U形鋼-混凝土組合梁與矩形鋼管混凝土柱的節(jié)點(diǎn)組件的制作方法
【專利摘要】U形鋼-混凝土組合梁與矩形鋼管混凝土柱的節(jié)點(diǎn)組件，它涉及一種鋼管混凝土柱的節(jié)點(diǎn)組件。本發(fā)明解決了現(xiàn)有的節(jié)點(diǎn)連接方式不合理，導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)的承載力過低，節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的延性和耗能能力不足，使得節(jié)點(diǎn)先于其他構(gòu)件破壞的問題。本發(fā)明第一矩形鋼管、第二矩形鋼管和第三矩形鋼管由上至下依次設(shè)置，節(jié)點(diǎn)區(qū)內(nèi)隔板固定設(shè)置在第二矩形鋼管和第三矩形鋼管之間，節(jié)點(diǎn)區(qū)加強(qiáng)環(huán)固定設(shè)置在第一矩形鋼管和第二矩形鋼管之間，四根U形鋼梁均布在第二矩形鋼管的四個(gè)外端面上，多個(gè)節(jié)點(diǎn)區(qū)插板呈井字形設(shè)置在節(jié)點(diǎn)區(qū)加強(qiáng)環(huán)上，每個(gè)節(jié)點(diǎn)區(qū)插板內(nèi)插裝有一根鋼筋，每根U形鋼梁內(nèi)部及上部澆筑混凝土。本發(fā)明用于建筑工程中。
【專利說明】U形鋼-混凝土組合梁與矩形鋼管混凝土柱的節(jié)點(diǎn)組件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋼管混凝土柱的節(jié)點(diǎn)組件，具體涉及一種U形鋼-混凝土組合梁與矩形鋼管混凝土柱的節(jié)點(diǎn)組件，屬于建筑結(jié)構(gòu)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]U形鋼-混凝土組合梁是一種新型組合構(gòu)件，用U形鋼代替?zhèn)鹘y(tǒng)組合梁中的工字型截面鋼，能夠顯著提高組合梁抗火性能、抗彎剛度和組合梁負(fù)彎矩區(qū)的整體穩(wěn)定性，因此，在實(shí)際工程中具有廣闊的發(fā)展前景。目前，矩形鋼管混凝土柱在實(shí)際工程中得到大量的應(yīng)用，矩形鋼管混凝土相對(duì)于純鋼構(gòu)件能夠顯著降低用鋼量，降低結(jié)構(gòu)造價(jià)，同時(shí)提高鋼構(gòu)件的抗火能力；矩形鋼管混凝土相對(duì)傳統(tǒng)鋼筋混凝土構(gòu)件能減小構(gòu)件截面尺寸、增加建筑使用空間，同時(shí)鋼管可以作為澆筑混凝土的模板，省去了鋼筋混凝土構(gòu)件的支模和拆模工序，顯著提高結(jié)構(gòu)的施工速度。結(jié)構(gòu)體系中框架柱采用矩形鋼管混凝土，框架梁采用U形鋼-混凝土組合梁時(shí)，涉及到一種新的節(jié)點(diǎn)連接即U形鋼-混凝土組合梁與矩形鋼管混凝土柱的節(jié)點(diǎn)。由于組合節(jié)點(diǎn)承受較大的負(fù)彎矩，在組合梁的頂部配置鋼筋，若在鋼管上開設(shè)孔洞穿設(shè)鋼筋，將會(huì)削弱鋼管的承載力，同時(shí)在施工現(xiàn)場(chǎng)穿設(shè)鋼筋也比較困難；若設(shè)置加強(qiáng)環(huán)連接鋼筋，用來連接鋼筋的加強(qiáng)環(huán)和上翼緣的距離太近，容易導(dǎo)致混凝土澆筑不密實(shí)，造成節(jié)點(diǎn)處的承載力和耗能能力降低，使連接過早出現(xiàn)破壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有節(jié)點(diǎn)的連接方式不合理，導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)的承載力過低，節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的延性和耗能能力不足，使得節(jié)點(diǎn)先于其他構(gòu)件破壞的問題，進(jìn)而提供一種U形鋼-混凝土組合梁與矩形鋼管混凝土柱的節(jié)點(diǎn)組件。