一种高强度钢管混凝土柱梁节点结构及其施工方法与流程

本发明属于建筑工程技术领域，尤其涉及一种高强度钢管混凝土柱梁节点结构以及一种高强度钢管混凝土柱梁节点结构的施工方法。

背景技术：

钢筋混凝土柱梁和钢结构柱梁是建筑工程中常见的基本建筑结构。在竖向压力相对不大的情况下，为保证柱梁连接节点具有良好的稳定性和抗震性，可将钢结构柱梁的截面增大，使其具有较大的回转半径，但是这样做会使构建材料强度得不到充分发挥，会浪费材料；钢筋混凝土柱梁在承受较大载荷时也需要将其截面增大，但是其施工自然就会变的更加复杂，既费工又费时；钢结构梁虽然施工简单快捷，但其截面容易发生扭转。

技术实现要素：

为了解决以上问题，本发明提供了一种高强度钢管混凝土柱梁节点结构，不仅强度较高，而且能够在具有较大回转半径的前提下减少建筑材料用量。本发明还提供了一种高强度钢管混凝土柱梁节点结构的施工方法，用来制作以上高强度钢管混凝土柱梁节点结构。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以解决。

一种高强度钢管混凝土柱梁节点结构，包括管柱和管梁；所述管柱的外侧壁为第一柱方钢管，所述管柱的内侧壁为第二柱方钢管，所述第一柱方钢管的每面侧壁与所述第二柱方钢管上对应的各面侧壁相平行，所述第一柱方钢管与所述第二柱方钢管之间填充有混凝土；所述管梁的外侧壁为第一梁矩形钢管，所述管梁的内侧壁为第二梁矩形钢管，所述第一梁矩形钢管的每面侧壁与所述第二梁矩形钢管上对应的各面侧壁相平行，所述第一梁矩形钢管与所述第二梁矩形钢管之间填充有混凝土，所述管梁的两端焊接有梁端板；其中，所述管柱上的所述第一柱方钢管上的左右两侧面上设置有多个螺栓，所述管梁上的所述梁端板上对应设置有螺栓孔，两个所述管梁上的梁端板分别通过螺母和所述螺栓固定连接在所述第一柱方钢管上的左右两侧面上；所述第一柱方钢管上的前后两侧面上分别设置有加强钢板，每个所述加强钢板的上下两个边沿分别与所述第一柱方钢管焊接连接，左右两个边沿分别与两个所述梁端板的各一条边沿焊接连接。

根据本发明的高强度钢管混凝土柱梁节点结构，管柱和管梁的内侧中空，管柱的外侧的第一柱方钢管和其内侧的第二柱方钢管之间的空间内浇筑有混凝土，管梁的外侧的第一梁矩形钢管和内侧的第二梁矩形钢管之间的空间内也浇筑有混凝土，以上管柱和管梁的结构不但增大了其回转半径，同时不需要在管柱和管梁中难以发挥构建材料强度的轴心部位置浪费混凝土，管柱和管梁的截面呈方形，有利于管柱与管梁之间的连接，同时管柱和管梁内的混凝土可提高管柱的抗扭强度，使其不易发生扭转。管梁的两端分别设置有梁端板，梁端板上对应设置有螺栓孔，两个管梁通过梁端板分别连接在管柱的两侧，管柱上的第一柱方钢管的一对侧面上设置有多个螺栓，多个螺栓分别伸入梁端板上对应的螺栓孔中通过螺母固定后，可使混凝土管梁固定连接在混凝土管柱上，形成柱梁节点结构。为进一步增加柱梁节点结构的强度，第一柱方钢管上的另外一对侧面上分别焊接有一个加强钢板，每个加强钢板的两个边沿分别与两个梁端板的各一条边沿焊接连接，提高了两个管梁与管柱的连接强度。

其中，第一柱方钢管的截面的边长范围为600-1500mm，壁厚范围为5-20mm；第二柱方钢管的截面的边长范围为300-600mm，壁厚范围为5-20mm；第一柱方钢管和第二柱方钢管之间的混凝土的厚度范围为100-600mm。

第一梁矩形钢管的截面的高度范围为300-900mm，宽度范围为150-600mm，壁厚范围为5-20mm；第二梁矩形钢管的高度范围为150-600mm，宽度范围为60-450mm，壁厚范围为5-20mm；第一梁矩形钢管和第二梁矩形钢管之间的混凝土厚度范围为45-300mm。

作为优选的，两个所述管梁上的所述梁端板分别焊接在所述第一柱方钢管上的左右两侧面上。

根据本发明的高强度钢管混凝土柱梁节点结构，将两个管梁上的梁端板分别焊接在第一柱方钢管上的左右两个侧面上，可有效阻止管柱和管梁之间因相互振动而导致螺栓螺母松动的情况发生，同时焊接连接可增加管梁与管柱之间的连接的稳固性。

