双圆钢管混凝土柱的梁柱节点及施工方法
【专利摘要】一种双圆钢管混凝土柱的梁柱节点及施工方法，梁柱节点由内钢管、外钢管、连接梁段、内连接件、高强螺栓和混凝土组成；内钢管的轴线与外钢管的轴线重合，内钢管上端伸出外钢管上端500mm；连接梁段焊接在外钢管上，连接梁段的翼缘板位于两圈高强螺栓之间；内连接件位于内钢管和外钢管之间，内连接件套在内钢管上，内连接件通过高强螺栓固定在外钢管上；内钢管和外钢管的内部都有混凝土。梁柱节点的施工中，先将内连接件通过高强螺栓固定在外钢管上，再将外钢管套到内钢管上，使内钢管穿过内连接件的内环钢管，最后浇筑混凝土。本发明的梁柱节点具有焊缝少、施工快捷、受力性能好等优点。
【专利说明】
双圆钢管混凝土柱的梁柱节点及施工方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及双圆钢管混凝土柱与钢梁连接的梁柱节点技术领域。
【背景技术】
[0002]双圆钢管混凝土柱具有承载力高、塑性和韧性好、抗火性能好等优点。但是，双圆钢管混凝土柱包含两层圆钢管，施工空间较小，梁柱节点的处理较为困难。目前已有的梁柱节点存在施工速度慢、焊缝多、焊接残余应力大等缺点，因此需要一种双圆钢管混凝土柱的梁柱节点及相应的施工方法，达到梁柱节点受力性能好、施工方便等目标。
【发明内容】
[0003]为了克服双圆钢管混凝土柱的梁柱节点焊缝多、焊接残余应力大、施工速度慢等问题，本发明公开一种双圆钢管混凝土柱的梁柱节点及施工方法，该梁柱节点具有构造简单、施工快捷、受力性能好等优点，该施工方法能够解决施工空间较小条件下梁柱节点的施工问题。
[0004]本发明的双圆钢管混凝土柱的梁柱节点的技术方案是:由内钢管、外钢管、连接梁段、内连接件、高强螺栓和混凝土组成；内钢管和外钢管的截面都为圆形，内钢管的轴线与外钢管的轴线重合，内钢管下端与外钢管下端平齐，内钢管上端伸出外钢管上端500mm;连接梁段焊接在外钢管上，连接梁段的翼缘板位于两圈高强螺栓之间；内连接件位于内钢管和外钢管之间，内连接件套在内钢管上，内连接件通过高强螺栓固定在外钢管上，两圈高强螺栓固定一个内连接件;高强螺栓的中心线与外钢管的轴线垂直相交；内钢管和外钢管的内部都有混凝土。
[0005]外钢管的上端有四圈外钢管螺栓孔，每一圈外钢管螺栓孔距外钢管底部的高度相同，外钢管螺栓孔的中心线与外钢管的轴线垂直相交，每两圈外钢管螺栓孔用于固定一个内连接件。
[0006]连接梁段由两块翼缘板和一块腹板组成，翼缘板与腹板之间通过焊缝连接，翼缘板三边为圆弧形，一边为直边，与直边相对的圆弧边的直径等于外钢管的外径，直边长度等于被连接钢梁的翼缘板宽度，腹板上有腹板螺栓孔，以便与钢梁连接。根据梁柱节点连接钢梁数量的不同，连接梁段可以为两个、三个或四个。
[0007]内连接件由内环钢管、外环钢管和连接钢板组成，内环钢管和外环钢管的截面都为圆形，内环钢管的轴线与外环钢管的轴线重合，连接钢板一端焊接在内环钢管上，另一端焊接在外环钢管上。外环钢管上有两圈外环钢管螺栓孔，每一圈外环钢管螺栓孔距外环钢管底部的高度相同，外环钢管螺栓孔的中心线与外环钢管的轴线垂直相交，外环钢管螺栓孔的位置与外钢管螺栓孔的位置相对应，外钢管的内径与外环钢管的外径之差不大于
0.5mm。内环钢管的内径与内钢管的外径之差不大于0.5_。连接钢板水平放置，位于两圈外环钢管螺栓孔之间，连接钢板呈V字形，中心有连通孔，有利于振捣混凝土时气泡的排出。内连接件有两个，其位置分别与连接梁段的上翼缘板和下翼缘板相对应，分别传递连接梁段的上翼缘板和下翼缘板传来的内力。通过内连接件，增强了内钢管、外钢管和连接梁段之间的联系，使连接梁段传来的内力能够传递到内钢管和混凝土上，避免外钢管局部承受较大的拉力，发生局部过大变形和破坏。
[0008]本发明的双圆钢管混凝土柱的梁柱节点的施工方法是:加工内钢管和外钢管，在外钢管的上端钻四圈外钢管螺栓孔;加工翼缘板和腹板，在腹板上钻腹板螺栓孔，把翼缘板和腹板焊接成连接梁段，将连接梁段焊接到外钢管上；加工内环钢管、外环钢管和连接钢板，在外环钢管上钻两圈外环钢管螺栓孔，在连接钢板上开连通孔，把连接钢板弯折成V字形，将内环钢管、外环钢管和连接钢板焊接成内连接件，把内连接件放到外钢管内，对齐外环钢管螺栓孔和外钢管螺栓孔，用高强螺栓把内连接件固定在外钢管上;将外钢管套到内钢管上，使内钢管穿过内连接件的内环钢管;在内钢管和外钢管的内部都浇筑混凝土。
