CN216142189U - 一种装配式柱贯通式空腹混凝土柱-钢梁节点连接构造 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种装配式柱贯通式空腹混凝土柱‑钢梁节点连接构造，包括混凝土柱和钢支座，所述混凝土柱包括空心钢管、钢筋骨架和混凝土层，所述钢筋骨架设于空心钢管外侧，混凝土层浇筑于空心钢管外侧，钢筋骨架被浇筑于混凝土层内，所述钢支座包括上盖板、下盖板和支座腹板，所述支座腹板固定于上盖板延伸处和下盖板延伸处之间，所述上盖板和下盖板对称设置并套接固定在空心钢管上，所述上盖板和下盖板之间配有钢套管，钢套管外部扣设有两个相对设置的扣件，混凝土层外端面与扣件外端面齐平。装配式的运用，能避免现浇混凝土的弊端，又能缩短工期，减少成本，降低环境污染，提高劳动效率，解放繁重体力劳动等优点。

Description

一种装配式柱贯通式空腹混凝土柱-钢梁节点连接构造

技术领域

本实用新型专利涉及建筑领域，特别涉及一种装配式柱贯通式空腹混凝土柱-钢梁节点连接构造。

背景技术

随着水泥的发明和运用已有百余年的历史，水泥的出现具有划时代的意义。水泥和钢筋的联合使用更是改变了传统的建筑模式，同时推动了工程力学和数学的发展。目前我国大部分建筑主要采用现浇混凝土结构为主，不仅取材容易、整体性好、耐火和耐久性好等优点，而且现场支模浇筑可以增强结构的整体性和抗震能力。

但是，随着时间的流逝，现浇混凝土结构暴露了许多弊端。对于一些水工建筑物，混凝土时常不能满足其抗裂性能的要求。随着楼层的增加，支模难度和现场浇筑难度越来越大，势必增加建筑物的造价；同时建筑物越高必然要增大柱子的截面尺寸以满足承载力的需要，这样减少了建筑物有效的利用空间。现浇混凝土隔热隔音的性能也欠佳。现场绑扎钢筋和支模、现场浇筑混凝土等工序也会使施工组织更加复杂，增加施工成本。同时高层建筑的现场施工也会增加安全事故发生的几率。现场施工容易受到气温和季节变化的影响，直接导致工期延长，使得劳动效率降低，造价增加。现场施工产生的噪音极易影响施工现场周围人群的正常休息和工作，现场施工也容易引起灰尘而影响空气质量。以上种种弊端，正是目前国家积极号召节能减排、绿色建筑所要求取缔的。

随着我国人口的增加，对高层建筑的需求也越来越大，在占地面积不变的情况下，最大化的解决了人口居住问题，所以混凝土结构运用在高层建筑中表现出的种种弊端是急需解决的问题。然而装配式结构的出现是很好的弥补了现浇混凝土的缺陷，装配式是将结构的各个构件在工厂先预制成型，然后运至现场，最后进行拼装与连接。工厂化生产可以引入了大型机械，在提高劳动效率的同时，也能很好的控制各构件的质量。工厂化生产可以采用钢模浇筑，不仅使浇筑的构件更加密实和尺寸标准外，同时重复利用钢模可以减少成本，也可以避免因人工支模而造成的尺寸误差。工厂制作构件几乎不受环境影响，流水线生产也可以提高劳动效率和减小资源的浪费。

但是装配式结构的整体性和抗震性能较差，所以能解决装配式的弊端，则装配式结构可以广泛运用于高层建筑中。装配式结构是将梁柱等构件首先在工厂预制成型，然后现场装配。预制的梁柱等构件均是根据理论计算配筋的，能满足结构的承载力要求。所以装配式结构的难点就在于构件间连接----节点。在以往的震害中，地震破坏易发生在短柱、截面突变处和连接节点上。如果节点处理恰当、构件尺寸设置合理、配筋量适当，基本能满足建筑的抗震要求。因此需设计出预先设置震害中结构的破坏截面，避免因结构整体破坏而引发的安全事故，同时，装配式结构在后期使用中若出现构件破坏，也可以进行拆除和替换。

实用新型内容

本实用新型专利所要解决的技术问题是提供一种装配式柱贯通式空腹混凝土柱-钢梁节点连接构造，该构造不仅可以减小柱的自重，而且提高柱的延性，也提高了柱的抗震性能，同时装配式的运用，缩短工期，减少成本，降低环境污染，提高劳动效率。

