钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的连接节点及其施工方法_3

文档序号:9805972阅读:来源:国知局
br>[0080]并且,上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外,还可能用于表示其他含义,例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。
[0081]此外,术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如,可以是固定连接,可拆卸连接,或整体式构造;可以是机械连接,或电连接;可以是直接相连,或者是通过中间媒介间接相连,又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0082]此外,术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同),并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明,“多个”的含义为两个或两个以上。
[0083]下面结合实施例和附图对本发明的技术方案作进一步的说明。
[0084]实施例一
[0085]本实施例提供一种钢管混凝土柱和钢筋混凝土梁的连接节点,其特征在于:在钢管混凝土柱和钢筋混凝土梁的相交处,所述钢管混凝土柱的钢管上设有多个第一开孔,所述钢管的外周面对应于所述开孔的位置设有加强板,所述加强板上设有分别与各所述开孔重叠第二开孔,所述钢筋混凝土梁中设有分别与各个所述第一开孔对应的多根钢筋,所述钢筋混凝土梁的各所述钢筋分别穿过对应位置的所述第一开孔和所述第二开孔。
[0086]实施例二
[0087]本实施例提供一种钢管混凝土柱和钢筋混凝土梁的连接节点,如图1所示,设置在钢管混凝土柱10和钢筋混凝土梁20的相交处。钢管混凝土柱的钢管11上设有若干第一开孔12,在钢管11的外周面对应于第一开孔的位置设有加强板30,且加强板30上设有分别与各第一开孔12重叠的第二开孔,钢筋混凝土梁的钢筋21分别穿过对应位置的第一开孔12和第二开孔,从而使钢管混凝土柱10和钢筋混凝土梁20相交,形成连接节点。具体地,如图2所示,在钢管混凝土柱10与钢筋混凝土梁20相交处,第一开孔12包括钢管11对应于钢筋混凝土梁20的顶面和底面分别设置的第一组开孔121和第二组开孔122,钢筋21包括位于钢筋混凝土梁顶面的第一组钢筋211和底面的第二组钢筋212。第一组钢筋211分别从对应位置的第一组开孔121、与第一组开孔121重叠的第二开孔中穿过,第二组钢筋212分别从对应位置的第二组开孔122、与第二组开孔122重叠的第二开孔中穿过。另外,加强板30包括对应设置在第一组开孔121外部的第一加强板31和对应设置在第二组开孔122外部的第二加强板32。
[0088]在本发明中,钢管的第一开孔分别设置在钢管上相对的两个侧面上,从而使钢筋混凝土梁的钢筋可以顺利地穿过对应位置的第一开孔。第一开孔为圆形开孔、椭圆形开孔、方形开孔或矩形开孔的任意一种或任意几种的组合。在本实施例中,钢管开孔采用圆形开孔和椭圆形开孔的组合。具体地,如图2所示,第一组开孔121包括对应于钢筋混凝土梁顶面中部设置的三个圆形开孔以及对应于钢筋混凝土梁顶面两侧分别设置的椭圆形开孔,且两个椭圆形开孔的长轴方向均沿竖直方向(即图2中的上下方向)延伸。其中,相邻的圆形开孔之间以及相邻的圆形开孔和椭圆形开孔之间的水平间距均为75mm。第二组开孔122包括对应于钢筋混凝土梁底面中部和两侧设置的三个椭圆形开孔,并且,位于梁底面两侧的椭圆形开孔的长轴方向沿竖直方向延伸,位于梁底面中部的椭圆形开孔的长轴方向沿水平方向(即图2中的左右方向)延伸。其中,相邻的椭圆形开孔之间的水平距离为135mm。在本实施例中,圆形开孔的直径为50_,椭圆形开孔的尺寸为50_X 130_。
[0089]在本发明中,用于穿过钢管开孔的钢筋混凝土梁钢筋为梁的受力钢筋,该钢筋可以是单根钢筋、两根钢筋组成的单排双筋或者多排双筋(即多排钢筋且每排由两根钢筋组成)中的任意一种或几种的组合。具体地,在本实施例中,穿过钢管圆形开孔的钢筋为单排双筋,穿过钢管椭圆形开孔的钢筋为并排双筋(即两排双筋),且单根钢筋的直径为16_,SP单排双筋沿垂直于其长度方向的横截面长度为32_。可以理解的是,在本发明中,钢筋直径的选择取决于开孔的大小。如果钢筋直径太大,无法穿进开孔中;如果钢筋直径太小,一方面较细的钢筋其受拉或受压能力较差,直接影响钢筋混凝土梁的承载能力,另一方面,这样的钢筋不易在开孔内固定,容易和与其相邻的钢筋缠绕在一起。因此,在本发明中,设单根钢筋的直径为d,单排双筋沿垂直于其长度方向的横截面长度为2d,圆形开孔的直径为Dl,椭圆形开孔的短轴长度为D2,0.25D1 <d<0.5Dl,0.25D2 <d<0.5D2,优选为d = 0.32D1 =