[0009]在多高层建筑的施工中，上一层梁柱节点的施工方法是:将内钢管焊接到下层的内钢管上;把翼缘板和腹板焊接成连接梁段，将连接梁段焊接到外钢管上，把内环钢管、夕卜环钢管和连接钢板焊接成内连接件，将内连接件放到外钢管内，对齐外环钢管螺栓孔和外钢管螺栓孔，用高强螺栓把内连接件固定在外钢管上;把外钢管套到内钢管上，使内钢管穿过内连接件的内环钢管，将外钢管焊接到下层外钢管上;在内钢管和外钢管的内部都浇筑混凝土。
[0010]本发明的双圆钢管混凝土柱的梁柱节点能够增强内钢管、外钢管和连接梁段之间的联系，把连接梁段传来的内力传递到内钢管及混凝土上，避免外钢管发生局部过大变形和破坏；内钢管和外钢管在梁柱节点区不断开，保证了节点区的整体性，并且内钢管和外钢管在不同位置断开，避免形成薄弱部位；内连接件与外钢管采用螺栓连接，与内钢管采用承插连接，具有焊缝少、施工快捷等优点。所述施工方法解决了双层钢管内部不易施工的问题。
【附图说明】
[0011 ]下面结合附图对本发明进一步说明。
[0012]图1是本发明的梁柱节点的轴测图。
[0013]图2是本发明的梁柱节点的俯视图。
[0014]图3是本发明的梁柱节点的侧视图。
[0015]图4是本发明的连接梁段的轴测图。
[0016]图5是本发明的内连接件的轴测图。
[0017]图6是本发明的连接钢板的轴测图。
[0018]图7是本发明的梁柱节点的使用状态图。
[0019]图8是本发明的梁柱节点的施工过程图。
[0020]图9是本发明的梁柱节点多层施工时的施工过程图。
[0021]图中:丨一内钢管，2一外钢管，3一连接梁段，4一内连接件，5一高强螺栓，6一混凝土，7—钢梁，21-外钢管螺栓孔，31—翼缘板，32—腹板，41 —内环钢管，42—外环钢管，43—连接钢板，321 —腹板螺栓孔，421—外环钢管螺栓孔，431—连通孔。
【具体实施方式】
[0022]如图1-3所示，一种双圆钢管混凝土柱的梁柱节点，由内钢管(1)、外钢管(2)、连接梁段(3)、内连接件(4)、高强螺栓(5)和混凝土(6)组成；内钢管(I)和外钢管(2)的截面都为圆形，内钢管(I)的轴线与外钢管(2)的轴线重合，内钢管(I)下端与外钢管(2)下端平齐，内钢管(I)上端伸出外钢管(2)上端500mm;连接梁段(3)焊接在外钢管(2)上，连接梁段(3)的翼缘板位于两圈高强螺栓(5)之间；内连接件(4)位于内钢管(I)和外钢管(2)之间，内连接件(4)套在内钢管(I)上，内连接件(4)通过高强螺栓(5)固定在外钢管(2)上，每两圈高强螺栓(5)固定一个内连接件(4);高强螺栓(5)的中心线与外钢管(2)的轴线垂直相交；内钢管
(I)和外钢管(2)的内部都有混凝土 (6)。
[0023]如图4所示，连接梁段(3)由两块翼缘板(31)和一块腹板(32)组成，翼缘板(31)与腹板(32)之间通过焊缝连接，翼缘板(31)三边为圆弧形，一边为直边，腹板(32)上有腹板螺栓孔(321)。
[0024]如图5所示，内连接件(4)由内环钢管(41)、外环钢管(42)和连接钢板(43)组成，内环钢管(41)和外环钢管(42)的截面都为圆形，内环钢管(41)的轴线与外环钢管(42)的轴线重合，连接钢板(43)—端焊接在内环钢管(41)上，另一端焊接在外环钢管(42)上，连接钢板
(43)水平放置，位于两圈外环钢管螺栓孔(421)之间。外环钢管(42)上有两圈外环钢管螺栓孔(421)，每一圈外环钢管螺栓孔(421)距外环钢管(42)底部的高度相同。连接钢板(43)有四块，中心有连通孔(431)。
[0025]如图6所示，连接钢板(43)呈V字形，中心有连通孔(431)。
[0026]如图7所示，双圆钢管混凝土柱的梁柱节点通过连接梁段(3)与钢梁(7)连接，形成框架结构，翼缘板通过焊缝连接，腹板通过高强螺栓连接。
