CN203393848U - 一种钢筋混凝土柱与工字钢梁连接节点结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种钢筋混凝土柱与工字钢梁连接节点结构，其特征在于结构主要包括钢筋混凝土柱和工字钢梁；钢板夹混凝土悬挑板预设于钢筋混凝土柱的牛腿部位，其内预设有与工字钢梁连接的高强螺栓；工字钢梁置于钢板夹混凝土悬挑板上，并通过预埋连接件、高强螺栓与钢筋混凝土柱和钢板夹混凝土悬挑板连接；环形限位钢箍沿钢筋混凝土柱环向设置，并与工字钢梁上表面接触，钢箍上设置有与工字钢梁焊接连接的支撑肋板。本实用新型涉及结构的连接强度高、连接质量可靠、抗侧向滑移能力强，施工速度快，具有较好的技术经济效益。

Description

一种钢筋混凝土柱与工字钢梁连接节点结构

技术领域

本实用新型涉及一种钢筋混凝土柱与工字钢梁连接节点结构，属于建筑工程领域，适用于工业与民用建筑中钢筋混凝土柱与工字钢梁连接。

背景技术

随着建筑形式的不断发展，在一些高层建筑、新建厂房和大跨场馆，还有一些改造项目的扩建和加层施工中，出现了越来越多的新型混合结构体系。考虑到钢筋混凝土柱和工字钢梁组合结构具有钢结构及混凝土结构的双重优点，与钢结构相比具有节省钢材，增加构件及建筑物的刚度的特点；与混凝土结构相比具有减小截面、重量，增大构件延展性的特点，因此在建筑物中广泛使用。为保证钢筋混凝土柱与工字钢梁能够可靠地传递内力，两者的连接必须有合理的构造形式。目前工程中，常用的钢筋混凝土柱和工字钢梁连接形式有：刚性连接、柔性连接和半刚性连接。

工字钢梁和钢筋混凝土柱刚性连接的关键在于如何通过合理的构造措施，使钢梁端弯矩、轴力及剪力安全可靠地传给混凝土柱本身。作为一种钢筋混凝土柱与工字钢梁的连接节点形式，刚性连接方式适用于钢梁跨度和受力较大时使用。刚性连接节点处，钢梁端板通过化学锚栓或膨胀锚栓固定在混凝土柱上，端板上伸出的连接板和钢梁腹板采用高强螺栓连接，钢梁的上下翼缘开坡口和端板采用对接焊缝连接，以减小梁的最大弯矩，从而使梁的高度减小，节省钢材。但是刚接的方法存在以下缺点：施工流程复杂；工字钢梁与混凝土柱的连接处受到拉压和剪力作用容易松动，节点易破坏，维修频率高。

目前工程中最常用的钢筋混凝土柱与工字钢梁的连接方式是铰接，属于柔性连接。铰接施工方法简单，传力明确。但是铰接方法同样也存在不足：钢梁跨度及受力较大时不适合使用；铰接要求工字钢梁的高度较大，钢材使用量大，经济费用较高。

半刚性连接也是一种常用的连接型式, 其主要连接型式有:单腹板角钢连接、双腹板角钢连接、矮端板连接、顶底角钢连接和短T型钢连接。但由于目前国内对此类节点的设计方法缺乏具体规范，因此在钢梁的整体计算中, 仍采用铰接模型计算。

已有一种混凝土柱与钢梁连接节点构造，包括混凝土柱、高强螺栓、连接角钢和钢梁，其中混凝土柱预埋高强螺栓，在水平Ｙ向混凝土柱通过预埋高强螺栓与连接角钢相连，在水平Ｘ向连接角钢与钢梁相连，上述钢梁与混凝土柱在水平Ｘ、Ｙ方向形成可动的连接节点。该节点结构可在钢筋混凝土柱预埋钢板和高强螺栓，实现了Ｘ、Ｙ二个水平方向与混凝土柱的可动仅竖向Ｚ向不可动的铰接连接，未考虑抵抗节点处可能出现的负弯矩，另外受连接强度限制，其抵抗竖向荷载的能力有限。

综上所述，尽管目前已有的工字钢梁和钢筋混凝土柱的连接节点结构能满足现行规范之要求，但在受力性能、承载能力、强度等方面尚存可改善之处。鉴于此，为进一步改善工字钢梁和钢筋混凝土柱的连接强度，目前亟需发明一种施工方便、连接强度高、整体性好的新型钢筋混凝土柱与工字钢梁的连接节点结构。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种施工方便、连接强度高、整体性好的新型钢筋混凝土柱与工字钢梁的连接节点结构。

