專利名稱：雙圓鋼管混凝土柱與鋼梁的連接節(jié)點(diǎn)及施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及雙鋼管混凝土柱與鋼梁連接的梁柱節(jié)點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鋼管混凝土具有承載カ高、塑性和韌性好、經(jīng)濟(jì)效果好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于重載、大跨等結(jié)構(gòu)中。雙圓鋼管混凝土柱是在外層圓鋼管內(nèi)部設(shè)置內(nèi)層圓鋼管，并且在兩層鋼管內(nèi)部都澆筑混凝土而形成的組合柱，具有承載カ高、塑性和韌性好、抗火性能好等優(yōu)點(diǎn)。由于雙圓鋼管混凝土柱采用兩層鋼管，內(nèi)部空間相對(duì)較小，因此，雙圓鋼管混凝土柱與鋼梁的連接節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)和施工都較為困難，所以需要ー種雙圓鋼管混凝土柱與鋼梁的連接節(jié)點(diǎn)及其相應(yīng)的施工方法，達(dá)到構(gòu)造簡(jiǎn)單、傳カ可靠、施工方便等要求
發(fā)明內(nèi)容
為了克服雙圓鋼管混凝土柱施工空間小的問(wèn)題，將雙圓鋼管混凝土柱與鋼梁連接起來(lái)，本發(fā)明公開(kāi)ー種雙圓鋼管混凝土柱與鋼梁的連接節(jié)點(diǎn)，該連接節(jié)點(diǎn)具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、傳カ效果好、占用空間小、施工方便等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，本發(fā)明公開(kāi)ー種實(shí)現(xiàn)雙圓鋼管混凝土柱與鋼梁連接節(jié)點(diǎn)的施工方法，該方法操作方便、工作效率高，解決了雙圓鋼管混凝土柱施工空間小的問(wèn)題。對(duì)于本發(fā)明的雙圓鋼管混凝土柱與鋼梁的連接節(jié)點(diǎn)，其技術(shù)方案是連接節(jié)點(diǎn)由上連接板、下連接板、加勁板、中間板、內(nèi)層鋼管、外層鋼管和混凝土組成，用于將雙圓鋼管混凝土柱和鋼梁連接起來(lái)。雙圓鋼管混凝土柱由兩層圓鋼管及其內(nèi)部的混凝土組成，鋼梁為エ字形鋼梁。上連接板和下連接板為兩塊完全相同的多邊形鋼板，板中心開(kāi)有圓孔，圓孔直徑等于雙圓鋼管混凝土柱內(nèi)層鋼管的外徑。在圓孔外圍開(kāi)設(shè)四個(gè)矩形槽，矩形槽沿圓周均勻分布，相鄰矩形槽之間的夾角為90°，矩形槽的長(zhǎng)度和寬度分別等于加勁板的寬度和厚度。在兩個(gè)矩形槽之間，開(kāi)設(shè)兩個(gè)圓形孔，用于灌注混凝土。在上連接板和下連接板的上、下表面上都焊有銷釘，保證混凝土與上、下連接板能共同受力。加勁板為矩形鋼板，共有四塊。加勁板的長(zhǎng)度大于連接節(jié)點(diǎn)的高度，寬度等于柱外層鋼管的內(nèi)半徑與柱內(nèi)層鋼管的外半徑之差，厚度等于被連接鋼梁腹板的厚度。中間板為正方形鋼板，共有四塊，邊長(zhǎng)等于被連接鋼梁腹板的高度，厚度等于被連接鋼梁腹板的厚度。連接節(jié)點(diǎn)處，加勁板焊接在雙圓鋼管混凝土柱的兩層鋼管之間，能夠加強(qiáng)內(nèi)、外層鋼管間的連接，很好地將被連接鋼梁傳來(lái)的荷載傳遞到內(nèi)層鋼管上，防止外層鋼管產(chǎn)生過(guò)大的局部變形，并對(duì)外層鋼管起定位作用，使在節(jié)點(diǎn)區(qū)斷開(kāi)的外層鋼管能夠上下對(duì)齊。由于外層鋼管是不連續(xù)的，所以能夠?qū)⑸线B接板和下連接板從上部穿過(guò)內(nèi)層鋼管和加勁板，在連接節(jié)點(diǎn)位置與內(nèi)、外層鋼管焊接在一起。在上連接板、下連接板和外層鋼管之間焊接中間板，使上連接板、下連接板和中間板形成エ字形斷面，以便與エ字形鋼梁相連。
