CN109750752B - 一种rcs混合框架梁柱连接节点及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种RCS混合框架梁柱连接节点及其施工方法，主要解决了在RCS混合框架体系中由于混凝土柱中间箍筋的存在而导致钢筋混凝土柱与钢梁之间连接困难的问题。由四周围合钢板、上翼缘等强立板和下翼缘等强立板拼合而成。四周围合钢板等代混凝土柱在梁端节点域中的箍筋，中间的等强立板与钢梁的上下翼缘等强，相当于在钢梁处形成了一个方管柱，与钢梁进行连接。从而形成柱贯通式的钢筋混凝土柱与钢梁的刚性连接形式。本发明思路清晰，受力合理，安装方便，可广泛应用于RCS混合框架体系中。

Description

一种RCS混合框架梁柱连接节点及其施工方法

技术领域

本发明涉及土木工程结构设计与施工领域，具体说是一种RCS混合框架梁柱连接节点及其施工方法，即钢筋混凝土柱与钢梁的刚性连接节点和施工方法。

背景技术

随着生活水平的提高，人们对建筑的要求也逐渐提高，并且越来越关心建筑与环境的兼容性。装配式建筑便成了建筑行业发展的趋势。传统混凝土建筑需要现浇，装配率低，钢结构虽然可以在工厂制造，现场螺栓连接，但节点复杂。越来越多的建筑开始使用钢筋混凝土与钢结构相结合的RCS混合结构。在RCS(由钢筋混凝土柱与钢梁组合的钢架结构)混合框架体系中由于混凝土柱中间箍筋的存在而导致钢筋混凝土柱与钢梁之间连接困难，因此受力合理，构造简单，安装方便的RCS混合框架梁柱刚性连接方式目前是很有必要的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是解决上述问题，提供一种RCS混合框架梁柱连接节点及其施工方法，充分利用混凝土与钢材两种材料的优势，施工简便快捷，结构可靠。

所述的RCS混合框架梁柱连接节点，设置于钢筋混凝土柱的梁柱连接节点用于连接钢梁，其特征在于：所述梁柱连接节点包括由四面立板固定拼接为矩形管状的四周围合钢板、固定焊接于四周围合钢板内上部的上翼缘等强立板和固定焊接于四周围合钢板内下部的下翼缘等强立板。

这里的上翼缘和下翼缘指H型钢的钢梁的上翼缘和下翼缘。

所述上翼缘等强立板和所述下翼缘等强立板均设有与钢筋混凝土柱两侧面分别平行的一片或多片等强立板，上翼缘等强立板和下翼缘等强立板中与连接侧平行的等强立板之和与连接侧钢梁的翼缘等强度。

上翼缘等强立板的高度等于对应连接侧钢梁上翼缘的宽度，下翼缘等强立板的高度等于对应连接侧钢梁下翼缘的宽度。

上翼缘等强立板的厚度之和不小于对应连接侧钢梁上翼缘的厚度，下翼缘等强立板的厚度之和不小于对应连接侧钢梁下翼缘的厚度。

四周围合钢板的高度不小于所连接钢梁的高度与钢梁上、下翼缘的长度之和。

四周围合钢板与钢梁的连接侧外侧面焊接有用于与钢梁连接的连接件，所述连接件紧贴钢梁的腹板，且水平中线与钢梁腹板中线对齐。

优选地，四周围合钢板的外侧面与对应侧钢筋混凝土柱的外侧面平齐。

一种RCS混合框架梁柱连接节点施工方法，其特征在于：经过包括下述顺序进行的步骤，实现RCS混合框架梁柱的刚性连接：

第一步、在工厂预制梁柱连接节点，其中，

四周围合钢板的横向和纵向的尺寸等于对应侧钢筋混凝土柱的横向尺寸和纵向尺寸，四周围合钢板的竖向尺寸等于所连接钢梁的高度与钢梁上、下翼缘的长度之和；

上翼缘等强立板和下翼缘等强立板分别以单层或多层对称焊接为井字形，上翼缘等强立板的厚度之和不小于对应连接侧钢梁上翼缘的厚度，下翼缘等强立板的厚度之和不小于对应连接侧钢梁下翼缘的厚度；上翼缘等强立板的高度等于对应连接侧钢梁上翼缘的宽度，下翼缘等强立板的高度等于对应连接侧钢梁下翼缘的宽度

