型钢混凝土柱梁节点的制作方法

文档序号:17812770发布日期:2019-05-31 22:57
型钢混凝土柱梁节点的制作方法

本实用新型涉及建筑工程领域,特别涉及一种型钢混凝土柱梁节点。



背景技术:

型钢混凝土结构是在普通钢筋混凝土梁、柱等构件中添加型钢的一种结构型式,其所具有的型钢、钢筋和混凝土能够三位一体地提供承载力,使型钢混凝土结构具备了比传统的钢筋混凝土结构承载力大、刚度大、抗震性能好的优点,因此型钢混凝土结构应用广泛。但在型钢混凝土柱梁节点处,型钢和柱、梁钢筋的布置非常密集,对该节点的加工和施工处理比较困难。现有梁钢筋需穿越型钢柱时,一般的处理方法是采用钢筋套筒连接,或者在型钢柱上开设小圆洞以供单根钢筋穿过,但大部分梁钢筋直径较大,难以弯折且定位困难,造成型钢混凝土柱梁节点处的钢筋连接施工困难,难以修正和施工,也间接地导致施工质量差。

因此,有必要开发一种新型的型钢混凝土柱梁节点,以解决现有型钢混凝土柱梁节点处钢筋连接施工困难和施工质量差等问题。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种型钢混凝土柱梁节点,通过加劲结构的设置,能够在型钢柱上开设矩形的通孔而不降低型钢柱的承载力,从而能够方便地使梁钢筋通过所述通孔穿过所述型钢柱,以解决现有型钢混凝土柱梁节点处钢筋连接施工困难的问题。

为解决上述技术问题,本实用新型提供一种型钢混凝土柱梁节点,其包括:

一型钢柱,具有沿X向设置的第一腹板和沿Y向设置的第一翼板,所述第一腹板上沿X向开设有一个矩形的第一通孔,所述第一通孔之横截面的长边和短边分别与Y向和Z向平行;

至少一个加劲结构,用于补强所述第一腹板,设置于所述第一通孔在所述第一腹板之一侧的洞口的边缘,且所述加劲结构包括沿Z向设置的主加劲肋,所述主加劲肋分别与所述第一翼板和所述第一腹板连接;以及

多根第一梁钢筋,沿Y向间隔分布,且至少两根所述第一梁钢筋沿X向延伸并穿过所述第一通孔;

其中,X向、Y向和Z向相互垂直。

可选的,所述加劲结构还包括沿Y向设置的副加劲肋,所述副加劲肋分别与所述主加劲肋和所述第一腹板连接。

可选的,所述加劲结构包括两个主加劲肋和两个副加劲肋;所述第一通孔具有与Y向平行的第一对称轴以及与Z向平行的第二对称轴;所述两个主加劲肋对称设置于所述第一对称轴的两侧;所述两个副加劲肋对称设置于所述第二对称轴的两侧,且位于所述两个主加劲肋之间,每个所述副加劲肋均与所述两个主加劲肋连接。

可选的,在多根所述第一梁钢筋中,一部分所述第一梁钢筋呈L型;所述L型的第一梁钢筋的一部分结构沿X向延伸至所述第一腹板,另一部分结构自所述第一腹板沿Z向延伸并与所述第一腹板连接。

可选的,所述第一腹板上开设有两个第一通孔,所述两个第一通孔沿Z向间隔分布,所述型钢混凝土柱梁节点包括至少两个加劲结构,每个所述第一通孔的洞口的边缘设置有一个所述加劲结构。

可选的,所述型钢混凝土柱梁节点包括四个加劲结构,每两个所述加劲结构对称设置于一个所述第一通孔位于所述第一腹板之两侧的洞口的边缘。

可选的,所述型钢柱为H型钢柱或十字型钢柱。

可选的,所述型钢混凝土柱梁节点还包括:

