CN107023076A - 一种装配式混凝土柱‑钢梁连接节点及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种装配式混凝土柱‑钢梁连接节点及其制作方法，该节点包括有核心区钢套（9），核心区钢套（9）的上下两端分别同轴连接有混凝土柱钢套（1），混凝土柱钢套（1）内设有节点钢套（2）；所述混凝土柱钢套（1）和核心区钢套（9）连接点处分别设有水平的贯通隔板（5），贯通隔板（5）连接钢梁的一侧向外延伸，并在贯通隔板（5）的延伸段之间连接钢梁（6）。本发明具有构造简单、传力明确、强度高、安全性好的特点，能够满足“强节点，弱构件”的抗震设防要求；同时，还具有安装方便、施工效率高、“模块化”设计，能满足装配式建筑的需求的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种混凝土柱-钢梁连接节点及其制作方法，特别是一种装配式混凝土柱-钢梁连接节点及其制作方法。
背景技术
钢管混凝土柱-钢梁结构体系具有空间分隔灵活、自重轻、抗震性能好、整体性高、施工方便等优点，与剪力墙或核心筒等形成复合结构体系后，有效解决了框架结构抗侧刚度小的技术难题。此外钢管混凝土柱、钢梁、节点等部件易于标准化和工业化，符合建筑产业化的要求。此外，钢结构改建和拆迁容易，材料回收和再生利用率高，被誉为“绿色建筑”，是符合预制装配建造的结构形式，因此装配式钢结构已成为国家推行节能、环保和可持续发展住宅建筑体系的一种重要形式。
连接系统作为柱和梁的传力中枢，其构造措施和计算方法是框架结构设计中的主要问题之一，也是直接影响框架结构力学性能的关键问题之一。因此，节点形式应构造简单、整体性好、传力明确、安全可靠、节约材料和施工方便；节点设计应做到构造合理，使节点具有必要的延性能，保证焊接质量，并避免出现应力集中和过大约束应力。现阶段，钢管混凝土柱与钢梁的连接形式主要以焊接和栓焊混合连接为主，我国《建筑抗震设计规范》和《高层民用建筑钢结构技术规程》推荐了适用于H型钢柱与钢梁连接的节点形式，即采用柱与悬臂梁段焊接，悬臂梁段与钢梁采用全螺栓连接。2004年我国颁发的《矩形钢管混凝土结构技术规程》（CECS 159:2004）推荐了四种钢管混凝土柱与钢梁连接的节点形式，即：带短梁内隔板式连接、外伸内隔板式连接（隔板贯通）、外隔板式连接和内隔板式连接。规程中推荐的四种连接形式中内隔板节点虽然具有构造简单、节省材料、制作安装方便等优点，但只适用于钢管截面尺寸较大的节点，且内隔板节点与梁的连接需要进行多次焊接，焊接残余应力；外隔板节点因需要足够大的水平环板以保证节点的强度，所以由于节点的适应性和灵活性较差，此外较大尺寸的外环板的设置使得室内角部有凸角出现，影响美观和家居布置；带悬臂梁段隔板贯通虽然现场全采用螺栓连接，施工方便快捷，但是随着节点尺寸的增加，悬臂梁的尺寸和也相应增大，不利于运输，且用钢量较大。隔板贯通节点由于需要现场焊接，焊接质量难以保证，尤其是下隔板与下翼缘的焊接。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种装配式混凝土柱-钢梁连接及其制作方法。本发明具有构造简单、传力明确、强度高、安全性好的特点，能够满足“强节点，弱构件”的抗震设防要求；同时，还具有安装方便、施工效率高、“模块化”设计，能满足装配式建筑的需求的特点。
本发明的技术方案：一种装配式混凝土柱-钢梁连接，包括有核心区钢套，核心区钢套的上下两端分别同轴连接有混凝土柱钢套，混凝土柱钢套内设有节点钢套；所述混凝土柱钢套和核心区钢套连接点处分别设有水平的贯通隔板，贯通隔板连接钢梁的一侧向外延伸，并在贯通隔板的延伸段之间连接钢梁。
前述的装配式混凝土柱-钢梁连接节点，所述核心区钢套上也贯通隔板延伸段相应的一侧纵向设有连接板，连接板与所述钢梁经第一高强螺栓连接。
