一种钢管混凝土柱‑钢梁装配式空间节点的制作方法

本发明属于结构工程钢结构技术领域，特别是涉及一种钢管混凝土柱-钢梁装配式空间节点。

背景技术：

随着经济和社会的发展，钢管混凝土柱在多高层建筑中的应用越来越广泛，但随着建筑施工中对工期的要求越来越短，以及对能源节约和环境保护的要求越来越高，现有技术中的传统钢管混凝土柱-钢梁节点的弊端逐步显现。由于现有技术中的传统钢管混凝土柱-钢梁节点主要采用现场焊接工艺安装，安装速度慢、施工能耗高，难以实现全装配化施工；且现有技术中的传统钢管混凝土柱-钢梁节点上翼缘与钢管混凝土柱外壁板焊接后翼缘拉力的传递通常由外钢管的壁板局部受弯实现，不能充分利用内填混凝土提高节点承载力；同时现有技术中的传统钢管混凝土柱-钢梁节点的抗震性能受现场焊接质量影响较大。如何在利用内填混凝土保证节点承载力的基础上实现多高层建筑中钢管混凝土柱与钢梁之间的全装配式连接，是实际工程中亟待解决的一个问题。

因此，急需一种能够克服现有技术中的上述缺点的钢管混凝土柱-钢梁装配式空间节点。

技术实现要素：

本发明旨在解决现有技术中存在的上述技术问题。为此，本发明提出一种钢管混凝土柱-钢梁装配式空间节点，该空间节点能够实现针对利用内填混凝土保证节点承载力的基础上实现多高层建筑中钢管混凝土柱与钢梁之间的全装配式连接这一问题。

该节点可以实现构件在工厂预制、施工现场只进行螺栓装配作业而不需现场焊接，实现两个垂直方向钢梁与钢管混凝土柱之间全装配式连接，并且可充分利用内填混凝土提高节点承载力。

为实现上述目的，本发明提出了两套钢管混凝土柱-钢梁装配式空间节点的技术方案。

本发明提出的一套方案如下。

一种钢管混凝土柱-钢梁装配式空间节点，其包括：外钢管、主盖板、副肋板、副盖板、主剪切板、副剪切板；

所述外钢管内部具有填充内填混凝土的空间，在所述外钢管的主方向上的两个对应面上相应位置开设横向长槽，所述主盖板通过所述横向长槽贯通所述外钢管，所述主盖与所述外钢管通过焊接连接；在所述外钢管的与所述主方向垂直的副方向的两个对应面上相应位置开纵向长槽，所述副肋板通过所述纵向长槽贯通所述外钢管，所述副肋板与所述外钢管通过焊接连接；在所述外钢管的外侧所述副方向上设置所述副盖板，所述副盖板分别与所述外钢管和所述副肋板通过焊接连接；在所述外钢管的外侧所述主方向上设置所述主剪切板，所述主剪切板与所述外钢管通过螺栓或焊接连接；在所述外钢管的外侧所述副方向上设置所述副剪切板，所述副剪切板与所述外钢管通过螺栓或焊接连接；所述主盖板、副盖板、主剪切板和副剪切板相应位置预留螺栓孔。

优选地，所述外钢管呈矩形体，具有四个侧面；所述主盖板呈两端为等边梯形的矩形板状结构；所述副肋板呈等腰梯形梁状结构；所述副盖板呈矩形板状结构；所述主剪切板呈长方形板状结构；所述副剪切板呈长方形板状结构。

优选地，所述主盖板在所述外钢梁内侧的位置上预留混凝土通孔。

优选地，所述主方向上可不连接或连接一个或连接两个所述主钢梁；所述副方向上可连接一个或连接两个所述副钢梁。

优选地，在仅连接副钢梁不连接主钢梁时，可不设置所述主盖板或主剪切板中的一项或全部。

优选地，主钢梁呈工字钢结构，所述主力钢梁由主梁翼缘与主梁腹板组成；副钢梁呈工字钢结构，所述副钢梁由副梁翼缘与副梁腹板组成；所述主梁翼缘、主梁腹板、副梁翼缘和副梁腹板上相应位置预留螺栓孔。

优选地，现场拼装时，将所述主梁翼缘与所述主盖板通过螺栓连接，将所述主梁腹板与所述主剪切板通过螺栓连接，将所述副梁翼缘与所述副盖板通过螺栓连接，将所述副梁腹板与所述副剪切板通过螺栓连接，通过所述主盖板上的所述混凝土通孔向所述外钢梁内部注入内填混凝土。

