CN107035066A - 一种钢管混凝土组合桁架的装配结构及装配节点 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种钢管混凝土组合桁架的装配结构及装配节点，包括至少一主肢钢管、至少一钢管混凝土节点和至少一缀管，钢管混凝土节点包括钢管节点，钢管节点由一弦杆、至少一腹杆组成，弦杆和腹杆内部均填充有混凝土，每腹杆一管口设于弦杆的壁上并相互导通，弦杆的两管口均设有第一连接板，第一连接板上设有复数个螺栓孔，每腹杆的另一管口设有第二连接板，第二连接板上设有复数个螺栓孔，主肢钢管通过螺栓与第一连接板锁合连接，缀管通过螺栓与第二连接板锁合连接，在所有第一连接板、所有第二连接板中的至少任一连接板上开设有混凝土浇筑孔；大大降低设备的运输和装卸难度，显著缩短施工周期，降低造价，经济高效，适用范围广，工业化程度高。
Description
技术领域
本发明涉及一种土木工程中预制装配式结构技术领域，尤其涉及一种钢管混凝土组合桁架的装配结构及装配节点。
背景技术
传统的钢管桁架主要由主肢和缀管组成，主肢和缀管的连接多采用焊接。在焊接之前需根据主肢和缀管的几何特性采用线切割在缀管端部切出相贯线以便完成焊接。受现场施工条件的限制，焊接往往需要在工厂内完成，因而工作量大，制作成本高，加工周期长，构件加工完成后，构件体量大，运输装卸困难，难以生产通用性构件，工业化程度低。对于大型桁架结构，由于杆件截面和自重大，对吊装机械要求很高，不少焊接工作需要在现场吊装前或吊装过程中进行，因而焊接难度高，质量难以保证。
传统的钢管桁架受力时，构件的破坏形式多表现为桁架节点的屈曲或是主肢和缀管连接处的焊缝开裂，桁架抗剪刚度小，承载力低，材料的力学性能未能得到充分地发挥；传统的钢管桁架若发生锈蚀或局部破坏，其维修难度大、成本高且难以更换。同时，节点区的耐火性能差，一旦发生破坏，容易造成整体桁架的失效。
对于传统的钢管混凝土桁架，通常是先制作钢管桁架，然后现场浇筑混凝土，这样必然不利于节能环保。采用预制装配式结构能够节能、节水、节材，大幅度减少建筑垃圾、降低噪声污染，减少劳动力用量和强度，维修更换便捷，能有效改善施工环境，提高工程质量同时有效改进构件的力学性能。
发明内容
本发明要解决的技术问题，在于提供一种钢管混凝土组合桁架的装配结构及装配节点，施工方便，结构简单合理，可拆卸，维修更换便捷，承载力高，适用范围广，工业化程度高。
本发明钢管混凝土组合桁架的装配结构是这样实现的：一种钢管混凝土组合桁架的装配结构，其特征在于：包括至少一主肢钢管、至少一钢管混凝土节点、以及至少一缀管，所述钢管混凝土节点包括钢管节点，所述钢管节点由一弦杆、至少一腹杆组成，所述弦杆和腹杆内部均填充有混凝土，每所述腹杆一管口设置于所述弦杆的壁上并相互导通，所述弦杆的两管口均设有第一连接板，所述第一连接板上设有复数个螺栓孔，每所述腹杆的另一管口设有第二连接板，所述第二连接板上设有复数个螺栓孔，所述主肢钢管通过螺栓与所述第一连接板进行锁合连接，所述缀管通过螺栓与所述第二连接板进行锁合连接，在所有第一连接板、所有第二连接板中的至少任一连接板上开设有混凝土浇筑孔，该混凝土浇筑孔通过所述主肢钢管或所述缀管封堵。
进一步地，所述第一连接板上与所述弦杆之间设有复数个加劲肋，所述第二连接板与所述腹杆之间设有复数个加劲肋。
进一步地，所述腹杆和所述弦杆之间设有复数个加劲肋。