前述的装配式混凝土柱-钢梁连接节点，所述钢梁为工字钢梁，工字钢梁的上下翼缘与所述贯通隔板的延伸段经第二高强螺栓连接。
前述的装配式混凝土柱-钢梁连接节点，所述混凝土柱钢套和节点钢套经盲孔螺栓固定在混凝土柱上。
前述的装配式混凝土柱-钢梁连接节点，所述贯通隔板的延伸段的长度为100mm，其中前25mm的宽度与贯通隔板的宽度一致，后75mm的宽度缩小后与所述钢梁的上下面宽度一致或大于钢梁的上下面宽度。
前述的装配式混凝土柱-钢梁连接节点，所述贯通隔板的延伸段的前25mm与后75mm这两端之间的连接处经圆弧角过渡。
一种根据前述的装配式混凝土柱-钢梁连接节点的制作方法，包括如下步骤：
1）根据混凝土柱钢套的尺寸加工贯通隔板；
2）混凝土柱钢套与节点钢套通过攻丝机预留螺栓孔，运输至现场后采用盲孔螺栓连接；
3）贯通隔板与钢梁翼缘在工厂内完成螺栓孔的预留，运输至现场后，钢梁翼缘与贯通隔板采用高强螺栓连接；
4）将连接板与节点核心区钢套连接，钢梁的腹板与连接板通过高强螺栓连接。
前述的装配式混凝土柱-钢梁连接节点的制作方法，在没有与钢梁连接的柱侧，所述贯通隔板外伸长度为25mm，在与钢梁连接的柱侧，贯通隔板外伸100mm，在外伸25mm处采用圆弧倒角过渡，使得贯通隔板的宽度与钢梁翼缘宽度一致或大于翼缘宽度。
前述的装配式混凝土柱-钢梁连接节点的制作方法，所述连接板与节点核心区钢套采用剖口焊缝或角焊缝连接。
本发明的有益效果：
1、本发明通过设置核心区钢套和混凝土柱钢套，并在核心区钢套和混凝土柱钢套之间设有贯通隔板，通过贯通隔板的延伸段连接钢梁，这种结构具有构造简单，传力明确的特点；同时，通过设置节点套管和外伸的贯通隔板，增加了节点核心区的强度，保证了节点的安全，满足了“强节点，弱构件”的抗震设防要求。
2、本发明采用螺栓连接，大大降低了施工难度，在保证了节点质量的前提下，还提高了施工效率；此外，本发明的所有构件均可以在工厂内完成预制，形成“模块化”构件，满足了装配式建筑的需求。
3、本发明的方法操作更加简单，具有更高的施工效率。
附图说明
附图1为本发明的立体视图；
附图2为本发明的平面视图。
附图标记说明：1-混凝土柱钢套，2-节点钢套，3-盲孔螺栓，4-第二高强螺栓，5-贯通隔板，6-钢梁，7-连接板，8-第一高强螺栓，9-核心区钢套。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
本发明的实施例：一种装配式混凝土柱-钢梁连接节点，如附图1-2所示，包括有核心区钢套9，核心区钢套9的上下两端分别同轴连接有混凝土柱钢套1，混凝土柱钢套1的截面形状大小与核心区钢套9的截面形状大小一致，混凝土柱钢套1内设有节点钢套2；所述混凝土柱钢套1和核心区钢套9连接点处分别设有水平的贯通隔板5，贯通隔板5与上下两端的混凝土柱钢套1和核心区钢套9焊接，贯通隔板5连接钢梁的一侧向外延伸，并在贯通隔板5的延伸段之间连接钢梁6。
所述核心区钢套9上也贯通隔板5延伸段相应的一侧纵向设有连接板7，连接板7与所述钢梁6经第一高强螺栓8连接，加强钢梁6与节点的连接强度。
所述钢梁6为工字钢梁（或者H型钢梁），工字钢梁的上下翼缘（即上下两侧的水平段）与所述贯通隔板5的延伸段经第二高强螺栓4连接。
所述混凝土柱钢套1和节点钢套2经盲孔螺栓3固定在混凝土柱上。
所述贯通隔板5的延伸段的长度为100mm，其中前25mm的宽度与贯通隔板5的宽度一致，后75mm的宽度缩小后与所述钢梁6的上下面宽度一致，在能够满足连接需求的基础上，减少了材料的应用，同时，还具有美观的效果。
所述贯通隔板5的延伸段的前25mm与后75mm这两端之间的连接处经圆弧角过渡，圆弧角相对于直角具有更强的承重强度，同时，还更加美观。
施工流程：
1）根据混凝土柱钢套1的尺寸加工核心区钢管9，核心区钢套9的高度与钢梁6高度一致，通过对接焊缝与上下贯通隔板5连接；
