专利名称：钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的节点结构及其施工工艺的制作方法
钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的节点结构及其施工工艺
技术领域：
本发明涉及钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁技术领域，特别是一种钢管混凝土柱与
钢筋混凝土梁的节点结构及其施工工艺。背景技术：
现有的钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁外环板焊接节点结构，包括钢管混凝土柱、 外环板、牛腿梁和焊接钢筋。外环板焊接固定在钢管混凝土柱上，牛腿梁焊接固定在外环板 上，再将钢筋焊接固定在外环板上，实现钢筋与节点的连接。 由于钢筋与外环板焊接在一起，以实现钢筋传递弯矩，所以这种焊接的质量要求 很高。但是钢筋焊接时需要仰焊处理，此时焊接质量难以保证；再加上钢筋的重力作用，焊 接操作困难；甚至有时因钢筋或钢板部件多而没有施焊的空间，此时更难以保证焊接的质 量；综上所述，对于建筑施工而言，现有的需大量焊接操作的节点结构费力费时，导致施工 周期长，不利于大型工程使用。
发明内容
为了解决现有的技术问题，本发明提供一种钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的节点 结构及其施工工艺，其采用轴向限位机构固定钢筋的端部，取代现有的焊接操作，从而保证 施工质量的同时降低施工的难度、提高施工的速度。 本发明解决现有的技术问题，提供一种钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的节点结 构，其包括钢管混凝土柱、节点支撑机构、多根钢筋和混凝土梁；所述节点支撑机构固定在 所述钢管混凝土柱的预设位置；所述节点支撑机构包括轴向限位机构，所述多根钢筋搭接 于所述轴向限位机构；所述混凝土梁浇注包容所述多根钢筋和所述轴向限位机构。
本发明更进一步的改进是 所述节点支撑机构包括套设于所述钢管混凝土柱的外环板和固定在所述外环板 上的牛腿梁；所述轴向限位机构为与所述钢筋平行而设的多条加劲肋，所述多根钢筋的固 定端分别嵌设在两两相邻的加劲肋之间。 在所述固定端的端部设置膨大机构，以卡在与其相连的所述加劲肋和所述钢管混 凝土柱之间；该膨大机构为套设在所述端部的端套筒、焊接在所述端部的阻滞部或端部直 接设置成墩头。 所述多根钢筋相互平行设置；在该平行设置的多根钢筋的固定端穿设一垫板，所 述垫板位于所述膨大机构与所述加劲肋之间。 所述钢筋包括用于钢筋之间相连的连接端，该连接端套接一管套筒。
本节点结构设置有箍筋，该箍筋绕设在所述多根钢筋上。 相较于现有技术，本发明的有益效果是采用轴向限位机构固定钢筋的端部，施工 现场无须焊接操作，从而保证施工质量的同时降低施工的难度、提升施工的速度；同时，钢 筋之间采用管套筒，该管套筒施加有预应力，从而使钢筋连接更加紧密；另外，采用垫板结构，扩大钢筋端部膨大机构的应力面积，避免了应力集中，提高了现场安装与长期使用的安 全性。 本发明解决现有的技术问题，提供一种钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁节点结构的 施工工艺，该施工工艺包括以下步骤A :将节点支撑机构固定在所述钢管混凝土柱的预设 位置，该节点支撑机构包括轴向限位机构；B :将多根钢筋搭接在所述轴向限位机构上；C : 浇注混凝土梁，该混凝土梁包容所述多根钢筋和所述轴向限位机构。
本发明更进一步的改进是 在步骤A中，先将外环板焊接固定在钢管混凝土柱上，接着将牛腿梁焊接固定在
外环板上，然后将轴向限位机构焊接固定在牛腿梁上；该轴向限位机构为与所述钢筋平行