进一步地，所述主肢钢管的两管口均设有第一封盖板，该第一封盖板和主肢钢管之间设置有复数个加劲肋，所述第一封盖板上设有复数个螺栓孔，所述弦杆的任意一端的第一连接板通过螺栓与所述主肢钢管的任意一端的第一封盖板进行锁合连接。
进一步地，所述缀管的两管口均设有第二封盖板，该第二封盖板和缀管之间设置有复数个加劲肋，所述第二封盖板上设有复数个螺栓孔，所述第二连接板通过螺栓与所述缀管的任意一端的第二封盖板进行锁合连接。
进一步地，所述弦杆和所述腹杆组成的钢管节点呈T型、Y型、K型、N型或X型结构，可以根据具体施工的需要，适应多种桁架结构。
进一步地，所述主肢钢管、缀管、弦杆、腹杆、第一连接板、第二连接板、第一封盖板、以及第二封盖板的截面均为方形或圆形。
进一步地，所述主肢钢管、缀管、弦杆、腹杆、加劲肋、第一连接板、第二连接板、第一封盖板、以及第二封盖板均由碳素钢材、不锈钢材或耐火钢材所制；所述混凝土为普通混凝土、高强混凝土、高性能混凝土、钢纤维混凝土、再生骨料混凝土或轻骨料混凝土。
本发明钢管混凝土组合桁架的装配节点是这样实现的：一种钢管混凝土组合桁架的装配节点，该装配节点包括钢管混凝土节点，所述钢管混凝土节点包括钢管节点，所述钢管节点由一弦杆、至少一腹杆组成，所述弦杆和腹杆内部均填充有混凝土，每所述腹杆一管口设置于所述弦杆的壁上并相互导通，所述弦杆的两管口均设有第一连接板，所述第一连接板上设有复数个螺栓孔，每所述腹杆的另一管口设有第二连接板，所述第二连接板上设有复数个螺栓孔，在所有第一连接板、所有第二连接板中的至少任一连接板上开设有混凝土浇筑孔。
进一步地，所述第一连接板上与所述弦杆之间设有复数个加劲肋，所述第二连接板与所述腹杆之间设有复数个加劲肋，所述腹杆和所述弦杆之间设有复数个加劲肋。
进一步地，所述弦杆和所述腹杆组成的钢管节点呈T型、Y型、K型、N型或X型结构，可以根据具体施工的需要，适应多种桁架结构。
进一步地，所述弦杆、腹杆、第一连接板、第二连接板的截面均为方形或圆形。
本发明具有如下优点：本发明的桁架装配结构中的主肢钢管、缀管钢管与混凝土节点之间采用螺栓锁合连接，进而装配成一个整体桁架，现场无需焊接工作，施工方便快捷，安全可靠；同时可以做到化整为零，在现场直接完成大型桁架构件的拼接，大大降低设备的运输和装卸难度，显著缩短施工周期，降低造价，经济高效，适用范围广，工业化程度高；钢管混凝土节点事先在预制构件厂预制，节点的施工质量好，保证了节点的良好受力；桁架装配节点采用钢管混凝土节点，钢管节点内部还填满混凝土，混凝土受到钢管节点的约束，增强了节点刚度，提高了承载力和延性，有效避免了节点处的屈曲；还利用加劲肋改善各部件连接处的受力条件，显著提高了连接处的局部稳定和刚度，提高了承载力；采用钢管混凝土节点可提高节点的防火性能和耐久性；当桁架结构某一部分由于老化、锈蚀、局部破坏等原因不能继续使用时，只需拆卸更换相应损毁的部件即可继续使用，维修便捷，经济高效。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1为本发明钢管混凝土组合桁架装配立体图的结构示意图。
图2为本发明钢管混凝土组合桁架装配立体图的结构示意图。
图3为本发明A-A剖视结构示意图。
图4为本发明T型钢管混凝土节点的结构立体图。
图5为本发明Y型的钢管混凝土节点的结构示意图。
图6为本发明K型的钢管混凝土节点的结构示意图。
图7为本发明N型的钢管混凝土节点的结构示意图。