将上翼缘等强立板和下翼缘等强立板与四周围合钢板的内侧面焊接为一体；

在四周围合钢板与钢梁的连接侧外侧面焊接用于与钢梁连接的连接件；

第二步、在安装现场，按照钢梁和钢筋混凝土柱的连接位置确定梁柱连接节点的安装位置；

第三步、按照第二步确定的位置，将第一步中成型的梁柱连接节点与钢筋混凝土柱的模板工程进行连接定位，即在梁柱节点区域形成钢管柱；

第四步、完成梁柱连接节点的混凝土浇筑和固化成型；

第五步、完成RCS混合框架梁柱刚性连接，将钢梁连接端与梁柱节点外表面的连接件固定连接。

在第一步中，上翼缘等强立板和下翼缘等强立板均与四周围合钢板的每一侧面中垂面对称焊接。

在第三步中，梁柱连接节点的外表面与钢筋混凝土柱的外表面平齐。

本发明为钢筋混凝土柱与钢梁的刚性连接方式，可应用于RCS混合结构中，充分利用了混凝土与钢材两种材料的优势。四周围合钢板等代混凝土柱在梁端节点域中的箍筋，中间的等强立板与钢梁的上下翼缘等强，相当于在钢梁处形成了一个方管柱，与钢梁进行连接。从而形成柱贯通式的钢筋混凝土柱与钢梁的刚性连接形式。利用四周围合钢板承受剪力，上下翼缘等强立板承受弯矩，受力清晰合理，可靠性高。

四周围合钢板，等效代替了钢筋混凝土柱在梁柱节点区域的箍筋，承受梁柱节点区域内的剪力。

钢筋混凝土柱中的纵筋可以顺利通过钢梁与混凝土柱的连接部分。

上翼缘等强立板与钢梁的上翼缘等强，承受梁端弯矩。

下翼缘等强立板与钢梁的下翼缘等强，承受梁端弯矩。

所使用的零件均可以在工厂预制，现场连接方便快捷，减少了现场施工工序，提高了施工效率。避免了对穿锚栓难以到达等强效果，对穿角钢影响钢筋混凝土柱箍筋和纵筋布置的问题。

附图说明

图1是RCS混合框架梁柱刚性连接的结构示意图，

图2是图1的俯视图，

图3是图2的1-1向剖面图，

图4是图1中梁柱连接节点的结构示意图。

图中：1—梁柱连接节点，101—四周围合钢板，102—上翼缘等强立板，103—下翼缘等强立板，104—连接件，2—钢梁，3—钢筋混凝土柱，4—纵筋。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：如图1所示RCS混合框架梁柱连接节点，设置于钢筋混凝土柱3，用于连接钢梁，典型的钢梁为使用H型钢，如图4，所述梁柱连接节点1包括由四面立板固定拼接为矩形管状的四周围合钢板101、固定焊接于四周围合钢板内上部的上翼缘等强立板102和固定焊接于四周围合钢板内下部的下翼缘等强立板103。这里的上翼缘和下翼缘指H型钢的钢梁当腹板竖向设置时的上翼缘和下翼缘。

如图1、4所示，所述上翼缘等强立板102和所述下翼缘等强立板103均设有与钢筋混凝土柱3两侧面分别平行的一片或多片等强立板，图中设有与每个侧面平行的两片等强立板，上翼缘等强立板102和下翼缘等强立板103中与连接侧平行的等强立板之和与连接侧钢梁的翼缘等强度。上翼缘等强立板102和下翼缘等强立板103内的等强立板分别相互固定焊接为一体，上翼缘等强立板102和下翼缘等强立板103可以是相互分离的结构，但是均与四周围合钢板101焊接。

