CN107355007A - 钢管混凝土组合柱梁柱节点的连接结构 - Google Patents

钢管混凝土组合柱梁柱节点的连接结构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及建筑结构构件领域，公开了一种钢管混凝土组合柱梁柱节点的连接结构，其包括中心方钢管、边端方钢管和钢梁，中心方钢管和边端方钢管之间通过柱连接组件连接，边端方钢管与钢梁通过梁连接组件连接。本发明的中心方钢管和端部方钢管通过柱连接组件连接，大大增加了节点刚度，同时有效预防和控制了中心方钢管和端部方钢管扭转；本发明梁柱之间通过螺栓连接，避免了直接焊接，达到梁柱分离的目的，有效避免梁柱节点处发生脆性破坏，使得塑性铰外移，满足“强柱弱梁、强节点弱构件”的抗震要求；本发明所有构件及连接件均在加工厂加工完成，施工现场梁柱采用螺栓连接，有效避免了施工现场焊接工作，装配化程度高，安装方便快捷。

Description

钢管混凝土组合柱梁柱节点的连接结构
技术领域
本发明涉及建筑结构构件领域，具体而言，涉及一种钢管混凝土组合柱梁柱节点的连接结构。
背景技术
钢管混凝土组合柱主要应用于多层及小高层住宅中，其优点在于其截面尺寸小，截面形式灵活，柱与墙等宽避免了柱截面过大导致的室内有凸角，增加了房屋的使用面积，提升了业主的入住体验。
钢管混凝土组合柱结构通过钢梁连接，形成一个整体结构形式。梁柱连接区域的连接节点就成为结构中的关键因素之一，节点区域的各钢管柱的连接应满足强柱弱梁、强节点弱构件的要求。目前常用的钢管混凝土组合柱梁柱节点形式主要有：横隔板式、外环板式节点。但上述两种节点形式存在如下不足：1、横隔板式节点其横隔板与梁的翼缘在同一水平面上，该节点形式使得柱在每一层都要断开，焊接量大，焊接难度高，同时钢材会产生较大的残余应力，使得节点处易发生脆性破坏；2、外环板式节点需要足够大的钢板来保证节点的强度和刚度，但过大的环板会凸出建筑屋面使得室内有凸角，同时应用到边柱时会影响外墙的安装，从而为后期的装修及观感带来很大影响。
发明内容
本发明的主要目的在于针对上述问题，提供一种刚度大、避免脆性破坏且安装方便、装配化程度高的钢管混凝土组合柱梁柱节点的连接结构。
为了实现上述目的，本发明的钢管混凝土组合柱梁柱节点的连接结构，包括中心方钢管、边端方钢管和钢梁，中心方钢管和边端方钢管之间通过柱连接组件连接，边端方钢管与钢梁通过梁连接组件连接；
柱连接组件包括套筒、柱角钢连接件、连接板Ⅰ和连接板Ⅱ，套筒套在中心方钢管上，套筒与边端方钢管相对的一侧的侧壁上对称设置有两个柱角钢连接件，柱角钢连接件包括相互垂直的侧边Ⅰ和侧边Ⅱ，侧边Ⅰ固定在套筒上，侧边Ⅱ与套筒一侧在同一平面；连接板Ⅱ对称设置于边端方钢管两侧，与侧边Ⅱ在同一平面，与钢梁高度相同，连接板Ⅱ中间与边端方钢管连接，两端伸出边端方钢管外，其中一端与侧边Ⅱ通过连接板Ⅰ连接，连接板Ⅰ一端与侧边Ⅱ连接，另一端与连接板Ⅱ连接；
梁连接组件包括上连接板、下托板、连接板Ⅱ和梁角钢连接件，梁角钢连接件对称设置于钢梁腹板两侧，梁角钢连接件包括相互垂直的侧边Ⅲ和侧边Ⅳ，侧边Ⅲ与钢梁腹板垂直连接，侧边Ⅳ与钢梁腹板平行，与连接板Ⅱ的另一端连接；上连接板设置于钢梁上翼缘上方，与边端方钢管、钢梁上翼缘和钢梁两侧的连接板Ⅱ固定连接，下托板设置于钢梁下翼缘下方，与边端方钢管、钢梁下翼缘和钢梁两侧的连接板Ⅱ固定连接。
进一步的，套筒、柱角钢连接件和连接板Ⅰ的高度均与钢梁的高度相同。
进一步的，柱角钢连接件的侧边Ⅱ和连接板Ⅰ、连接板Ⅰ和连接板Ⅱ、连接板Ⅱ和梁角钢连接件的侧边Ⅳ均通过螺栓连接。
进一步的，上连接板与边端方钢管和钢梁两侧的连接板Ⅱ均采用焊接，与钢梁上翼缘采用螺栓连接。
进一步的，下托板与边端方钢管和钢梁两侧的连接板Ⅱ采用焊接，与钢梁下翼缘采用螺栓连接。
