圓形鋼管混凝土柱與鋼結構梁的連接節點結構及施工方法與流程

2023-11-30 18:11:21

本發明屬於建築工程技術領域，尤其涉及一種圓形鋼管混凝土柱與鋼結構梁的連接節點結構以及一種圓形鋼管混凝土柱與鋼結構梁的連接節點結構的施工方法。

背景技術：

鋼管混凝土結構作為一種新興的建築結構，具有強度高、抗震性能好、施工方便等顯著優點，廣泛應用於工程實踐當中。目前，因為圓形鋼管對其內部混凝土的約束相較方形鋼管更強，所以具有更高的承載能力，應用範圍也更廣泛，但是圓形鋼管混凝土柱與鋼結構梁的連接比較困難，現有的連接節點設計比較複雜，現場施工有一定困難。

技術實現要素：

為了解決以上問題，本發明提供一種圓形鋼管混凝土柱與鋼結構梁的連接節點結構，其結構簡單，施工便捷，且受力性能可靠。本發明還提供一種圓形鋼管混凝土柱與鋼結構梁的連接節點結構的施工方法，用於本發明的圓形鋼管混凝土柱與鋼結構梁的連接節點結構的施工。

為達到上述目的，本發明採用以下技術方案予以解決。

一種圓形鋼管混凝土柱與鋼結構梁的連接節點結構，包括：圓形鋼柱管、節點轉接件、雙頭螺杆和鋼結構梁；所述圓形鋼柱管內澆築有混凝土；所述節點轉接件的外側壁為豎向方鋼管，所述豎向方鋼管套裝在所述圓形鋼柱管的外側壁上，所述豎向方鋼管的上端的邊沿焊接有上端蓋，所述豎向方鋼管的下端的邊沿焊接有下端蓋，所述豎向方鋼管與所述圓形鋼柱管之間澆築有混凝土；多個所述雙頭螺杆分別水平貫穿所述圓形鋼柱管和所述豎向方鋼管的兩側，多個所述雙頭螺杆的兩端分別從所述豎向方鋼管的一對側面上垂直伸出；所述鋼結構梁的兩端焊接有端面板，所述端面板上對應設置有與多個與所述雙頭螺杆對應的連接孔，所述端面板分別通過螺母和所述雙頭螺杆固定連接在所述豎向方鋼管的一對側面上。

根據本發明的圓形鋼管混凝土柱與鋼結構梁的連接節點結構，圓形鋼柱管內側中空，可以在其內部澆築混凝土，形成抗彎、抗扭能力較強的混凝土柱；節點轉接件的外側壁為方鋼管，方鋼管的外側面為平面，較易與鋼結構梁連接，且連接形式靈活多變，方鋼管內側與圓形鋼柱管外側之間澆築有混凝土，通過焊接在方鋼管兩端的上端蓋和下端蓋對混凝土進行封裝，這樣可以提高節點轉接件的抗彎和抗扭強度，防止節點轉接件發生彎曲和扭轉變形，圓形鋼柱管和豎向方鋼管採用多個雙頭螺杆固定連接，可以採用雙排雙列的布置方式，安裝拆卸方便，固定牢固可靠，鋼結構梁兩端焊接有端面板，端面板通過雙頭螺杆與節點轉接件固定連接，從而實現鋼結構梁與圓形鋼管混凝土柱的連接，端面板可以使鋼結構梁與節點轉接件的連接方式多樣化，也有利於提高連接強度。本發明的圓形鋼管混凝土柱與鋼結構梁的連接節點結構，其結構簡單，施工便捷，受力性能可靠，可以實現圓形鋼管混凝土柱與多種鋼結構梁進行連接，且連接方式靈活多變，具有較廣的應用範圍。

作為優選的，所述下端蓋和所述上端蓋與所述圓形鋼柱管焊接連接。

根據本發明的圓形鋼管混凝土柱與鋼結構梁的連接節點結構，將下端蓋與上端蓋焊接在圓形鋼柱管的外側，可以防止因節點轉接件與圓形鋼柱管之間的相互振動而導致的雙頭螺杆螺母鬆動的情況發生，同時也增強了節點轉接件與圓形鋼柱管連接的穩固性。

