一种装配式巨型钢管柱异型组合节点及安装方法
【专利摘要】本发明涉及结构工程技术领域，公开了一种装配式巨型钢管柱异型组合节点，包括装配式钢管柱组合节点和连接两个装配式钢管柱组合节点的连接板，装配式钢管柱组合节点包括普通外包钢管、高强钢筋、转换分隔板和高强外包钢管，普通外包钢管通过转换分隔板与高强外包钢管连接，高强钢筋贯穿转换分隔板通到高强外包钢管内部，连接板包括普通钢连接板和高强钢连接板，普通钢连接板与普通外包钢管连接，高强钢连接板与高强外包钢管连接，高强钢连接板与普通钢连接板相互通过高强螺栓连接。本发明单柱之间通过连接钢板连接，形成异型组合节点，提高了节点的抗剪承载能力，避免了柱子尺寸太大浪费建筑空间的情况。
【专利说明】
一种装配式巨型钢管柱异型组合节点及安装方法
技术领域
[0001]本发明涉及结构工程技术领域，具体而言，涉及一种装配式巨型钢管柱异型组合节点及安装方法。【背景技术】
[0002]随着技术的发展，高强钢开始逐渐应用于高层建筑、大跨度建筑结构中。使用高强钢筋、高强型钢设计的钢筋混凝土或型钢混凝土组合结构，在变形过大时，与高强钢筋或高强型钢结合的混凝土会开裂破落，随后钢筋或型钢发生局部屈曲并导致结构破坏。然而采用高强度材料设计的外包方钢管混凝土组合柱，外包方钢管与内填混凝土整体性高，并且由于外包方钢管与内填混凝土之间的相互作用(内填混凝土的极限应变增大，方形钢管的局部屈曲受限制)，使得采用高强度材料设计的方钢管混凝土的承载力和变形能力显著提高，但当遇到较大荷载要求时，一根柱的承载能力远达不到受力要求，而且当柱的尺寸较大时，浪费了节点处的建筑空间。
【发明内容】
[0003]本发明的主要目的在于提供一种装配式巨型钢管柱异型组合节点及安装方法，以解决现有技术中荷载较大时，钢筋混凝土结构承载能力达不到受力要求以及当柱的尺寸较大时，浪费了节点处的建筑空间的问题。
[0004]为了实现上述目的，本发明采用以下的技术方案:
[0005]—种装配式巨型钢管柱异型组合节点，包括装配式钢管柱组合节点和连接两个装配式钢管柱组合节点的连接板，装配式钢管柱组合节点包括普通外包钢管、高强钢筋、转换分隔板和高强外包钢管，普通外包钢管的上端和下端分别通过转换分隔板与高强外包钢管连接，高强钢筋设置于普通外包钢管内部且其上端和下端贯穿转换分隔板通到高强外包钢管内部，连接板包括普通钢连接板和高强钢连接板，普通钢连接板与普通外包钢管固定连接，高强钢连接板与高强外包钢管固定连接，高强钢连接板与普通钢连接板之间、高强钢连接板与高强钢连接板之间、普通钢连接板与普通钢连接板之间均通过高强螺栓连接。
[0006]进一步的，高强钢筋的上端和下端连接有钢筋固定板；
[0007]进一步的，转换分隔板包括底板，底板中心设有通孔，底板两面均设有竖向隔板， 普通外包钢管和高强外包钢管分别插入转换分隔板的竖向隔板中，竖向隔板与通孔之间设有供高强钢筋通过的孔，普通外包钢管与转换分隔板通过高强钢筋和高强螺栓连接。
[0008]进一步的，底板两面的竖向隔板围成的面积不同；
[0009]进一步的，高强钢筋两端带有螺纹；
[0010]进一步的，普通外包钢管和高强外包钢管的端部内壁设有金属环；
[0011]进一步的，普通外包钢管不与普通钢连接板连接的一侧焊接有外加强环，外加强环通过焊接或螺栓连接的方式与钢梁连接；
[0012]进一步的，所述的普通外包钢管和高强外包钢管内填充纤维混凝土。
[0013] —种装配式巨型钢管柱异型组合节点的安装方法，包括以下步骤:
[0014]第一步，将普通外包钢管的上端和下端通过高强钢筋与转换分隔板连接，并通过高强螺栓固定；