进一步的，上连接板、下托板和钢梁上下翼缘采用通长螺栓连接。
进一步的，梁连接组件还包括梁端板，梁端板设置于边端方钢管与钢梁之间，与钢梁焊接。
进一步的，套筒与中心方钢管、柱角钢连接件的侧边Ⅰ与中心方钢管、连接板Ⅱ与边端方钢管均采用焊接的连接方式。
该节点构造可应用“L”型、“T”型或十字型钢管混凝土组合柱的梁柱节点区域。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明的中心方钢管和端部方钢管通过柱连接组件连接，大大增加了节点刚度，同时有效预防和控制了中心方钢管和端部方钢管扭转；
(2)本发明梁柱之间通过螺栓进行刚性连接，避免了钢梁与钢柱之间直接焊接，达到梁柱分离的目的，有效避免梁柱节点处发生脆性破坏，使得塑性铰外移，同时梁柱采用螺栓连接能有效消除三轴应力集中，避免传统节点柱侧壁撕裂破坏，满足“强柱弱梁、强节点弱构件”的抗震要求；
(3)本发明所有构件及连接件均在加工厂加工完成，施工现场梁柱采用螺栓连接，有效避免了施工现场焊接工作，装配化程度高，安装方便快捷。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是中心方钢管与套筒及柱角钢连接件连接关系示意图；
图3是本发明剖面结构示意图；
图4是边端方钢管与钢梁、梁角钢连接件、上连接板和下托板连接关系示意图；
图5是本发明应用于“T”型钢管混凝土组合柱的梁柱节点区域的结构示意图；
图6是本发明应用于“十字”型钢管混凝土组合柱的梁柱节点区域的结构示意图。
图中：1、中心方钢管；2、边端方钢管；3、钢梁；4、套筒；5、柱角钢连接件；6、连接板Ⅰ；7、连接板Ⅱ；8、侧边Ⅰ；9、侧边Ⅱ；10、上连接板；11、下托板；12、梁角钢连接件；13、侧边Ⅲ；14、侧边Ⅳ；15、梁端板；16、通长螺栓。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1-4所示，本发明的钢管混凝土组合柱梁柱节点的连接结构，包括中心方钢管1、边端方钢管2和H型钢梁3，中心方钢管和边端方钢管之间通过柱连接组件连接。
柱连接组件包括套筒4、柱角钢连接件5、连接板Ⅰ6和连接板Ⅱ7，套筒焊接在中心方钢管上，套筒与边端方钢管相对的一侧的侧壁上对称设置有两个柱角钢连接件，柱角钢连接件包括相互垂直的侧边Ⅰ8和侧边Ⅱ9，侧边Ⅰ焊接在套筒上，侧边Ⅱ与套筒一侧在同一平面；连接板Ⅱ对称设置于边端方钢管两侧，与侧边Ⅱ在同一平面，其宽度与钢梁高度相同，连接板Ⅱ中间与边端方钢管焊接，两端伸出边端方钢管外，其中一端与侧边Ⅱ通过连接板Ⅰ连接，连接板Ⅰ位于连接板Ⅱ的内侧，连接板Ⅰ一端与侧边Ⅱ通过螺栓连接，另一端与连接板Ⅱ通过螺栓连接；套筒、柱角钢连接件和连接板Ⅰ的高度均与钢梁的高度相同。
边端方钢管与钢梁通过梁连接组件连接，梁连接组件包括上连接板10、下托板11、连接板Ⅱ和梁角钢连接件12，梁角钢连接件对称设置于钢梁腹板两侧，梁角钢连接件包括相互垂直的侧边Ⅲ13和侧边Ⅳ14，侧边Ⅲ与钢梁腹板垂直焊接，侧边Ⅳ与钢梁腹板平行，与连接板Ⅱ的另一端通过螺栓连接；上连接板设置于钢梁上翼缘上方，与边端方钢管、钢梁上翼缘和钢梁两侧的连接板Ⅱ固定连接，其中，与边端方钢管和连接板Ⅱ焊接，与钢梁上翼缘通过螺栓连接；下托板设置于钢梁下翼缘下方，与边端方钢管、钢梁下翼缘和钢梁两侧的连接板Ⅱ固定连接，其中，与边端方钢管和连接板Ⅱ焊接，与钢梁下翼缘通过螺栓连接。上述螺栓采用通长螺栓16，通长螺栓贯穿上连接板、钢梁上下翼缘和下托板。
梁连接组件还包括梁端板15，梁端板设置于边端方钢管与钢梁之间，与钢梁焊接，梁端板可以增强钢梁端部的刚度，能有效预防钢梁端部翼缘及腹板发生屈曲变形。