本发明提出的另一套方案如下。

一种钢管混凝土柱-钢梁装配式空间节点，其包括：外钢管、主盖板、副肋板、副盖板、主剪切板、副剪切板、内横板、内纵板；

所述外钢管内部具有填充内填混凝土的空间，在所述外钢管的外侧主方向上的两个对应面上设置所述主盖板，所述主盖板与所述外钢管通过焊接连接；在所述外钢管的内侧与所述主盖板对应位置处设置所述内横板，所述内横板与所述外钢管通过焊接连接；在所述外钢管的外侧与所述主方向垂直的副方向上的两个对应面上设置所述副肋板，所述副肋板通过焊接连接所述外钢管；在所述外钢管的内侧与所述副肋板对应位置处设置内纵板，所述内纵板与所述外钢管通过焊接连接；在所述外钢管外侧所述副方向上设置副盖板，所述副盖板分别与所述外钢管和所述副肋板通过焊接连接；在所述外钢管的外侧所述主方向上设置主剪切板，所述主剪切板与所述外钢管通过螺栓或焊接连接；在所述外钢管外侧所述副方向上设置副剪切板，所述副剪切板与所述外钢管通过螺栓或焊接连接；所述主盖板、副盖板、主剪切板和副剪切板相应位置预留螺栓孔。

优选地，所述外钢管呈矩形体，具有四个侧面；所述主盖板呈等边梯形的板状结构；所述副肋板呈梯形梁状结构；所述副盖板呈矩形板状结构；所述主剪切板呈长方形板状结构；所述副剪切板呈长方形板状结构；所述内横板呈矩形板状结构；所述内纵板呈长方体梁状结构。

优选地，所述内横板上预留混凝土通孔。

优选地，所述主方向上可不连接或连接一个或连接两个所述主钢梁；所述副方向上可连接一个或连接两个所述副钢梁。

优选地，在仅连接副钢梁不连接主钢梁时，可不设置所述主盖板、主剪切板或内横板中的一项、两项或全部。

优选地，主钢梁呈工字钢结构，所述主力钢梁由主梁翼缘与主梁腹板组成；副钢梁呈工字钢结构，所述副钢梁由副梁翼缘与副梁腹板组成；所述主梁翼缘、主梁腹板、副梁翼缘和副梁腹板上相应位置预留螺栓孔。

优选地，现场拼装时，将所述主梁翼缘与所述主盖板通过螺栓连接，将所述主梁腹板与所述主剪切板通过螺栓连接，将所述副梁翼缘与所述副盖板通过螺栓连接，将所述副梁腹板与所述副剪切板通过螺栓连接，通过所述内横板上的所述混凝土通孔向所述外钢梁内部注入内填混凝土。

本申请的钢管混凝土柱-钢梁装配式空间节点有益效果为：

(1)梁、柱构件可在工厂预制，现场只需要进行螺栓拼接而不需焊接，便于快速施工，可避免现场焊接缺陷对节点抗震性能的不利影响；

(2)可以应用于两垂直方向上都有梁连接的钢管混凝土柱-钢梁空间节点情况；

(3)通过主盖板(或主盖板与内横板)和副肋板(或副肋板与内纵板)将梁受拉翼缘的拉力传至外钢管两侧的壁板，可利用内填混凝土提高节点承载力；

(4)可以通过调整螺栓数量和布置、螺栓规格、主盖板规格、副盖板规格来调整节点的承载力、刚度和屈服模式，提高节点的延性和抗震性能。

附图说明

图1是本发明钢管混凝土柱-钢梁装配式空间节点的立体示意图。

图2是本发明钢管混凝土柱-钢梁装配式空间节点的俯视图。

图3是本发明钢管混凝土柱-钢梁装配式空间节点的主视图。

图4是本发明钢管混凝土柱-钢梁装配式空间节点的1-1剖面图。

图5是本发明钢管混凝土柱-钢梁装配式空间节点的侧视图。

图6是本发明钢管混凝土柱-钢梁装配式空间节点的2-2剖面图。

图7是本发明钢管混凝土柱-钢梁装配式空间节点第二种技术方案的俯视图。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例以及方位性的词语均是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的一个宽泛实施例中，一种钢管混凝土柱-钢梁装配式空间节点，其包括：外钢管、主盖板、副肋板、副盖板、主剪切板、副剪切板；

所述外钢管内部具有填充内填混凝土的空间，在所述外钢管的主方向上的两个对应面上相应位置开设横向长槽，所述主盖板通过所述横向长槽贯通所述外钢管，所述主盖与所述外钢管通过焊接连接；在所述外钢管的与所述主方向垂直的副方向的两个对应面上相应位置开纵向长槽，所述副肋板通过所述纵向长槽贯通所述外钢管，所述副肋板与所述外钢管通过焊接连接；在所述外钢管的外侧所述副方向上设置所述副盖板，所述副盖板分别与所述外钢管和所述副肋板通过焊接连接；在所述外钢管的外侧所述主方向上设置所述主剪切板，所述主剪切板与所述外钢管通过螺栓或焊接连接；在所述外钢管的外侧所述副方向上设置所述副剪切板，所述副剪切板与所述外钢管通过螺栓或焊接连接；所述主盖板、副盖板、主剪切板和副剪切板相应位置预留螺栓孔。