而设的多条加劲肋，用于将多根钢筋的固定端分别嵌设在两两相邻的加劲肋之间。 在步骤B中，先将多根钢筋穿设在垫板上，接着将钢筋的固定端嵌设在与其对应
的加劲肋之间、垫板卡在加劲肋与钢管混凝土柱之间；然后将容于一混凝土梁内的多根钢
筋用箍筋进行固定。 在步骤C中，先安装混凝土梁浇注模板，接着进行混凝土梁的浇注，然后混凝土梁 成型包容多根钢筋、牛腿梁和加劲肋。 相较于现有技术，本发明的有益效果是采用轴向限位机构固定钢筋的端部，无须 施工现场焊接操作，从而保证施工质量的同时降低施工的难度、提升施工的速度；同时，钢 筋之间采用管套筒，该管套筒施加有预应力，从而使钢筋连接更加紧密；另外，采用垫板结 构，扩大钢筋端部膨大机构的应力面积，避免了应力集中，提高了现场安装与长期使用的安 全性。
图1为本发明钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁节点结构的正面示意图； 图2为图1所示节点结构的侧面示意图； 图3为图1所示节点结构的俯视示意图； 图4为所述钢筋的端部套设端套筒的结构示意图； 图5为所述钢筋的端部焊接阻滞部的结构示意图； 图6为所述钢筋的端部设置墩头的结构示意图； 图7为本发明施工工艺节点支撑机构固定在钢管混凝土柱后的结构示意图；
图8为所述多根钢筋搭接在轴向限位机构上后的结构示意图；
图9为浇注混凝土梁后的透视示意图。
具体实施方式
下面结合
及具体实施方式
对本发明进一步说明。 如图1至图6所示，一种钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的节点结构，其包括钢管混 凝土柱1、节点支撑机构(该节点支撑机构包括轴向限位机构、外环板5和牛腿梁6)、多根 钢筋3和混凝土梁2。节点支撑机构固定在钢管混凝土柱1的预设位置，沿着钢管混凝土柱 1的轴向设置多个预设位置，在每一预设位置固定一节点支撑机构，以便于进一步浇注梁结 构。节点支撑机构包括轴向限位机构(该轴向限位机构包括加劲肋4)，多根钢筋搭接于轴
4向限位机构；混凝土梁浇注包容于多根钢筋和所述轴向限位机构。本发明的钢管混凝土柱 1包括钢管及其内填充的混凝土，钢管在节点区域未开洞，从而保证其强度要求。节点区域 即钢筋混凝土梁与钢管混凝土柱1相交的区域，也即节点支撑机构固定的区域，该节点区 域用于垂直于钢管混凝土柱的轴向上搭接钢筋。在建筑柱梁结构中，钢筋混凝土梁内一般 设置有多根钢筋3，该多根钢筋3搭接在两节点支撑机构之间，用于传递弯矩。轴向限位机 构固定在节点支撑机构上，当钢筋3与该轴向限位机构相连以后，该钢筋的固定端即卡在 轴向限位机构内，不能够脱离。本发明的钢筋混凝土梁包括混凝土梁2、钢筋3和轴向限位 机构。 本发明采用钢筋与轴向限位机构的搭接实现了钢筋的无焊安装，该结构安全、方 便，提升了施工的速度。节点支撑机构包括套设固定在钢管混凝土柱1上的外环板5和固 定在外环板5上的牛腿梁6。外环板5位于混凝土梁2的上下翼缘位置，未外露，外环板5 包括上表面、下表面和侧面，上表面靠近混凝土梁的上翼缘，即靠近混凝土梁的上面；下表 面靠近混凝土梁的下翼缘，即靠近混凝土梁的下面；混凝土梁的横截面高度大于外环板的 上、下表面之间的竖直距离。在外环板5的侧面安装牛腿梁6，该牛腿梁6朝向混凝土梁的 方向，且容于混凝土梁2的内部。当钢筋混凝土梁与钢管混凝土柱连接以后，钢筋混凝土梁 包容与其相接触的外环板和牛腿梁。 本发明的轴向限位机构采用与钢筋3平行而设的多条加劲肋4，多根钢筋3的固定 端分别嵌设在两两相邻的加劲肋4之间。该加劲肋4为加劲肋板，两相邻的加劲肋板之间 的间隙宽度约等于钢筋的直径，一钢筋嵌设一间隙内，钢筋的端部被加劲肋板阻挡，起限位 的作用。为了便于钢筋端部的限位，在固定端的端部设置膨大机构，以卡在与其相连的所述 加劲肋的外侧。 该膨大机构可为三种结构 如图4所示，一为套设在端部的端套筒IO，将钢筋固定端的端部进行车丝处理，然 后将端套筒IO螺接在端部位置，由于加劲肋对端套筒10的阻挡作用，使钢筋固定在节点支 撑机构上。 