本发明的焊接部分均在加工厂加工完成，需要注意的是，连接板Ⅱ、上连接板和下托板与边端方钢管三者焊接后，形成了一个安装钢梁的空腔，如果上连接板和下托板长度相同，可能会出现钢梁无法安装的问题，为了更容易的安装钢梁，上连接板可以分成两部分，安装好钢梁后，通过一块连接盖板将两部分连接成一个整体。
该节点构造可应用于各种形式的钢管混凝土组合柱的梁柱节点区域，如图1所示的“L”型、图5所示的“T”型、图6所示的十字型钢管混凝土组合柱。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种钢管混凝土组合柱梁柱节点的连接结构，包括中心方钢管(1)、边端方钢管(2)和钢梁(3)，其特征在于，中心方钢管(1)和边端方钢管(2)之间通过柱连接组件连接，边端方钢管(2)与钢梁(3)通过梁连接组件连接；
柱连接组件包括套筒(4)、柱角钢连接件(5)、连接板Ⅰ(6)和连接板Ⅱ(7)，套筒(4)套在中心方钢管(1)上，套筒(4)与边端方钢管(2)相对的一侧的侧壁上对称设置有两个柱角钢连接件(5)，柱角钢连接件(5)包括相互垂直的侧边Ⅰ(8)和侧边Ⅱ(9)，侧边Ⅰ(8)固定在套筒(4)上，侧边Ⅱ(9)与套筒(4)一侧在同一平面；连接板Ⅱ(7)对称设置于边端方钢管(2)两侧，与侧边Ⅱ(9)在同一平面，与钢梁(3)高度相同，连接板Ⅱ(7)中间与边端方钢管(2)连接，两端伸出边端方钢管(2)外，其中一端与侧边Ⅱ(9)通过连接板Ⅰ(6)连接，连接板Ⅰ(6)一端与侧边Ⅱ(9)连接，另一端与连接板Ⅱ(7)连接；
梁连接组件包括上连接板(10)、下托板(11)、连接板Ⅱ(7)和梁角钢连接件(12)，梁角钢连接件(12)对称设置于钢梁(3)腹板两侧，梁角钢连接件(12)包括相互垂直的侧边Ⅲ(13)和侧边Ⅳ(14)，侧边Ⅲ(13)与钢梁(3)腹板垂直连接，侧边Ⅳ(14)与钢梁(3)腹板平行，与连接板Ⅱ(7)的另一端连接；上连接板(10)设置于钢梁(3)上翼缘上方，与边端方钢管(2)、钢梁(3)上翼缘和钢梁(3)两侧的连接板Ⅱ(7)固定连接，下托板(11)设置于钢梁(3)下翼缘下方，与边端方钢管(2)、钢梁(3)下翼缘和钢梁(3)两侧的连接板Ⅱ(7)固定连接。
2.根据权利要求1所述的钢管混凝土组合柱梁柱节点的连接结构，其特征在于，套筒(4)、柱角钢连接件(5)和连接板Ⅰ(6)的高度均与钢梁(3)的高度相同。
3.根据权利要求1所述的钢管混凝土组合柱梁柱节点的连接结构，其特征在于，柱角钢连接件(5)的侧边Ⅱ(9)和连接板Ⅰ(6)、连接板Ⅰ(6)和连接板Ⅱ(7)、连接板Ⅱ(7)和梁角钢连接件(12)的侧边Ⅳ(14)均通过螺栓连接。
4.根据权利要求1所述的钢管混凝土组合柱梁柱节点的连接结构，其特征在于，上连接板(10)与边端方钢管(2)和钢梁(3)两侧的连接板Ⅱ(7)均采用焊接，与钢梁(3)上翼缘采用螺栓连接。
5.根据权利要求1所述的钢管混凝土组合柱梁柱节点的连接结构，其特征在于，下托板(11)与边端方钢管(2)和钢梁(3)两侧的连接板Ⅱ(7)均采用焊接，与钢梁(3)下翼缘采用螺栓连接。
6.根据权利要求1所述的钢管混凝土组合柱梁柱节点的连接结构，上连接板(10)、下托板(11)和钢梁(3)上下翼缘采用通长螺栓(16)连接。
7.根据权利要求1所述的钢管混凝土组合柱梁柱节点的连接结构，其特征在于，梁连接组件还包括梁端板(15)，梁端板(15)设置于边端方钢管(2)与钢梁(3)之间，与钢梁(3)焊接。
8.根据权利要求1所述的钢管混凝土组合柱梁柱节点的连接结构，其特征在于，套筒(4)与中心方钢管(1)、柱角钢连接件(5)的侧边Ⅰ(8)与中心方钢管(1)、连接板Ⅱ(7)与边端方钢管(2)均采用焊接的连接方式。
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