作为优选的，所述螺栓为双头高强螺栓，每个所述双头高强螺栓的两个螺栓端分别穿过所述第二柱方钢管、所述混凝土和所述第一柱方钢管后伸出所述第一柱方钢管上的左右两侧面外。

根据本发明的高强度钢管混凝土柱梁节点结构，螺栓为双头高强螺栓，双头高强螺栓安装时其两端分别穿过第二柱方钢管、混凝土后从第一柱方钢管上的一对侧面伸出，并与两个管梁上的梁端板分别固定连接；双头高强螺栓的拉力可使管柱中的第一方钢管的左右两个侧面不会被两个管梁牵扯变形，同时还可将两个管梁上的拉力对称地分摊在第二柱方钢管、混凝土和第一柱方钢管上，增加了双头高强螺栓与管柱之间的连接强度。

作为优选的，所述加强钢板的宽度小于所述管柱的外侧壁的宽度，高度大于所述梁端板的高度。

根据本发明的高强度钢管混凝土柱梁节点结构，加强钢板的宽度小于管柱的外侧壁的宽度，可确保加强钢板的底侧全部焊接在管柱的外侧壁上，进而增强了加强钢板焊接在管柱上的强度；加强钢板的高度大于梁端板的高度，可确保梁端板的边沿全部焊接在加强钢板上，进而增强了梁端板焊接在加强钢板上的强度。

作为优选的，所述管柱上的所述第一柱方钢管和所述第二柱方钢管的形心相重合。

根据本发明的高强度钢管混凝土柱梁节点结构，第一柱方钢管与第二柱方钢管的形心重合时，管柱的壁厚均匀，抗扭强度最大，不容易发生弯折。

作为优选的，所述梁端板上设置有矩形孔，所述矩形孔的形状与所述第二梁矩形钢管的截面相同，所述矩形孔的边沿与所述第二梁矩形钢管的端部焊接连接。

根据本发明的高强度钢管混凝土柱梁节点结构，在管梁中第一梁矩形钢管与第二梁矩形钢管之间的空间内浇筑混凝土后，需要将梁端板焊接在管梁的端部，梁端板的端面与第一梁矩形钢管焊接，梁端板上设置的矩形孔的边沿可用来与第二梁矩形钢管的端部焊接，这样就增加了梁端板与管梁的焊接的牢固性。

一种高强度钢管混凝土柱梁节点结构施工方法，用于本发明的高强度钢管混凝土柱梁节点结构的施工，包括以下步骤：步骤02：在管梁的一端焊接梁端板，然后往管梁上的第一梁矩形钢管和第二梁矩形钢管之间浇筑混凝土，等混凝土达到预定强度后，在管梁的另一端焊接另一个梁端板；步骤04：在管柱中的第一柱方钢管和第二柱方钢管的左右两侧的侧壁上设置多个螺栓孔，再往管柱上的第一柱方钢管和第二柱方钢管之间浇筑混凝土，将混凝土在管柱内浇筑至略低于螺栓孔位置；步骤06：在管梁上的梁端板上设置多个螺栓孔，梁端板上的螺栓孔与第一柱方钢管和第二柱方钢管上的螺栓孔相对应；使用双头高强螺栓和螺母将两个管梁的梁端板分别连接在管柱的第一柱方钢管的左右两侧面上，并将两个梁端板焊接在管柱的第一柱方钢管的左右两侧面上；步骤08：在第一柱方钢管的前后两侧面上分别焊接两个加强钢板，再将两个加强钢板的左右边沿分别与两个管梁的梁端板的前后边沿焊接连接。步骤10：继续往管柱中浇筑混凝土直至管柱上端口。

根据本发明的高强度钢管混凝土柱梁节点结构施工方法，在步骤06中，首先，先在管柱的一侧连接一个管梁：先将一个管梁水平吊装至管柱的第一柱方钢管的一个侧面上的连接位置后，先将管梁的梁端板通过双头高强螺栓的端部和螺母连接在管柱的第一柱方钢管的当前侧面上，再用扭矩扳手将螺母拧紧，并将连接好的梁端板与管柱的侧面焊接牢固，然后松开位于管柱的第一柱方钢管的另一侧面的螺母。其次，在管柱的另一侧连接另一个管梁：将另一个管梁水平吊装至管柱的另一个侧面上的连接位置，将管梁上的梁端板上的螺栓孔套入双头高强螺栓，然后使用扭矩扳手将螺母拧紧，并将连接好的梁端板与管柱的第一柱方钢管的当前侧面焊接牢固。