對(duì)于本發(fā)明的雙圓鋼管混凝土柱與鋼梁的連接節(jié)點(diǎn)的施工方法，其技術(shù)方案是(I)雙圓鋼管混凝土柱的鋼管施工時(shí)，柱外層鋼管與連接節(jié)點(diǎn)的下部平齊，柱內(nèi)層鋼管高于連接節(jié)點(diǎn)的上部，高出部分等于被連接鋼梁的高度，并將柱外層鋼管和柱內(nèi)層鋼管的上部都開(kāi)坡ロ，用于對(duì)接焊縫的連接。(2)在雙圓鋼管混凝土柱的兩層鋼管之間焊接加勁板，采用角焊縫連接，加勁板為四塊，沿圓周均勻分布，相鄰加勁板之間的夾角為90°。(3)將下連接板的內(nèi)圈開(kāi)坡ロ，并將其從柱內(nèi)層鋼管和加勁板的上部穿下，置于柱外層鋼管之上，下連接板與柱外層鋼管和柱內(nèi)層鋼管采用對(duì)接焊縫連接，與加勁板采用角焊縫連接。(4)將與中間板等高的節(jié)點(diǎn)區(qū)外層鋼管的上、下部都開(kāi)坡ロ，并從柱內(nèi)層鋼管和加勁板的上部穿下，置于下連接板之上，節(jié)點(diǎn)區(qū)外層鋼管與下連接板采用對(duì)接焊縫連接，與加勁板采用角焊縫連接。(5)將中間板置于節(jié)點(diǎn)區(qū)外層鋼管的外側(cè)和下連接板的上方，并與加勁板對(duì)齊，采用角焊縫將中間板與下連接板和節(jié)點(diǎn)區(qū)外層鋼管連接在一起。(6)將上連接板的內(nèi)圈開(kāi)坡ロ，并從柱內(nèi)層鋼管和加勁板的上部穿下，置于節(jié)點(diǎn)區(qū)外層鋼管之上，上連接板與節(jié)點(diǎn)區(qū)外層鋼管和柱內(nèi)層鋼管采用對(duì)接焊縫連接，與加勁板和中間板采用角焊縫連接。上連接板、下連接板和中間板形成四個(gè)エ字形斷面，以便與エ字形鋼梁相連。(7)在雙層鋼管的內(nèi)部都澆筑混凝土，形成連接節(jié)點(diǎn)。本發(fā)明的連接節(jié)點(diǎn)具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、傳カ可靠、占用空間小、施工方便等優(yōu)點(diǎn)，所述施工方法克服了雙圓鋼管混凝土柱施工空間小的問(wèn)題，工作效率高。本發(fā)明使雙圓鋼管混凝土柱與鋼梁能夠可靠地連接，保證了結(jié)構(gòu)的安全，有助于推動(dòng)雙圓鋼管混凝土柱在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明圖I是本發(fā)明的連接節(jié)點(diǎn)的軸測(cè)圖；圖2是本發(fā)明的連接節(jié)點(diǎn)的俯視圖；圖3是本發(fā)明的連接節(jié)點(diǎn)的正視圖；圖4是本發(fā)明的上連接板的構(gòu)造圖；圖5是本發(fā)明的連接節(jié)點(diǎn)的使用狀態(tài)圖；圖6是本發(fā)明的連接節(jié)點(diǎn)的施工過(guò)程圖。圖中1_下連接板，2-上連接板，3-加勁板，4-中間板，5-柱外層鋼管，6-柱內(nèi)層鋼管，7-節(jié)點(diǎn)區(qū)外層鋼管，8-矩形槽，9-圓孔，10-銷釘，11-混凝土，12-鋼梁。
具體實(shí)施例方式如圖1-3所示，ー種雙圓鋼管混凝土柱與鋼梁的連接節(jié)點(diǎn)，由下連接板(I)、上連 接板(2)、加勁板(3)、中間板(4)、柱內(nèi)層鋼管(6)、節(jié)點(diǎn)區(qū)外層鋼管(7)和混凝土(11)組成。為了實(shí)現(xiàn)下連接板(I)和上連接板(2)能與柱內(nèi)層鋼管(6)焊接相連，將柱外層鋼管(5)在節(jié)點(diǎn)區(qū)斷開(kāi)，形成一段與中間板⑷等高的節(jié)點(diǎn)區(qū)外層鋼管(7)。下連接板⑴與柱外層鋼管(5)、柱內(nèi)層鋼管(6)、節(jié)點(diǎn)區(qū)外層鋼管(7)、加勁板(3)和中間板(4)焊接相連。上連接板(2)與柱內(nèi)層鋼管(6)、節(jié)點(diǎn)區(qū)外層鋼管(7)、加勁板(3)和中間板(4)焊接相連。