钢梁使用H型钢时，上翼缘等强立板102的高度等于对应连接侧钢梁上翼缘的宽度，下翼缘等强立板103的高度等于对应连接侧钢梁下翼缘的宽度。上翼缘等强立板102的厚度之和不小于对应连接侧钢梁上翼缘的厚度，下翼缘等强立板103的厚度之和不小于对应连接侧钢梁下翼缘的厚度。使得上翼缘等强立板102与钢梁的上翼缘等强度，下翼缘等强立板103与钢梁的下翼缘等强度。

四周围合钢板101的高度不小于所连接钢梁的高度与钢梁上、下翼缘的长度之和。钢梁与四周围合钢板101的中部连接。

四周围合钢板101与钢梁的连接侧外侧面焊接有用于与钢梁连接的连接件104，连接件104可以是角钢，也可以是与四周围合钢板101外表面焊接的钢板，所述连接件紧贴钢梁的腹板，且水平中线与钢梁腹板中线对齐。。使得钢梁的中线对齐四周围合钢板101的中线，上翼缘等强立板102和下翼缘等强立板103的中线也对齐四周围合钢板101的中线。

四周围合钢板101的外侧面与对应侧钢筋混凝土柱3的外侧面平齐。兼顾了美观和连接方便。

本发明中，四周围合钢板101，等效代替了钢筋混凝土柱3在梁柱节点区域的箍筋，承受梁柱节点区域内的剪力。所述钢筋混凝土柱3中的纵筋4可以顺利通过钢梁与混凝土柱的连接部分。所述上翼缘等强立板102与钢梁的上翼缘等强，承受梁端弯矩。所述下翼缘等强立板103与钢梁的下翼缘等强，承受梁端弯矩。

RCS混合框架梁柱连接节点施工方法，经过包括下述顺序进行的步骤，实现RCS混合框架梁柱的刚性连接：

第一步、在工厂预制梁柱连接节点1，其中，

四周围合钢板101由四面的竖向钢板围成固定的一体矩形管状，四周围合钢板101的横向和纵向的尺寸等于对应侧钢筋混凝土柱3的截面轮廓横向尺寸和纵向尺寸，四周围合钢板101的竖向尺寸等于所连接钢梁的高度与钢梁上、下翼缘的轮廓横向长度之和。

如图1，上翼缘等强立板102和下翼缘等强立板103分别以单层或多层对称焊接为相对四周围合钢板101的侧面钢板竖向中垂面对称的井字形。由于四周围合钢板101的侧面钢板为矩形，中垂面与钢板垂直且位于竖向的中线上。上翼缘等强立板102的厚度之和不小于对应连接侧钢梁上翼缘的厚度，下翼缘等强立板103的厚度之和不小于对应连接侧钢梁下翼缘的厚度；上翼缘等强立板102的高度等于对应连接侧钢梁上翼缘的宽度，下翼缘等强立板103的高度等于对应连接侧钢梁下翼缘的宽度。

将上翼缘等强立板102和下翼缘等强立板103与四周围合钢板101的内侧面焊接为一体，通常，上翼缘等强立板102和下翼缘等强立板103之间有间隙。

在四周围合钢板101与钢梁的连接侧外侧面焊接用于与钢梁连接的连接件104，按照规格尺寸，连接件焊接于与腹板连接处。在外侧面没有连接钢梁时，那一侧的四周围合钢板101外表面可以不必设置连接件。

第二步、在安装现场，按照钢梁2和钢筋混凝土柱3的连接位置确定梁柱连接节点1的安装位置。以预设的钢梁设计高度，在对应的钢筋混凝土柱3连接位置设置梁柱连接节点1。

第三步、按照第二步确定的位置，将第一步中成型的梁柱连接节点1与钢筋混凝土柱3的模板工程进行连接定位，即在梁柱节点区域形成钢管柱。在钢筋混凝土柱3的模板浇注成型前时将梁柱连接节点1套接穿过纵筋4到设定高度的钢筋混凝土柱3位置，可以在纵筋间绑扎将梁柱连接节点1定位，使梁柱连接节点1的外侧面与钢筋混凝土柱3的外侧面平齐。

第四步、完成梁柱连接节点1的混凝土浇筑和固化成型；

第五步、将钢梁的连接端与梁柱连接节点1外侧面的连接件104通过螺栓紧固连接及焊接固定，完成RCS混合框架梁柱刚性连接。

Claims (9)