[0015]第二步，在高强钢筋的上端和下端安装钢筋固定板，并通过高强螺栓固定；
[0016]第三步，普通外包钢管的一侧焊接外加强环，一侧焊接普通钢连接板；
[0017]第四步，在普通外包钢管的上端和下端连接高强外包钢管；即将高强外包钢管插入下方转换分隔板中；
[0018]第五步，在高强外包钢管上焊接高强钢连接板，高强钢连接板与普通钢连接板在同侧；
[0019] 第六步，将通过上述第一步至第五步连接好的相同的两个节点通过高强螺栓连接，即高强钢连接板与普通钢连接板之间、高强钢连接板与高强钢连接板之间、普通钢连接板与普通钢连接板之间均通过高强螺栓连接；
[0020]第七步，将钢梁连接在外加强环上；
[0021]第八步，在普通外包钢管和高强外包钢管内浇筑纤维混凝土。[〇〇22]本发明具有以下有益效果:
[0023] (1)单柱之间通过连接钢板连接，形成一个巨型的异型组合节点，提高了节点的抗剪承载能力，且避免了柱子尺寸太大浪费建筑空间的情况；
[0024] (2)高强钢筋埋入与节点相连接的上下钢管柱中，避免了普通钢管与高强钢管之间的现场焊接，提高了节点的可靠性；[〇〇25] (3)节点上下两侧用转换分隔板与上下钢管连接，可以有效地解决钢管混凝土柱变截面困难的难题；[〇〇26] (4)整个节点的钢材部位全部工厂制作，然后现场装配，现场浇筑混凝土，最大限度地降低了现场焊接对质量的影响；[〇〇27] (5)采用纤维混凝土，有利于提高混凝土的抗剪能力，从而增强整个节点的抗剪承载力。【附图说明】
[0028]图1是本发明实施例1剖面结构示意图；
[0029]图2是本发明实施例1转换分隔板俯视图；
[0030]图3是本发明实施例1转换分隔板主视图；[0031 ]图4是本发明实施例1转换分隔板另一种结构的主视图；[〇〇32]图5是本发明安装过程示意图；
[0033]图6是本发明实施例2中转换分隔板俯视图；
[0034]图7是本发明实施例1中外加强环结构示意图；[〇〇35]图8是本发明组合方式示意图；
[0036]其中，上述附图包括以下附图标记:1、普通外包钢管；2、高强外包钢管；3、转换分隔板;4、高强钢筋;5、普通钢连接板;6、高强钢连接板;7、钢筋固定板;8、外加强环;9、钢梁； 10、金属环;11、高强螺栓;12、底板;13、竖向隔板;14、通孔。【具体实施方式】
[0037]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0038]实施例1
[0039]如图1所示，一种装配式巨型钢管柱异型组合节点及安装方法，包括装配式钢管柱组合节点和连接两个装配式钢管柱组合节点的连接板，装配式钢管柱组合节点包括普通外包钢管1、高强钢筋4、转换分隔板3和高强外包钢管2,普通外包钢管1的上端和下端分别通过转换分隔板3与高强外包钢管2连接，高强钢筋4设置于普通外包钢管1内部且其上端和下端贯穿转换分隔板3通到高强外包钢管2内部，连接板包括普通钢连接板5和高强钢连接板 6,普通钢连接板5与普通外包钢管1固定连接，高强钢连接板6与高强外包钢管2固定连接， 两个装配式钢管柱组合节点连接时，普通钢连接板5和高强钢连接板6上均设置有螺栓孔， 一个节点的高强钢连接板6与另一个节点的高强钢连接板6连接，一个节点的普通钢连接板 5与另一个节点的普通钢连接板5连接，为了提高连接的稳固性，同一个节点的高强钢连接板6与普通钢连接板5也进行连接，以上连接均通过高强螺栓11进行连接。
[0040]本实施例中，普通外包钢管1、转换分隔板3和高强外包钢管2均为方形结构。