作为有些的，所述混凝土为高强混凝土。

根据本发明的高强度钢管混凝土柱梁节点结构施工方法，高强混凝土凝固后变形小，刚度高，特别适用于浇筑在如钢管内等难以变形的狭小空间内。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

图1是本发明的高强度钢管混凝土柱梁节点结构的一种实施例的结构示意图；

图2是图1在A-A处的剖视图；

图3是图1中管柱的结构示意图；

图4是图1中管梁的结构示意图；

图5是本发明的高强度钢管混凝土柱梁节点结构施工方法的流程图。

在图1至图4中:1第一梁矩形钢管；2第二梁矩形钢管；3第一柱方钢管；4第二柱方钢管；5梁端板；6双头高强螺栓；7螺母；8加强钢板。

具体实施方式

如图1至图4所示，本发明的第一方面的实施例提出一种高强度钢管混凝土柱梁节点结构，包括管柱和管梁；所述管柱的外侧壁为第一柱方钢管3，所述管柱的内侧壁为第二柱方钢管4，所述第一柱方钢管3的每面侧壁与所述第二柱方钢管4上对应的各面侧壁相平行，所述第一柱方钢管3与所述第二柱方钢管4之间填充有混凝土；所述管梁的外侧壁为第一梁矩形钢管1，所述管梁的内侧壁为第二梁矩形钢管2，所述第一梁矩形钢管1的每面侧壁与所述第二梁矩形钢管2上对应的各面侧壁相平行，所述第一梁矩形钢管1与所述第二梁矩形钢管2之间填充有混凝土，所述管梁的两端焊接有梁端板5；其中，所述管柱上的所述第一柱方钢管3上的左右两侧面上设置有多个螺栓，所述管梁上的所述梁端板5上对应设置有螺栓孔，两个所述管梁上的梁端板5分别通过螺母7和所述螺栓固定连接在所述第一柱方钢管3上的左右两侧面上；所述第一柱方钢管3上的前后两侧面上分别设置有加强钢板8，每个所述加强钢板8的上下两个边沿分别与所述第一柱方钢管焊接连接，左右两个边沿分别与两个所述梁端板5的各一条边沿焊接连接。

在以上实施例中，管柱和管梁的内侧中空，管柱的外侧的第一柱方钢管3和其内侧的第二柱方钢管4之间的空间内浇筑有混凝土，管梁的外侧的第一梁矩形钢管1和内侧的第二梁矩形钢管2之间的空间内也浇筑有混凝土，以上管柱和管梁的结构不但增大了其回转半径，同时不需要在管柱和管梁中难以发挥构建材料强度的轴心部位置浪费混凝土，管柱和管梁的截面呈方形，有利于管柱与管梁之间的连接，同时管柱和管梁内的混凝土可提高管柱的抗扭强度，使其不易发生扭转。管梁的两端分别设置有梁端板5，梁端板5上对应设置有螺栓孔，两个管梁通过梁端板5分别连接在管柱的两侧，管柱上的第一柱方钢管3的一对侧面上设置有多个螺栓，多个螺栓分别伸入梁端板5上对应的螺栓孔中通过螺母7固定后，可使混凝土管梁固定在混凝土管柱上。为进一步增加混凝土管柱的强度，第一柱方钢管3上的另外一对侧面上分别焊接有一个加强钢板8，每个加强钢板8的两个边沿分别与两个梁端板5的各一条边沿焊接连接，提高了两个管梁与管柱的连接强度。

其中，第一柱方钢管3的截面的边长范围为600-1500mm，壁厚范围为5-20mm；第二柱方钢管4的截面的边长范围为300-600mm，壁厚范围为5-20mm；第一柱方钢管3和第二柱方钢管4之间的混凝土的厚度范围为100-600mm。

第一梁矩形钢管1的截面的高度范围为300-900mm，宽度范围为150-600mm，壁厚范围为5-20mm；第二梁矩形钢管2的高度范围为150-600mm，宽度范围为60-450mm，壁厚范围为5-20mm；第一梁矩形钢管1和第二梁矩形钢管2之间的混凝土厚度范围为45-300mm。

如图1和图2所示，根据本发明的一个实施例，两个所述管梁上的所述梁端板5分别焊接在所述第一柱方钢管3上的左右两侧面上。

在以上实施例中，将两个管梁上的梁端板5分别焊接在第一柱方钢管3上的左右两个侧面上，可有效阻止管柱和管梁之间因相互振动而导致螺栓螺母7松动的情况发生，同时焊接连接可增加管梁与管柱之间的连接的稳固性。

