专利名称：双圆钢管混凝土柱与钢梁的连接节点及施工方法
技术领域：
本发明涉及双钢管混凝土柱与钢梁连接的梁柱节点技术领域。
背景技术：
钢管混凝土具有承载カ高、塑性和韧性好、经济效果好等优点，广泛用于重载、大跨等结构中。双圆钢管混凝土柱是在外层圆钢管内部设置内层圆钢管，并且在两层钢管内部都浇筑混凝土而形成的组合柱，具有承载カ高、塑性和韧性好、抗火性能好等优点。由于双圆钢管混凝土柱采用两层钢管，内部空间相对较小，因此，双圆钢管混凝土柱与钢梁的连接节点的设计和施工都较为困难，所以需要ー种双圆钢管混凝土柱与钢梁的连接节点及其相应的施工方法，达到构造简单、传カ可靠、施工方便等要求
发明内容
为了克服双圆钢管混凝土柱施工空间小的问题，将双圆钢管混凝土柱与钢梁连接起来，本发明公开ー种双圆钢管混凝土柱与钢梁的连接节点，该连接节点具有构造简单、传カ效果好、占用空间小、施工方便等优点。同时，本发明公开ー种实现双圆钢管混凝土柱与钢梁连接节点的施工方法，该方法操作方便、工作效率高，解决了双圆钢管混凝土柱施工空间小的问题。对于本发明的双圆钢管混凝土柱与钢梁的连接节点，其技术方案是连接节点由上连接板、下连接板、加劲板、中间板、内层钢管、外层钢管和混凝土组成，用于将双圆钢管混凝土柱和钢梁连接起来。双圆钢管混凝土柱由两层圆钢管及其内部的混凝土组成，钢梁为エ字形钢梁。上连接板和下连接板为两块完全相同的多边形钢板，板中心开有圆孔，圆孔直径等于双圆钢管混凝土柱内层钢管的外径。在圆孔外围开设四个矩形槽，矩形槽沿圆周均匀分布，相邻矩形槽之间的夹角为90°，矩形槽的长度和宽度分别等于加劲板的宽度和厚度。在两个矩形槽之间，开设两个圆形孔，用于灌注混凝土。在上连接板和下连接板的上、下表面上都焊有销钉，保证混凝土与上、下连接板能共同受力。加劲板为矩形钢板，共有四块。加劲板的长度大于连接节点的高度，宽度等于柱外层钢管的内半径与柱内层钢管的外半径之差，厚度等于被连接钢梁腹板的厚度。中间板为正方形钢板，共有四块，边长等于被连接钢梁腹板的高度，厚度等于被连接钢梁腹板的厚度。连接节点处，加劲板焊接在双圆钢管混凝土柱的两层钢管之间，能够加强内、外层钢管间的连接，很好地将被连接钢梁传来的荷载传递到内层钢管上，防止外层钢管产生过大的局部变形，并对外层钢管起定位作用，使在节点区断开的外层钢管能够上下对齐。由于外层钢管是不连续的，所以能够将上连接板和下连接板从上部穿过内层钢管和加劲板，在连接节点位置与内、外层钢管焊接在一起。在上连接板、下连接板和外层钢管之间焊接中间板，使上连接板、下连接板和中间板形成エ字形断面，以便与エ字形钢梁相连。
对于本发明的双圆钢管混凝土柱与钢梁的连接节点的施工方法，其技术方案是(I)双圆钢管混凝土柱的钢管施工时，柱外层钢管与连接节点的下部平齐，柱内层钢管高于连接节点的上部，高出部分等于被连接钢梁的高度，并将柱外层钢管和柱内层钢管的上部都开坡ロ，用于对接焊缝的连接。(2)在双圆钢管混凝土柱的两层钢管之间焊接加劲板，采用角焊缝连接，加劲板为四块，沿圆周均匀分布，相邻加劲板之间的夹角为90°。(3)将下连接板的内圈开坡ロ，并将其从柱内层钢管和加劲板的上部穿下，置于柱外层钢管之上，下连接板与柱外层钢管和柱内层钢管采用对接焊缝连接，与加劲板采用角焊缝连接。(4)将与中间板等高的节点区外层钢管的上、下部都开坡ロ，并从柱内层钢管和加劲板的上部穿下，置于下连接板之上，节点区外层钢管与下连接板采用对接焊缝连接，与加劲板采用角焊缝连接。(5)将中间板置于节点区外层钢管的外侧和下连接板的上方，并与加劲板对齐，采用角焊缝将中间板与下连接板和节点区外层钢管连接在一起。