CN113718954A - 一种钢与混凝土组合结构的梁柱节点及安装方法 - Google Patents

Abstract

一种钢与混凝土组合结构的梁柱节点，包括竖向设置的组合柱、两个分别设置在所述组合柱相对两个侧面的用于连接横梁的连接构件，所述组合柱包括钢制架体，所述钢制架体具有两个相对设置的用于与所述连接构件连接的翼缘板，两个所述翼缘板之间填充有混凝土，所述混凝土靠近所述翼缘板侧面的位置埋设有多个与翼缘板连通的连接柱，所述连接构件上设置有连接件，所述连接件与所述连接柱螺纹连接，以将所述连接构件固定于所述翼缘板上，本发明的有益效果在于，解决了焊接造成混凝土开裂的问题，并且通过连接柱连接孔外设使得连接构件在组合柱外部施工即可，实现了组合柱可全工厂预制，解决了现场浇筑耽误施工进度，污染施工环境的问题。

Description

一种钢与混凝土组合结构的梁柱节点及安装方法

技术领域

本发明涉及装配式建筑工程领域，具体涉及一种钢与混凝土组合结构的梁柱节点及安装方法。

背景技术

为了贯彻落实绿色发展理念，提升建筑工程质量和品质、促进建筑业与信息化工业化深度融合、实现建筑行业改革、培育新产业、新功能，实现建筑业可持续发展，国家大力推广装配式建筑。

部分包覆钢-混凝土组合结构，其截面的基本形式是在H型钢构件的翼缘间填充混凝土，在解决装配式钢结构防火、防腐、隔声问题的同时，提升了装配式混凝土结构的抗震及竖向节点的安全可靠性，提高了建筑使用的舒适度，保证了结构的安装性。

传统部分包覆钢-混凝土组合结构的梁柱节点通常通过焊接的方式固定到H型钢构件上，但是混凝土凝固初期强度较低，梁柱节点焊接时，焊接处温度很高，靠近焊接位置的混凝土由于高温的作用容易发生塑性收缩，也就是由于焊接温度较高，快速的带走混凝土中的水分，这样就容易导致焊接位置附近的混凝土出现开裂的情况，影响梁柱的安全性能。

现有中国专利公开号CN204781363U公开了一种钢与混凝土组合结构的新型抗震梁柱节点，包括以矩形截面组合柱，所述组合柱由工字型钢柱及填充于工字钢柱内侧的混凝土柱构成，所述组合柱侧部设有工字型钢梁，在组合柱节点柱体侧面均焊设侧边约束板，组合柱的工字型钢柱螺栓连接有下部外伸端板，下部外伸端板上设置有上锤头和下锤头，上述申请采用螺栓连接的方式解决了传统梁柱节点的连接构件与组合柱翼缘之间现场施焊容易导致焊接处混凝土出现开裂的问题，并且也解决了焊接残余应力大，受力性能较差导致抗震性差的问题，但是采用这种全螺栓连接的方式，在安装连接构件的时候施工人员需要在填充混凝土的翼缘之间拧紧螺栓，这样在需要安装连接构件的位置组合柱就无法提前预制，需要预留出安装位置以便连接构件的安装，这样连接处的混凝土就需要在现场进行浇筑施工，增加工序影响施工进度，耽误工期，并且现场施工搅拌混凝土容易造成施工环境的污染，并且清理不便。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种钢与混凝土组合结构的梁柱节点及安装方法，通过连接柱和连接件螺纹连接将连接构件固定于组合柱的翼缘板上，解决了组合柱在连接构件的安装位置需预留螺栓安装的操作空间而导致混凝土无法提前预制的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种钢与混凝土组合结构的梁柱节点，包括竖向设置的组合柱、两个分别设置在所述组合柱相对两个侧面的用于连接横梁的连接构件，所述组合柱包括钢制架体，所述钢制架体具有两个相对设置的用于与所述连接构件连接的翼缘板，两个所述翼缘板之间填充有混凝土，所述混凝土位于所述翼缘板侧面的位置埋设有多个与翼缘板连通的连接柱，所述连接构件上设置有连接件，所述连接件与所述连接柱螺纹连接，以将所述连接构件固定于所述翼缘板上。