0.32D2o
[0090]实际上,本发明中之所以在钢管上设置开孔,是为了使梁钢筋能够顺利穿过的同时,尽量减小或避免对钢管混凝土柱结构强度的影响。因此,本发明中的钢管开孔面积均较小,仅允许单根钢筋、单排双筋或者并排双筋通过,这样,较小的开孔率使得开孔对钢管截面的受力削弱较少,并且在钢筋穿孔后,孔内剩余缝隙很小,钢管对管芯混凝土的约束力基本保持不变,进而使钢管混凝土柱的承载能力基本保持不变。因此,在本发明中,开孔的数量、面积大小以及开孔间距等参数的设定应根据建筑施工的实际受力情况确定,不仅限于上述实施例中的具体数值。例如,对钢管混凝土柱的承载力要求较高时,可适当采用直径较大的钢筋(如HRB400级钢筋),在保证梁受力的同时,减少钢管开孔的数量,从而降低因开孔对钢管截面受力削弱的影响。对钢筋混凝土梁的承载能力要求较高时,则适当的增加开孔的数量并调整开孔间距,使得更多的梁受力钢筋可穿过钢管。此外,本发明中的梁钢筋并未集中排布在某一个较大的开孔中,而是分设在各个小的开孔中,这样的钢筋设置能够使钢筋混凝土梁的受力更加合理。
[0091]在本发明中,加强板用于对钢管的开孔进行补强,加强板可以是设置在钢管的外周面上、沿钢管径向方向向外凸出且覆盖在开孔外部的水平加劲环,也可以是间隔设置在钢管外周面、沿钢管径向方向向外凸出且仅覆盖在开孔外部的若干段圆弧形板。在本实施例中,采用完整的水平加劲环作为加强板,将加强板焊接在钢管外周面上。如图2所示,该加强板沿钢管径向方向(即图2中左右方向)的宽度为18mm,沿钢管轴向方向(即图2中上下方向)的高度为250mm。第一加强板31的上侧边高于钢筋混凝土梁顶面的上表面25mm,第二加强板32的下侧边低于钢筋混凝土梁底面的下表面25mm。可以理解的是,当连接节点处设有若干钢筋混凝土梁且各梁的标高不同(即各条梁的顶面不在同一高度和/或各条梁的底面不在同一高度)时,第一加强板的上侧边高于最高的钢筋混凝土梁顶面的上表面至少25mm,第二加强板的下侧边低于最低的钢筋混凝土梁底面的下表面至少25mm。实际上,在本实施例中,之所以设置加强板,目的是为了通过环形板约束结合整体覆盖的方式对钢管开孔进行补强,因此,加强板应至少能够覆盖在钢管开孔的外部。利用环形的加强板覆盖在钢管开孔的外部,从而箍紧连接节点处的钢管,使钢管在开孔处仍能保持连续受力或者受力的削弱很小,满足钢管在节点处的连续性,保证了节点的整体的强度。
[0092]在本实施例中,如图1所示,在钢管混凝土柱10的外部还设有钢筋混凝土,钢管混凝土柱10和钢筋混凝土共同构成叠合柱90。钢管混凝土柱中钢管的外径为1100mm,管壁厚度为32mm,该叠合柱90沿垂直于其长度方向的横截面尺寸为1600_X 1600mm。在本发明中,连接节点处的钢管混凝土柱和叠合柱可以同心设置,也可以偏心设置。即,钢管混凝土柱的重心可以重合于叠合柱的重心,此时为同心设置,钢管混凝土柱的重心也可以偏离于叠合柱的重心,此时为偏心设置。本实施例中,二者采用同心设置,钢管混凝土柱的中心到叠合柱的各个侧边的距离均相等。
[0093]在本实施例中,如图1所示,钢管混凝土柱10与一条沿南北方向(即图1中下上方向)延伸的钢筋混凝土梁20相交于连接节点处,该钢筋混凝土梁20沿垂直于其长度方向的截面的尺寸为600mm X 800mm,如图2所示,该梁截面的水平宽度为600mm,竖直高度为800mm。实际上,在本发明中,与钢管混凝土柱相交的梁可以为一条,也可以为多条。
[0094]为了进一步约束钢管,作为一种改进,如图2所示,在本实施例中,在第一加强板31的下侧边与第二加强板32的上侧边之间的钢管外周面上,固设有方钢环箍40,该方钢环箍40的横截面尺寸为25mm X 25mm。另外,该方钢环箍40通过双面焊接方法固定在钢管10的外周面上,且双面角焊缝hf=10mm。可以理解的是,在本发明中,环箍还可以是圆钢、六角钢或八角钢的环箍,并且环箍的横截面尺寸不仅限于上述实施例中的具体尺寸,只要使环箍对钢管起到加强约束和箍
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