(6)将上连接板的内圈开坡ロ，并从柱内层钢管和加劲板的上部穿下，置于节点区外层钢管之上，上连接板与节点区外层钢管和柱内层钢管采用对接焊缝连接，与加劲板和中间板采用角焊缝连接。上连接板、下连接板和中间板形成四个エ字形断面，以便与エ字形钢梁相连。(7)在双层钢管的内部都浇筑混凝土，形成连接节点。本发明的连接节点具有构造简单、传カ可靠、占用空间小、施工方便等优点，所述施工方法克服了双圆钢管混凝土柱施工空间小的问题，工作效率高。本发明使双圆钢管混凝土柱与钢梁能够可靠地连接，保证了结构的安全，有助于推动双圆钢管混凝土柱在建筑结构中的应用。
下面结合附图对本发明进一步说明图I是本发明的连接节点的轴测图；图2是本发明的连接节点的俯视图；图3是本发明的连接节点的正视图；图4是本发明的上连接板的构造图；图5是本发明的连接节点的使用状态图；图6是本发明的连接节点的施工过程图。图中1_下连接板，2-上连接板，3-加劲板，4-中间板，5-柱外层钢管，6-柱内层钢管，7-节点区外层钢管，8-矩形槽，9-圆孔，10-销钉，11-混凝土，12-钢梁。
具体实施例方式如图1-3所示，ー种双圆钢管混凝土柱与钢梁的连接节点，由下连接板(I)、上连 接板(2)、加劲板(3)、中间板(4)、柱内层钢管(6)、节点区外层钢管(7)和混凝土(11)组成。为了实现下连接板(I)和上连接板(2)能与柱内层钢管(6)焊接相连，将柱外层钢管(5)在节点区断开，形成一段与中间板⑷等高的节点区外层钢管(7)。下连接板⑴与柱外层钢管(5)、柱内层钢管(6)、节点区外层钢管(7)、加劲板(3)和中间板(4)焊接相连。上连接板(2)与柱内层钢管(6)、节点区外层钢管(7)、加劲板(3)和中间板(4)焊接相连。加劲板(3)的长度大于连接节点的高度，与柱外层钢管(5)、柱内层钢管(6)、节点区外层钢管(7)、下连接板(I)和上连接板(2)焊接相连，将被连接钢梁传来的荷载传递到内层钢管上。下连接板⑴和上连接板⑵上都开有圆孔(9)，用于浇筑混凝土，同时，下连接板(I)和上连接板(2)的上、下表面上都焊有销钉(10)，保证混凝土(11)与下连接板(I)和上连接板(2)能共同受力。下连接板(I)、上连接板(2)和中间板(4)形成エ字形断面，以便与エ字形钢梁相连。在柱外层钢管(5)、柱内层钢管(6)和节点区外层钢管(7)的内部都浇筑混凝土(11)，形成连接节点。图4中，上连接板⑵的内圈开有坡ロ，为了进行对接焊缝连接。在上连接板(2)上开有四个矩形槽(8)，相邻矩形槽(8)之间的夹角为90°。在两个矩形槽(8)之间开设两个圆孔(9)，并在上连接板(2)的上、下表面上都焊有销钉(10)。图5中，连接节点上部可以继续焊接柱内层钢管(6)和柱外层钢管(5)，继续浇筑混凝土(11)，与上ー层双圆钢管混凝土柱相连。连接节点与钢梁(12)可以通过焊接或螺栓连接相连。图6为本发明的施工过程图，整个施工过程分为a、b、c、d、e、f、g七个步骤，具体的施工过程为施工过程a，柱外层钢管(5)与连接节点的下部平齐，柱内层钢管(6)高于连接节点的上部，高出部分等于被连接钢梁的高度，并将柱外层钢管(5)和柱内层钢管(6)的上部都开坡ロ ；施工过程b，在柱外层钢管(5)和柱内层钢管(6)之间焊接加劲板(3)，相邻加劲板(3)之间的夹角为90°，采用角焊缝连接；施工过程C，将下连接板(I)的内圈开坡ロ，并从柱内层钢管(6)和加劲板(3)的上部穿下，置于柱外层钢管(5)之上，下连接板(I)与柱外层钢管(5)和柱内层钢管(6)采用对接焊缝连接，与加劲板(3)采用角焊缝连接；施工过程山将节点区外层钢管(7)的上、下部都开坡ロ，并从柱内层钢管(6)和加劲板(3)的上部穿下，置于下连接板(I)之上，与下连接板(I)采用对接焊缝连接，与加劲板