本发明采用连接柱和连接件的螺纹连接来连接组合柱和连接构件，相比于现有技术采用焊接的连接方式，一方面螺纹连接操作简便，工艺简单，简化施工人员的操作工艺，另一方面，采用焊接的方式，连接构件在安装的过程中焊接位置需要高温来融化焊料，这样位于焊接位置周边的混凝土会因为短时间内受到高温而导致表面水分快速蒸发，混凝土表面就容易发生塑性收缩，从而导致混凝土表面开裂，影响组合柱的强度和安全性，另外采用连接柱和连接件的螺纹连接来进行连接，翼缘板上用于安装连接件的连接柱能够埋设在混凝土内，其安装端与翼缘板连通，使得连接件安装时仅需要在翼缘板的外部操作即可，组合柱无需在连接位置预留出安装空间供螺栓的安装，这样组合柱翼缘板之间的混凝土就能够在工厂里实现完全预制，无需到施工现场配置浇筑，一方面减少施工人员现场的操作工序，加快施工的进度，缩短工期，减少人工成本，另一方面，现场调制混凝土会对施工现场的环境污染，并且混凝土凝固后难以清理。

作为本发明的进一步改进，所述连接柱中空设置，所述连接件包括呈圆柱状的连接杆，所述连接杆从所述翼缘板的外侧插设入所述连接柱中，并且与所述连接柱通过螺纹连接。

作为本发明的进一步改进，所述连接杆贯穿所述连接构件，并且贯穿的部分螺纹连接有抵紧结构，所述抵紧结构与所述连接构件相抵，以将所述连接构件抵在所述翼缘板上固定。

作为本发明的进一步改进，所述连接构件具有安装板，所述抵紧结构与所述安装板相抵，以将所述安装板抵紧在所述翼缘板的侧面固定。

作为本发明的进一步改进，所述连接柱与所述翼缘板焊接固定。

作为本发明的进一步改进，所述连接柱远离所述翼缘板的一端封闭设置。

作为本发明的进一步改进，所述连接杆与所述连接柱之间填充有液体胶粘剂。

作为本发明的进一步改进，所述连接杆贯穿所述抵紧结构设置，并且贯穿的部分与所述抵紧结构相铆合。

作为本发明的进一步改进，所述连接构件还具有两个用于固定横梁的连接板，两个所述连接板竖直固定于所述安装板上下两端的中间位置。

如上述任一项所述钢和混凝土组合结构的梁柱节点的安装方法，其特征在于，步骤如下：

S1：将预制好的组合柱固定安装；

S2：将所述连接构件贴合放置在所述翼缘板的侧面；

S3：将所述连接件的连接杆旋入所述连接柱中固定；

S4：将所述抵紧结构旋入所述连接杆贯穿所述连接构件的部分，并且旋入至与所述安装板抵紧；

S5：将横梁固定到所述连接板上

本发明的有益效果：

（1）采用连接柱和连接件连接组合柱和连接构件，避免了混凝土由于焊接高温造成塑性收缩，位于焊接位置周边的混凝土表面出现开裂的情况，能够有效的提高组合柱的强度和安全性能，并且相对于焊接的施工方式，采用螺纹连接操作更为简单，并且安全性相对较高。

（2）采用连接柱和连接件的螺纹连接来连接组合柱和连接构件，翼缘板设置埋设在混凝土内的连接柱与翼缘板连通，施工人员只需要在翼缘板的外侧拧紧连接杆及抵紧结构即可将连接构件进行安装，组合柱用于与连接构件连接的位置无需预留出安装空间用于装配螺栓，实现了组合柱全柱可在工厂提前预制，无需剩余一部分在现场浇筑，减少了施工人员的现场的操作工序，能够有效的提高施工效率，缩短施工周期，节省人工成本，并且施工现场能够实现全装配式装修，避免现场调制混凝土对施工现场环境造成污染，也不会由于凝固清理不便。

