一种组合柱的转换节点结构及其施工方法技术

技术编号:20353978 阅读:23 留言:0更新日期:2019-02-16 12:58
本发明专利技术涉及一种组合柱的转换节点结构及其施工方法,包括上柱体、下柱体以及用以连接上柱体与下柱体的节点连接件,所述上柱体的内部同轴设有连接钢管,所述连接钢管的下端伸入下柱体的上端内部;所述节点连接件固定套设在下柱体的上端外侧,节点连接件的上端与上柱体的下端通过螺栓连接。本发明专利技术结构简单,连接可靠快速、施工方便、现场无明火作业、施工质量好、节点处受力性能好、整体性好、可轻易实现不同截面和混凝土强度变化。

【技术实现步骤摘要】
一种组合柱的转换节点结构及其施工方法
:本专利技术属于土木工程中钢与混凝土组合结构
,尤其涉及一种组合柱的转换节点结构及其施工方法。
技术介绍
:传统对于钢管的接长主要是通过每段的吊装,现场焊接而成,这种形式单一且在现场出现明火作业,使得施工质量难以保证。如果将不同楼层的钢管混凝土柱形式变化,例如下层采用钢管混凝土柱,上层采用中空夹层钢管混凝土柱或钢管混凝土叠合柱等构成组合柱,那么在现场更加难以施工。当下层采用钢管混凝土柱、上层采用中空夹层钢管混凝土柱构成组合柱时,无法保证中空夹层钢管混凝土柱内管的定位和施工,并且钢管混凝土柱和中空夹层钢管混凝土柱的混凝土也难以变化强度和类型,柱的截面尺寸也难以变化。当下层采用钢管混凝土柱、上层采用钢管混凝土叠合柱构成组合柱时,二者的钢管位置不同,而且叠合柱还需要在外部设置钢筋和模板然后浇筑混凝土,他们之间的转换难以满足要求和施工。目前装配式结构发展迅速,也有一些学者开始研究钢管混凝土柱的装配形式,但大多还是基于钢梁连接后浇筑内部混凝土。如果是下层采用钢管混凝土柱、上层采用中空夹层钢管混凝土柱,且两者均为事先预制好,那么在节点的连接处更加难以实现,其节点连接处的受力性能难以满足要求。如果下层采用钢管混凝土柱、上层采用钢管混凝土叠合柱,且两者均为事先成型,那么二者之间的连接成为一个关键问题,如果连接不可靠,将成为结构的危险性,但目前还没有二者之间的转换结构和方法。
技术实现思路
:本专利技术的目的在于针对以上不足之处,提供一种组合柱的转换节点结构及其施工方法,不仅结构简单、连接快速可靠、施工方便,而且施工质量好。为了实现上述目的,本专利技术采用的技术方案是:一种组合柱的转换节点结构,包括上柱体、下柱体以及用以连接上柱体与下柱体的节点连接件,所述上柱体的内部同轴设有连接钢管,所述连接钢管的下端伸入下柱体的上端内部;所述节点连接件固定套设在下柱体的上端外侧,节点连接件的上端与上柱体的下端通过螺栓连接。进一步的,所述下柱体为钢管混凝土柱,下柱体包括柱钢管,柱钢管的上端设有以利于连接钢管伸入的节点区,柱钢管的内部于节点区的下方填充有柱混凝土;所述节点连接件包括与柱钢管同轴设置的上连接环板和下连接环板,所述上连接环板固联在柱钢管的顶部,上连接环板的内侧端延伸至柱钢管的内侧,所述下连接环板位于节点区的下端且固定套设在柱钢管的外壁。进一步的,所述节点连接件还包括对称设于上连接环板及下连接环板两侧的两根钢梁,所述钢梁包括上钢梁翼缘、下钢梁翼缘以及钢梁腹板,所述钢梁腹板与柱钢管的外壁固联,钢梁腹板的上、下两端分别设有上钢梁翼缘和下钢梁翼缘,每个钢梁的上钢梁翼缘、下钢梁翼缘以及钢梁腹板组成工字型截面,每个钢梁的上钢梁翼缘和下钢梁翼缘分别与上连接环板和下连接环板位于同一平面且相固联,形成整体。进一步的,所述下连接环板与上连接环板之间设有若干个沿柱钢管的轴线呈圆周分布的节点加劲肋;所述下连接环板与柱钢管之间设有若干个沿柱钢管的轴线呈圆周分布的下柱加劲肋。进一步的,所述连接钢管于伸入节点区的一端外壁固联有复数个栓钉;所述节点区内填充有节点混凝土,所述节点混凝土延伸至连接钢管内部且向上伸出节点区。进一步的,所述上柱体为中空夹层柱,上柱体包括外钢管和同轴设于外钢管内侧的连接钢管,所述外钢管与连接钢管之间的夹层填充有夹层混凝土,外钢管的下端设有用以与上连接环板相对接的环状端板A,所述端板A的内侧端与连接钢管固联,端板A的外侧端与上连接环板均开设有复数个沿外钢管的轴线圆周分布的螺栓孔A,端板A上的螺栓孔A与上连接环板上的螺栓孔A一一对应,所述螺栓贯穿螺栓孔A并与螺母配合锁紧;所述外钢管与端板A之间设有若干个沿外钢管的轴线呈圆周分布的上柱加劲肋A。