根据本发明的一个实施例，所述螺栓为双头高强螺栓，每个所述双头高强螺栓的两个螺栓端分别穿过所述第二柱方钢管4、所述混凝土和所述第一柱方钢管3后伸出所述第一柱方钢管3上的左右两侧面外。

在以上实施例中，螺栓为双头高强螺栓，双头高强螺栓安装时其两端分别穿过第二柱方钢管4、混凝土后从第一柱方钢管3上的一对侧面伸出，并与两个管梁上的梁端板5分别固定连接；双头高强螺栓的拉力可使管柱中的第一方钢管的左右两个侧面不会被两个管梁牵扯变形，同时还可将两个管梁上的拉力对称地分摊在第二柱方钢管4、混凝土和第一柱方钢管3上，增加了双头高强螺栓6与管柱之间的连接强度。

根据本发明的一个实施例，所述加强钢板8的宽度小于所述管柱的外侧壁的宽度，高度大于所述梁端板5的高度。

在以上实施例中，加强钢板8的宽度小于管柱的外侧壁的宽度，可确保加强钢板8的底侧全部焊接在管柱的外侧壁上，进而增强了加强钢板8焊接在管柱上的强度；加强钢板8的高度大于梁端板5的高度，可确保梁端板5的边沿全部焊接在加强钢板8上，进而增强了梁端板5焊接在加强钢板8上的强度。

根据本发明的一个实施例，所述管柱上的所述第一柱方钢管3和所述第二柱方钢管4的形心相重合。

在以上实施例中，第一柱方钢管3与第二柱方钢管4的形心重合设置时，管柱的壁厚均匀，抗扭强度最大，不容易发生弯折。

根据本发明的一个实施例，所述梁端板5上设置有矩形孔，所述矩形孔的形状与所述第二梁矩形钢管2的截面相同，所述矩形孔的边沿与所述第二梁矩形钢管2的端部焊接连接。

在以上实施例中，在管梁中第一梁矩形钢管1与第二梁矩形钢管2之间的空间内浇筑混凝土后，需要将梁端板5焊接在管梁的端部，梁端板5的端面与第一梁矩形钢管1焊接，梁端板5上设置的矩形孔的边沿可用来与第二梁矩形钢管2的端部焊接，这样就增加了梁端板5与管梁的焊接的牢固性。

如图1至5所示，本发明的第二方面的实施例提出一种高强度钢管混凝土柱梁节点结构施工方法，包括：步骤02：在管梁的一端焊接梁端板5，然后往管梁上的第一梁矩形钢管1和第二梁矩形钢管2之间浇筑混凝土，等混凝土凝固，在管梁的另一端焊接另一个梁端板5；步骤04：在管柱中的第一柱方钢管3和第二柱方钢管4的左右两侧的侧壁上设置多个螺栓孔，再往管柱上的第一柱方钢管3和第二柱方钢管4之间浇筑混凝土，将混凝土在管柱内浇筑至略低于螺栓孔位置；步骤06：在管梁上的梁端板5上设置多个螺栓孔，梁端板5上的螺栓孔与第一柱方钢管3和第二柱方钢管4上的螺栓孔相对应；使用双头高强螺栓6和螺母7将两个梁端板5分别连接在管柱的第一柱方钢管3的左右两侧面上，并将两个管梁的梁端板5焊接在管柱的第一柱方钢管3的左右两侧面上；步骤08：在第一柱方钢管3的前后两侧面上分别焊接两个加强钢板8，再将两个加强钢板8的左右边沿分别与两个管梁的梁端板5的前后边沿焊接连接。步骤10：继续往管柱的第一柱方钢管3和第二柱方钢管4之间浇筑混凝土直至管柱上端口。

在步骤06中，首先，先在管柱的一侧连接一个管梁：先将一个管梁水平吊装至管柱的第一柱方钢管3的一个侧面上的连接位置后，先将管梁的梁端板5通过双头高强螺栓6的端部和螺母7连接在管柱的第一柱方钢管3的当前侧面上，再用扭矩扳手将螺母7拧紧，并将连接好的梁端板5与管柱的侧面焊接牢固，然后松开位于管柱的第一柱方钢管3的另一侧面的螺母7。其次，在管柱的另一侧连接另一个管梁：将另一个管梁水平吊装至管柱的第一柱方钢管3的另一个侧面上的连接位置，将管梁上的梁端板5上的螺栓孔套入双头高强螺栓6，然后使用扭矩扳手将螺母7拧紧，并将连接好的梁端板5与管柱的第一方钢管3的当前侧面焊接牢固。

根据本发明的一个实施例，所述混凝土为高强混凝土。

在以上实施例中，高强混凝土凝固后变形小，刚度高，特别适用于浇筑在如钢管内等难以变形的狭小空间内。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些改动和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。