如图5所示，二为端部直接设置墩头ll，经墩头机将钢筋的端部制成墩头11，该墩 头11被加劲肋阻挡，使钢筋固定在节点支撑机构上。 如图6所示，三为焊接在端部的阻滞部12，该阻滞部12直接选用短钢筋，将短钢筋 焊接在钢筋端部的一侧或两侧，由加劲肋对短钢筋的阻挡作用，使钢筋固定在节点支撑机 构上。 为了使膨大机构对加劲肋的作用力不集中，优选在膨大机构与加劲肋之间设置垫 板9。即先将一组钢筋穿过一垫板9，再将穿过垫板9后的多根钢筋的固定端搭在加劲肋上， 实现垫板9传递应力，从而消除了应力的集中。 为了使节点连接更加紧密，本发明在两节点结构之间分段设置钢筋，该分段钢筋 之间经管套筒8相连，将该分段钢筋的连接端进行螺接，再利用拧转套筒实现预应力的施 加，实现两钢筋之间的连接。 本发明在两节点结构之间的多根钢筋用箍筋进行固定，该箍筋绕设在所述多根钢 筋上，使钢筋搭接更牢固。 同时，本发明为了降低牛腿梁的用量，使牛腿梁与加劲肋在钢筋混凝土梁的方向上尺寸相近，即牛腿梁略大于加劲肋的长度。 本发明采用轴向限位机构固定钢筋的端部，无须施工现场焊接操作，从而保证施 工质量的同时降低施工的难度、提升施工的速度；同时，钢筋之间采用管套筒，该管套筒施 加有预应力，从而使钢筋连接更加紧密；另外，采用垫板结构，扩大钢筋端部膨大机构的应 力面积，避免了应力集中，提高了现场安装与长期使用的安全性。 如图1至图9所示， 一种钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁节点结构的施工工艺，该施 工工艺包括以下步骤A :将节点支撑机构固定在所述钢管混凝土柱1的预设位置，该节点 支撑机构包括轴向限位机构，如图7所示；B :将多根钢筋3搭接在所述轴向限位机构上，如 图8所示；C :浇注混凝土梁2，该混凝土梁2包容所述多根钢筋3和所述轴向限位机构，如
图9所示。 在步骤A中，先将外环板5焊接固定在钢管混凝土柱1上，接着将牛腿梁6焊接固 定在外环板5上，然后将轴向限位机构焊接固定在牛腿梁6上；该轴向限位机构为与所述钢 筋3平行而设的多条加劲肋4，用于将多根钢筋3的固定端分别嵌设在两两相邻的加劲肋4 之间。 在步骤B中，先将多根钢筋3穿设在垫板9上，接着将钢筋3的固定端嵌设在与其 对应的加劲肋4之间、垫板9卡在加劲肋4与钢管混凝土柱1之间；然后将容于一混凝土梁 2内的多根钢筋3用箍筋进行固定。 在步骤C中，先安装混凝土梁浇注模板，接着进行混凝土梁的浇注，然后混凝土梁 成型包容多根钢筋、牛腿梁和加劲肋。 经上述施工工艺制成的钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的节点结构如下
该钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的节点结构，其包括钢管混凝土柱1、节点支撑机 构(该节点支撑机构包括轴向限位机构、外环板5和牛腿梁6)、多根钢筋3和混凝土梁2。 节点支撑机构固定在钢管混凝土柱1的预设位置，沿着钢管混凝土柱1的轴向设置多个预 设位置，在每一预设位置固定一节点支撑机构，以便于进一步浇注梁结构。节点支撑机构包 括轴向限位机构(该轴向限位机构包括加劲肋4)，多根钢筋搭接于轴向限位机构；混凝土 梁浇注包容于多根钢筋和所述轴向限位机构。本发明的钢管混凝土柱1包括钢管及其内填 充的混凝土，钢管在节点区域未开洞，从而保证其强度要求。节点区域即钢筋混凝土梁与钢 管混凝土柱1相交的区域，也即节点支撑机构固定的区域，该节点区域用于垂直于钢管混 凝土柱的轴向上搭接钢筋。在建筑柱梁结构中，钢筋混凝土梁内一般设置有多根钢筋3，该 多根钢筋3搭接在两节点支撑机构之间，用于传递弯矩。轴向限位机构固定在节点支撑机 构上，当钢筋3与该轴向限位机构相连以后，该钢筋的固定端即卡在轴向限位机构内，不能 够脱离。本发明的钢筋混凝土梁包括混凝土梁2、钢筋3和轴向限位机构。