进一步的,所述上柱体为叠合柱,上柱体包括连接钢管和包覆在连接钢管外部的外混凝土,所述外混凝土内设有若干根绕连接钢管的轴线圆周分布的纵筋,若干根纵筋从上往下间隔固定套设有若干个箍筋;所述外混凝土的下端外侧套设有底部加强管,所述底部加强管的下端设有用以与上连接环板相对接的环状端板B,所述端板B的内侧端与连接钢管固联,端板B的外侧端与上连接环板均开设有复数个沿外钢管的轴线圆周分布的螺栓孔B,端板B上的螺栓孔B与上连接环板上的螺栓孔B一一对应,所述螺栓贯穿螺栓孔B并与螺母配合锁紧;所述底部加强管与端板B之间设有若干个沿底部加强管的轴线呈圆周分布的上柱加劲肋B;所述连接钢管内部于节点混凝土的上侧填充有内混凝土。为了实现上述目的,本专利技术采用的另一种技术方案是:一种组合柱的转换节点结构的施工方法,包含如下步骤:步骤S1:预制好柱钢管、下连接环板、开设好螺栓孔的上连接环板、下柱加劲肋、节点加劲肋、钢梁以及上柱体,上柱体的连接钢管内部中空且下端外壁焊接栓钉;步骤S2:事先在柱钢管上焊接形成节点连接件,在施工现场固定好柱钢管,接着吊装上柱体,将上柱体的连接钢管的下端插入柱钢管的节点区内,将上柱体下端的端板的螺栓孔与上连接环板的螺栓孔对齐,采用螺栓紧固;步骤S3:在施工现场中,先往连接钢管中填充入柱混凝土,柱混凝土与柱钢管形成下柱体,接着继续往连接钢管中填充入节点混凝土,节点混凝土沿着连接钢管向上伸出节点区。进一步的,在步骤S1中,上柱体为中空夹层柱,上柱体的外钢管与连接钢管之间形成夹层;在步骤S3中,当填充完节点混凝土后,在组合柱的外钢管与连接钢管之间的夹层填充夹层混凝土;在步骤S3中,还可以将柱混凝土与柱钢管预先制好形成钢管混凝土柱,夹层混凝土也事先预制并填充入外钢管与连接钢管之间,形成中空夹层柱,然后安装好钢管混凝土柱和中空夹层柱后,在现场填充节点混凝土。进一步的,在步骤S1中,上柱体为叠合柱,上柱体的连接钢管外部包覆外混凝土,外混凝土的内部设有若干根绕连接钢管的轴线圆周分布的纵筋,若干根纵筋从上往下间隔固定套设有若干个箍筋;在步骤S3中,当填充完节点混凝土后,继续往连接钢管内填充内混凝土;在步骤S3中,还可以将柱混凝土与柱钢管事先预制好形成钢管混凝土柱,填充入连接钢管内形成节点混凝土并伸出节点区,叠合柱保持中空叠合柱,若继续在连接钢管内填满内混凝土,则形成实心叠合柱。与现有技术相比,本专利技术具有以下效果:(1)本专利技术结构简单,上柱体通过节点连接件与上螺栓连接,实现组合柱的快速施工,且现场无明火作业,施工方便、质量好;(2)上的连接钢管下端伸入节点区一定长度并焊接有栓钉,而节点混凝土沿连接钢管向上延伸至节点区的上侧,加强了粘结性能,整体性好,大大提高了节点的抗剪能力,受力性能和抗震性能更好。附图说明:图1是本专利技术实施例一的主视构造示意图;图2是图1中的A-A剖面示意图;图3是本专利技术实施例一中组合柱为中空夹层柱的构造示意图;图4是本专利技术实施例一种下柱体与节点连接件的装配构造示意图;图5是本专利技术实施例二的主视构造示意图;图6是图5中的B-B剖面示意图;图7是本专利技术实施例二中组合柱为叠合柱的构造示意图。图中:1-下柱体;11-柱钢管;12-柱混凝土;13-节点区;2-节点连接件;21-上连接环板;22-下连接环板;23-下柱加劲肋;24-节点加劲肋;25-钢梁;251-上钢梁翼缘;252-下钢梁翼缘;253-钢梁腹板;26-节点混凝土;3-中空夹层柱;31-外钢管;32-端板A;3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种组合柱的转换节点结构,其特征在于:包括上柱体、下柱体以及用以连接上柱体与下柱体的节点连接件,所述上柱体的内部同轴设有连接钢管,所述连接钢管的下端伸入下柱体的上端内部;所述节点连接件固定套设在下柱体的上端外侧,节点连接件的上端与上柱体的下端通过螺栓连接。

