一种钢管混凝土柱-H型钢梁-钢支撑-π形连接件组合式中柱中部节点及作法的制作方法

文档序号:23019791发布日期:2020-11-20 13:01阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种钢管混凝土柱-h型钢梁-钢支撑-π形连接件组合式中柱中部节点,其特征在于:柱板拉结筋(2)焊接在轻型方钢管再生混凝土柱(1)上用于连接预制再生混凝土楼板(16);π形连接件(4)由π形连接件上肢(8)、π形连接件下肢(9)以及矩形底板(10)组成,其中矩形底板(10)为一中间开矩形孔的钢板,π形连接件上肢(8)、π形连接件下肢(9)分别满焊焊接在矩形底板(10)上,从而形成π形连接件(4);轻型方钢管再生混凝土柱(1)与π形连接件(4)焊接,利用π形连接件(4)上矩形底板(10)的外边缘四边与轻型方钢管再生混凝土柱(1)钢管壁焊接形成外缘四条角焊缝,矩形底板(10)的内侧开孔出的四条边与轻型方钢管再生混凝土柱(1)钢管壁焊接形成内缘四条角焊缝,轻型方钢管再生混凝土柱(1)与单个π形连接件(4)通过内侧与外侧共八条角焊缝相连;腹板连接板(5)通过两条直角角焊缝透过矩形底板(10)内侧开孔与轻型方钢管再生混凝土柱(1)钢管壁焊接;h型钢梁(3)上下翼缘与π形连接件(4)的π形连接件上肢(8)、π形连接件下肢(9)通过30mm长高强螺栓(6)进行连接;h型钢梁(3)腹板与腹板连接板(5)通过30mm长高强螺栓(6)进行连接;上层预制钢支撑(11)通过30mm长高强螺栓(6)与70mm贯通高强螺栓(13)与π形连接件上肢(8)连接;预制再生混凝土楼板(16)通过楼板抗剪栓钉(7)以及高强灌浆料与h型钢梁(3)连接;预制再生混凝土楼板(16)通过柱板拉结筋(2)、工字形板凳拉结钢筋(14)、楼板钢筋(17)相互绑扎最后通过高强浇筑灌浆料相连;灌浆料托板(15)预埋在预制再生混凝土楼板(16)中;工字形板凳拉结钢筋(14)通过70mm贯通高强螺栓(13)固定在π形连接件上肢(8)的腹板处,并与楼板钢筋(17)进行绑扎,浇筑高强灌浆料后使π形连接件上肢(8)与预制再生混凝土楼板(16)形成一体。

2.根据权利要求1所述的一种钢管混凝土柱-h型钢梁-钢支撑-π形连接件组合式中柱中部节点,其特征在于:所述的轻型方钢管再生混凝土柱(1)中的方钢管采用方形热轧无缝钢管。

3.根据权利要求1所述的一种钢管混凝土柱-h型钢梁-钢支撑-π形连接件组合式中柱中部节点,其特征在于:所述柱板拉结筋(2)为带有弯折锚固端的钢筋。

4.根据权利要求1所述的一种钢管混凝土柱-h型钢梁-钢支撑-π形连接件组合式中柱中部节点,其特征在于:所述腹板连接板(5)为矩形钢板,长度与π形连接件上肢(8)、π形连接件下肢(9)长度相同,宽度为矩形底板(10)矩形孔洞高度的80%,厚度等于h型钢梁(3)腹板厚度;腹板连接板(5)一侧通过两条垂直角焊缝,透过矩形底板(9)中心的矩形孔洞垂直焊接在轻型方钢管再生混凝土柱(1)柱壁上;腹板连接板(4)通过、30mm长高强螺栓(6)与h型钢梁(3)腹板相连。