本发明采用钢筋与轴向限位机构的搭接实现了钢筋的无焊安装，该结构安全、方 便，提升了施工的速度。节点支撑机构包括套设固定在钢管混凝土柱1上的外环板5和固 定在外环板5上的牛腿梁6。外环板5位于混凝土梁2的上下翼缘位置，未外露，外环板5 包括上表面、下表面和侧面，上表面靠近混凝土梁的上翼缘，即靠近混凝土梁的上面；下表 面靠近混凝土梁的下翼缘，即靠近混凝土梁的下面；混凝土梁的横截面高度大于外环板的 上、下表面之间的竖直距离。在外环板5的侧面安装牛腿梁6，该牛腿梁6朝向混凝土梁的 方向，且容于混凝土梁2的内部。当钢筋混凝土梁与钢管混凝土柱连接以后，钢筋混凝土梁
6包容与其相接触的外环板和牛腿梁。 本发明的轴向限位机构采用与钢筋3平行而设的多条加劲肋4，多根钢筋3的固定 端分别嵌设在两两相邻的加劲肋4之间。该加劲肋4为加劲肋板，两相邻的加劲肋板之间 的间隙宽度约等于钢筋的直径，一钢筋嵌设一间隙内，钢筋的端部被加劲肋板阻挡，起限位 的作用。为了便于钢筋端部的限位，在固定端的端部设置膨大机构，以卡在与其相连的所述 加劲肋的外侧。 该膨大机构可为三种结构 如图4所示，一为套设在端部的端套筒IO，将钢筋固定端的端部进行车丝处理，然 后将端套筒IO螺接在端部位置，由于加劲肋对端套筒10的阻挡作用，使钢筋固定在节点支 撑机构上。 如图5所示，二为端部直接设置墩头ll，经墩头机将钢筋的端部制成墩头11，该墩 头11被加劲肋阻挡，使钢筋固定在节点支撑机构上。 如图6所示，三为焊接在端部的阻滞部12，该阻滞部12直接选用短钢筋，将短钢筋 焊接在钢筋端部的一侧或两侧，由加劲肋对短钢筋的阻挡作用，使钢筋固定在节点支撑机 构上。 为了使膨大机构对加劲肋的作用力不集中，优选在膨大机构与加劲肋之间设置垫 板9。即先将一组钢筋穿过一垫板9，再将穿过垫板9后的多根钢筋的固定端搭在加劲肋上， 实现垫板9传递应力，从而消除了应力的集中。 为了使节点连接更加紧密，本发明在两节点结构之间分段设置钢筋，该分段钢筋 之间经管套筒8相连，将该分段钢筋的连接端进行螺接，再利用拧转套筒实现预应力的施 加，实现两钢筋之间的连接。 本发明在两节点结构之间的多根钢筋用箍筋进行固定，该箍筋绕设在所述多根钢 筋上，使钢筋搭接更牢固。 同时，本发明为了降低牛腿梁的用量，使牛腿梁与加劲肋在钢筋混凝土梁的方向 上尺寸相近，即牛腿梁略大于加劲肋的长度。 本发明采用轴向限位机构固定钢筋的端部，无须施工现场焊接操作，从而保证施
工质量的同时降低施工的难度、提升施工的速度；同时，钢筋之间采用管套筒，该管套筒施
加有预应力，从而使钢筋与节点连接更加紧密；另外，采用垫板结构，扩大钢筋端部膨大机
构的应力面积，避免了应力集中，提高了现场安装与长期使用的安全性。 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定
本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在
不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的
保护范围。
权利要求
一种钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的节点结构，其包括钢管混凝土柱、节点支撑机构、多根钢筋和混凝土梁；其特征在于所述节点支撑机构固定在所述钢管混凝土柱的预设位置；所述节点支撑机构包括轴向限位机构，所述多根钢筋搭接于所述轴向限位机构；所述混凝土梁浇注包容所述多根钢筋和所述轴向限位机构。
2. 根据权利要求1所述的钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的节点结构，其特征在于所 述节点支撑机构包括套设于所述钢管混凝土柱的外环板和固定在所述外环板上的牛腿梁； 所述轴向限位机构为与所述钢筋平行而设的多条加劲肋，所述多根钢筋的固定端分别嵌设 在两两相邻的加劲肋之间。
