一种高层钢结构承插式混凝土钢筋连接装置及施工方法
【专利摘要】本发明公开了一种高层钢结构承插式混凝土钢筋连接装置及施工方法，所述装置包括H型钢立柱、H型钢腹板、金属承插槽、螺纹钢筋、钢筋承插头；所述H型钢立柱的H型钢腹板之间固定连接有金属承插槽，所述金属承插槽之间设置有螺纹钢筋，所述螺纹钢筋的两端设置有钢筋承插头；所述钢筋承插头和金属承插槽配合连接。采用装配式施工方法，代替将原有的现场焊接、钻孔施工变成装配式施工，控制效果明显，更好的解决高层钢结构混凝土梁、柱之间钢筋连接施工中的弊端。
【专利说明】
一种高层钢结构承插式混凝土钢筋连接装置及施工方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种建筑施工方法，更具体的说，是涉及一种高层钢结构承插式混凝土钢筋连接装置及施工方法。【背景技术】
[0002]在高层钢结构建筑施工中，混凝土梁、柱之间钢筋连接，目前一般采用下述几种施工方法:一是套筒及钢筋螺纹加工质量和强度无法保证，另一端套筒和钢筋螺纹连接困难， 只能先将钢筋和套筒先连接上，再在H型钢立柱腹板焊接套筒，工艺复杂。二是在H型钢立柱腹板打孔，钢筋从A柱穿过引向B柱，然后焊接固定，该方法会影响H型钢立柱的强度。三是将钢筋直接焊接在H型钢立柱腹板上面，一般都是采用现场焊接施工，两端的焊接质量不能保证，精度无法控制。四是将钢筋焊接在结构件上，再将结构件焊接在H型钢立柱腹板上面，工作量大、工艺复杂、成本高，一般不采用。基于上述因素发明针对高层钢结构采用承插式解决混凝土梁、柱之间钢筋连接施工方法，比较好的解决了以往梁、柱之间钢筋连接施工中弊端。
【发明内容】
[0003]本发明针对现有技术的不足，而提供一种高层钢结构承插式混凝土钢筋连接装置及施工方法。
[0004]本发明的一种高层钢结构承插式混凝土钢筋连接装置，所述装置包括H型钢立柱、 H型钢腹板、金属承插槽、螺纹钢筋、钢筋承插头;所述H型钢立柱的H型钢腹板之间固定连接有金属承插槽，所述金属承插槽之间设置有螺纹钢筋，所述螺纹钢筋的两端设置有钢筋承插头;所述钢筋承插头和金属承插槽配合连接。
[0005]—种高层钢结构承插式混凝土钢筋连接装置的施工方法，包括以下施工步骤: 步骤一，在混凝土梁、柱之间的钢筋连接结构设计时，确定浇筑横梁的H型钢立柱的金属承插槽的位置完成焊接固定；步骤二，分析结构的承载力及综合载荷，确定螺纹钢筋的尺寸;将螺纹钢筋的两端采用机械冷弯形成钢筋承插头；步骤三，在H型钢立柱施工时检查金属承插槽有无损坏，检查螺纹钢筋的钢筋承插头弯曲部位有无裂纹；步骤四，将螺纹钢筋两端的钢筋承插头装配到金属承插槽内；全部调整完成后，采用电焊机将钢筋承插头和金属承插槽焊接固定。
[0006]所述步骤二中螺纹钢筋采用有限元分析加载承载力及综合载荷，检测螺纹钢筋的弯曲和变形，确定螺纹钢筋的尺寸。
[0007]所述金属承插槽在运输到现场前完成的焊接固定并对焊缝进行探伤检查。
[0008]所述步骤二中分析结构的承载力及综合载荷，先对H型钢立柱、H型钢腹板、金属承插槽、螺纹钢筋、钢筋承插头的材料进行确定，建立有限元分析模型，根据高层钢结构承插式混凝土钢筋连接装置的设计结构定义边界条件，通过模拟载荷施加载荷，分析求解，查看变形及应力，确定螺纹钢筋的尺寸和钢筋承插头壁厚。
[0009]本发明的有益效果是:采用装配式施工方法，代替将原有的现场焊接、钻孔施工变成装配式施工，控制效果明显，更好的解决高层钢结构混凝土梁、柱之间钢筋连接施工中的弊端。【附图说明】
[0010]图1为本发明的结构示意图；图中:H型钢立柱1、H型钢腹板2、金属承插槽3、螺纹钢筋4、钢筋承插头5。【具体实施方式】
[0011]下面结合附图对本发明作进一步的描述。
[0012]在图中，本发明一种高层钢结构承插式混凝土钢筋连接装置，所述装置包括H型钢立柱1、H型钢腹板2、金属承插槽3、螺纹钢筋4、钢筋承插头5;所述H型钢立柱1的H型钢腹板2 之间固定连接有金属承插槽3,所述金属承插槽3之间设置有螺纹钢筋4,所述螺纹钢筋4的两端设置有钢筋承插头5;所述钢筋承插头5和金属承插槽3配合连接。[〇〇13] 一种高层钢结构承插式混凝土钢筋连接装置的施工方法，包括以下施工步骤: 步骤一，在混凝土梁、柱之间的钢筋连接结构设计时，确定浇筑横梁的H型钢立柱1的金属承插槽3的位置完成焊接固定；步骤二，分析结构的承载力及综合载荷，确定螺纹钢筋4的尺寸;将螺纹钢筋4的两端采用机械冷弯形成钢筋承插头5;步骤三，在H型钢立柱1施工时检查金属承插槽3有无损坏，检查螺纹钢筋4的钢筋承插头5弯曲部位有无裂纹；步骤四，将螺纹钢筋4两端的钢筋承插头5装配到金属承插槽3内；全部调整完成后，采用电焊机将钢筋承插头5和金属承插槽3焊接固定。