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:U形鋼-混凝土組合梁與矩形鋼管混凝土柱的節(jié)點(diǎn)組件，它包括第一矩形鋼管、第二矩形鋼管、第三矩形鋼管、節(jié)點(diǎn)區(qū)內(nèi)隔板、節(jié)點(diǎn)區(qū)加強(qiáng)環(huán)、四根U形鋼梁、多塊混凝土板、多個(gè)節(jié)點(diǎn)區(qū)插板和與插板數(shù)量相同的多根鋼筋，第一矩形鋼管、第二矩形鋼管和第三矩形鋼管由上至下依次設(shè)置，節(jié)點(diǎn)區(qū)內(nèi)隔板固定設(shè)置在第二矩形鋼管和第三矩形鋼管之間，節(jié)點(diǎn)區(qū)加強(qiáng)環(huán)設(shè)置在第一矩形鋼管和第二矩形鋼管之間，四根U形鋼梁布置在第二矩形鋼管的四個(gè)外端面上，且所述四根U形鋼梁夾在節(jié)點(diǎn)區(qū)內(nèi)隔板和節(jié)點(diǎn)區(qū)加強(qiáng)環(huán)之間的第二矩形鋼管外端面上，多個(gè)節(jié)點(diǎn)區(qū)插板呈井字形設(shè)置在節(jié)點(diǎn)區(qū)加強(qiáng)環(huán)上，每個(gè)節(jié)點(diǎn)區(qū)插板內(nèi)插連接一根鋼筋，且所述鋼筋的延伸方向與U形鋼梁同向設(shè)置，每根U形鋼梁上澆筑混凝土板。
[0005]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下效果:
[0006]本發(fā)明是一種受力合理、構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便、工業(yè)化生產(chǎn)過程高的節(jié)點(diǎn)組件，采用帶有套筒的十字形插板連接鋼筋，代替了傳統(tǒng)的鋼管開孔穿設(shè)鋼筋或設(shè)置外隔板連接鋼筋的受力模式，不削弱鋼管截面的同時(shí)有效保證了節(jié)點(diǎn)區(qū)混凝土的澆筑質(zhì)量，使節(jié)點(diǎn)能達(dá)到預(yù)期的承載力。U形鋼上翼緣采用加強(qiáng)環(huán)與鋼管混凝土柱連接，保證上翼緣的內(nèi)力有效傳遞給矩形鋼管混凝土柱，同時(shí)保證內(nèi)部混凝土澆筑的貫通，質(zhì)量能得到保證；u形鋼的下翼緣采用內(nèi)隔板與鋼管混凝土柱相連，下翼緣采用內(nèi)隔板的連接形式，建筑效果好，柱截面外部無過多外露部分，易于建筑裝修。
[0007]本發(fā)明的U形鋼上翼緣通常承受較大的拉力，采用加強(qiáng)環(huán)與節(jié)點(diǎn)連接，保證荷載的有效傳遞，下翼緣主要承受壓力可采用內(nèi)隔板與節(jié)點(diǎn)相連，能有效保證節(jié)點(diǎn)區(qū)混凝土的澆筑質(zhì)量，使節(jié)點(diǎn)具有較高承載力，免于節(jié)點(diǎn)先于其他構(gòu)件出現(xiàn)破壞。
[0008]本發(fā)明還具有下列優(yōu)點(diǎn):
[0009]1.傳力明確，保證U形鋼-混凝土組合梁上的荷載有效傳遞給矩形鋼管混凝土。
[0010]2.在節(jié)點(diǎn)處設(shè)置鋼筋連接套筒，避免了在鋼管內(nèi)部直接穿設(shè)鋼筋困難的問題，同時(shí)保證節(jié)點(diǎn)內(nèi)部混凝土的澆筑質(zhì)量。
[0011]3.節(jié)點(diǎn)區(qū)底部設(shè)置內(nèi)環(huán)、頂部設(shè)置外環(huán)，澆筑混凝土更加方便，可保證節(jié)點(diǎn)區(qū)混凝土的澆筑質(zhì)量，同時(shí)具有很好的建筑效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是節(jié)點(diǎn)區(qū)加強(qiáng)環(huán)、多個(gè)節(jié)點(diǎn)區(qū)插板7和多根鋼筋連接狀態(tài)下的俯視圖；圖3是節(jié)點(diǎn)區(qū)加強(qiáng)環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是節(jié)點(diǎn)區(qū)內(nèi)隔板的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