作為優選的，所述端面板呈矩形，所述端面板的四個邊沿的尺寸大於所述鋼結構梁的截面尺寸，所述端面板與所述豎向方鋼管上的側面焊接連接。

根據本發明的圓形鋼管混凝土柱與鋼結構梁的連接節點結構，端面板呈矩形，且四個邊沿的尺寸大於鋼結構梁的截面尺寸，可以確保鋼結構梁的端面完全焊接在端面板上，提高了端面板與鋼結構梁的連接強度，端面板未焊接鋼結構梁的一側與方鋼管焊接固定連接，可以提高鋼結構梁與節點轉接件之間連接的穩固性，防止因鋼結構梁與節點轉接件之間的相互振動而導致的雙頭螺杆螺母鬆動的情況發生。

作為優選的，所述鋼結構梁為工字鋼。

根據本發明的圓形鋼管混凝土柱與鋼結構梁的連接節點結構，可以採用工字鋼作為鋼結構梁，工字鋼力學性能良好，是常用型材，規格多樣，可以根據實際需要進行採購。

作為優選的，所述端面板的寬度等於或小於所述豎向方鋼管的側面的寬度，所述端面板的上端邊沿和下端邊沿分別位於所述豎向方鋼管的上端邊沿和下端邊沿的內側。

根據本發明的圓形鋼管混凝土柱與鋼結構梁的連接節點結構，可以確保端面板的四周邊沿完全焊接在豎向方鋼管的側面上，增強端面板與豎向方鋼管之間的焊接連接強度。

一種圓形鋼管混凝土柱與鋼結構梁的連接節點結構的施工方法，用於本發明的圓形鋼管混凝土柱與鋼結構梁的連接節點結構的施工，包括以下步驟：步驟02：在圓形鋼柱管與鋼結構梁的預定連接部位的側壁上開設多對相對齊的連接孔，再往所述圓形鋼柱管內澆築混凝土，將混凝土在所述圓形鋼柱管內澆築至高度略低於所述連接孔的位置；步驟04：在節點轉接件上開設連接孔，使其與所述圓形鋼柱管上的連接孔的位置相對應，然後節點轉接件套入圓形鋼柱管上，並使用雙頭螺杆配合螺母將節點轉接件固定連接在圓形鋼柱管上，然後將節點轉接件與所述圓形鋼柱管焊接連接，最後從雙頭螺杆上擰下螺母；步驟06：在鋼結構梁的兩端焊接端面板，並在端面板上開設連接孔，使端面板上的連接孔與所述豎向方鋼管的側面上的連接孔一一對齊，先使用螺母配合所述雙頭螺杆將兩個鋼結構梁上的端面板分別連接在豎向方鋼管的兩個側面上，然後將端面板焊接連接在所述豎向方鋼管的兩個側面上；步驟08：在圓形鋼柱管內繼續澆築混凝土，使混凝土沒過所述雙頭螺杆，完成施工。

根據本發明的圓形鋼管混凝土柱與鋼結構梁的連接節點結構的施工方法，在步驟04中，首先，在節點轉接件中的豎向方鋼管的兩個相對的側面上開設與圓形鋼柱管相對應的連接孔，將豎向方鋼管套裝在圓形鋼柱管的外側，用雙頭螺柱穿過豎向方鋼管和圓形鋼柱管的連接孔，擰上螺母，將豎向方鋼管和圓形鋼柱管進行初步固定。其次，將下端蓋套裝在圓形鋼柱管的外側，將下端蓋依次焊接在豎向方鋼管的下端面和圓形鋼柱管的外側面上，將螺母從雙頭螺杆上擰下，將雙頭螺杆從連接孔抽出。最後，向圓形鋼柱管內澆築混凝土至略低於下層連接孔，向豎向方鋼管內側與圓形鋼柱管外側之間的間隙內澆築混凝土至略低於下層連接孔，將雙頭螺杆伸入下層連接孔中並擰上螺母，繼續向圓形鋼柱管內澆築混凝土至略低於上層連接孔，繼續向豎向方鋼管內側與圓形鋼柱管外側之間的間隙內澆築混凝土至略低於上層連接孔，將雙頭螺杆伸入上層連接孔中並擰上螺母，繼續向豎向方鋼管內側與圓形鋼柱管外側之間的間隙內澆築混凝土至豎向方鋼管的上邊沿，將上端蓋套裝在圓形鋼柱管的外側，依次將上端蓋焊接在豎向方鋼管的上端面和圓形鋼柱管的外側壁上，繼續向圓形鋼柱管內澆築混凝土至圓形鋼柱管的上邊沿，完成施工。