3. 根据权利要求2所述的钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的节点结构，其特征在于在 所述固定端的端部设置膨大机构，以卡在与其相连的所述加劲肋和所述钢管混凝土柱之 间；该膨大机构为套设在所述端部的端套筒、焊接在所述端部的阻滞部或端部直接设置成 墩头。
4. 根据权利要求3所述的钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的节点结构，其特征在于所 述多根钢筋相互平行设置；在该平行设置的多根钢筋的固定端穿设一垫板，所述垫板位于 所述膨大机构与所述加劲肋之间。
5. 根据权利要求3所述的钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的节点结构，其特征在于所 述钢筋包括用于钢筋之间相连的连接端，该连接端套接一管套筒。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的节点结构，其 特征在于本节点结构设置有箍筋，该箍筋绕设在所述多根钢筋上。
7. —种钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁节点结构的施工工艺，其特征在于该施工工艺 包括以下步骤A :将节点支撑机构固定在所述钢管混凝土柱的预设位置，该节点支撑机构包括轴向限 位机构；B :将多根钢筋搭接在所述轴向限位机构上；C :浇注混凝土梁，该混凝土梁包容所述多根钢筋和所述轴向限位机构。
8. 根据权利要求7所述的钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁节点结构的施工工艺，其特征 在于在步骤A中，先将外环板焊接固定在钢管混凝土柱上，接着将牛腿梁焊接固定在外环 板上，然后将轴向限位机构焊接固定在牛腿梁上；该轴向限位机构为与所述钢筋平行而设 的多条加劲肋，用于将多根钢筋的固定端分别嵌设在两两相邻的加劲肋之间。
9. 根据权利要求8所述的钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁节点结构的施工工艺，其特征 在于在步骤B中，先将多根钢筋穿设在垫板上，接着将钢筋的固定端嵌设在与其对应的加 劲肋之间、垫板卡在加劲肋与钢管混凝土柱之间；然后将容于一混凝土梁内的多根钢筋用 箍筋进行固定。
10. 根据权利要求9所述的钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁节点结构的施工工艺，其特 征在于在步骤C中，先安装混凝土梁浇注模板，接着进行混凝土梁的浇注，然后混凝土梁 成型包容多根钢筋、牛腿梁和加劲肋。
全文摘要
本发明提供一种钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的节点结构，其包括钢管混凝土柱、节点支撑机构、多根钢筋和混凝土梁；所述节点支撑机构固定在所述钢管混凝土柱的预设位置；所述节点支撑机构包括轴向限位机构，所述多根钢筋搭接于所述轴向限位机构；所述混凝土梁浇注包容所述多根钢筋和所述轴向限位机构。本发明的有益效果是采用轴向限位机构固定钢筋的端部，施工现场无须焊接操作，从而保证施工质量的同时降低施工的难度、提升施工的速度；同时，钢筋之间采用管套筒，该管套筒施加有预应力，从而使钢筋连接更加紧密；另外，采用垫板结构，扩大钢筋端部膨大机构的应力面积，避免了应力集中，提高了现场安装与长期使用的安全性。
文档编号E04G21/14GK101748804SQ201010042609
公开日2010年6月23日 申请日期2010年1月6日 优先权日2010年1月6日
发明者于航, 查晓雄 申请人:哈尔滨工业大学深圳研究生院