1.一种RCS混合框架梁柱连接节点，设置于钢筋混凝土柱（3）的梁柱连接节点（1）用于连接钢梁，其特征在于：所述梁柱连接节点（1）包括由四面立板固定拼接为矩形管状的四周围合钢板（101）、固定焊接于四周围合钢板内上部的上翼缘等强立板（102）和固定焊接于四周围合钢板内下部的下翼缘等强立板（103）；

所述上翼缘等强立板（102）和所述下翼缘等强立板（103）均设有与钢筋混凝土柱（3）两侧面分别平行的一片或多片等强立板，上翼缘等强立板（102）和下翼缘等强立板（103）分别对称焊接为井字形； 上翼缘等强立板（102）和下翼缘等强立板（103）中与连接侧平行的等强立板之和与连接侧钢梁的翼缘等强度。

2.根据权利要求1所述的连接节点，其特征在于：上翼缘等强立板（102）的高度等于对应连接侧钢梁上翼缘的宽度，下翼缘等强立板（103）的高度等于对应连接侧钢梁下翼缘的宽度。

3.根据权利要求1或2所述的连接节点，其特征在于：上翼缘等强立板（102）的厚度之和不小于对应连接侧钢梁上翼缘的厚度，下翼缘等强立板（103）的厚度之和不小于对应连接侧钢梁下翼缘的厚度。

4.根据权利要求1所述的连接节点，其特征在于：四周围合钢板（101）的高度不小于所连接钢梁的高度与钢梁上、下翼缘的长度之和。

5.根据权利要求1所述的连接节点，其特征在于：四周围合钢板（101）与钢梁的连接侧外侧面焊接有用于与钢梁连接的连接件（104），所述连接件紧贴钢梁的腹板，且水平中线与钢梁腹板中线对齐。

6.根据权利要求1所述的连接节点，其特征在于：四周围合钢板（101）的外侧面与对应侧钢筋混凝土柱（3）的外侧面平齐。

7.一种RCS混合框架梁柱连接节点施工方法，其特征在于：经过包括下述顺序进行的步骤，实现RCS混合框架梁柱的刚性连接：

第一步、在工厂预制梁柱连接节点（1），其中，

四周围合钢板（101）的横向和纵向的尺寸等于对应侧钢筋混凝土柱（3）的横向尺寸和纵向尺寸，四周围合钢板（101）的竖向尺寸等于所连接钢梁的高度与钢梁上、下翼缘的长度之和；

上翼缘等强立板（102）和下翼缘等强立板（103）分别以单层或多层对称焊接为井字形，上翼缘等强立板（102）的厚度之和不小于对应连接侧钢梁上翼缘的厚度，下翼缘等强立板（103）的厚度之和不小于对应连接侧钢梁下翼缘的厚度；上翼缘等强立板（102）的高度等于对应连接侧钢梁上翼缘的宽度，下翼缘等强立板（103）的高度等于对应连接侧钢梁下翼缘的宽度

将上翼缘等强立板（102）和下翼缘等强立板（103）与四周围合钢板（101）的内侧面焊接为一体；

在四周围合钢板（101）与钢梁的连接侧外侧面焊接用于与钢梁连接的连接件（104）；

第二步、在安装现场，按照钢梁（2）和钢筋混凝土柱（3）的连接位置确定梁柱连接节点（1）的安装位置；

第三步、按照第二步确定的位置，将第一步中成型的梁柱连接节点（1）与钢筋混凝土柱（3）的模板工程进行连接定位，即在梁柱节点区域形成钢管柱；

第四步、完成梁柱连接节点（1）的混凝土浇筑和固化成型；

第五步、完成RCS混合框架梁柱刚性连接，将钢梁连接端与梁柱节点（1）外表面的连接件（104）固定连接。

8.根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于：在第一步中，上翼缘等强立板（102）和下翼缘等强立板（103）均与四周围合钢板（101）的每一侧面中垂面对称焊接。

9.根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于：在第三步中，梁柱连接节点（1）的外表面与钢筋混凝土柱（3）的外表面平齐。