5.根据权利要求1所述的一种钢管混凝土柱-h型钢梁-钢支撑-π形连接件组合式中柱中部节点,其特征在于:所述π形连接件上肢(8)、π形连接件下肢(9)为两个材料、尺寸相同的短工字钢梁,其外伸长度为h型钢梁(3)梁高的1.0~1.5倍,梁高为h型钢梁(3)梁高的0.5~1.0倍,上下翼缘及腹板厚度为h型钢梁(3)翼缘厚度的0.8~1.0倍,翼缘宽度与h型钢梁(3)翼缘宽度相同;π形连接件上肢(8)、π形连接件下肢(9)通过角焊缝垂直焊接于矩形底板(10)上,π形连接件上肢(8)、π形连接件下肢(9)关于中心开孔的矩形底板(10)形心对称布置,上工字钢悬挑短梁下翼缘底部与下工字钢悬挑短梁上翼缘顶部距中心开孔的矩形底板(10)的形心距离分别为h型钢梁(3)的0.55倍梁高度。

6.根据权利要求1所述的一种钢管混凝土柱-h型钢梁-钢支撑-π形连接件组合式中柱中部节点,其特征在于:所述矩形底板(10)为中心开孔的矩形钢板。

7.根据权利要求1所述的一种钢管混凝土柱-h型钢梁-钢支撑-π形连接件组合式中柱中部节点,其特征在于:所述上层预制钢支撑(11)与下层预制钢支撑(12)为热轧h型钢,以60°~45°角布置在两个相邻轻型方钢管再生混凝土柱(1)之间;翼缘宽度与π形连接件上肢(8)相等。

8.根据权利要求1所述的一种钢管混凝土柱-h型钢梁-钢支撑-π形连接件组合式中柱中部节点,其特征在于:所述工字形板凳拉结钢筋(14)为一种预制成型三维钢筋笼;工字形板凳拉结钢筋(14)由横向拉结弓形钢筋网与纵向拉结筋两部分组成;横向拉结弓形钢筋网由两侧两根带锚固端的弓形钢筋以及中间横向连接钢筋构成;两端通过点焊或绑扎的形式将弓形钢筋与其进行固定,形成一个预制成型三维钢筋网;横向拉结弓形钢筋网布置在柱两侧π形连接件上肢(8)腹板处。

9.根据权利要求1所述的一种钢管混凝土柱-h型钢梁-钢支撑-π形连接件组合式中柱中部节点,其特征在于:灌浆料托板(15)为三边焊接有预埋锚固钢筋弯钩的薄钢板;

所述预制再生混凝土楼板(16)为工厂预制的钢筋混凝土楼板;

所述楼板钢筋(17)为预制再生混凝土楼板(16)内配置的分布钢筋。

10.一种钢管混凝土柱-h型钢梁-钢支撑-π形连接件组合式中柱中部节点作法,其特征在于:该作法的具体做法如下,

第一步:工厂预制轻型方钢管再生混凝土柱(1)、柱板拉结筋(2),选择相应尺寸方钢管以及钢板,切割、打磨、开孔后在底部焊接基础连接板,随后在内部浇筑再生混凝土,经过养护完成方钢管再生混凝土柱(1)的制作;将制作完成的柱板拉结筋(2)焊接至轻型方钢管再生混凝土柱(1)两侧相应位置;

第二步:在工厂车间加工π形连接件(4)以及腹板连接板(5),先选择相应尺寸的成品热轧工字钢梁,进行切割、打磨、打孔等制作成π形连接件上肢(8)、π形连接件下肢(9),将相应厚度热轧钢板切割、开孔,制作成矩形底板(10);将π形连接件上肢(8)、π形连接件下肢(9)与矩形底板(10)进行焊接,制作成π形连接件(4);选择相应尺寸与强度的钢板进行切割、开孔后制作成腹板连接板(5);