钢牛腿,具有沿X向设置的第二腹板和沿Z向设置的第二翼板,所述第二腹板和所述第二翼板均与所述第一翼板连接;以及

多根第二梁钢筋,沿X向间隔分布,且至少一部分所述第二梁钢筋沿Y向延伸并与所述第二翼板连接。

可选的,所述第二腹板上开设有多个沿Z向间隔分布的第二通孔,在多根所述第一梁钢筋中,另一部分所述第一梁钢筋沿X向延伸,并穿设于所述第二通孔,其中,任一个所述第二通孔至多仅穿设有一根所述第一梁钢筋。

可选的,所述型钢柱的至少一侧延伸通过有沿Y向延伸的一部分的所述第二梁钢筋。

在本实用新型提供的型钢混凝土柱梁节点中,通过在型钢柱上开设矩形的第一通孔,并在所述第一通孔之洞口的周围设置至少一个加劲结构,通过加劲结构对第一腹板的补强,可以避免开孔对型钢柱的承载力产生影响。如此,在矩形的第一通孔中可供多根粗大的梁钢筋穿过,且便于修正和调整梁钢筋的位置,解决了现有型钢混凝土柱梁节点处钢筋连接施工困难的问题。

附图说明

本领域的普通技术人员需理解,提供的附图用于更好地理解本实用新型,而不对本实用新型的范围构成任何限定。其中:

图1是本实用新型一实施例提供的型钢混凝土柱梁节点的立体图;

图2是图1所提供的型钢混凝土柱梁节点的第一通孔与加劲结构的示意图。

图中:

10-型钢柱;101-第一腹板;102-第一翼板;11-第一通孔;20-加劲肋;21-副加劲肋;30-第一梁钢筋;301-直线型第一梁钢筋;302-L型第一梁钢筋;40-钢牛腿;401-第二腹板;402-第二翼板;41-第二通孔;50-第二梁钢筋;501-截断型第二梁钢筋;502-贯通型第二梁钢筋。

具体实施方式

如背景技术所述,发明人发现,由于型钢混凝土柱梁节点区同时包括型钢柱和钢筋,而两者又需要在三个维度方向上交错布置,所以常常导致该型钢混凝土柱梁节点区的连接施工比较困难。为了尽量使梁钢筋能够贯通,以提高梁的承载力,现有一般将钢筋套筒焊接在型钢柱上,而后将梁钢筋的端部插入所述钢筋套筒中。此外,为避免对型钢柱的承载力产生较大的影响,也有在型钢柱上开设小圆洞以供单根梁钢筋穿过。然而,这些方式所提供的梁钢筋与型钢柱的连接端均相对较小,需要梁钢筋准确地对位才能完成施工,而一般梁钢筋粗大,很难对其进行弯折和对位,由此导致了型钢混凝土柱梁节点区的连接施工比较困难的问题。

由此,本实用新型的核心思想在于提供一种型钢混凝土柱梁节点,其包括:型钢柱,所述型钢柱具有沿X向设置的第一腹板和沿Y向设置的第一翼板,所述第一腹板上上沿X向开设有一个矩形的第一通孔,所述第一通孔之横截面的长边和短边分别与Y向和Z向平行;至少一个加劲结构,用于补强所述第一腹板,设置于所述第一通孔在所述第一腹板之一侧的洞口的边缘,且所述加劲结构包括沿Z向设置的主加劲肋,所述主加劲肋分别与所述第一翼板和所述第一腹板连接;以及多根第一梁钢筋,沿Y向间隔分布,且至少两根所述第一梁钢筋沿X向延伸并穿过所述第一通孔;其中,X向、Y向和Z向相互垂直。因此,通过在型钢柱上开设矩形的第一通孔,并在所述第一通孔的周围设置加劲结构,能够有效地避免对型钢柱的承载力产生影响。如此,矩形的第一通孔中可方便地供多根较为粗大的第一梁钢筋穿设,且便于修正和调整第一梁钢筋的位置。因此,本实用新型提供的型钢混凝土柱梁节点解决了现有型钢混凝土柱梁节点处钢筋连接施工困难的问题。

为使本实用新型的目的、优点和特征更加清楚,以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。需说明的是,附图均采用非常简化的形式且未按比例绘制,仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。此外,附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的,各附图需要展示的侧重点不同,有时会采用不同的比例。