为此，本实用新型专利提供的一种装配式柱贯通式空腹混凝土柱-钢梁节点连接构造，包括混凝土柱和钢支座，所述混凝土柱包括空心钢管、钢筋骨架和混凝土层，所述钢筋骨架设于空心钢管外侧，混凝土层浇筑于空心钢管外侧，钢筋骨架被浇筑于混凝土层内，所述钢支座包括上盖板、下盖板和支座腹板，所述支座腹板固定于上盖板延伸处和下盖板延伸处之间，所述上盖板和下盖板对称设置并套接固定在空心钢管上，所述上盖板和下盖板之间配有钢套管，钢套管外部扣设有两个相对设置的扣件，混凝土层外端面与扣件外端面齐平。

优选地，所述扣件包括扣件本体和设与本体两端分别设置有螺栓板和连接板，当两个扣件相对扣设于钢套管外部，两个扣件的螺栓板相接触并通过螺栓固定连接，扣件另一端的连接板向支座腹板方向延伸，两个扣件的连接板分别位于支座腹板两侧，安装钢梁时，将钢梁与支座腹板对齐接触，两个扣件连接板分别置于支座腹板和钢梁的两侧端，并通过螺栓将扣件、支座腹板和钢梁螺栓连接。

优选地，所述钢筋骨架包括多个纵筋和箍筋，所述上盖板和下盖板均开设有与空心钢管适配的圆形孔洞，上盖板和下盖板通过圆形孔洞套接固定在空心钢管侧壁上，所述钢套管套设固定在空心钢管上，钢套管上下两端部分别与上盖板和下盖板固定，所述上盖板和下盖板圆形孔洞外周均分布有多个纵筋孔，纵筋依次穿过上盖板的纵筋孔、钢套管内和下盖板的纵筋孔，纵筋设置于空心钢管外壁，纵筋通过箍筋固定。

优选地，所述箍筋包括圆形箍筋和螺旋箍筋，钢套管内部纵筋通过圆形箍筋固定，其他部分纵筋通过螺旋箍筋固定。

优选地，所述支座腹板位于上盖板和下盖板轴对称线上，支座腹板上端部与上盖板焊接固定，所述支座腹板下端部与下盖板焊接固定，所述支座腹板一侧端部焊接固定在钢套管侧壁上。

优选地，所述上盖板上均布多个注浆孔，浇筑混凝土层时，混凝土由注浆孔注入钢套管与空心钢管之间，钢套管与空心钢管之间的钢筋骨架浇筑于混凝土内。

优选地，所述钢套管外壁呈八边形，两个扣件对称连接后内壁与钢套管外壁适配呈八边形，所述扣件本体外壁呈八边形，混凝土层外壁与扣件本体外壁齐平呈八边形。

优选地，所述钢梁为变截面钢梁，所述钢梁与腹板和扣件连接板的连接处高度与腹板和扣件连接板的高度相同，钢梁其他部分消减高度，钢梁呈变截面钢梁。

本实用新型的有益效果：

1.空腹式混凝土柱不仅可以减小柱的自重，而且提高柱的延性，也提高了柱的抗震性能。空腹式柱截面相对实心混凝土柱截面尺寸较小，间接增加了有效利用空间。螺旋配筋不仅提高了柱的承载能力和延性，而且约束了柱的横向形变。

2.空腹混凝土柱与钢梁的连接是通过扣件进行螺栓连接的。螺栓连接便于后期结构的维护和更换。

3.扣件与钢套管间的咬合力可以约束梁绕柱的水平转动趋势，是依靠扣件与八边形钢套管的咬合力进行抵消。在不要额外设置约束的情况下自行抵消。

4.楼面的水平荷载传递给钢梁，钢梁传递给扣件，扣件传递给盖板，盖板传递给柱。整个传力路径明确，节点构造简单。

5.钢梁为变截面钢梁，变截面处理增加了室内净空。变截面处理容易是钢梁在交变荷载作用下，先于支座屈服和破坏，使结构不会发生倒塌。

6.空腹混凝土柱-钢梁节点连接构造和钢梁均在工厂里预先制作建筑的构件，缩短施工工期，减小施工成本，有效控制施工的质量。工厂化流水线生产，提高了劳动效率，避免了施工受环境影响，解放了繁重的体力劳动。现场装配需要的施工人员较少，便于施工组织和管理。

7.钢梁为变截面钢梁，变截面处理增加了室内净空。变截面处理容易是钢梁在交变荷载作用下，先于支座屈服和破坏，使结构不会发生倒塌。

附图说明

图1为本实用新型专利提供的一种贯通式空腹混凝土柱-钢梁支座连接结构的俯视结构示意图；

图2为本实用新型专利提供的一种贯通式空腹混凝土柱-钢梁支座连接结构的横向剖面结构示意图；

图3为本实用新型专利提供的一种贯通式空腹混凝土柱-钢梁支座连接结构的竖向局部结构示意图；

图4为本实用新型专利提供的一种贯通式空腹混凝土柱-钢梁支座连接结构的上盖板结构示意图；

图5为本实用新型专利提供的一种贯通式空腹混凝土柱-钢梁支座连接结构的下盖板结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型专利实施例，对本实用新型专利实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型专利一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型专利保护的范围。