]【具體實(shí)施方式】一:結(jié)合圖1-圖4說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式U形鋼-混凝土組合梁與矩形鋼管混凝土柱的節(jié)點(diǎn)組件，它包括第一矩形鋼管1、第二矩形鋼管2、第三矩形鋼管3、節(jié)點(diǎn)區(qū)內(nèi)隔板4、節(jié)點(diǎn)區(qū)加強(qiáng)環(huán)5、四根U形鋼梁6、多塊混凝土板9、多個(gè)節(jié)點(diǎn)區(qū)插板7和與插板7數(shù)量相同的多根鋼筋8，第一矩形鋼管1、第二矩形鋼管2和第三矩形鋼管3由上至下依次設(shè)置，節(jié)點(diǎn)區(qū)內(nèi)隔板4固定設(shè)置在第二矩形鋼管2和第三矩形鋼管3之間，節(jié)點(diǎn)區(qū)加強(qiáng)環(huán)5固定設(shè)置在第一矩形鋼管I和第二矩形鋼管2之間，四根U形鋼梁6布置在第二矩形鋼管2的四個(gè)外端面上，且所述四根U形鋼梁6夾在節(jié)點(diǎn)區(qū)內(nèi)隔板4和節(jié)點(diǎn)區(qū)加強(qiáng)環(huán)5之間的第二矩形鋼管2外端面上，多個(gè)節(jié)點(diǎn)區(qū)插板7呈井字形設(shè)置在節(jié)點(diǎn)區(qū)加強(qiáng)環(huán)5上，每個(gè)節(jié)點(diǎn)區(qū)插板7內(nèi)插裝有一根鋼筋8，且所述鋼筋8的延伸方向與U形鋼梁6同向設(shè)置，每根U形鋼梁6上澆筑混凝土板9。
[0014]本發(fā)明中所提及的節(jié)點(diǎn)區(qū)加強(qiáng)環(huán)5兩端的寬度與U形鋼梁6上的翼緣等寬。如此設(shè)置，便于實(shí)現(xiàn)U形梁兩翼板與加強(qiáng)環(huán)實(shí)現(xiàn)等強(qiáng)連接，保證梁的內(nèi)力有效傳遞給節(jié)點(diǎn)。
[0015]本發(fā)明的第一矩形鋼管1、第二矩形鋼管2和第三矩形鋼管3均采用軋制鋼管或焊接制成的鋼管。如此設(shè)置，便于生產(chǎn)制造，節(jié)約成本，同時(shí)能夠保證本發(fā)明節(jié)點(diǎn)組件的強(qiáng)度，延長(zhǎng)節(jié)點(diǎn)組件的使用壽命。
[0016]本發(fā)明的U形鋼梁6由鋼板軋制或焊接而成。便于生產(chǎn)制造，節(jié)約成本。
[0017]本發(fā)明的第二矩形鋼管2、第三矩形鋼管3、U形鋼梁6、節(jié)點(diǎn)區(qū)內(nèi)隔板4、節(jié)點(diǎn)區(qū)加強(qiáng)環(huán)5和節(jié)點(diǎn)區(qū)插板7均采用Q235鋼材或Q345鋼材或Q390鋼材或Q420鋼材制成。便于保證節(jié)點(diǎn)組件的使用強(qiáng)度。
[0018]本發(fā)明的鋼筋9可采用HRB235鋼筋、HRB335鋼筋、HRB400鋼筋或RRB400鋼筋其中的一種。便于取材。
[0019]本發(fā)明的混凝土板9為普通混凝土或輕骨料混凝土或高性能混凝土，強(qiáng)度等級(jí)為C30 - C80。如此設(shè)置，滿足實(shí)際需要。
[0020]【具體實(shí)施方式】二:結(jié)合圖1和圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的每個(gè)節(jié)點(diǎn)區(qū)插板7均包括板體7-1和兩個(gè)帶有螺紋圓形套筒7-2，板體7-1的兩端分別設(shè)有一個(gè)帶有螺紋圓形套筒7-2，且所述帶有螺紋圓形套筒7-2沿著板體7-1長(zhǎng)度方向設(shè)置。如此設(shè)置，便于帶有螺紋圓形套筒7-2與鋼筋8的連接，便于施工現(xiàn)場(chǎng)連接，加快施工速度。其它組成和連接關(guān)系與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0021]【具體實(shí)施方式】三:結(jié)合圖1和圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的每個(gè)節(jié)點(diǎn)區(qū)插板7與一根鋼筋8之間通過螺紋連接。如此設(shè)置，便于安裝和拆卸。其它組成和連接關(guān)系與【具體實(shí)施方式】一或二相同。