第三步:在工厂车间将π形连接件(4)以及腹板连接板(5)焊接至轻型方钢管再生混凝土柱(1)的两侧相应位置;将π形连接件(4)焊接至轻型方钢管再生混凝土柱(1)上,应注意π形连接件(4)通过外侧角焊缝及内侧角焊缝与轻型方钢管再生混凝土柱(1)侧面贴焊连接;然后将腹板连接板(5)通过矩形底板(10)中心孔洞焊接至方钢管柱上;将螺母焊接至π形连接件上肢(8)、π形连接件下肢(9)螺栓孔位置以备安装螺栓;

第四步:设置一道加劲肋焊接在h型钢梁(3)腹板端部位置,加劲肋厚度不小于h型钢梁(3)腹板厚度;按照设计位置加工h型钢梁(3)上下翼缘与腹板螺栓孔;最后在h型钢梁(3)顶面焊接栓钉;

第五步:工厂加工上层预制钢支撑(11)以及下层预制钢支撑,选择符合截面尺寸要求的热轧h型钢,打磨、切削成相应尺寸;选择钢板,经过切割、打磨、开孔等工序,加工制作钢支撑底部节点板;将加工成型的钢支撑焊接到底部节点板上;预制钢支撑加工完成;

第六步:制作灌浆料托板(15)和预制再生混凝土楼板(16),工厂选择成品钢板切割成相应尺寸,通过切割、弯折等工序加工灌浆料托板(15)上的锚固用钢筋弯钩,将钢筋弯钩点焊到钢板上加工完成灌浆料托板;制作、绑扎楼板钢筋,支楼板模板,将灌浆料托板放置在开洞处,浇筑楼板再生混凝土,养护成型;

第七步:在施工现场安装带有π形连接件(4)及腹板连接板(5)的轻型方钢管再生混凝土柱(1),将钢管混凝土柱通过基础连接板安装至基础上;在h型钢梁(6)端部上下切割长三角形缺口,将h型钢梁(3)滑入两侧方钢管柱π形连接件(4)之间,使π形连接件(4)及腹板连接板(5)上的螺栓孔与h型钢梁(3)螺栓孔对正,用高强螺栓拧紧固定;

第八步:将预制再生混凝土楼板安装到相应位置;然后将上层预制钢支撑(11)以及下层预制钢支撑(12)通过高强螺栓安装到相应位置上;

第九步:将工字形板凳拉结钢筋(14)放置到相应位置,拧紧70mm贯通高强螺栓(13)将工字形板凳拉结钢筋(14)固定在π形连接件上肢(8)腹板位置;并将工字形板凳拉结钢筋(14)两端横向弓形拉结筋绑扎到楼板钢筋(17)上;将纵向拉结筋与柱板拉结筋(2)以及楼板钢筋(17)进行绑扎;

第十步:在楼板抗剪栓钉(7)、π形连接件上肢(8)、工字形板凳拉结钢筋(14)以及灌浆料托板(15)位置浇筑高强灌浆料,待养护完成进行后续施工。


技术总结
本发明公开了一种钢管混凝土柱‑H型钢梁‑钢支撑‑π形连接件组合式中柱中部节点及作法,包括轻型方钢管再生混凝土柱、H型钢梁、π形连接件、腹板连接板、高强螺栓、钢支撑、工字形板凳拉结钢筋、板柱拉结钢筋以及预制再生混凝土局部楼板。创造性提出π形连接件以及工字形板凳拉结钢筋等新型装配式节点连接与加强构造,有效的简化了节点区域梁‑柱‑支撑‑楼板的整体装配难度,节点的整体性、承载能力、变形能力得到显著提升。对比现有技术,构造简单,施工便捷,传力路径明确,具有两道抗震防线。该节点梁‑柱‑撑‑楼板连接牢固,整体性强,抗震性能优异,为装配式绿色住宅轻钢组合结构的工程设计提供了关键技术支撑。

技术研发人员:曹万林;杨兆源;董宏英;潘有健;乔崎云;张建伟
受保护的技术使用者:北京工业大学
技术研发日:2020.08.07
技术公布日:2020.11.20
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