钢梁1为箱型截面钢梁，多个抗剪栓钉3分别连接于箱型截面钢梁的四周外表面。
悬挑钢梁1在插入混凝土梁2内的部分需设置一定数量的抗剪栓钉3来保证悬挑钢梁1和混凝土梁2的工作受力。对于倒H型截面钢梁的悬挑钢梁1的两侧翼缘或者箱型截面钢梁的悬挑钢梁1的每侧，其每侧的抗剪栓钉3的数量不小于8φ16；抗剪栓钉3所露出悬挑钢梁1的长度可在(4～6)d的范围内采用(d为抗剪栓钉3的直径)。其中，抗剪栓钉3的直径可在φ16、φ19中采用，当荷载较大时可采用φ22，但是当抗剪栓钉3的直径大于22mm后，采用焊接方式难以保证质量，需在图纸特别注明相关要求。
抗剪栓钉3的最大间距不宜大于200mm，即相邻两个抗剪栓钉3之间的间距不大于200mm。相邻两个抗剪栓钉3之间间距不小于4d，其中d为抗剪栓钉3的直径。优选地，抗剪栓钉3的最小间距沿悬挑钢梁1的长度方向不应小于6d，沿高度方向的间距不应小于4d，且抗剪栓钉3中心至型钢板件边缘的距离不应小于50mm。抗剪栓钉3的顶面的混凝土保护层厚度不应小于15mm，即抗剪栓钉3中靠近混凝土梁2的表面的端部与混凝土梁2的表面之间的距离不小于15mm。
为防止悬挑钢梁1发生局部压曲变形，保证钢梁、钢筋混凝土相互粘结而整体工作，同时提高耐火性、耐久性，其最小混凝土保护层厚度需满足以下要求。钢梁顶部混凝土保护层厚度t1不得小于型钢梁保护层厚度100mm，也就是预埋段11的顶部与混凝土梁2的顶面之间的间距不小于100mm，且不小于纯钢梁段楼板板厚，即t1≥100mm。钢梁底部混凝土保护层厚度t2不小于100mm，预埋段11的底部与混凝土梁2的底面之间的间距不小于100mm，即t2≥100mm。优选地，预埋段11的两侧面分别与对应的混凝土梁2的侧面之间的间距不得小于混凝土梁2的宽度的1/3。从而有效防止悬挑钢梁1发生局部压曲变形，保证悬挑钢梁1、混凝土梁2相互粘结而整体工作，同时提高耐火性、耐久性。
悬挑钢梁1在插入至混凝土梁2内的箍筋也有要求，箍筋直径不小于10，箍筋间距不大于100mm。应采用具有135o弯钩的封闭式箍筋，弯钩的直段长度不应小于8倍箍筋直径。悬挑钢梁1的腹板两侧附加箍筋和附加吊筋。从而防止预埋段11在混凝土梁2提前发生破坏。
在本实施例中，抗剪栓钉3为圆柱头栓钉，考虑弯矩由焊于钢梁翼缘(外侧)的圆柱头栓钉传递，每需要的圆柱头栓钉数量，应按下式计算，且同时不小于8φ16。
式中M为作用在钢梁插入混凝土界面处的弯矩；hs为钢梁的高度；NF为由于弯矩M的作用，在插入的钢梁单侧翼缘产生的轴向压力；为一个圆柱头栓钉抗剪承载力设计值，也可按下表1采用；Asd为圆柱头栓钉的钉杆的截面面积；Ec为混凝土的弹性模型；fc为混凝土的轴心抗压强度设计值；fu为圆柱头栓钉的极限抗拉强度设计值。
本实施例的悬挑钢梁与混凝土梁的内插式节点装置在施工时，第一步骤，先将需要插入混凝土梁2内的预埋段11上的抗剪栓钉3焊接完毕；第二步骤，吊装悬挑钢梁1并将其放置于混凝土梁模板内；第三步骤，放置和绑扎混凝土梁的钢筋和箍筋；第四步骤，浇筑预埋段11范围的梁板混凝土；第五步骤，待混凝土强度到达100％后，方可进行钢梁悬挑段楼盖施工。如其他钢梁与悬挑钢梁的安装连接、铺设压型钢或钢筋桁架楼承板；第六步骤，焊接悬挑段12的抗剪栓钉3；第七步骤，进行悬挑段楼板混凝土的施工。其施工过程应严格遵守《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204-2015)、《钢结构工程施工质量验收标准》(GB 50205-2020)以及其他技术标准。
本实施例的悬挑钢梁与混凝土梁的内插式节点装置，受力合理，做法可以充分发挥混凝土和钢材的优良性能，提高施工安全性。提高建筑实用性，减小悬挑段梁截面对室内净高的影响，提升建筑室内的空间感。免除“高支模”，实现免模板、免支撑、方便施工、降低成本。
以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。
Claims (9)
1.一种悬挑钢梁与混凝土梁的内插式节点装置，其特征在于，其包括悬挑钢梁、混凝土梁和多个抗剪栓钉，所述悬挑钢梁包括预埋段和悬挑段，所述预埋段连接于所述混凝土梁内，所述悬挑段的一端连接于所述预埋段，所述悬挑段的另一端沿远离所述混凝土梁的方向向外延伸并露出于所述混凝土梁的外表面，多个所述抗剪栓钉的一端连接于所述预埋段的底部和/或顶部，所述抗剪栓钉的另一端沿远离所述预埋段的方向向外延伸，且所述抗剪栓钉位于所述混凝土梁内；
所述预埋段的两侧面分别与对应的所述混凝土梁的侧面之间的间距不得小于所述混凝土梁的宽度的1/3。
2.如权利要求1所述的悬挑钢梁与混凝土梁的内插式节点装置，其特征在于，其中部分所述抗剪栓钉连接于所述悬挑段的顶部并向上延伸。
3.如权利要求1所述的悬挑钢梁与混凝土梁的内插式节点装置，其特征在于，所述预埋段的长度不小于所述悬挑段的长度。
4.如权利要求1所述的悬挑钢梁与混凝土梁的内插式节点装置，其特征在于，所述预埋段的长度不小于3.0hs，其中hs为所述悬挑钢梁的高度。
5.如权利要求1所述的悬挑钢梁与混凝土梁的内插式节点装置，其特征在于，所述悬挑钢梁贯通所述混凝土梁。
6.如权利要求1所述的悬挑钢梁与混凝土梁的内插式节点装置，其特征在于，所述悬挑钢梁为倒H型截面钢梁，多个所述抗剪栓钉分别连接于所述倒H型截面钢梁的顶部和底部；
或者，所述悬挑钢梁为箱型截面钢梁，多个所述抗剪栓钉分别连接于所述箱型截面钢梁的四周外表面。
7.如权利要求1所述的悬挑钢梁与混凝土梁的内插式节点装置，其特征在于，相邻两个所述抗剪栓钉之间的间距不大于200mm；
和/或，相邻两个所述抗剪栓钉之间间距不小于4d，其中d为所述抗剪栓钉的直径。
8.如权利要求1所述的悬挑钢梁与混凝土梁的内插式节点装置，其特征在于，所述抗剪栓钉中靠近所述混凝土梁的表面的端部与所述混凝土梁的表面之间的距离不小于15mm。
9.如权利要求1所述的悬挑钢梁与混凝土梁的内插式节点装置，其特征在于，所述预埋段的顶部与所述混凝土梁的顶面之间的间距不小于100mm。
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