[0027]图8所示为本发明的双圆钢管混凝土柱的梁柱节点的施工过程图，整个施工过程分为a、b、c、d、6五个步骤，具体的施工过程为:步骤a，加工内钢管(I)和外钢管(2)，在外钢管(2)的上端钻四圈外钢管螺栓孔(21);步骤b，加工翼缘板(31)和腹板(32)，在腹板(32)上钻腹板螺栓孔(321)，把翼缘板(31)和腹板(32)焊接成连接梁段(3)，将连接梁段(3)焊接到外钢管(2)上；步骤C，加工内环钢管(41)、外环钢管(42)和连接钢板(43)，在外环钢管(42)上钻两圈外环钢管螺栓孔(421)，在连接钢板(43)上开连通孔(431)，把连接钢板(43)弯折成V字形，将内环钢管(41)、外环钢管(42)和连接钢板(43)焊接成内连接件(4)，把内连接件
(4)放到外钢管(2)内，对齐外环钢管螺栓孔(421)和外钢管螺栓孔(21)，用高强螺栓(5)把内连接件(4)固定在外钢管(2)上;步骤d，将外钢管(2)套到内钢管(I)上，使内钢管(I)穿过内连接件(4)的内环钢管(41);步骤e，在内钢管(I)和外钢管(2)的内部都浇筑混凝土(6)。
[0028]图9所示为本发明的梁柱节点多层施工时的施工过程图，整个施工过程分为a、b、
c、d四个步骤，具体的施工过程为:步骤a，将内钢管(I)焊接到下层的内钢管(I)上;步骤b，将连接梁段(3)焊接到外钢管(2)上，把内连接件(4)放到外钢管(2)内，用高强螺栓(5)把内连接件(4)固定在外钢管(2)上;步骤C，把外钢管(2)套到内钢管(I)上，使内钢管(I)穿过内连接件(4)的内环钢管(41)，将外钢管(2)焊接到下层的外钢管(2)上;步骤d，在内钢管(I)和外钢管(2)的内部都浇筑混凝土 (6)。
【主权项】
1.一种双圆钢管混凝土柱的梁柱节点，其特征是:由内钢管、外钢管、连接梁段、内连接件、高强螺栓和混凝土组成；内钢管和外钢管的截面都为圆形，内钢管的轴线与外钢管的轴线重合，内钢管下端与外钢管下端平齐，内钢管上端伸出外钢管上端500mm;连接梁段焊接在外钢管上，连接梁段的翼缘板位于两圈高强螺栓之间；内连接件位于内钢管和外钢管之间，内连接件套在内钢管上，内连接件通过高强螺栓固定在外钢管上，两圈高强螺栓固定一个内连接件;高强螺栓的中心线与外钢管的轴线垂直相交；内钢管和外钢管的内部都有混凝土。2.根据权利要求1所述的双圆钢管混凝土柱的梁柱节点，其特征是:外钢管的上端有四圈外钢管螺栓孔，每一圈外钢管螺栓孔距外钢管底部的高度相同，外钢管螺栓孔的中心线与外钢管的轴线垂直相交。3.根据权利要求1所述的双圆钢管混凝土柱的梁柱节点，其特征是:连接梁段由两块翼缘板和一块腹板组成，翼缘板三边为圆弧形，一边为直边，与直边相对的圆弧边的直径等于外钢管的外径，直边长度等于被连接钢梁的翼缘板宽度;连接梁段可以为两个、三个或四个。4.根据权利要求1所述的双圆钢管混凝土柱的梁柱节点，其特征是:内连接件由内环钢管、外环钢管和连接钢板组成；内环钢管和外环钢管的截面都为圆形，内环钢管的轴线与外环钢管的轴线重合，连接钢板一端焊接在内环钢管上，另一端焊接在外环钢管上;外环钢管上有两圈外环钢管螺栓孔，每一圈外环钢管螺栓孔距外环钢管底部的高度相同，外环钢管螺栓孔的中心线与外环钢管的轴线垂直相交，外环钢管螺栓孔的位置与外钢管螺栓孔的位置相对应，外钢管的内径与外环钢管的外径之差不大于0.5mm;内环钢管的内径与内钢管的外径之差不大于0.5mm;连接钢板水平放置，位于两圈外环钢管螺栓孔之间，连接钢板呈V字形，中心有连通孔。5.—种实现权利要求1所述的双圆钢管混凝土柱的梁柱节点的施工方法，其特征是:加工内钢管和外钢管，在外钢管的上端钻四圈外钢管螺栓孔;加工翼缘板和腹板，在腹板上钻腹板螺栓孔，把翼缘板和腹板焊接成连接梁段，将连接梁段焊接到外钢管上；加工内环钢管、外环钢管和连接钢板，在外环钢管上钻两圈外环钢管螺栓孔，在连接钢板上开连通孔，把连接钢板弯折成V字形，将内环钢管、外环钢管和连接钢板焊接成内连接件，把内连接件放到外钢管内，对齐外环钢管螺栓孔和外钢管螺栓孔，用高强螺栓把内连接件固定在外钢管上;将外钢管套到内钢管上，使内钢管穿过内连接件的内环钢管;在内钢管和外钢管的内部都浇筑混凝土。
【文档编号】E04G21/00GK105926780SQ201610507657
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年7月1日
【发明人】丛术平, 张征, 韩金生, 王清
【申请人】山东科技大学