作為優選的，在步驟04中，在所述豎向方鋼管的側壁上開設連接孔，使其與圓形鋼柱管上的連接孔的位置相對應，再將下端蓋焊接連接在所述豎向方鋼管的下埠，將所述下端蓋和所述豎向方鋼管套入所述圓形鋼柱管後，使用雙頭螺杆配合螺母將豎向方鋼管固定連接在圓形鋼柱管上，然後將下端蓋焊接固定在所述圓形鋼柱管的側壁上，然後從雙頭螺杆上擰下螺母，並將雙頭螺杆取出，再往豎向方鋼管內澆築混凝土，使混凝土澆築高度略低於連接孔高度，然後再往所述圓形鋼柱管和所述豎向方鋼管上的連接孔穿入所述雙頭螺杆，並在每個所述雙頭螺杆的兩端擰緊螺母，再繼續往所述豎向方鋼管與所述圓形鋼柱管之間澆築混凝土直至豎向方鋼管的上埠，等混凝土達到預定強度後，將所述上端蓋套入所述圓形鋼柱管，先將所述上端蓋焊接連接在所述豎向方鋼管的上埠，然後將所述上端蓋與所述圓形鋼柱管焊接連接，最後從雙頭螺杆上擰下螺母。

根據本發明的圓形鋼管混凝土柱與鋼結構梁的連接節點結構的施工方法，向豎向方鋼管內側與圓形鋼柱管的外側的間隙之中澆築混凝土，可增強節點轉接件的抗彎、抗扭性能，防止節點轉接件受力彎曲變形，在澆築混凝土的過程中，從下到上分批次向不同高度的連接孔中插入雙頭螺杆，可防止澆築混凝土時雙頭螺杆對混凝土的阻擋，避免澆築的混凝土柱出現質地不均勻的情況，增強了混凝土柱的可靠性和承載性。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施例對本發明做進一步詳細說明。

圖1是本發明的圓形鋼管混凝土柱與鋼結構梁的連接節點結構的一個實施例的結構示意圖；

圖2是圖1在a-a處的剖視結構示意圖；

圖3是本發明的圓形鋼管混凝土柱與鋼結構梁的連接節點結構的施工方法的流程圖。

在圖1和圖2中:1圓形鋼柱管；2混凝土；3節點轉接件；301豎向方鋼管；302上端蓋；303下端蓋；4雙頭螺杆；5鋼結構梁；501端面板；6螺母。

具體實施方式

參考圖1和圖2，本發明的第一方面的實施例提出一種圓形鋼管混凝土柱與鋼結構梁的連接節點結構，包括：圓形鋼柱管1、節點轉接件3、雙頭螺杆4和鋼結構梁5；圓形鋼柱管1內澆築有混凝土2；節點轉接件3的外側壁為豎向方鋼管301，豎向方鋼管301套裝在圓形鋼柱管1的外側壁上，豎向方鋼管301的上端的邊沿焊接有上端蓋302，豎向方鋼管301的下端的邊沿焊接有下端蓋303，豎向方鋼管301與圓形鋼柱管1之間澆築有混凝土2；多個雙頭螺杆4分別水平貫穿圓形鋼柱管1和豎向方鋼管301的兩側，多個雙頭螺杆4的兩端分別從豎向方鋼管301的一對側面上垂直伸出；鋼結構梁5的兩端焊接有端面板501，端面板501上對應設置有與多個與雙頭螺杆4對應的連接孔，端面板501分別通過螺母6和雙頭螺杆4固定連接在豎向方鋼管301的一對側面上。