如在本说明书和所附权利要求书中所使用的,单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象,除非内容另外明确指出外。如在本说明书和所附权利要求中所使用的,术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的;各种腹板、翼板和加劲肋等薄板形结构的布置方向是指沿其厚度方向,亦即薄板形结构的三个维度中长度最小的一个方向。

下面参考附图进行详细描述。图1是本实用新型一实施例提供的型钢混凝土柱梁节点的立体图,图2是图1所提供的型钢混凝土柱梁节点的第一通孔与加劲结构的示意图。

如图1和图2所示,本实施例提供了一种型钢混凝土柱梁节点,其包括:型钢柱10、加劲结构和多根第一梁钢筋30。所述型钢柱10优选为H型钢柱,其具有沿X向设置的第一腹板101和沿Y向设置的第一翼板102,H型钢柱中,所述第一翼板102为两块,分别设置于第一腹板101沿Y向的两端。这里的X向设置,是指第一腹板101的厚度方向与X向平行;Y向设置,是指第一翼板102的厚度方向与Y向平行。X向垂直于Y向,且X向和Y向较佳地为水平方向。

其中,所述第一腹板101上沿X向开设有一个矩形的第一通孔11,这里,第一通孔11的轴线沿着X方向。并且,所述第一通孔11之横截面的长边沿Y向设置,短边沿Z向设置。所述第一通孔11具有两个洞口,分别位于第一腹板101的相对两侧。且所述第一通孔11的至少一个洞口之边缘位置设置有一个加劲结构,用于补强所述第一腹板101,不至于因开孔而降低腹板的结构强度,影响其承载力。以下以一个洞口的边缘设置有加劲结构为示意,作进一步说明。

所述加劲结构包括沿Z向设置的主加劲肋20,这里的Z向设置,是指主加劲肋20的厚度方向沿着Z方向。较佳地,所述主加劲肋20为平板结构,其厚度方向与Z向平行。Z向与X向和Y向相互垂直,且Z向通常为竖直方向。进而所述主加劲肋20分别与所述第一翼板102和所述第一腹板101连接,且所述主加劲肋20较佳地沿着所述第一通孔11之洞口的长边设置(如图2所示),这里,主加劲肋20可以紧贴长边,也可以向洞口外移出形成一定距离,只要不会对梁钢筋的穿设造成干涉即可。

此外,多根第一梁钢筋30沿Y向间隔分布,且至少两根直线型的第一梁钢筋301沿X向延伸并穿过所述第一通孔11设置。由于第一梁钢筋30需沿X向延伸,并穿过型钢柱10之第一腹板101,故而在第一腹板101上开设矩形的第一通孔11,该第一通孔11之洞口的长边沿Y向设置,短边沿Z向设置,以便于沿Y向间隔分布的若干根第一梁钢筋30并列穿设。

这样一来,通过在型钢柱10上开设矩形的第一通孔11,并在所述第一通孔11之洞口的周围设置一个加劲结构,能够有效地避免大型孔对型钢柱10的承载力产生影响,有效确保型钢柱10的支撑强度。而且,所述第一通孔11可方便地供多根较为粗大的第一梁钢筋30穿设或供多根梁钢筋穿设,从而便于修正和调整第一梁钢筋30的位置,施工更方便,以此解决现有型钢混凝土柱梁节点处钢筋连接施工困难的问题,特别的,还可确保施工质量。另一方面,所述主加劲肋20设置于所述第一通孔11之洞口的边缘,并较佳地沿洞口的长边布置,且分别与所述第一翼板102和所述第一腹板101连接,如此配置,所述主加劲肋20能够对第一腹板101开设有第一通孔11的部位进行结构补强,避免第一腹板101由于开设第一通孔11而造成承载力下降的问题。

还应理解的是,本发明对型钢柱10的结构不限定,在其它实施例中,型钢柱10还可以是十字钢柱或T字型钢柱,所相同的是,均具有沿X向设置的第一腹板和沿Y向设置的第一翼板。