加勁板(3)的長(zhǎng)度大于連接節(jié)點(diǎn)的高度，與柱外層鋼管(5)、柱內(nèi)層鋼管(6)、節(jié)點(diǎn)區(qū)外層鋼管(7)、下連接板(I)和上連接板(2)焊接相連，將被連接鋼梁傳來(lái)的荷載傳遞到內(nèi)層鋼管上。下連接板⑴和上連接板⑵上都開(kāi)有圓孔(9)，用于澆筑混凝土，同時(shí)，下連接板(I)和上連接板(2)的上、下表面上都焊有銷釘(10)，保證混凝土(11)與下連接板(I)和上連接板(2)能共同受力。下連接板(I)、上連接板(2)和中間板(4)形成エ字形斷面，以便與エ字形鋼梁相連。在柱外層鋼管(5)、柱內(nèi)層鋼管(6)和節(jié)點(diǎn)區(qū)外層鋼管(7)的內(nèi)部都澆筑混凝土(11)，形成連接節(jié)點(diǎn)。圖4中，上連接板⑵的內(nèi)圈開(kāi)有坡ロ，為了進(jìn)行對(duì)接焊縫連接。在上連接板(2)上開(kāi)有四個(gè)矩形槽(8)，相鄰矩形槽(8)之間的夾角為90°。在兩個(gè)矩形槽(8)之間開(kāi)設(shè)兩個(gè)圓孔(9)，并在上連接板(2)的上、下表面上都焊有銷釘(10)。圖5中，連接節(jié)點(diǎn)上部可以繼續(xù)焊接柱內(nèi)層鋼管(6)和柱外層鋼管(5)，繼續(xù)澆筑混凝土(11)，與上ー層雙圓鋼管混凝土柱相連。連接節(jié)點(diǎn)與鋼梁(12)可以通過(guò)焊接或螺栓連接相連。圖6為本發(fā)明的施工過(guò)程圖，整個(gè)施工過(guò)程分為a、b、c、d、e、f、g七個(gè)步驟，具體的施工過(guò)程為施工過(guò)程a，柱外層鋼管(5)與連接節(jié)點(diǎn)的下部平齊，柱內(nèi)層鋼管(6)高于連接節(jié)點(diǎn)的上部，高出部分等于被連接鋼梁的高度，并將柱外層鋼管(5)和柱內(nèi)層鋼管(6)的上部都開(kāi)坡ロ ；施工過(guò)程b，在柱外層鋼管(5)和柱內(nèi)層鋼管(6)之間焊接加勁板(3)，相鄰加勁板(3)之間的夾角為90°，采用角焊縫連接；施工過(guò)程C，將下連接板(I)的內(nèi)圈開(kāi)坡ロ，并從柱內(nèi)層鋼管(6)和加勁板(3)的上部穿下，置于柱外層鋼管(5)之上，下連接板(I)與柱外層鋼管(5)和柱內(nèi)層鋼管(6)采用對(duì)接焊縫連接，與加勁板(3)采用角焊縫連接；施工過(guò)程山將節(jié)點(diǎn)區(qū)外層鋼管(7)的上、下部都開(kāi)坡ロ，并從柱內(nèi)層鋼管(6)和加勁板(3)的上部穿下，置于下連接板(I)之上，與下連接板(I)采用對(duì)接焊縫連接，與加勁板
(3)采用角焊縫連接；施工過(guò)程e，將中間板(4)置于節(jié)點(diǎn)區(qū)外層鋼管(7)的外側(cè)和下連接板(I)的上方，并與加勁板(3)對(duì)齊，中間板(4)與下連接板(I)和節(jié)點(diǎn)區(qū)外層鋼管(7)采用角焊縫連接；施工過(guò)程f，將上連接板(2)的內(nèi)圈開(kāi)坡ロ，并從柱內(nèi)層鋼管(6)和加勁板
(3)的上部穿下，置于節(jié)點(diǎn)區(qū)外層鋼管(7)之上，上連接板(2)與節(jié)點(diǎn)區(qū)外層鋼管(7)和柱內(nèi)層鋼管(6)采用對(duì)接焊縫連接，與加勁板(3)和中間板(4)采用角焊縫連接。上連接板
(2)、下連接板(I)和中間板(4)形成四個(gè)エ字形斷面，以便與エ字形鋼梁相連；施エ過(guò)程g，在柱外層鋼管(5)、柱內(nèi)層鋼管(6)和節(jié)點(diǎn)區(qū)外層鋼管(7)的內(nèi)部都澆筑混凝土(11)，形成連接節(jié)點(diǎn)。權(quán)利要求