[0022]【具體實(shí)施方式】四:結(jié)合圖1和圖4說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的節(jié)點(diǎn)區(qū)內(nèi)隔板4為矩形節(jié)點(diǎn)區(qū)內(nèi)隔板，所述矩形節(jié)點(diǎn)區(qū)內(nèi)隔板的中間設(shè)有圓孔4-1。如此設(shè)置，便于與第一矩形鋼管1、第二矩形鋼管2和第三矩形鋼管3相互配合，圓孔4-1便于混凝土的澆筑，保證澆筑質(zhì)量。其它組成和連接關(guān)系與【具體實(shí)施方式】一或三相同。
[0023]【具體實(shí)施方式】五:結(jié)合圖1和圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的節(jié)點(diǎn)區(qū)加強(qiáng)環(huán)5為矩形節(jié)點(diǎn)區(qū)加強(qiáng)環(huán)，所述矩形節(jié)點(diǎn)區(qū)加強(qiáng)環(huán)的中部開有矩形孔5-1。如此設(shè)置，便于澆筑的混凝土在矩形孔5-1中通過，保證節(jié)點(diǎn)區(qū)混凝土的澆筑質(zhì)量。其它組成和連接關(guān)系與【具體實(shí)施方式】一或四相同。
[0024]【具體實(shí)施方式】六:結(jié)合圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的矩形節(jié)點(diǎn)區(qū)加強(qiáng)環(huán)的四個(gè)外側(cè)面上分別設(shè)有一個(gè)圓弧槽5-2。如此設(shè)置，便于減小U形鋼翼板上內(nèi)力向加強(qiáng)環(huán)傳遞時(shí)出現(xiàn)應(yīng)力集中，同時(shí)有效保證加強(qiáng)環(huán)下部混凝土的澆筑質(zhì)量。其它組成和連接關(guān)系與【具體實(shí)施方式】五相同。
[0025]【具體實(shí)施方式】七:結(jié)合圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的每相鄰兩個(gè)圓弧槽5-2之間的矩形節(jié)點(diǎn)區(qū)加強(qiáng)環(huán)外沿為一個(gè)階梯形加強(qiáng)環(huán)。如此設(shè)置，可減小加強(qiáng)環(huán)鋼材用量，同時(shí)設(shè)置圓弧形槽便于混凝土的澆筑。其它組成和連接關(guān)系與【具體實(shí)施方式】六相同。
[0026]本發(fā)明的工作原理是:
[0027]在工廠內(nèi)，首先焊接節(jié)點(diǎn)區(qū)插板7，在節(jié)點(diǎn)區(qū)插板7端部開槽后焊接帶有螺紋圓形套筒7-2，而后加工第一矩形鋼管1、第二矩形鋼管2和第三矩形鋼管3，在第一矩形鋼管I上開設(shè)槽口嵌入節(jié)點(diǎn)區(qū)插板7，節(jié)點(diǎn)區(qū)插板7和第一矩形鋼管I采用角焊縫連接；將第一矩形鋼管I和節(jié)點(diǎn)區(qū)加強(qiáng)環(huán)5采用對(duì)接焊縫或角焊縫連接；此后將第二矩形鋼管2和節(jié)點(diǎn)區(qū)加強(qiáng)環(huán)5采用對(duì)接焊縫或角焊縫連接；第二矩形鋼管2底部和節(jié)點(diǎn)區(qū)內(nèi)隔板4采用對(duì)接焊縫或角焊縫連接；第三矩形鋼管3和節(jié)點(diǎn)區(qū)內(nèi)隔板4采用對(duì)接焊縫或角焊縫連接；最后焊接U形鋼梁6，U形鋼梁6的上翼緣和節(jié)點(diǎn)區(qū)加強(qiáng)環(huán)5采用對(duì)接焊縫連接，U形鋼梁6的下翼緣和內(nèi)隔板采用對(duì)接焊縫連接，U形鋼梁6的腹板和第二矩形鋼管2采用角焊縫或?qū)雍缚p連接。在施工現(xiàn)場(chǎng)，將帶有螺紋的鋼筋9與帶有螺紋圓形套筒7-2連接，最后澆筑第一矩形鋼管1、第二矩形鋼管2、第三矩形鋼管3和U形鋼梁6內(nèi)部的混凝土，待混凝土硬化后，形成剛性組合節(jié)點(diǎn)，能夠?qū)⒘憾撕奢d有效傳遞給矩形鋼管混凝土柱。