[0014]所述步骤二中螺纹钢筋4采用有限元分析加载承载力及综合载荷，检测螺纹钢筋4 的弯曲和变形，确定螺纹钢筋4的尺寸。
[0015]所述金属承插槽3在运输到现场前完成的焊接固定并对焊缝进行探伤检查。
[0016]所述步骤二中分析结构的承载力及综合载荷，先对H型钢立柱1、H型钢腹板2、金属承插槽3、螺纹钢筋4、钢筋承插头5的材料进行确定，建立有限元分析模型，根据高层钢结构承插式混凝土钢筋连接装置的设计结构定义边界条件，通过模拟载荷施加载荷，分析求解， 查看变形及应力，确定螺纹钢筋4的尺寸和钢筋承插头5壁厚。
[0017]金属承插槽3按照设计焊接在H型钢腹板2上，金属承插槽3采用金属制作，规格和壁厚要根据设计承载而定，与承插头间隙是以能自然插入承插槽50%深度，剩余的50%在组对调试好以后，用锤子敲击入内，因此金属承插槽3与钢筋承插头5采用过盈配合螺纹钢筋4 是横梁浇筑的主钢筋;钢筋承插头5处在螺纹钢筋两端呈90°直角，承插头位于弯曲部分。钢筋承插头5在制作弯曲前要对两端进行光滑处理，略微有一些呈现椎状便于插入，钢筋弯曲要采用机械冷弯，弯曲完成后，要检查钢筋弯曲部位，不能有裂纹。[〇〇18] 在施工中，H型钢立柱1施工前，需要混凝土梁、柱之间钢筋连接施工的位置再次检查承插槽有无损坏，然后找到与该横梁编号相符的两头带承插头的螺纹钢筋，检查两边承插头有无在弯曲过程中存在裂纹等，如果存在裂纹等损伤，则不能使用。将钢筋两端的承插头、插入焊接在H型钢腹板上的承插槽内，这时候只能然插入承插槽50%深度，等其它几组螺纹钢筋都插入承插槽内并调整完成后，再用铁锤将所有插入承插槽内螺纹钢筋两端承插头敲击到底，落实后再用电焊点焊，以加强其牢固性，这样采用钢结构承插式混凝土梁、柱之间钢筋连接装配施工就算完成。
[0019]本发明施工方法是针对高层钢结构混凝土梁、柱之间钢筋连接施工而产生，将原有在现场施工的部分工艺，通过设计移到钢结构加工厂制作，提高混凝土梁、柱之间钢筋连接的焊接质量，降低了现场工作强度，提高了梁、柱之间钢筋连接精确度，将原有的现场焊接、钻孔施工变成装配式施工，该施工方法可以在高层钢结构混凝土梁、柱之间钢筋连接施工中推广使用。
[0020]以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种高层钢结构承插式混凝土钢筋连接装置，其特征在于，所述装置包括H型钢立柱(1)、H型钢腹板(2)、金属承插槽(3)、螺纹钢筋(4)、钢筋承插头(5);所述H型钢立柱(1)的H 型钢腹板(2)之间固定连接有金属承插槽(3)，所述金属承插槽(3)之间设置有螺纹钢筋 (4)，所述螺纹钢筋(4)的两端设置有钢筋承插头(5);所述钢筋承插头(5)和金属承插槽(3) 配合连接。2.—种高层钢结构承插式混凝土钢筋连接装置的施工方法，其特征在于，包括以下施 工步骤:步骤一，在混凝土梁、柱之间的钢筋连接结构设计时，确定浇筑横梁的H型钢立柱(1) 的金属承插槽(3)的位置完成焊接固定；步骤二，分析结构的承载力及综合载荷，确定螺纹钢筋(4)的尺寸;将螺纹钢筋(4)的 两端采用机械冷弯形成钢筋承插头(5);步骤三，在H型钢立柱(1)施工时检查金属承插槽(3)有无损坏，检查螺纹钢筋(4)的钢 筋承插头(5)弯曲部位有无裂纹；步骤四，将螺纹钢筋(4)两端的钢筋承插头(5)装配到金属承插槽(3)内；全部调整完成 后，采用电焊机将钢筋承插头(5)和金属承插槽(3)焊接固定。3.根据权利要求1所述的一种高层钢结构承插式混凝土钢筋连接装置的施工方法，其 特征在于，所述步骤二中螺纹钢筋(4)采用有限元分析加载承载力及综合载荷，检测螺纹钢 筋(4)的弯曲和变形，确定螺纹钢筋(4)的尺寸。4.根据权利要求1所述的一种高层钢结构承插式混凝土钢筋连接装置的施工方法，其 特征在于，所述金属承插槽(3)在运输到现场前完成的焊接固定并对焊缝进行探伤检查。5.根据权利要求1所述的一种高层钢结构承插式混凝土钢筋连接装置的施工方法，其 特征在于，所述步骤二中分析结构的承载力及综合载荷，先对H型钢立柱(1)、H型钢腹板(2)、金属承插槽(3)、螺纹钢筋(4)、钢筋承插头(5)的材料进行确定，建立有限元分析模型， 根据高层钢结构承插式混凝土钢筋连接装置的设计结构定义边界条件，通过模拟载荷施加 载荷，分析求解，查看变形及应力，确定螺纹钢筋(4)的尺寸和钢筋承插头(5)壁厚。
【文档编号】E04B1/58GK106088322SQ201610406493
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月12日
【发明人】魏发利, 桂光红, 刘祖国, 吕明山, 胡义
【申请人】中国十七冶集团有限公司