在以上實施例中，圓形鋼柱管1內側中空，可以在其內部澆築混凝土2，形成抗彎、抗扭能力較強的混凝土柱；節點轉接件3的外側壁為豎向方鋼管301，豎向方鋼管301的外側面為平面，較易與鋼結構梁5連接，且連接形式靈活多變，豎向方鋼管301內側與圓形鋼柱管1外側之間澆築有混凝土2，通過焊接在豎向方鋼管301兩端的上端蓋302和下端蓋303對混凝土2進行封裝，這樣可以提高節點轉接件3的抗彎和抗扭強度，防止節點轉接件3發生彎曲和扭轉變形，圓形鋼柱管1和豎向方鋼管301通過多個雙頭螺杆4固定連接，可以採用雙排雙列的布置方式，安裝拆卸方便，固定牢固可靠，鋼結構梁5兩端焊接有端面板501，端面板501通過雙頭螺杆4與節點轉接件3固定連接，從而實現鋼結構梁5與圓形鋼管混凝土2柱的連接，端面板501可以使鋼結構梁5與節點轉接件3的連接方式多樣化，也有利於提高連接強度。本發明的圓形鋼管混凝土柱與鋼結構梁的連接節點結構，其結構簡單，施工便捷，受力性能可靠，可以實現圓形鋼管混凝土柱與多種鋼結構梁進行連接，且連接方式靈活多變，具有較廣的應用範圍。

參考圖1和圖2，根據本發明的一個實施例，下端蓋303和上端蓋302與圓形鋼柱管1焊接連接。

在以上實施例中，將下端蓋303與上端蓋302焊接在圓形鋼柱管1的外側，可以防止因節點轉接件3與圓形鋼柱管1之間的相互振動而導致的雙頭螺杆4螺母6鬆動的情況發生，同時也增強了節點轉接件3與圓形鋼柱管1連接的穩固性。

參考圖1和圖2，根據本發明的一個實施例，端面板501呈矩形，端面板501的四個邊沿的尺寸大於鋼結構梁5的截面尺寸，端面板501與豎向方鋼管301上的側面焊接連接。

在以上實施例中，端面板501呈矩形，且四個邊沿的尺寸大於鋼結構梁5的截面尺寸，可以確保鋼結構梁5的端面完全焊接在端面板501上，提高了端面板501與鋼結構梁5的連接強度，端面板501未焊接鋼結構梁5的一側與方鋼管焊接固定連接，可以提高鋼結構梁5與節點轉接件3之間連接的穩固性，防止因鋼結構梁5與節點轉接件3之間的相互振動而導致的雙頭螺杆4螺母6鬆動的情況發生。

參考圖1和圖2，根據本發明的一個實施例，鋼結構梁5為工字鋼。

在以上實施例中，可以採用工字鋼作為鋼結構梁5，工字鋼力學性能良好，是常用型材，規格多樣，可以根據實際需要進行採購。

參考圖1和圖2，根據本發明的一個實施例，端面板501的寬度等於或小於豎向方鋼管301的側面的寬度，端面板501的上端邊沿和下端邊沿分別位於豎向方鋼管301的上端邊沿和下端邊沿的內側。

在以上實施例中，可以確保端面板501的四周邊沿完全焊接在豎向方鋼管301的側面上，增強端面板501與豎向方鋼管301之間的焊接連接強度。

參考圖1至圖3，本發明的第二方面的實施例提出一種圓形鋼管混凝土柱與鋼結構梁的連接節點結構的施工方法，包括步驟02：在圓形鋼柱管1與鋼結構梁5的預定連接部位的側壁上開設多對相對齊的連接孔，再往圓形鋼柱管1內澆築混凝土2，將混凝土2在圓形鋼柱管1內澆築至高度略低於連接孔的位置；步驟04：在節點轉接件3上開設連接孔，使其與圓形鋼柱管1上的連接孔的位置相對應，然後節點轉接件3套入圓形鋼柱管1上，並使用雙頭螺杆4配合螺母6將節點轉接件3固定連接在圓形鋼柱管1上，然後將節點轉接件3與圓形鋼柱管1焊接連接，最後從雙頭螺杆4上擰下螺母6；步驟06：在鋼結構梁5的兩端焊接端面板501，並在端面板501上開設連接孔，使端面板501上的連接孔與豎向方鋼管301的側面上的連接孔一一對齊，先使用螺母6配合雙頭螺杆4將兩個鋼結構梁5上的端面板501分別連接在豎向方鋼管301的兩個側面上，然後將端面板501焊接連接在豎向方鋼管301的兩個側面上；步驟08：在圓形鋼柱管1內繼續澆築混凝土2，使混凝土2沒過雙頭螺杆4，完成施工。