图8为本发明X型的钢管混凝土节点的结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1至图8所示，对本发明的实施例进行详细的说明。
实施例一：
如图1至图4所示，本发明的一种钢管混凝土组合桁架的装配结构，包括至少一主肢钢管1、至少一钢管混凝土节点2、以及至少一缀管3，所述钢管混凝土节点2包括钢管节点21，所述钢管节点21由一弦杆211、至少一腹杆212组成，所述弦杆211和腹杆212内部均填充有混凝土4(如图3所示)，每所述腹杆212一管口焊接于所述弦杆211的壁上并相互导通，所述腹杆212和所述弦杆211之间焊接有复数个加劲肋5，该加劲肋5改善各部件连接处的受力条件，显著提高了连接处的局部稳定和刚度，提高了承载力和延性，有效避免了连接处的屈曲；所述弦杆211的两管口均焊接有第一连接板6，所述第一连接板6上与所述弦杆211之间焊接有复数个加劲肋5，所述第一连接板6上设有复数个螺栓孔61，每所述腹杆212的另一管口焊接有第二连接板7，该第二连接板7与所述腹杆212之间焊接有复数个加劲肋5，所述第二连接板7上设有复数个螺栓孔61，所述主肢钢管1通过螺栓8与所述第一连接板6进行锁合连接，所述缀管3通过螺栓8与所述第二连接板7进行锁合连接，在所有第一连接板6、所有第二连接板7中的至少任一连接板上开设有混凝土浇筑孔62(如图3或图4所示，该混凝土浇筑孔62是开设在第一连接板7上)，当然也可以在第二连接板7上开设该混凝土浇筑孔62，或在第一连接板6和第二连接板7上都开设有该混凝土浇筑孔62，该混凝土浇筑孔62通过所述主肢钢管1或所述缀管3封堵。本发明的钢管混凝土组合桁架的装配结构根据具体的施工情况，还可以增加多个的主肢钢管1、多个的钢管混凝土节点2以及多个缀管3。
所述主肢钢管1的两管口均焊接有第一封盖板11，该第一封盖板11和主肢钢管1之间焊接有复数个加劲肋5，所述第一封盖板11上设有复数个螺栓孔61，所述弦杆211的任意一端的第一连接板6通过螺栓8与所述主肢钢管1的任意一端的第一封盖板11进行锁合连接，当混凝土浇筑孔62设在第一连接板6时，该第一封盖板11可以使混凝土(如图3所示)进行封装在钢管节点21内。
所述缀管3的两管口均焊接有第二封盖板31，该第二封盖板31和缀管3之间焊接有复数个加劲肋5，所述第二封盖板31上设有复数个螺栓孔61，所述第二连接板7通过螺栓与所述缀管3的任意一端的第二封盖板31进行锁合连接，当混凝土浇筑孔62设在第二连接板7时，该第二封盖板31可以使混凝土进行封装在钢管节点21内。
所述主肢钢管1、缀管3、弦杆211、腹杆212、第一连接板6、第二连接板7、第一封盖板11和第二封盖板31的截面均为方形或圆形为佳。根据具体的施工情况，为了满足装配需求，在采用多个所述主肢钢管1时，不同根的主肢钢管1的截面形状不要求一定相同，所述主肢钢管1与缀管3截面形状和尺寸不要求一定相同，以便可轻易实现相同截面或不同截面的变换，满足受力要求。
所述弦杆211和所述腹杆212组成的钢管节点21呈T型(如图4所示)、Y型(如图5所示)、K型(如图6所示)、N型(如图7所示)或X型(如图8所示)结构，所述T型钢管节点21适用于平腹式桁架结构，所述Y型、K型、N型以及X型钢管节点21适用于斜腹式桁架结构，由此，可以根据具体施工的需要，适应多种桁架结构。
