一种钢箱梁与混凝土柱铰接节点及其施工方法与流程

本发明属于建筑施工技术领域，具体涉及一种钢箱梁与混凝土柱铰接节点及其施工方法。

背景技术：

混凝土柱和钢梁铰接连接时，一般将钢梁的腹板与混凝土柱侧埋板焊接，或直接将梁搁置在柱侧牛腿（或柱顶）上。第一种方式是在柱侧埋板上焊接一块连接板，将连接板与钢梁腹板通过高强螺栓或者焊缝连接；第二种方式类似于吊车梁支座的连接形式，即在梁端设置平板或者突缘板，再将平板或者突缘板与混凝土柱的牛腿（或柱顶）上埋板的焊接。

然而，由混凝土柱和钢梁铰接连接构造可知，现有的这两种连接方式存在如下缺点：

(1)钢梁的腹板与混凝土柱侧埋板焊接的方式，一般用于工字型截面梁，对有多个腹板的箱型截面，该连接方式会受到柱子宽度的制约；当梁的长度或者自重较大时，吊装就位及高空安装作业难度会显著上升。

(2)直接将钢梁搁置在柱侧牛腿（或柱顶）的方式，梁端支座板与牛腿（或柱顶）上埋板的焊接需要足够的施焊空间；当牛腿（或柱顶）支座长度太长时，该连接方式还可能会约束梁端自由转动，导致与计算假定不一致。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种钢箱梁与混凝土柱铰接节点，至少解决上述部分技术问题。

本发明的技术方案是提供了一种钢箱梁与混凝土柱铰接节点，包括混凝土柱和钢箱梁，所述钢箱梁的端部位于混凝土柱的柱侧牛腿上，且钢箱梁与柱侧牛腿之间设有橡胶支座，所述钢箱梁与柱侧牛腿之间通过多个地脚螺栓固定，所述钢箱梁内部位于地脚螺栓安装区域设有内支承组件。

进一步的，所述钢箱梁由四块钢板拼接而成两端开口的箱型结构。

进一步的，所述橡胶支座的上、下表面通过胶粘剂分别与钢箱梁底面和柱侧牛腿顶面胶粘固定，所述地脚螺栓位于橡胶支座的外侧，且延其周向布置。

进一步的，所述内支承组件包括支承于钢箱梁的上、下板之间的支承加劲肋，以及设置在钢箱梁的下板上固定支承加劲肋的区格加劲肋。

进一步的，所述支承加劲肋为长方形钢板，且其中间开设有孔洞，所述孔洞的边缘设置有收边板。

进一步的，所述支承加劲肋与钢箱梁内部等宽布置。

进一步的，所述区格加劲肋包括两个相对布置的纵向板，以及垂直设置在两个纵向板之间的两个横向板；两个所述横向板相对布置，所述横向板延其长度方向的中间设有用于卡合固定支承加劲肋的卡缝。

进一步的，所述钢箱梁底部对应地脚螺栓安装区域设置有支座板，所述支座板与橡胶支座上表面粘接固定。

进一步的，所述混凝土柱的柱侧牛腿上表面对应地脚螺栓安装区域埋设有预埋板。

另外，本发明还提供了上述钢箱梁与混凝土柱铰接节点的施工方法，包括如下步骤：

1)工厂预制钢箱梁，在钢箱梁的下板上开设螺栓孔，同时在钢箱梁内部设置内支承组件，钢箱梁的下板外部对应螺栓孔区域设置支座板；

2)施工地现浇混凝土柱，在混凝土柱的柱侧牛腿上表面埋设预埋板，并预留地脚螺栓；

3)待混凝土柱达到龄期后，校正调平预埋板和地脚螺栓，并将橡胶支座粘接固定在地脚螺栓围合成的区域内；

4)在支座板底面和橡胶支座顶面涂抹胶粘剂，将钢箱梁吊装至柱侧牛腿上方，且将钢箱梁的螺栓孔与柱侧牛腿上的地脚螺栓对应，钢箱梁的支座板与柱侧牛腿上的橡胶支座粘接固定；

5)在钢箱梁的内部将地脚螺栓与钢箱梁连接固定，即完成钢箱梁与混凝土柱的连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

(1)本发明提供的这种钢箱梁与混凝土柱铰接节点通过采用橡胶支座和内支承组件共同连接钢箱梁和混凝土柱，以传递钢箱梁传递来的剪力，并合理释放钢箱梁在受弯方向的转动变形，提高了节点连接的可靠性和可实施性；同时通过螺栓固定的方式，将钢箱梁与混凝土柱的现场固定调整至钢箱梁内部，取消现场焊接作业，不仅充分利用了钢箱梁内部空间，解决了现场安装空间问题，而且有效保证了现场施工质量和构件受力要求。

(2)本发明提供的这种钢箱梁与混凝土柱铰接节点通过增设适宜刚度的橡胶支座，解决了因支座面过长而限制钢箱梁端部转动自由的问题，使铰接连接基本与计算假定一致，而且通过粘接方式将橡胶支座与钢箱梁和混凝土柱固定，解决了现有钢梁的支座板焊接质量很难保证、焊接空间较小等问题。

(3)本发明提供的这种钢箱梁与混凝土柱铰接节点通过优化支座位置的内支承组件构造，并增设安装人孔的方式，保证了钢箱梁内部空间的连通，为现场安装作业提供充裕的操作空间，同时通过在支承加劲肋的孔洞边缘设置收边板，解决了支承加劲肋开洞引起的应力集中，也节省了钢材。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明钢箱梁与混凝土柱铰接节点的结构示意图；