2）根据混凝土柱钢套1的尺寸加工节点钢套2，通过对接焊缝与上下贯通隔板5连接，使用盲孔螺栓3与混凝土柱连接；
3）根据混凝土柱钢套1的尺寸加工贯通隔板5，在没有与梁连接的柱侧，隔板外伸长度可取25mm，在与梁连接的柱侧，贯通隔板5外伸100mm，其中在外伸25mm处通过半径为25mm的圆弧倒角将隔板过渡到与钢梁6上下翼缘宽度一致或稍大于钢梁翼缘宽度；
4）根据上下贯通隔板5的间距以及与钢梁6腹板的连接方式加工连接板7，连接板7与节点核心区钢套9采用剖口焊或角焊缝连接，与钢梁6腹板采用高强螺栓连接；
5）在混凝土钢套1和节点钢套2上，使用攻丝机预留螺栓孔，螺栓孔数量由柱端抗弯承载力确定；
6）在贯通隔板5上预留高强螺栓孔，预留螺栓孔数量通过梁端抗弯承载力计算得到；
7）在钢梁6上下翼缘预留螺栓孔，其直径略大于高强螺栓的直径，预留孔需与贯通隔板5上孔对应；
8）将钢梁6插入连接板7，使钢梁6的上翼缘位于上贯通隔板5之下，下翼缘位于下贯通隔板5之上，钢梁6的腹板和连接板7用高强螺栓连接，钢梁6的上下翼缘和上下贯通隔板5用高强螺栓连接。
Claims (9)
1.一种装配式混凝土柱-钢梁连接节点，其特征在于：包括有核心区钢套（9），核心区钢套（9）的上下两端分别同轴连接有混凝土柱钢套（1），混凝土柱钢套（1）内设有节点钢套（2）；所述混凝土柱钢套（1）和核心区钢套（9）连接点处分别设有水平的贯通隔板（5），贯通隔板（5）连接钢梁的一侧向外延伸，并在贯通隔板（5）的延伸段之间连接钢梁（6）。
2.根据权利要求1所述的装配式混凝土柱-钢梁连接节点，其特征在于：所述核心区钢套（9）上也贯通隔板（5）延伸段相应的一侧纵向设有连接板（7），连接板（7）与所述钢梁（6）经第一高强螺栓（8）连接。
3.根据权利要求1所述的装配式混凝土柱-钢梁连接节点，其特征在于：所述钢梁（6）为工字钢梁，工字钢梁的上下翼缘与所述贯通隔板（5）的延伸段经第二高强螺栓（4）连接。
4.根据权利要求1所述的装配式混凝土柱-钢梁连接节点，其特征在于：所述混凝土柱钢套（1）和节点钢套（2）经盲孔螺栓（3）固定在混凝土柱上。
5.根据权利要求1所述的装配式混凝土柱-钢梁连接节点，其特征在于：所述贯通隔板（5）的延伸段的长度为100mm，其中前25mm的宽度与贯通隔板（5）的宽度一致，后75mm的宽度缩小后与所述钢梁（6）的上下面宽度一致或大于钢梁（6）的上下面宽度。
6.根据权利要求1所述的装配式混凝土柱-钢梁连接节点，其特征在于：所述贯通隔板（5）的延伸段的前25mm与后75mm这两端之间的连接处经圆弧角过渡。
7.一种根据权利要求1-6任一项所述的装配式混凝土柱-钢梁连接节点的制作方法，其特征在于：包括如下步骤：
1）根据混凝土柱钢套（1）的尺寸加工贯通隔板（5）；
2）混凝土柱钢套（1）与节点钢套（2）通过攻丝机预留螺栓孔，运输至现场后采用盲孔螺栓（3）连接；
3）贯通隔板（5）与钢梁（6）翼缘在工厂内完成螺栓孔的预留，运输至现场后，钢梁（6）翼缘与贯通隔板（5）采用高强螺栓连接；
4）将连接板（7）与节点核心区钢套（9）连接，钢梁（6）的腹板与连接板（7）通过高强螺栓连接。
8.根据权利要求7所述的装配式混凝土柱-钢梁连接节点的制作方法，其特征在于：在没有与钢梁（6）连接的柱侧，所述贯通隔板（5）外伸长度为25mm，在与钢梁（6）连接的柱侧，贯通隔板（5）外伸100mm，在外伸25mm处采用圆弧倒角过渡，使得贯通隔板（5）的宽度与钢梁（6）翼缘宽度一致或大于翼缘宽度。
9.根据权利要求7所述的装配式混凝土柱-钢梁连接节点的制作方法，其特征在于：所述连接板（7）与节点核心区钢套（9）采用剖口焊缝或角焊缝连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170808 |
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