所述主肢钢管1、缀管3、弦杆211、腹杆212、加劲肋5、第一连接板6、第二连接板7、第一封盖板11和第二封盖板31均为碳素钢材、不锈钢材或耐火钢材；所述混凝土4为普通混凝土、高强混凝土、高性能混凝土、钢纤维混凝土、再生骨料混凝土或轻骨料混凝土。
实施例二：
请参阅图3至图4所示，本发明的一种钢管混凝土组合桁架的装配节点，该装配节点包括钢管混凝土节点2，所述钢管混凝土节点2包括钢管节点21，所述钢管节点21由一弦杆211、至少一腹杆212组成，所述弦杆211和腹杆212内部均填充有混凝土4(如图3所示)，每所述腹杆212一管口焊接于所述弦杆211的壁上并相互导通，所述腹杆212和所述弦杆211之间焊接有复数个加劲肋5，显著提高了连接处的局部稳定和刚度，提高了承载力和延性，有效避免了连接处的屈曲；所述弦杆211的两管口均焊接有第一连接板6，所述第一连接板6上与所述弦杆211之间焊接有复数个加劲肋5，所述第一连接板6上设有复数个螺栓孔61，每所述腹杆212的另一管口焊接有第二连接板7，所述第二连接板7与所述腹杆212之间焊接有复数个加劲肋5，所述第二连接板7上设有复数个螺栓孔61，在所有第一连接板6、所有第二连接板7中的至少任一连接板上开设有混凝土浇筑孔62(如图3或图4所示，该混凝土浇筑孔62是开设在第一连接板6上)，当然也可以在第二连接板上开设该混凝土浇筑孔62，或在第一连接板6和第二连接板7上都开设有该混凝土浇筑孔62。
所述弦杆211和所述腹杆212组成的钢管节点21呈T型(如图4所示)、Y型(如图5所示)、K型(如图6所示)、N型(如图7所示)或X型(如图8所示)结构，所述T型钢管节点21适用于平腹式桁架结构，所述Y型、K型、N型以及X型钢管节点21适用于斜腹式桁架结构，由此，可以根据具体施工的需要，适应多种桁架结构。
所述弦杆211、腹杆212、第一连接板6、第二连接板7的截面均为方形或圆形。
本发明的桁架装配结构中的主肢钢管、缀管钢管与混凝土节点之间采用螺栓锁合连接，进而装配成一个整体桁架，现场无需焊接工作，施工方便快捷，安全可靠；同时可以做到化整为零，在现场直接完成大型桁架构件的拼接，大大降低设备的运输和装卸难度，显著缩短施工周期，降低造价，经济高效，适用范围广，工业化程度高；钢管混凝土节点事先在预制构件厂预制，节点的施工质量好，保证了节点的良好受力；桁架装配节点采用钢管混凝土节点，钢管节点内部还填满混凝土，混凝土受到钢管节点的约束，增强了节点刚度，提高了承载力和延性，有效避免了节点处的屈曲，还利用加劲肋改善各部件连接处的受力条件，显著提高了连接处的局部稳定和刚度，提高了承载力；同时，采用钢管混凝土节点可提高节点的防火性能和耐久性；当桁架结构某一部分由于老化、锈蚀、局部破坏等原因不能继续使用时，只需拆卸更换相应损毁的部件即可继续使用，维修便捷，经济高效。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。
Claims (12)
1.一种钢管混凝土组合桁架的装配结构，其特征在于：包括至少一主肢钢管、至少一钢管混凝土节点、以及至少一缀管，所述钢管混凝土节点包括钢管节点，所述钢管节点由一弦杆、至少一腹杆组成，所述弦杆和腹杆内部均填充有混凝土，每所述腹杆一管口设置于所述弦杆的壁上并相互导通，所述弦杆的两管口均设有第一连接板，所述第一连接板上设有复数个螺栓孔，每所述腹杆的另一管口设有第二连接板，所述第二连接板上设有复数个螺栓孔，所述主肢钢管通过螺栓与所述第一连接板进行锁合连接，所述缀管通过螺栓与所述第二连接板进行锁合连接，在所有第一连接板、所有第二连接板中的至少任一连接板上开设有混凝土浇筑孔，该混凝土浇筑孔通过所述主肢钢管或所述缀管封堵。