本实施例中,第一梁钢筋30包括直线型第一梁钢筋301,所述第一通孔11内穿设有至少两根直线型第一梁钢筋301,这些直线型第一梁钢筋301全部沿X向延伸。在本实施例提供的型钢混凝土柱梁节点中,X向为该柱梁节点的主梁方向,第一梁钢筋30即为该柱梁节点的主梁钢筋,一般的,主梁钢筋至少不少于两根,若直线型第一梁钢筋301的直径为φ,每两根直线型第一梁钢筋301之间的间距为d,直线型第一梁钢筋301的根数为n,为便于第一梁钢筋30穿设,第一通孔11之洞口的长边的长度优选大于n*φ+(n-1)*d,而第一通孔11之洞口的短边的长度优选大于φ,如此能够确保n根直线型第一梁钢筋301方便地穿设于第一通孔11中,且能够对直线型第一梁钢筋301进行一定的位置调整。更优选的,第一通孔11之洞口的长边的长度优选大于n*φ+(n-1)*d+φ,而第一通孔11之洞口的短边的长度优选大于2φ,这样,第一通孔11比直线型第一梁钢筋301所需的穿设大小更扩大了一根钢筋的直径,作为穿设施工时的余量,能够更方便地将直线型第一梁钢筋301穿入第一通孔11中,并能方便地对直线型第一梁钢筋301进行位置调整,施工时更加方便。此外,第一通孔11之长边的长度优选小于n*φ+(n-1)*d+4φ,而第一通孔11之短边的长度优选小于5φ,以在满足施工便利性的前提下,尽量减小第一通孔11的开设面积,以尽量减小对型钢柱10的承载力产生不利影响。

进一步的,所述加劲结构还包括沿Y向设置的副加劲肋21,所述副加劲肋21所述第一通孔11的短边布置(如图2所示),同样的,副加劲肋21也可以紧贴长边,也可以向洞口外移出一定距离,以便于梁钢筋的穿设。针对同一个第一通孔11的同一洞口而言,所述副加劲肋21分别与所述主加劲肋20和所述第一腹板101连接。此处,通过增设副加劲肋21,进一步增大了主加劲肋20沿Z向的惯性矩,有效地提高了加劲结构的补强效果。

本实施例中,所述第一通孔11具有与Y向平行的第一对称轴以及与Z向平行的第二对称轴。

更进一步的,所述加劲结构包括两个主加劲肋20和两个副加劲肋21;所述两个主加劲肋20对称设置于所述第一对称轴的两侧;所述两个副加劲肋21对称设置于所述第二对称轴的两侧,且位于所述两个主加劲肋20之间,每个所述副加劲肋21均与所述两个主加劲肋20连接。这样,四个加劲肋合围形成一个矩形的避位空间,该避位空间的尺寸优选大于或等于第一通孔11,以方便供直线型第一梁钢筋301穿设,而矩形的加劲结构也能够较大提高第一腹板101在开设第一通孔11部位处的强度。

优选的,所述主加劲肋20和副加劲肋21选用不小于20mm厚的钢板制成,更优选的,整个加劲结构和第一通孔11在工厂预制,即可由工厂在第一腹板101上开设第一通孔11,且将加劲结构与型钢柱10焊接在一起,一方面加劲结构和第一通孔11的加工精度高,能够提高施工质量,另一方面在施工现场仅需要将直线型第一梁钢筋301穿过第一通孔11即可完成该型钢混凝土柱梁节点的施工,较为方便。

优选的,型钢混凝土柱梁节点还包括L型第一梁钢筋302,L型第一梁钢筋302的一部分结构沿X向延伸至第一腹板(当然不穿过腹板),另一部结构便弯折沿Z向延伸进而与所述第一腹板101连接,当然在这过程中,L型第一梁钢筋302可能还会向其它方向适当地弯折,以避让加劲结构等凸起物。在一些承载力要求较高的型钢混凝土柱梁节点中,第一梁钢筋30(即主梁钢筋)需并列设置多根,其并列后的总宽度(即多根第一梁钢筋30的直径与间距之和)较大,若按照不小于其总宽度在第一腹板101上开设第一通孔11,则该第一通孔11的长度可能会较长,甚至有可能将整个第一腹板101全部截断,从而有可能对型钢柱10的承载力产生较大的影响,以至于加劲结构的设置亦较难满足对型钢柱10之承载力的弥补,因此,可通过限制第一通孔11的开设长度,以供一部分第一梁钢筋30(即直线型第一梁钢筋301)穿设,而另一部分第一梁钢筋30(指L型第一梁钢筋302)则在沿X向延伸至第一腹板101时,向Z向弯折并延伸,而后与第一腹板101连接,例如焊接在第一腹板101上。