参照图1-图5所示，本实用新型专利提供一种装配式柱贯通式空腹混凝土柱-钢梁节点连接构造，包括混凝土柱1和钢支座2，钢支座2与混凝土柱1一体式预制。现场装配时，只需将钢梁3与钢支座装配，现场装配需要的施工人员较少，便于施工组织和管理。空腹混凝土柱-钢梁节点连接构造和钢梁均在工厂里预先制作建筑的构件，缩短施工工期，减小施工成本，有效控制施工的质量。工厂化流水线生产，提高了劳动效率，避免了施工受环境影响，解放了繁重的体力劳动。

所述混凝土柱1包括空心钢管4、钢筋骨架5和混凝土层6，所述钢筋骨架5设于空心钢管4外侧，混凝土层6浇筑于空心钢管4外侧，钢筋骨架5被浇筑于混凝土层6内，形成空腹式混凝土柱。空腹式混凝土柱不仅可以减小柱的自重，而且提高柱的延性，也提高了柱的抗震性能。空腹式柱截面相对实心混凝土柱截面尺寸较小，间接增加了有效利用空间。所述钢筋骨架5包括多个纵筋7和箍筋8，纵筋7设置于空心钢管4外壁，纵筋7通过箍筋8固定。箍筋8不仅提高了柱的承载能力和延性，而且约束了柱的横向形变。

所述钢支座2包括上盖板9、下盖板10和支座腹板11，所述支座腹板11固定于上盖板和下盖板的延伸处12之间。所述上盖板9和下盖板10均开设有与空心钢管适配的圆形孔洞13，上盖板9和下盖板10通过圆形孔洞13套接固定在空心钢管4侧壁上，所述上盖板9和下盖板10在空心钢管上对称设置。所述上盖板9和下盖板10之间配有钢套管14，所述钢套管14套设固定在空心钢管4上，钢套管14上下两端部分别与上盖板9和下盖板10焊接固定。上下盖板间配有钢套管14，使得上下盖板形成整体，提高了支座2的刚度和强度。所述支座腹板11位于上盖板和下盖板延伸处12轴对称线上，支座腹板11上端部与上盖板9焊接固定，所述支座腹板11下端部与下盖板10焊接固定，所述支座腹板11一侧端部焊接固定在钢套管14侧壁上。

所述上盖板9和下盖板10圆形孔洞外周均分布有多个纵筋孔15，安装钢筋骨架5时，纵筋7依次穿过上盖板的纵筋孔15、钢套管内和下盖板的纵筋孔15。所述箍筋7包括圆形箍筋和螺旋箍筋，钢套管14内部纵筋通过圆形箍筋固定，其他部分纵筋通过螺旋箍筋固定。所述上盖板9上均布多个注浆孔16，浇筑混凝土层时，混凝土由注浆孔注入钢套管14与空心钢管4之间，钢套管与空心钢管之间的钢筋骨架浇筑于混凝土内。使钢支座2与混凝土柱紧密固定连接。

钢套管外部扣设有两个相对设置的扣件，所述扣件包括扣件本体17和设与本体两端分别设置有螺栓板18和连接板19。当两个扣件相对扣设于钢套管14外部，两个扣件的螺栓板18相接触并通过螺栓固定连接。扣件另一端的连接板19向支座腹板11方向延伸，两个扣件的连接板19分别位于支座腹板11两侧。现场安装钢梁3时，将钢梁3与支座腹板11对齐接触，两个扣件连接板19分别置于支座腹板11和钢梁3的两侧端，所述扣件19、支座腹板11和钢梁3三者设置有多个相对应的螺栓孔，通过螺栓将扣件、支座腹板和钢梁螺栓连接，钢梁3即可安装完成。所述钢梁3为变截面钢梁，所述钢梁3与腹板11和扣件连接板19的连接处高度与腹板和扣件连接板的高度相同，钢梁3其他部分消减高度，钢梁3呈变截面钢梁。钢梁为变截面钢梁，变截面处理增加了室内净空。变截面处理容易是钢梁在交变荷载作用下，先于支座屈服和破坏，使结构不会发生倒塌。空腹混凝土柱1与钢梁3的连接是通过扣件进行螺栓连接的，螺栓连接便于后期结构的维护和更换。