2.根据权利要求1所述的一种钢管混凝土组合桁架的装配结构，其特征在于：所述第一连接板上与所述弦杆之间设有复数个加劲肋，所述第二连接板与所述腹杆之间设有复数个加劲肋。
3.根据权利要求1或2所述的一种钢管混凝土组合桁架的装配结构，其特征在于：所述腹杆和所述弦杆之间设有复数个加劲肋。
4.根据权利要求1或2所述的一种钢管混凝土组合桁架的装配结构，其特征在于：所述主肢钢管的两管口均设有第一封盖板，该第一封盖板和主肢钢管之间设置有复数个加劲肋，所述第一封盖板上设有复数个螺栓孔，所述弦杆的任意一端的第一连接板通过螺栓与所述主肢钢管的任意一端的第一封盖板进行锁合连接。
5.根据权利要求1或2所述的一种钢管混凝土组合桁架的装配结构，其特征在于：所述缀管的两管口均设有第二封盖板，该第二封盖板和缀管之间设置有复数个加劲肋，所述第二封盖板上设有复数个螺栓孔，所述第二连接板通过螺栓与所述缀管的任意一端的第二封盖板进行锁合连接。
6.根据权利要求3所述的一种钢管混凝土组合桁架的装配结构，其特征在于：所述弦杆和所述腹杆组成的钢管节点呈T型、Y型、K型、N型或X型结构。
7.根据权利要求5所述的一种钢管混凝土组合桁架的装配结构，其特征在于：所述主肢钢管、缀管、弦杆、腹杆、第一连接板、第二连接板、第一封盖板、以及第二封盖板的截面均为方形或圆形。
8.根据权利要求5所述的一种钢管混凝土组合桁架的装配结构，其特征在于：所述主肢钢管、缀管、弦杆、腹杆、加劲肋、第一连接板、第二连接板、第一封盖板、以及第二封盖板均由碳素钢材、不锈钢材或耐火钢材所制；所述混凝土为普通混凝土、高强混凝土、高性能混凝土、钢纤维混凝土、再生骨料混凝土或轻骨料混凝土。
9.一种钢管混凝土组合桁架的装配节点，其特征在于：该装配节点包括钢管混凝土节点，所述钢管混凝土节点包括钢管节点，所述钢管节点由一弦杆、至少一腹杆组成，所述弦杆和腹杆内部均填充有混凝土，每所述腹杆一管口设置于所述弦杆的壁上并相互导通，所述弦杆的两管口均设有第一连接板，所述第一连接板上设有复数个螺栓孔，每所述腹杆的另一管口设有第二连接板，所述第二连接板上设有复数个螺栓孔，在所有第一连接板、所有第二连接板中的至少任一连接板上开设有混凝土浇筑孔。
10.根据权利要求9所述的一种钢管混凝土组合桁架的装配节点，其特征在于：所述第一连接板上与所述弦杆之间设有复数个加劲肋，所述第二连接板与所述腹杆之间设有复数个加劲肋，所述腹杆和所述弦杆之间设有复数个加劲肋。
11.根据权利要求9或10所述的一种钢管混凝土组合桁架的装配节点，其特征在于：所述弦杆和所述腹杆组成的钢管节点呈T型、Y型、K型、N型或X型结构。
12.根据权利要求9所述的一种钢管混凝土组合桁架的装配节点，其特征在于：所述弦杆、腹杆、第一连接板、第二连接板的截面均为方形或圆形。
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2016
- 2016-12-22 CN CN201611199052.1A patent/CN107035066A/zh active Pending
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