(3)采用角焊缝连接；施工过程e，将中间板(4)置于节点区外层钢管(7)的外侧和下连接板(I)的上方，并与加劲板(3)对齐，中间板(4)与下连接板(I)和节点区外层钢管(7)采用角焊缝连接；施工过程f，将上连接板(2)的内圈开坡ロ，并从柱内层钢管(6)和加劲板
(3)的上部穿下，置于节点区外层钢管(7)之上，上连接板(2)与节点区外层钢管(7)和柱内层钢管(6)采用对接焊缝连接，与加劲板(3)和中间板(4)采用角焊缝连接。上连接板
(2)、下连接板(I)和中间板(4)形成四个エ字形断面，以便与エ字形钢梁相连；施エ过程g，在柱外层钢管(5)、柱内层钢管(6)和节点区外层钢管(7)的内部都浇筑混凝土(11)，形成连接节点。权利要求
1.一种双圆钢管混凝土柱与钢梁的连接节点，由多个钢构件和混凝土组成，其特征是下连接板(I)、上连接板(2)、加劲板(3)、中间板(4)、柱内层钢管(6)和节点区外层钢管(7)形成传力钢框架，再浇筑混凝土(11)形成连接节点。
2.根据权利要求I所述的双圆钢管混凝土柱与钢梁的连接节点，其特征是柱外层钢管(5)在连接节点区断开，柱内层钢管(6)在连接节点区不断开，穿过节点区。
3.根据权利要求I所述的双圆钢管混凝土柱与钢梁的连接节点，其特征是下连接板(I)、上连接板(2)和中间板(4)在边缘处形成工字形断面。
4.根据权利要求I所述的双圆钢管混凝土柱与钢梁的连接节点，其特征是下连接板(I)和上连接板(2)上开有矩形槽(8)和圆孔(9)，并且在上、下表面上都焊有销钉(10)。
5.一种实现权利要求I所述的双圆钢管混凝土柱与钢梁的连接节点的施工方法，下连接板(I)、上连接板(2)、加劲板(3)、中间板(4)、柱内层钢管(6)和节点区外层钢管(7)之间通过焊接连接，再浇筑混凝土(11)形成连接节点，其特征是在柱外层钢管(5)和柱内层钢管(6)之间焊接加劲板(3)，将下连接板(I)从柱内层钢管(6)和加劲板(3)的上部穿下，并与柱外层钢管(5)、柱内层钢管(6)和加劲板(3)焊接在一起，将节点区外层钢管(7)从上部穿下，并与下连接板(I)和加劲板(3)焊接在一起，将中间板(4)置于节点区外层钢管(7)的外侧和下连接板(I)的上方，并与加劲板(3)对齐，将中间板(4)与下连接板(I)和节点区外层钢管(7)焊接在一起，将上连接板(2)从柱内层钢管(6)和加劲板(3)的上部穿下，并与节点区外层钢管(7)、柱内层钢管(6)、加劲板(3)和中间板(4)焊接在一起，在柱外层钢管(5)、柱内层钢管(6)和节点区外层钢管(7)的内部都浇筑混凝土(11)，形成连接节点。
全文摘要
一种双圆钢管混凝土柱与钢梁的连接节点及施工方法。连接节点由下连接板、上连接板、加劲板、中间板、柱内层钢管、节点区外层钢管和混凝土组成，各个钢构件之间通过焊接连接。下连接板、上连接板和中间板形成工字形断面，易与工字形钢梁连接。连接节点的施工中，柱外层钢管在节点区断开，柱内层钢管不断开，穿过连接节点区，依次焊接加劲板、下连接板、节点区外层钢管、中间板和上连接板，最后，浇筑混凝土形成连接节点。本发明构造简单、传力可靠、占用空间小、施工方便，克服了双圆钢管混凝土柱施工空间小的问题，实现双圆钢管混凝土柱与钢梁的可靠连接。
文档编号E04G21/14GK102661002SQ20121014388
公开日2012年9月12日 申请日期2012年5月7日 优先权日2012年5月7日
发明者丛术平, 王来, 韩金生 申请人:山东科技大学