[0041]转换分隔板3的结构如图2所示，转换分隔板3包括底板12,底板12中心设有通孔 14,底板12两面均设有竖向隔板13,普通外包钢管1和高强外包钢管2分别插入转换分隔板3 的竖向隔板13中，不需要任何焊接，竖向隔板13与通孔14之间设有供高强钢筋4通过的孔， 普通外包钢管1与转换分隔板3通过高强钢筋4和高强螺栓11连接。转换分隔板3中通孔14的作用是方便浇筑混凝土，其形状不限，可以为方形、圆形或其他形状。[〇〇42]本实施例中转换分隔板3为方形，其上设置的竖向隔板13也是方形，正反两面的竖向隔板13的边长可以一样，如图3所示，相应的，上下连接的普通外包钢管1与高强外包钢管 2的边长一致;正反两面的竖向隔板13的边长也可以不一样，如图4所示，相应的，上下连接的普通外包钢管1与高强外包钢管2的边长也不一致，这种方式有效地解决了钢管混凝土柱变截面困难的技术难题，使得整个钢柱结构更加合理，整个结构体系的自重减轻，承重能力更强。
[0043]如图2所示，竖向隔板13是不连续的，有利于竖向隔板13与底板12的焊接;也可以是连续的，与底板12为一体式结构，这样的好处是，整个转换分隔板3的结构更加稳定可靠， 与钢管之间的连接也更加可靠。
[0044]高强钢筋4两端带有螺纹，上端和下端均连接有方形钢筋固定板7，钢筋固定板7将高强钢筋4形成钢筋骨架，有利于提高钢筋的整体性。
[0045]普通外包钢管1和高强外包钢管2的端部内壁设有金属环10,即在钢管内壁焊接一圈金属环，目的是为了提高钢管与混凝土之间的咬合力。
[0046]普通外包钢管1不与普通钢连接板5连接的一侧焊接有外加强环8,外加强环8通过焊接或螺栓连接的方式与钢梁9连接，外加强环8结构如图7所示。[〇〇47]本发明安装步骤如下:
[0048]第一步，将普通外包钢管的上端和下端通过高强钢筋与转换分隔板连接，并通过高强螺栓固定；
[0049]第二步，在高强钢筋的上端和下端安装钢筋固定板，并通过高强螺栓固定；
[0050]第三步，普通外包钢管的一侧焊接外加强环，一侧焊接普通钢连接板；
[0051]第四步，在普通外包钢管的上端和下端连接高强外包钢管；即将高强外包钢管插入下方转换分隔板中；[〇〇52]第五步，在高强外包钢管上焊接高强钢连接板，高强钢连接板与普通钢连接板在同侧；[〇〇53] 第六步，将通过上述第一步至第五步连接好的相同两个的节点通过高强螺栓连接，即高强钢连接板与普通钢连接板之间、高强钢连接板与高强钢连接板之间、普通钢连接板与普通钢连接板之间均通过高强螺栓连接；[〇〇54]第七步，将钢梁连接在外加强环上；
[0055]第八步，在普通外包钢管和高强外包钢管内浇筑纤维混凝土。
[0056]根据实际需要，装配式巨型钢管柱异型组合节点的组合方式有多种，如图8所示， 但不限于图8中的组合方式。采用本发明中的连接方式可以避免柱子尺寸太大浪费建筑空间的问题。[〇〇57] 实施例2[〇〇58]本实施例与实施例1的区别在于，普通外包钢管1、转换分隔板3、高强外包钢管2和钢筋固定板7均为圆形结构，转换分隔板3结构如图6所示，竖向隔板13围成圆形，正反两面的竖向隔板13的直径可以一致，当需要变截面时，使正反两面的竖向隔板13围成圆形的直径大小不一样即可。
[0059]其余与实施例1相同。