【技术特征摘要】
1.一种组合柱的转换节点结构,其特征在于:包括上柱体、下柱体以及用以连接上柱体与下柱体的节点连接件,所述上柱体的内部同轴设有连接钢管,所述连接钢管的下端伸入下柱体的上端内部;所述节点连接件固定套设在下柱体的上端外侧,节点连接件的上端与上柱体的下端通过螺栓连接。2.根据权利要求1所述的一种组合柱的转换节点结构,其特征在于:所述下柱体为钢管混凝土柱,下柱体包括柱钢管,柱钢管的上端设有以利于连接钢管伸入的节点区,柱钢管的内部于节点区的下方填充有柱混凝土;所述节点连接件包括与柱钢管同轴设置的上连接环板和下连接环板,所述上连接环板固联在柱钢管的顶部,上连接环板的内侧端延伸至柱钢管的内侧,所述下连接环板位于节点区的下端且固定套设在柱钢管的外壁。3.根据权利要求2所述的一种组合柱的转换节点结构,其特征在于:所述节点连接件还包括对称设于上连接环板及下连接环板两侧的两根钢梁,所述钢梁包括上钢梁翼缘、下钢梁翼缘以及钢梁腹板,所述钢梁腹板与柱钢管的外壁固联,钢梁腹板的上、下两端分别设有上钢梁翼缘和下钢梁翼缘,每个钢梁的上钢梁翼缘、下钢梁翼缘以及钢梁腹板组成工字型截面,每个钢梁的上钢梁翼缘和下钢梁翼缘分别与上连接环板和下连接环板位于同一平面且相固联,形成整体。4.根据权利要求2所述的一种组合柱的转换节点结构,其特征在于:所述下连接环板与上连接环板之间设有若干个沿柱钢管的轴线呈圆周分布的节点加劲肋;所述下连接环板与柱钢管之间设有若干个沿柱钢管的轴线呈圆周分布的下柱加劲肋。5.根据权利要求2所述的一种组合柱的转换节点结构,其特征在于:所述连接钢管于伸入节点区的一端外壁固联有复数个栓钉;所述节点区内填充有节点混凝土,所述节点混凝土延伸至连接钢管内部且向上伸出节点区。6.根据权利要求5所述的一种组合柱的转换节点结构,其特征在于:所述上柱体为中空夹层柱,上柱体包括外钢管和同轴设于外钢管内侧的连接钢管,所述外钢管与连接钢管之间的夹层填充有夹层混凝土,外钢管的下端设有用以与上连接环板相对接的环状端板A,所述端板A的内侧端与连接钢管固联,端板A的外侧端与上连接环板均开设有复数个沿外钢管的轴线圆周分布的螺栓孔A,端板A上的螺栓孔A与上连接环板上的螺栓孔A一一对应,所述螺栓贯穿螺栓孔A并与螺母配合锁紧;所述外钢管与端板A之间设有若干个沿外钢管的轴线呈圆周分布的上柱加劲肋A。7.根据权利要求5所述的一种组合柱的转换节点结构,其特征在于:所述上柱体为叠合柱,上柱体包括连接钢管和包覆在连接钢...

【专利技术属性】
技术研发人员:郑永乾曾少昔颜桂云马永超
申请(专利权)人:福建工程学院
类型:发明
国别省市:福建,35

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