（3）采用液体胶粘剂以及铆合的方式对连接柱和连接件的螺纹连接进行防松，梁柱的连接较为重要，螺纹连接在遭受重复的冲击后容易松动，采用这些方式对连接杆和连接柱的连接进行防松，能够有效的提高梁柱之间连接的连接强度，从而使得即使在地震频发地带也能够连接的更为稳定，不会轻易的出现连接失效造成损失。

（4）连接柱通过焊接的方式与翼缘板进行连接并且埋设于混凝土内部的端面封闭设置，避免填充混凝土的时候混凝土进入到内部的螺纹结构上，影响连接杆的安装，耽误工时，同时也能够提高连接的稳定性。

（5）通过将连接柱埋设在混凝土的方式，实现了组合柱可在工厂提前预制，并且现场施工时，施工人员只需要将连接构件贴合在翼缘板外侧，然后将连接件的连接杆旋入连接柱固定，最后将抵紧结构旋到连接杆上，旋紧至与连接构件的安装板贴合，将安装板抵紧在翼缘板上固定，相比于现有技术采用全螺栓连接，需要在翼缘板内外两侧均旋上螺帽的方式操作更为方便，能够大大减少连接构件的安装工时，提高施工效率。

附图说明

图1为本发明的立体示意图；

图2为图1的平面示意图；

图3为图2中组合柱和连接构件连接位置的内部结构示意图；

图4为图3中的局部放大图；

图5为图1的俯视示意图；

1-组合柱；11-钢制架体；111-翼缘板； 112-腹板；12-混凝土； 2-连接构件；21-安装板； 22-连接板；3-连接柱；4-连接件；41-连接杆；42-抵紧结构； 5-横梁；6-加强板。

具体实施方式

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

参见图1-4，一种钢与混凝土组合结构的梁柱节点，包括组合柱1、连接构件2、横梁5，所述组合柱1竖直设置，所述连接构件2分别设置在所述组合柱1相对的两个侧面用于连接所述横梁5，所述组合柱1包括钢制架体11，以及填充在所述钢制架体11之间的混凝土12，本实施例中钢制架体11采用工字钢，所述钢制架体11包括两个相对设置的翼缘板111、连接在所述两个翼缘板111中间位置的腹板112，所述翼缘板111用于连接所述连接构件2，所述混凝土12填充在所述两个翼缘板111之间，并且靠近所述翼缘板111侧面的位置埋设有多个与翼缘板111连通的连接柱3，所述连接构件2上设置有连接件4，所述连接柱3中空设置，所述连接件4包括呈圆柱状的连接杆41，所述连接杆41从所述翼缘板111的外侧插设入所述连接柱3中，并且与所述连接柱3螺纹连接，所述连接杆41贯穿所述连接构件2，并且贯穿的部分螺纹连接有抵紧结构42，所述连接构件2具有安装板21，所述安装板21贴合所述翼缘板111设置，所述抵紧结构42与所述安装板21相抵，将所述安装板21固定在所述翼缘板111的侧面，也就是将整个连接构件2固定在组合柱1上，连接构件2再与横梁5相连接，实现梁柱的组合。