进一步,所述第一腹板101上优选开设有两个第一通孔11,所述两个第一通孔11沿Z向间隔分布(可以交错或不交错),所述型钢混凝土柱梁节点包括两个加劲结构,优选每个第一通孔11的一个洞口的边缘设置有一个加劲结构,更优选,所述加劲结构为四个,例如在每个第一通孔11位于所述第一腹板101之两侧的两个洞口的边缘均设置一个加劲结构。一般的,型钢混凝土柱梁节点的梁结构中,会沿Z向布置上下两排梁钢筋,如此,本实施例提供的型钢混凝土柱梁节点,亦优选对应设置有两个或四个加劲结构,第一腹板101上亦开设有两个第一通孔11,以供沿Z向布置的上下两排直线型第一梁钢筋301穿设。优选的,上下两个第一通孔11和多个加劲结构的结构相同,第一梁钢筋30的设置方式亦相同,此处不再赘述。

更进一步,所述型钢混凝土柱梁节点还包括:钢牛腿40和多根第二梁钢筋50,所述钢牛腿40具有沿X向设置的第二腹板401和沿Z向设置的第二翼板402,所述第二腹板401和所述第二翼板402均与所述第一翼板102连接;所述多根第二梁钢筋50沿X向间隔分布,第二梁钢筋50至少包括截断型第二梁钢筋501,截断型第二梁钢筋501沿Y向延伸并与所述第二翼板402连接。这里,钢牛腿40与型钢柱10之第一翼板102连接,例如可通过焊接,钢牛腿40也可在工厂即与型钢柱10通过焊接制成一体。而截断型第二梁钢筋501的一端均与第二翼板402连接,例如可通过焊接或绑扎,在浇筑混凝土后,可使截断型第二梁钢筋501与型钢柱10形成一体的承载结构。优选的,在一些承载力要求较高的型钢混凝土柱梁节点中,第二梁钢筋50亦需并列设置多根,其并列后的总宽度可能大于第二翼板402的宽度,甚至大于第一翼板102的宽度,此时,第二梁钢筋50还可包括贯通型第二梁钢筋502,所述贯通型第二梁钢筋502沿Y向延伸并通过所述型钢柱10的至少一侧,如图1所示,贯通型第二梁钢筋502沿Y向延伸并通过所述型钢柱10的两侧。这部分贯通型第二梁钢筋502可与整个型钢柱10和钢牛腿40不直接连接,而仅通过浇筑的混凝土连接。需理解,第一梁钢筋30与第二梁钢筋50一般均通过箍筋绑扎或焊接成型,其为本领域技术人员所公知,故此处不对箍筋进行介绍和说明。

优选的,所述第二腹板401上开设有多个沿Z向间隔分布的第二通孔41,所述第二通孔41的横截面尺寸小于第一通孔11的横截面尺寸。在一些型钢混凝土柱梁节点中,第一梁钢筋30还包括一些沿X向延伸并跨设在型钢柱10两侧的贯通钢筋或加强角筋,以进一步提高整个柱梁节点的承载力。这部分贯通钢筋或加强角筋相对直线型第一梁钢筋301较细,可穿过所述第二通孔41设置。第二通孔41优选为圆孔,其直径优选为大于所述贯通钢筋或加强角筋的直径,由于需尽量减小开孔对钢牛腿承载力的影响,任一个所述第二通孔41至多仅穿设有一根所述第一梁钢筋30。

上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述,并非对本实用新型范围的任何限定,本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰,均属于权利要求书的保护范围。

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