在步驟04中，首先，在節點轉接件3中的豎向方鋼管301的兩個相對的側面上開設與圓形鋼柱管1相對應的連接孔，將豎向方鋼管301套裝在圓形鋼柱管1的外側，用雙頭螺杆4穿過豎向方鋼管301和圓形鋼柱管1的連接孔，擰上螺母6，將豎向方鋼管301和圓形鋼柱管1進行初步固定。其次，將下端蓋303套裝在圓形鋼柱管1的外側，將下端蓋303依次焊接在豎向方鋼管301的下端面和圓形鋼柱管1的外側面上，將螺母6從雙頭螺杆4上擰下，將雙頭螺杆4從連接孔抽出。最後，向圓形鋼柱管1內澆築混凝土2至略低於下層連接孔，向豎向方鋼管301內側與圓形鋼柱管1外側之間的間隙內澆築混凝土2至略低於下層連接孔，將雙頭螺杆4伸入下層連接孔中並擰上螺母6，繼續向圓形鋼柱管1內澆築混凝土2至略低於上層連接孔，繼續向豎向方鋼管301內側與圓形鋼柱管1外側之間的間隙內澆築混凝土2至略低於上層連接孔，將雙頭螺杆4伸入上層連接孔中並擰上螺母6，繼續向豎向方鋼管301內側與圓形鋼柱管1外側之間的間隙內澆築混凝土2至豎向方鋼管301的上邊沿，將上端蓋302套裝在圓形鋼柱管1的外側，依次將上端蓋302焊接在豎向方鋼管301的上端面和圓形鋼柱管1的外側壁上，繼續向圓形鋼柱管1內澆築混凝土2至圓形鋼柱管1的上邊沿，完成施工。

參考圖3，根據本發明的一個實施例，在步驟04中，在豎向方鋼管301的側壁上開設連接孔，使其與圓形鋼柱管1上的連接孔的位置相對應，再將下端蓋303焊接連接在豎向方鋼管301的下埠，將下端蓋303和豎向方鋼管301套入圓形鋼柱管1後，使用雙頭螺杆4配合螺母6將豎向方鋼管301固定連接在圓形鋼柱管1上，然後將下端蓋303焊接固定在圓形鋼柱管1的側壁上，然後從雙頭螺杆4上擰下螺母6，並將雙頭螺杆4取出，再往豎向方鋼管301內澆築混凝土2，使混凝土2澆築高度略低於連接孔高度，然後再往圓形鋼柱管1和豎向方鋼管301上的連接孔穿入雙頭螺杆4，並在每個雙頭螺杆4的兩端擰緊螺母6，再繼續往豎向方鋼管301與圓形鋼柱管1之間澆築混凝土2直至豎向方鋼管301的上埠，等混凝土2達到預定強度後，將上端蓋302套入圓形鋼柱管1，先將上端蓋302焊接連接在豎向方鋼管301的上埠，然後將上端蓋302與圓形鋼柱管1焊接連接，最後從雙頭螺杆4上擰下螺母6。

在以上實施例中，向豎向方鋼管301內側與圓形鋼柱管1的外側的間隙之中澆築混凝土2，可增強節點轉接件3的抗彎、抗扭性能，防止節點轉接件3受力彎曲變形，在澆築混凝土2的過程中，從下到上分批次向不同高度的連接孔中插入雙頭螺杆4，可防止澆築混凝土2時雙頭螺杆4對混凝土2的阻擋，避免澆築的混凝土2柱出現質地不均勻的情況，增強了混凝土2柱的可靠性和承載性。

顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些改動和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。