在本发明的另一个宽泛实施例中，一种钢管混凝土柱-钢梁装配式空间节点，其包括：外钢管、主盖板、副肋板、副盖板、主剪切板、副剪切板、内横板、内纵板；

所述外钢管内部具有填充内填混凝土的空间，在所述外钢管的外侧主方向上的两个对应面上设置所述主盖板，所述主盖板与所述外钢管通过焊接连接；在所述外钢管的内侧与所述主盖板对应位置处设置所述内横板，所述内横板与所述外钢管通过焊接连接；在所述外钢管的外侧与所述主方向垂直的副方向上的两个对应面上设置所述副肋板，所述副肋板通过焊接连接所述外钢管；在所述外钢管的内侧与所述副肋板对应位置处设置内纵板，所述内纵板与所述外钢管通过焊接连接；在所述外钢管外侧所述副方向上设置副盖板，所述副盖板分别与所述外钢管和所述副肋板通过焊接连接；在所述外钢管的外侧所述主方向上设置主剪切板，所述主剪切板与所述外钢管通过螺栓或焊接连接；在所述外钢管外侧所述副方向上设置副剪切板，所述副剪切板与所述外钢管通过螺栓或焊接连接；所述主盖板、副盖板、主剪切板和副剪切板相应位置预留螺栓孔。

该空间节点能够实现针对利用内填混凝土保证节点承载力的基础上实现多高层建筑中钢管混凝土柱与钢梁之间的全装配式连接这一问题。该节点可以实现构件在工厂预制、施工现场只进行螺栓装配作业而不需现场焊接，实现两个垂直方向钢梁与钢管混凝土柱之间全装配式连接，并且可充分利用内填混凝土提高节点承载力

下面结合附图及实施例进一步详细说明本发明具体结构、工作过程的内容。

实施例1(参见图1-图6)：本发明为一种钢管混凝土柱-钢梁装配式空间节点。钢管混凝土柱包括外钢管11和内填混凝土12。在外钢管11的主方向开横向长槽，主盖板13通过所述横向长槽贯通于外钢管11，并与外钢管11通过焊缝连接；在外钢管11上与所述主方向垂直的副方向开纵向长槽，副肋板14通过所述纵向长槽贯通于外钢管11，并与外钢管11通过焊缝连接；在外钢管11外侧所述副方向上设置副盖板15，副盖板15与外钢管11和副肋板14通过焊缝连接；在外钢管11外侧所述主方向上设置主剪切板16，主剪切板16与外钢管11通过螺栓或焊缝连接；在外钢管11外侧所述副方向上设置副剪切板17，副剪切板17与外钢管11通过螺栓或焊缝连接。主盖板13、副盖板15、主剪切板16、副剪切板17根据需要预留螺栓孔；优选地，主盖板13在外钢管11内侧预留混凝土通过孔。

主钢梁，由主梁翼缘21与主梁腹板22组成；副钢梁，由副梁翼缘31与副梁腹板32组成。主梁翼缘21、主梁腹板22、副梁翼缘31、副梁腹板32根据需要预留螺栓孔。现场拼装时，将主梁翼缘21与主盖板13通过螺栓连接，将主梁腹板22与主剪切板16通过螺栓连接，将副梁翼缘31与副盖板15通过螺栓连接，将副梁腹板32与副剪切板17通过螺栓连接。

根据工程实际需要，所述主方向上可连接一个或两个主钢梁，所述副方向上可连接一个或两个副钢梁；可仅连接副钢梁、不连接主钢梁，此时可不设置主盖板13和主剪切板16中的任意一个或全部。

实施例2(参见图3、图5、图7)：本发明为一种钢管混凝土柱-钢梁装配式空间节点。钢管混凝土柱包括外钢管11和内填混凝土12。在外钢管11外侧主方向设置主盖板13，主盖板13与外钢管11通过焊缝连接；在外钢管11内侧与主盖板13对应位置设置内横板18，内横板18与外钢管11通过焊缝连接；在外钢管11外侧与所述主方向垂直的副方向设置副肋板14，副肋板14通过焊缝与外钢管11连接；在外钢管11内侧与副肋板14对应位置设置内纵板19，内纵板19与外钢管11通过焊缝连接；在外钢管11外侧所述副方向上设置副盖板15，副盖板15与外钢管11和副肋板14通过焊缝连接；在外钢管11外侧所述主方向上设置主剪切板16，主剪切板16与外钢管11通过螺栓或焊缝连接；在外钢管11外侧所述副方向上设置副剪切板17，副剪切板17与外钢管11通过螺栓或焊缝连接。主盖板13、副盖板15、主剪切板16、副剪切板17根据需要预留螺栓孔；优选地，内横板18预留混凝土通过孔。

主钢梁，由主梁翼缘21与主梁腹板22组成；副钢梁，由副梁翼缘31与副梁腹板32组成。主梁翼缘21、主梁腹板22、副梁翼缘31、副梁腹板32根据需要预留螺栓孔。现场拼装时，将主梁翼缘21与主盖板13通过螺栓连接，将主梁腹板22与主剪切板16通过螺栓连接，将副梁翼缘31与副盖板15通过螺栓连接，将副梁腹板32与副剪切板17通过螺栓连接。

根据工程实际需要，所述主方向上可连接一个或两个主钢梁，所述副方向上可连接一个或两个副钢梁；可仅连接副钢梁、不连接主钢梁，此时可不设置主盖板13、主剪切板16、内横板18中的任意几个或全部。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。