传统梁柱的连接结构采用焊接的方式连接到组合柱1钢制架体11的翼缘板111外侧，但是在焊接的时候需要产生大量的热来融化焊料以使得两者之间的连接处能够完成连接，而混凝土12凝固的强度是随着时间的增加是逐渐增强的，也就是在凝固的初始阶段混凝土12的强度虽然加强的幅度较大，但是他整体的强度还是偏弱的，在焊接连接构件2的时候，位于焊接位置的混凝土12短时间内温度急剧升高，而温度升高则会加快混凝土12表面水分的蒸发，水分的快速流失就会导致混凝土12发生塑性收缩，最终造成靠近焊接位置处的混凝土12出现干裂的情况，混凝土12表面出现裂纹将会严重影响柱的安全性能，为了解决混凝土12开裂的问题本实施例中采用紧固件连接组合柱1和连接构件2，采用连接柱3和连接件4通过螺纹连接固定的这种装配式的连接方式能够有效解决焊接高温造成的混凝土12开裂的问题，通常的两个较薄的板状被连接件之间的连接采用螺栓进行连接，螺栓连接被连接件之间无需加工螺纹，并且螺栓与孔之间留有间隙对孔的加工精度要求低，结构简单，往往作为优选项，现有技术中也不少采用螺栓进行连接的连接构件2，但是采用螺栓进行连接，无论从两个翼缘板111之间向外***螺栓还是由外向内***螺栓在拧上螺母组合柱1用于连接连接构件2的部位的两个翼缘板111之间必须预留出用于安装螺栓的空间，也就是组合柱1的这一部分翼缘板111之间的混凝土12无法提前在工厂预制，需要在现场安装好连接构件2后，现场浇筑混凝土12填充这一部分的空缺，增加施工现场的工序，耽误施工的进度，并且现场调制混凝土12容易造成环境的污染，残留的混凝土12凝固后不易清理，本实施例中，在两个翼缘板111相向的两侧设置连接柱3，连接柱3设置内螺纹，施工现场安装连接构件2时，仅需要将连接构件2的安装板21贴合放置在翼缘板111相应的安装位置，然后将连接件4的连接杆41***连接柱3中并且旋紧，然后在连接杆41伸出安装板21的部分旋上抵紧结构42，将抵紧结构42旋紧至与安装板21相抵，将安装板21抵在翼缘板111上固定即可，采用这种连接方式仅需要在组合柱1的外部进行即可，无需预留安装空间，这样在工厂中即可安装好连接柱3，然后浇筑混凝土12，实现整根组合柱1的全部预制，施工现场也就无需在现场浇筑混凝土12了，只需要安装连接构件2即可，减少现场的施工工序，加快施工进度，并且不会造成施工现场的污染。

所述连接柱3通过焊接的方式固定于翼缘板111的内侧面，焊接的方式结构稳定，连接柱3不易脱落，并且通过焊接的方式连接柱3与第一通孔1111连接后连接处不容易产生间隙，在填充混凝土12的时候连接柱3被埋设于混凝土12中，两者之间若留有间隙，混凝土12就容易进入连接柱3内部，凝固于螺纹结构上，就会影响连接构件2与组合柱1的连接强度，也就是会影响横梁5柱之间的连接强度，发生地震或者大动荡时，连接的安全性能无法保证。

同样为了确保在填充混凝土12的时候连接柱3的内部不会进入混凝土12，影响连接柱3和连接件4之间的连接，所述连接柱3远离翼缘板111的一端封闭设置。

螺纹连接一般情况下不会自行松动，但是在遭受冲击或者振动的情况下螺纹副之间的摩擦力可能会减小或者消失，这样组合柱1和梁连接之后重复遭受多次冲击后，连接柱3和连接件4之间的螺纹连接就会变得松动，例如处于地震频发地带，梁柱的连接出现松动极有可能造成房屋的倒塌，梁柱的抗震性就会比较差，因此为了防止连接出现松动，连接杆41在拧紧时可在螺纹之前涂上液体胶粘剂，拧紧螺母后，胶粘剂硬化、固着能够有效的防止螺纹副之间的相对运动，也就能够有效的放置连接柱3和连接杆41之间的螺纹连接在不断遭受冲击后松动，另外，也可在拧紧抵紧结构42后，将连接杆41伸出抵紧结构42的末端进行铆合，将连接杆41和抵紧结构42铆死，同样能够破坏螺纹副之间的相对运动，从而防止连接柱3和连接件4之间的螺纹连接出现松动，影响连接强度。

参见图2，所述连接构件2还设置有连接板22，所述连接板22竖直设置于所述安装板21的上下两端的中间位置，横梁5通过焊接的方式与所述连接板22固定连接，从而实现梁柱之前的组合。