为了实现上述技术目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种钢筋混凝土柱与工字钢梁连接节点结构，其特征在于结构主要包括钢筋混凝土柱和工字钢梁；钢板夹混凝土悬挑板预设于钢筋混凝土柱的牛腿部位，其内预设有与工字钢梁连接的高强螺栓；工字钢梁置于钢板夹混凝土悬挑板上，并通过预埋连接件、高强螺栓与钢筋混凝土柱和钢板夹混凝土悬挑板连接；环形限位钢箍沿钢筋混凝土柱环向设置，并与工字钢梁上表面接触，钢箍上设置有与工字钢梁焊接连接的支撑肋板。

所述钢板夹混凝土悬挑板自上到下依次包括上钢垫板、混凝土填充体和下钢垫板；；下钢垫板呈“L”形，短边一端预埋于钢筋混凝土柱中，并预留钢筋混凝土柱竖向钢筋和预埋连接件的穿过孔；上钢垫板上预留供高强螺栓和预埋连接件穿过的孔洞。

所述预埋连接件呈“L”形，短边预埋于牛腿钢筋混凝土柱中，长边穿过钢板夹混凝土悬挑板和工字钢梁下翼缘由螺母固定，并在端部设置螺栓连接口。

所述高强螺栓下端部焊接于下钢垫板的上表面，伸出上钢垫板的长度不小于50mm~80mm。

所述工字钢梁伸入钢筋混凝土柱预留的凹槽内，并在连接部位预设供预埋连接件和高强螺栓穿过的孔洞。

钢筋混凝土柱与工字钢梁接触处的空隙内填充有空隙填充体。空隙填充体可采用特殊砂浆、建筑密封胶、高强水泥净浆。

本实用新型具有以下的特点和有益效果：  

（1）在钢筋混凝土柱与工字钢梁连接节点处设置钢板夹混凝土悬挑板，可增大钢筋混凝土柱与工字钢梁的接触面积，有助于大幅提升节点的抗弯承载力和整体性。

（2）工字钢梁与钢筋混凝土柱、钢板夹混凝土悬挑板之间通过预埋连接件和高强螺栓连接，施工方法简单，施工速度快，施工质量容易控制。

（3）设置的环形限位钢箍既可防止节点发生局部破坏，还可为抵抗支座负弯矩提供反力。

（4）在钢筋混凝土柱与工字钢梁连接节点下设置牛腿，同时工字钢梁一端伸入钢筋混凝土柱中的预留凹槽中，增加节点的抗剪强度。

附图说明

图1 是本实用新型钢筋混凝土柱与工字钢梁节点结构示意图；

图2 是图1中钢板夹混凝土悬挑板结构示意图；

图中：1-钢筋混凝土柱，2-钢板夹混凝土悬挑板，3-工字钢梁，4-高强螺栓，5-预埋连接件，6-工字钢腹板，7-工字钢下翼缘，8-螺母，9-牛腿，10-空隙填充体，11-环形限位钢箍，12-上钢垫板，13-混凝土填充体，14-下钢垫板，15-支撑肋板。

具体实施方式

钢筋混凝土柱设计参数及施工技术要求、钢板（钢筋）焊接施工技术要求、螺栓连接施工技术要求、工字钢梁吊装施工技术要求、混凝土填充体的设计参数及施工技术要求等本实施方案中不再累述，具体阐述本实用新型涉及结构的实施方式。

图1 是本实用新型钢筋混凝土柱与工字钢梁节点结构示意图，图2 是图1钢板夹混凝土悬挑板结构示意图。参照图1、图2所示，此钢筋混凝土柱与工字钢梁的连接节点结构主要由钢板夹混凝土悬挑板2、预埋连接件5、高强螺栓4、环形限位钢箍11、空隙填充体10等组成。

钢筋混凝土柱的直径为600mm，柱内竖向布设12根直径为12mm的螺纹钢筋，钢筋强度等级为HRB335；混凝土强度等级为C35，保护层厚度为40mm；

钢板夹混凝土悬挑板2的厚度为30mm；钢板夹混凝土悬挑板2中的上钢垫板12和下钢垫板14为工厂预制，上钢垫板12和下钢垫板14均采用不锈钢垫片，钢板厚度均为8mm，硬度为HRC43-47，宽度与工字钢梁3相同；下刚垫片14 呈“L”型，短边长100mm，预埋于钢筋混凝土柱中，长边长500mm，伸出钢筋混凝土柱400mm，板内预留钢筋混凝土柱竖向钢筋和预埋连接件的穿过孔；上钢垫板12长400mm，上钢垫板上预留供高强螺栓和预埋连接件穿过的孔洞。混凝土填充体13采用强度等级为C40的细石混凝土。