[0060]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种装配式巨型钢管柱异型组合节点，其特征在于包括装配式钢管柱组合节点和连 接两个装配式钢管柱组合节点的连接板，装配式钢管柱组合节点包括普通外包钢管(1)、高 强钢筋(4)、转换分隔板(3)和高强外包钢管(2)，普通外包钢管(1)的上端和下端分别通过 转换分隔板(3)与高强外包钢管(2)连接，高强钢筋(4)设置于普通外包钢管(1)内部且其上 端和下端贯穿转换分隔板(3)通到高强外包钢管(2)内部，连接板包括高强钢连接板(6)和 普通钢连接板(5)，高强钢连接板(6)与高强外包钢管(2)固定连接，普通钢连接板(5)与普 通外包钢管(1)固定连接，高强钢连接板(6)与普通钢连接板(5)之间、高强钢连接板(6)与 高强钢连接板(6)之间、普通钢连接板(5)与普通钢连接板(5)之间均通过高强螺栓(11)连 接。2.根据权利要求1所述的装配式巨型钢管柱异型组合节点，其特征在于高强钢筋(4)的 上端和下端连接有钢筋固定板(7)。3.根据权利要求1所述的装配式巨型钢管柱异型组合节点，其特征在于转换分隔板(3) 包括底板(12)，底板(12)中心设有通孔(14)，底板(12)两面均设有竖向隔板(13)，普通外包 钢管(1)和高强外包钢管(2)分别插入转换分隔板(3)的竖向隔板(13)中，竖向隔板(13)与 通孔(14)之间设有供高强钢筋(4)通过的孔，普通外包钢管(1)与转换分隔板(3)通过高强 钢筋(4)和高强螺栓(11)连接。4.根据权利要求3所述的装配式巨型钢管柱异型组合节点，其特征在于底板(12)两面 的竖向隔板(13)围成的面积不同。5.根据权利要求1所述的装配式巨型钢管柱异型组合节点，其特征在于高强钢筋(4)两 端带有螺纹。6.根据权利要求1所述的装配式巨型钢管柱异型组合节点，其特征在于普通外包钢管 (1)和高强外包钢管(2)的端部内壁设有金属环(10)。7.根据权利要求1所述的装配式巨型钢管柱异型组合节点，其特征在于普通外包钢管(1)不与普通钢连接板(5)连接的一侧焊接有外加强环(8)，外加强环(8)通过焊接或螺栓连 接的方式与钢梁(9)连接。8.根据权利要求1所述的装配式巨型钢管柱异型组合节点，其特征在所述的普通外包 钢管(1)和高强外包钢管(2)内填充纤维混凝土。9.一种权利要求1-8任一权利要求所述的装配式巨型钢管柱异型组合节点的安装方 法，其特征在于包括以下步骤:第一步，将普通外包钢管(1)的上端和下端通过高强钢筋(4)与转换分隔板(3)连接，并 通过高强螺栓(11)固定；第二步，在高强钢筋(4)的上端和下端安装钢筋固定板(7)，并通过高强螺栓(11)固定；第三步，普通外包钢管(1)的一侧焊接外加强环(8)，一侧焊接普通钢连接板(5);第四步，在普通外包钢管(1)的上端和下端连接高强外包钢管(2);即将高强外包钢管(2)插入下方转换分隔板(3)中；第五步，在高强外包钢管(2)上焊接高强钢连接板(6)，高强钢连接板(6)与普通钢连接 板(5)在同侧；第六步，将通过上述第一步至第五步连接好的相同的两个节点通过高强螺栓(11)连 接，即高强钢连接板(6)与普通钢连接板(5)之间、高强钢连接板(6)与高强钢连接板(6)之间、普通钢连接板(5)与普通钢连接板(5)之间均通过高强螺栓(11)连接； 第七步，将钢梁(9)连接在外加强环(8)上；第八步，在普通外包钢管(1)和高强外包钢管(2)内浇筑纤维混凝土。
【文档编号】E04B1/24GK106088334SQ201610649406
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月9日 公开号201610649406.1, CN 106088334 A, CN 106088334A, CN 201610649406, CN-A-106088334, CN106088334 A, CN106088334A, CN201610649406, CN201610649406.1
【发明人】牟犇, 张春巍, 杨雷, 蒋姗
【申请人】牟犇, 张春巍