1.一種雙圓鋼管混凝土柱與鋼梁的連接節(jié)點(diǎn)，由多個(gè)鋼構(gòu)件和混凝土組成，其特征是下連接板(I)、上連接板(2)、加勁板(3)、中間板(4)、柱內(nèi)層鋼管(6)和節(jié)點(diǎn)區(qū)外層鋼管(7)形成傳力鋼框架，再澆筑混凝土(11)形成連接節(jié)點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙圓鋼管混凝土柱與鋼梁的連接節(jié)點(diǎn)，其特征是柱外層鋼管(5)在連接節(jié)點(diǎn)區(qū)斷開(kāi)，柱內(nèi)層鋼管(6)在連接節(jié)點(diǎn)區(qū)不斷開(kāi)，穿過(guò)節(jié)點(diǎn)區(qū)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙圓鋼管混凝土柱與鋼梁的連接節(jié)點(diǎn)，其特征是下連接板(I)、上連接板(2)和中間板(4)在邊緣處形成工字形斷面。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙圓鋼管混凝土柱與鋼梁的連接節(jié)點(diǎn)，其特征是下連接板(I)和上連接板(2)上開(kāi)有矩形槽(8)和圓孔(9)，并且在上、下表面上都焊有銷釘(10)。
5.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求I所述的雙圓鋼管混凝土柱與鋼梁的連接節(jié)點(diǎn)的施工方法，下連接板(I)、上連接板(2)、加勁板(3)、中間板(4)、柱內(nèi)層鋼管(6)和節(jié)點(diǎn)區(qū)外層鋼管(7)之間通過(guò)焊接連接，再澆筑混凝土(11)形成連接節(jié)點(diǎn)，其特征是在柱外層鋼管(5)和柱內(nèi)層鋼管(6)之間焊接加勁板(3)，將下連接板(I)從柱內(nèi)層鋼管(6)和加勁板(3)的上部穿下，并與柱外層鋼管(5)、柱內(nèi)層鋼管(6)和加勁板(3)焊接在一起，將節(jié)點(diǎn)區(qū)外層鋼管(7)從上部穿下，并與下連接板(I)和加勁板(3)焊接在一起，將中間板(4)置于節(jié)點(diǎn)區(qū)外層鋼管(7)的外側(cè)和下連接板(I)的上方，并與加勁板(3)對(duì)齊，將中間板(4)與下連接板(I)和節(jié)點(diǎn)區(qū)外層鋼管(7)焊接在一起，將上連接板(2)從柱內(nèi)層鋼管(6)和加勁板(3)的上部穿下，并與節(jié)點(diǎn)區(qū)外層鋼管(7)、柱內(nèi)層鋼管(6)、加勁板(3)和中間板(4)焊接在一起，在柱外層鋼管(5)、柱內(nèi)層鋼管(6)和節(jié)點(diǎn)區(qū)外層鋼管(7)的內(nèi)部都澆筑混凝土(11)，形成連接節(jié)點(diǎn)。
全文摘要
一種雙圓鋼管混凝土柱與鋼梁的連接節(jié)點(diǎn)及施工方法。連接節(jié)點(diǎn)由下連接板、上連接板、加勁板、中間板、柱內(nèi)層鋼管、節(jié)點(diǎn)區(qū)外層鋼管和混凝土組成，各個(gè)鋼構(gòu)件之間通過(guò)焊接連接。下連接板、上連接板和中間板形成工字形斷面，易與工字形鋼梁連接。連接節(jié)點(diǎn)的施工中，柱外層鋼管在節(jié)點(diǎn)區(qū)斷開(kāi)，柱內(nèi)層鋼管不斷開(kāi)，穿過(guò)連接節(jié)點(diǎn)區(qū)，依次焊接加勁板、下連接板、節(jié)點(diǎn)區(qū)外層鋼管、中間板和上連接板，最后，澆筑混凝土形成連接節(jié)點(diǎn)。本發(fā)明構(gòu)造簡(jiǎn)單、傳力可靠、占用空間小、施工方便，克服了雙圓鋼管混凝土柱施工空間小的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)雙圓鋼管混凝土柱與鋼梁的可靠連接。
文檔編號(hào)E04G21/14GK102661002SQ20121014388
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月7日
發(fā)明者叢術(shù)平, 王來(lái), 韓金生 申請(qǐng)人:山東科技大學(xué)