图2是本发明钢箱梁与混凝土柱铰接节点的主视图；

图3是图2中a-a截面示意图；

图4是图2中b-b截面示意图；

图5是图2中c-c截面示意图；

图6是本发明实施例中支承加劲肋的结构示意图；

图7是本发明实施例中区格加劲肋的结构示意图。

附图标记说明：1、钢箱梁；2、内支承组件；3、橡胶支座；4、柱侧牛腿；5、地脚螺栓；6、支座板；7、预埋板；8、区格加劲肋；9、支承加劲肋；10、孔洞；11、收边板；12、纵向板；13、横向板；14、卡缝。

具体实施方式

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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1、图2、图5所示，本实施例提供了一种钢箱梁与混凝土柱铰接节点，包括混凝土柱和钢箱梁1，所述钢箱梁1的端部位于混凝土柱的柱侧牛腿4上，且钢箱梁1与柱侧牛腿4之间设有橡胶支座3，所述钢箱梁1与柱侧牛腿4之间通过多个地脚螺栓5固定，所述钢箱梁1内部位于地脚螺栓5安装区域设有内支承组件2。在本实施例中，通过采用橡胶支座3和内支承组件2共同连接钢箱梁1和混凝土柱，以传递钢箱梁1传递来的剪力，并合理释放钢箱梁1在受弯方向的转动变形，提高了节点连接的可靠性和可实施性；同时通过地脚螺栓5固定的方式，将钢箱梁1与混凝土柱的现场固定调整至钢箱梁1内部，取消现场焊接作业，不仅充分利用了钢箱梁1内部空间，解决了现场安装空间问题，而且有效保证了现场施工质量和构件受力要求。相比较于钢梁的腹板与混凝土柱侧埋板焊接，本实施例的这种钢箱梁与混凝土柱铰接节点的连接方式不受制于混凝土柱的截面宽度，对现场吊装就位的精度要求有明显降低，且由于钢箱梁1就位后就不再需要继续施吊，在梁长或者自重较大时，显著降低了现场吊装就位及高空作业的难度。

其中，所述钢箱梁1由四块钢板拼接而成两端开口的箱型结构，便于在钢箱梁1内部进行钢箱梁1与混凝土柱的连接固定，充分利用钢箱梁1内部空间解决现场安装空间问题。进一步的，钢箱梁1的顶部可增设安装人孔，便于施工人员进入钢箱梁内部进行施工操作。

优化的实施方式，如图2、图4和图5所示，所述橡胶支座3的上、下表面通过胶粘剂分别与钢箱梁1底面和柱侧牛腿4顶面胶粘固定，通过这种将钢箱梁1直接与混凝土柱上橡胶支座3粘接的连接方式，相比较于直接将梁搁置在柱侧牛腿上（或柱顶）的方式，有效解决了现有钢梁与混凝土柱焊接质量很难保证、焊接空间较小等问题；同时将所述地脚螺栓5设置在橡胶支座3的外侧，且延其周向布置，地脚螺栓5与橡胶支座3各自独立对钢箱梁1进行支承，进一步保证了钢箱梁1端部自由转动，使钢箱梁1与混凝土柱通过橡胶支座3所形成的铰接连接基本与计算假定一致。

具体的，所述钢箱梁1底部对应地脚螺栓5安装区域设置有支座板6，所述支座板6与橡胶支座3上表面粘接固定；所述混凝土柱的柱侧牛腿4上表面对应地脚螺栓5安装区域埋设有预埋板7，橡胶支座3的下表面与柱侧牛腿4上的预埋板7粘接固定。

细化内支承组件的结构，如图2、图3和图5所示，所述内支承组件2包括支承于钢箱梁1的上、下板之间的支承加劲肋9，以及设置在钢箱梁1的下板上固定支承加劲肋9的区格加劲肋8，通过加劲肋的设置保证钢箱梁1上应力传递，具体的，如图6所示，所述支承加劲肋9为长方形钢板，所述支承加劲肋9与钢箱梁1内部等宽布置，支承加劲肋9的中间开设有孔洞10，通过增设孔洞10的方式，保证了钢箱梁1内部空间的连通，为现场安装作业提供充裕的操作空间，进一步的，所述孔洞10的边缘设置有收边板11，解决了支承加劲肋9开洞引起的应力集中，也节省了钢材。如图7所示，所述区格加劲肋8包括两个相对布置的纵向板12，以及垂直设置在两个纵向板12之间的两个横向板13，两个所述横向板13相对布置，所述横向板13延其长度方向的中间设有用于卡合固定支承加劲肋9的卡缝14。

上述实施例中钢箱梁与混凝土柱铰接节点的施工方法，具体包括如下过程：

(1)工厂预制钢箱梁1，按照要求在钢箱梁1的下板上开设螺栓孔，同时在钢箱梁1内部设置内支承组件2，即将支承加劲肋9和区格加劲肋8焊接在指定位置，钢箱梁1的下板外部对应螺栓孔区域设置支座板6。

(2)施工地现浇混凝土柱，在混凝土柱的柱侧牛腿4上表面埋设预埋板7，并预留地脚螺栓5。

(3)待混凝土柱达到龄期后，校正调平预埋板7和地脚螺栓5，并将橡胶支座3粘接固定在混凝土柱上地脚螺栓5围合成的区域内，并将橡胶支座3的四周涂以酚醛树脂。

(4)在钢箱梁1现场吊装前，先在支座板6底面和橡胶支座3顶面涂抹胶粘剂，将钢箱梁1吊装至柱侧牛腿4上方位置，且将钢箱梁1的螺栓孔与柱侧牛腿4上的地脚螺栓5对应，钢箱梁1的支座板6与柱侧牛腿4上的橡胶支座3粘接固定。

(5)在钢箱梁1的内部将地脚螺栓5与钢箱梁1连接固定，即完成钢箱梁与混凝土柱的连接。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。