预埋连接件5采用直径为12mm的螺纹钢筋，预制成 “L”形，钢筋强度等级为HRB335；其中，短边长30mm，预埋于牛腿9混凝土内；长边长300mm穿过钢板夹混凝土悬挑板和工字钢梁下翼缘，并在端部设置螺栓连接口。

牛腿9钢筋均采用HRB335钢筋，直径为12mm，混凝土均采用C35混凝土。

高强螺栓4直径为10mm，强度等级为10.9s级，与下钢垫板14采用焊接连接，与工字钢梁下翼缘7用螺母8紧固，高强螺栓4的外径为10mm。

工字钢梁3为工厂预制工字钢梁，工字钢梁腹板6高为200mm，厚9mm；工字钢翼缘宽度102mm，厚11.4mm，材料采用Q235B钢材。下翼缘端部预留直径为13mm的螺栓穿过孔。

施工时，先支设钢筋混凝土柱1和混凝土填充体13的模板，再将预埋件5和下钢垫板14固定到相应位置，预埋件5横端焊接在钢筋混凝土柱1中的钢筋上，竖端穿出钢筋混凝土柱1，暴露在预留凹槽中。

同时浇筑钢筋混凝土柱1、混凝土填充体13和连接节点下的牛腿9。混凝土采用C35混凝土。同时，在连接工字钢梁3处预留深度为30mm的凹槽。浇筑时，在下钢垫板14上的高强螺栓4的一头套上保护套，以防止浇筑时混凝土粘结在高强螺栓4的端部，给后期安装过程造成不便。

依次安装上钢垫板12和工字钢梁3，将工字钢梁下翼缘7上的限位孔对应高强螺栓4和预埋连接件5的位置安装，梁端嵌入预留凹槽，并用螺母8紧固。

环形限位钢箍11高度为100mm，厚度为10mm，采用强度等级为Q235的钢板，绕钢筋混凝土柱环向设置，预制成内径为600mm的钢箍，接头处采用螺栓连接；钢箍上设置与工字钢梁焊接连接的支撑肋板15，其高度为100mm，长度为150mm，厚度为10mm，采用强度等级为Q235的钢板预制而成。

工字钢梁连接完成后，预留凹槽中回填空隙填充体10，空隙填充体10采用环氧树脂砂浆，环氧树脂砂浆用合成树脂加固剂和粉料、细集料配置而成，其抗压强度＞105Mpa，抗折强度＞25Mpa，受压弹模18.000Mpa。

Claims (6)

1.一种钢筋混凝土柱与工字钢梁连接节点结构，其特征在于结构主要包括钢筋混凝土柱和工字钢梁；钢板夹混凝土悬挑板预设于钢筋混凝土柱的牛腿部位，其内预设有与工字钢梁连接的高强螺栓；工字钢梁置于钢板夹混凝土悬挑板上，并通过预埋连接件、高强螺栓与钢筋混凝土柱和钢板夹混凝土悬挑板连接；环形限位钢箍沿钢筋混凝土柱环向设置，并与工字钢梁上表面接触，钢箍上设置有与工字钢梁焊接连接的支撑肋板。

2.根据权利要求1所述的钢筋混凝土柱与工字钢梁连接节点结构，其特征在于所述钢板夹混凝土悬挑板自上到下依次包括上钢垫板、混凝土填充体和下钢垫板；下钢垫板呈“L”形，短边一端预埋于钢筋混凝土柱中，并预留钢筋混凝土柱竖向钢筋和预埋连接件的穿过孔；上钢垫板上预留供高强螺栓和预埋连接件穿过的孔洞。

3.根据权利要求1所述的钢筋混凝土柱与工字钢梁连接节点结构，其特征在于所述预埋连接件呈“L”形，短边预埋于牛腿钢筋混凝土柱中，长边穿过钢板夹混凝土悬挑板和工字钢梁下翼缘由螺母固定，并在端部设置螺栓连接口。

4.根据权利要求1所述的钢筋混凝土柱与工字钢梁连接节点结构，其特征在于所述高强螺栓下端部焊接于下钢垫板的上表面，伸出上钢垫板的长度50mm~80mm。

5.根据权利要求1所述的钢筋混凝土柱与工字钢梁连接节点结构，其特征在于所述工字钢梁伸入钢筋混凝土柱预留的凹槽内，并在连接部位预设供预埋连接件和高强螺栓穿过的孔洞。

6.根据权利要求1所述的钢筋混凝土柱与工字钢梁连接节点结构，其特征在于钢筋混凝土柱与工字钢梁接触处的空隙内填充有空隙填充体。

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