所述钢套管14外壁呈八边形，两个扣件对称连接后内壁与钢套管外壁适配呈八边形，所述扣件本体17外壁呈八边形。扣件与钢套管间的咬合力可以约束梁绕柱的水平转动趋势，是依靠扣件与八边形钢套管的咬合力进行抵消，不再额外设置约束的情况下自行抵消。浇筑混凝土层时，钢筋骨架外部搭设与扣件外侧面齐平的支模，混凝土层浇筑完成后，混凝土层外壁与扣件本体外壁齐平呈八边形，八边形的形状便于混凝土支模。安装完成后，楼面的水平荷载传递给钢梁，钢梁传递给扣件，扣件传递给盖板，盖板传递给柱。整个传力路径明确，节点构造简单。

以上所述仅是本实用新型专利的优选实施方式，本实用新型专利的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型专利思路下的技术，方案，均属于本实用新型专利的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型专利原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型专利的保护范围。

Claims (8)

1.一种装配式柱贯通式空腹混凝土柱-钢梁节点连接构造，其特征是：包括混凝土柱和钢支座，所述混凝土柱包括空心钢管、钢筋骨架和混凝土层，所述钢筋骨架设于空心钢管外侧，混凝土层浇筑于空心钢管外侧，钢筋骨架被浇筑于混凝土层内，所述钢支座包括上盖板、下盖板和支座腹板，所述支座腹板固定于上盖板延伸处和下盖板延伸处之间，所述上盖板和下盖板对称设置并套接固定在空心钢管上，所述上盖板和下盖板之间配有钢套管，钢套管外部扣设有两个相对设置的扣件，混凝土层外端面与扣件外端面齐平。

2.根据权利要求1所述的一种装配式柱贯通式空腹混凝土柱-钢梁节点连接构造，其特征是：所述扣件包括扣件本体和设与本体两端分别设置有螺栓板和连接板，当两个扣件相对扣设于钢套管外部，两个扣件的螺栓板相接触并通过螺栓固定连接，扣件另一端的连接板向支座腹板方向延伸，两个扣件的连接板分别位于支座腹板两侧，安装钢梁时，将钢梁与支座腹板对齐接触，两个扣件连接板分别置于支座腹板和钢梁的两侧端，并通过螺栓将扣件、支座腹板和钢梁螺栓连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种装配式柱贯通式空腹混凝土柱-钢梁节点连接构造，其特征是：所述钢筋骨架包括多个纵筋和箍筋，所述上盖板和下盖板均开设有与空心钢管适配的圆形孔洞，上盖板和下盖板通过圆形孔洞套接固定在空心钢管侧壁上，所述钢套管套设固定在空心钢管上，钢套管上下两端部分别与上盖板和下盖板固定，所述上盖板和下盖板圆形孔洞外周均分布有多个纵筋孔，纵筋依次穿过上盖板的纵筋孔、钢套管内和下盖板的纵筋孔，纵筋设置于空心钢管外壁，纵筋通过箍筋固定。

4.根据权利要求3所述的一种装配式柱贯通式空腹混凝土柱-钢梁节点连接构造，其特征是：所述箍筋包括圆形箍筋和螺旋箍筋，钢套管内部纵筋通过圆形箍筋固定，其他部分纵筋通过螺旋箍筋固定。

5.根据权利要求1或2或4所述的一种装配式柱贯通式空腹混凝土柱-钢梁节点连接构造，其特征是：所述支座腹板位于上盖板和下盖板轴对称线上，支座腹板上端部与上盖板焊接固定，所述支座腹板下端部与下盖板焊接固定，所述支座腹板一侧端部焊接固定在钢套管侧壁上。

6.根据权利要求5所述的一种装配式柱贯通式空腹混凝土柱-钢梁节点连接构造，其特征是：所述上盖板上均布多个注浆孔，浇筑混凝土层时，混凝土由注浆孔注入钢套管与空心钢管之间，钢套管与空心钢管之间的钢筋骨架浇筑于混凝土内。

7.根据权利要求6所述的一种装配式柱贯通式空腹混凝土柱-钢梁节点连接构造，其特征是：所述钢套管外壁呈八边形，两个扣件对称连接后内壁与钢套管外壁适配呈八边形，所述扣件本体外壁呈八边形，混凝土层外壁与扣件本体外壁齐平呈八边形。

8.根据权利要求2所述的一种装配式柱贯通式空腹混凝土柱-钢梁节点连接构造，其特征是：所述钢梁为变截面钢梁，所述钢梁与腹板和扣件连接板的连接处高度与腹板和扣件连接板的高度相同，钢梁其他部分消减高度，钢梁呈变截面钢梁。

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