参见图1，为了较强组合柱1的强度，所述两个翼缘板111之间设置有多个水平设置的加强板6，加强板6的设置能够有效地提高混凝土12的强度。

上述钢与混凝土组合结构的梁柱节点的安装方法，首先，先在工厂中预制组合柱，先在工字钢的翼缘板上开设通孔，然后在每个通孔对应的位置焊接上连接柱，最后在翼缘板之间填充混凝土，连接柱埋设在混凝土中，等待混凝土凝固，现场梁柱节点的安装方法，先将组合组固定安装在相应的位置，然后将连接构件贴合放置在翼缘板的侧面，再将连接件的连接杆从翼缘板的外侧插设入连接柱并且旋紧固定，然后在连接杆伸出连接构件的一端旋上抵紧结构，将抵紧结构旋紧至与安装板相抵，以将安装板抵在翼缘板侧面固定，完成连接构件和组合柱的连接，然后再将横梁固定到连接构件上，就完成整个梁柱节点的安装，这样，连接构件与组合柱的安装仅需要在组合柱的外侧单侧操作即可，组合柱就能够在工厂提前预制，无需到现场再进行浇筑，并且单侧操作相对于螺栓需要双侧操作的情况操作相对更为方便，安装也相对更为省时，能够加快施工进度。

最后应说明的是：以上实施案例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施案例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施案例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施案例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种钢与混凝土组合结构的梁柱节点，包括竖向设置的组合柱（1）、两个分别设置在所述组合柱（1）相对两个侧面的用于连接横梁（5）的连接构件（2），所述组合柱（1）包括钢制架体（11），所述钢制架体（11）具有两个相对设置的用于与所述连接构件（2）连接的翼缘板（111），两个所述翼缘板（111）之间填充有混凝土（12），其特征在于，所述混凝土（12）靠近所述翼缘板（111）侧面的位置埋设有多个与翼缘板（111）连通的连接柱（3），所述连接构件（2）上设置有连接件（4），所述连接件（4）与所述连接柱（3）螺纹连接，以将所述连接构件（2）固定于所述翼缘板（111）上。

2.根据权利要求1所述的一种钢与混凝土组合结构的梁柱节点，其特征在于，所述连接柱（3）中空设置，所述连接件（4）包括呈圆柱状的连接杆（41），所述连接杆（41）从所述翼缘板（111）的外侧插设入所述连接柱（3）中，并且与所述连接柱（3）通过螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的一种钢与混凝土组合结构的梁柱节点，其特征在于，所述连接杆（41）贯穿所述连接构件（2），并且贯穿的部分螺纹连接有抵紧结构（42），所述抵紧结构（42）与所述连接构件（2）相抵，以将所述连接构件（2）抵在所述翼缘板（111）上固定。

4.根据权利要求3所述的一种钢与混凝土组合结构的梁柱节点，其特征在于，所述连接构件（2）具有安装板（21），所述抵紧结构（42）与所述安装板（21）相抵，以将所述安装板（21）抵紧在所述翼缘板（111）的侧面固定。

5.根据权利要求2所述的一种钢与混凝土组合结构的梁柱节点，其特征在于，所述连接柱（3）与所述翼缘板（111）焊接固定。

6.根据权利要求2所述的一种钢与混凝土组合结构的梁柱节点，其特征在于，所述连接柱（3）远离所述翼缘板（111）的一端封闭设置。

7.根据权利要求2所述的一种钢与混凝土组合结构的梁柱节点，其特征在于，所述连接杆（41）与所述连接柱（3）之间填充有液体胶粘剂。

8.根据权利要求4所述的一种钢与混凝土组合结构的梁柱节点，其特征在于，所述连接杆（41）贯穿所述抵紧结构（42）设置，并且贯穿的部分与所述抵紧结构（42）相铆合。

9.根据权利要求4所述的一种钢与混凝土组合结构的梁柱节点，其特征在于，所述连接构件（2）还具有两个用于固定横梁（5）的连接板（22），两个所述连接板（22）竖直固定于所述安装板（21）上下两端的中间位置。

10.如权利要求1-9中任一项所述的一种钢与混凝土组合结构的梁柱节点的安装方法，其特征在于，步骤如下：

S1：将预制好的组合柱（1）固定安装；

S2：将所述连接构件（2）贴合放置在所述翼缘板（111）的侧面；

S3：将所述连接件（4）的连接杆（41）旋入所述连接柱（3）中固定；

S4：将所述抵紧结构（42）旋入所述连接杆（41）贯穿所述连接构件（2）的部分，并且旋入至与所述安装板（21）抵紧；

S5：将横梁（5）固定到所述连接板（22）上。

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