【權(quán)利要求】
1.一種U形鋼-混凝土組合梁與矩形鋼管混凝土柱的節(jié)點(diǎn)組件，其特征在于:它包括第一矩形鋼管(I)、第二矩形鋼管(2)、第三矩形鋼管(3)、節(jié)點(diǎn)區(qū)內(nèi)隔板(4)、節(jié)點(diǎn)區(qū)加強(qiáng)環(huán)(5)、四根U形鋼梁(6)、多塊混凝土板(9)、多個(gè)節(jié)點(diǎn)區(qū)插板(7)和與插板(7)數(shù)量相同的多根鋼筋(8)，第一矩形鋼管(I)、第二矩形鋼管(2)和第三矩形鋼管(3)由上至下依次設(shè)置，節(jié)點(diǎn)區(qū)內(nèi)隔板(4)固定設(shè)置在第二矩形鋼管(2)和第三矩形鋼管(3)之間，節(jié)點(diǎn)區(qū)加強(qiáng)環(huán)(5)固定設(shè)置在第一矩形鋼管(I)和第二矩形鋼管(2)之間，四根U形鋼梁(6)布置在第二矩形鋼管(2)的四個(gè)外端面上，且所述四根U形鋼梁(6)設(shè)置在節(jié)點(diǎn)區(qū)內(nèi)隔板(4)和節(jié)點(diǎn)區(qū)加強(qiáng)環(huán)(5)之間的第二矩形鋼管(2)外端面上，多個(gè)節(jié)點(diǎn)區(qū)插板(7)呈井字形設(shè)置在節(jié)點(diǎn)區(qū)加強(qiáng)環(huán)(5)上，每個(gè)節(jié)點(diǎn)區(qū)插板(7)內(nèi)插裝有一根鋼筋(8)，且所述鋼筋(8)的延伸方向與U形鋼梁(6 )同向設(shè)置，每根U形鋼梁(6 )上澆筑混凝土板(9 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的U形鋼-混凝土組合梁與矩形鋼管混凝土柱的節(jié)點(diǎn)組件，其特征在于:所述每個(gè)節(jié)點(diǎn)區(qū)插板(7)均包括板體(7-1)和兩個(gè)帶有螺紋圓形套筒(7-2)，板體(7-1)的兩端分別設(shè)有一個(gè)帶有螺紋圓形套筒(7-2)，且所述帶有螺紋圓形套筒(7-2)沿著板體(7-1)長(zhǎng)度方向設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的U形鋼-混凝土組合梁與矩形鋼管混凝土柱的節(jié)點(diǎn)組件，其特征在于:所述每個(gè)節(jié)點(diǎn)區(qū)插板(7)與一根鋼筋(8)之間通過螺紋連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的U形鋼-混凝土組合梁與矩形鋼管混凝土柱的節(jié)點(diǎn)組件，其特征在于:所述節(jié)點(diǎn)區(qū)內(nèi)隔板(4)為矩形節(jié)點(diǎn)區(qū)內(nèi)隔板，所述矩形節(jié)點(diǎn)區(qū)內(nèi)隔板的中間設(shè)有圓孔(4-1)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的U形鋼-混凝土組合梁與矩形鋼管混凝土柱的節(jié)點(diǎn)組件，其特征在于:所述節(jié)點(diǎn)區(qū)加強(qiáng)環(huán)(5)為矩形節(jié)點(diǎn)區(qū)加強(qiáng)環(huán)，所述矩形節(jié)點(diǎn)區(qū)加強(qiáng)環(huán)的中部開有矩形孔(5-1)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的U形鋼-混凝土組合梁與矩形鋼管混凝土柱的節(jié)點(diǎn)組件，其特征在于:所述矩形節(jié)點(diǎn)區(qū)加強(qiáng)環(huán)的四個(gè)外側(cè)面上分別設(shè)有一個(gè)圓弧槽(5-2)。
【文檔編號(hào)】E04B1/58GK103821235SQ201410111531
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年3月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月24日
【發(fā)明者】郭蘭慧, 周國平 申請(qǐng)人:江蘇中寶鋼構(gòu)有限公司