矩形鋼管混凝土柱-鋼梁插板錨固式節(jié)點施工方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種矩形鋼管混凝土柱-鋼梁插板錨固式節(jié)點施工方法，屬于建筑工程結(jié)構(gòu)【技術領域】，該節(jié)點由管壁切有槽口的鋼管混凝土柱、翼緣連接板、腹板連接件、型鋼梁及高強螺栓、焊縫組成。預先在鋼板上切出槽口，再將鋼板焊接構(gòu)成矩形鋼管混凝土柱，翼緣連接板插入槽口一定長度并由坡口焊在槽口處焊接固定，柱內(nèi)填充灌注混凝土后與之粘接錨固，型鋼梁翼緣與翼緣連接板采用全熔透坡口焊縫連接，型鋼梁腹板通過高強螺栓與焊于柱壁上的腹板連接件連接。本發(fā)明施工方法保證了梁柱連接的強度和剛度需求比傳統(tǒng)節(jié)點構(gòu)造的力學性能更優(yōu)越，大大減少了焊接工作量，節(jié)省加工時間和制造成本。
【專利說明】矩形鋼管混凝土柱-鋼梁插板錨固式節(jié)點施工方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑結(jié)構(gòu)工程【技術領域】，尤其涉及矩形鋼管混凝土柱-鋼梁節(jié)點。
【背景技術】
[0002]鋼管混凝土結(jié)構(gòu)屬于鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)中的一種形式，在鋼管中填充灌注混凝土構(gòu)成共同工作的柱構(gòu)件，鋼管對核心混凝土產(chǎn)生約束作用，混凝土強度和延性都有所提高，以此發(fā)揮兩種材料的優(yōu)越特性。鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的節(jié)點設計至關重要，應滿足強度、剛度、穩(wěn)定性和抗震的要求，保證梁柱間及構(gòu)件內(nèi)力的傳遞，使鋼管和管中混凝土能共同工作，充分發(fā)揮鋼管混凝土的優(yōu)良特性，便于制作、安裝和管內(nèi)混凝土澆灌施工。
[0003]當前，矩形鋼管混凝土柱-型鋼梁節(jié)點結(jié)構(gòu)主要有加強環(huán)式節(jié)點、隔板類節(jié)點、穿心式節(jié)點、錨定板式節(jié)點等，其中外加強環(huán)式節(jié)點與內(nèi)隔板式節(jié)點使用最為普遍，但工廠加工制作復雜、焊接工作量大、不方便施工，外環(huán)板還影響美觀和使用空間，同時這些連接方式造價高，經(jīng)濟效益差，對鋼管混凝土柱與鋼梁連接節(jié)點的構(gòu)造形式仍需要進一步的探索研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是利用翼緣連接板與核心混凝土的粘接錨固作用，提供了一種矩形鋼管混凝土柱-鋼梁插板錨固式節(jié)點施工方法，該結(jié)構(gòu)屬于一種新型的插板錨固形式。本發(fā)明適用于截面邊長大于500mm的矩形鋼管。
[0005]本發(fā)明同時提供上述施工方法形成的插板錨固式節(jié)點。
[0006]一種矩形鋼管混凝土柱-鋼梁插板錨固式節(jié)點施工方法，按如下步驟進行:
[0007]第一步，按設計要求截取加工翼緣連接板，翼緣連接板的寬度等于鋼梁翼板寬度，長度等于鋼管截面邊長的(1/2-2/3)，并將翼緣連接板與鋼梁連接的一端加工出坡口，每個鋼梁需要一對翼緣連接板；
[0008]第二步:按矩形鋼管混凝土柱的設計尺寸，截取四塊矩形鋼板，在需要與鋼梁連接的那一面鋼板上，切出與翼緣連接板寬度相適宜的上下兩個坡口槽口，兩個坡口槽口處于鋼梁上下翼緣位置，再將四塊鋼板焊接組成矩形鋼管；
[0009]第三步，在矩形鋼管壁的兩個坡口槽口之間與鋼梁相應的位置焊接上腹板連接件，腹板連接件可采用鋼板、角鋼或T型鋼其中一種；
[0010]第四步:加工鋼梁，將上下翼緣的安裝翼緣連接板的部位割除，將切口部位加工出坡口 ；
[0011]第五步，在施工現(xiàn)場將一對翼緣連接板分別穿過上下坡口槽口插入矩形鋼管中，要求插入深度為翼緣連接板長度的一半，采用坡口焊將翼緣連接板與矩形鋼管焊接牢固，同時將坡口槽口焊接封閉嚴密，保證內(nèi)部澆筑混凝土時不會外漏；當矩形鋼管混凝土柱四面連接鋼梁時，需要將翼緣連接板插入部分直角切掉；
[0012]第六步，按傳統(tǒng)方法向矩形鋼管內(nèi)填充澆灌混凝土 ；[0013]第七步，安裝鋼梁，使鋼梁置于兩個鋼管混凝土之間，并使鋼梁的上下翼緣坡口對準翼緣連接板坡口，采用全熔透坡口焊的方式將兩者焊接，將鋼梁的腹板通過高強螺栓與腹板連接件連接，從而使矩形鋼管混凝土柱與鋼梁連接在一起，構(gòu)成插板錨固式的矩形鋼管混凝土柱-鋼梁節(jié)點。
[0014]為了能夠使翼緣連接板與核心混凝土有效地咬合粘接，增強翼緣連接板的力學性能和錨固作用，加工翼緣連接板時，插入部分的周邊設為鋸齒狀構(gòu)造；鋸齒狀構(gòu)造的齒形為矩形齒或梯形齒；或者在翼緣連接板插入部分的板面上加工若干圓孔。
[0015]上述施工方法形成的節(jié)點是一種插板錨固式節(jié)點，它是在矩形鋼管上且在鋼梁的上下翼緣位置上分別設有坡口槽口，坡口槽口中分別插有翼緣連接板，要求翼緣連接板插入深度為翼緣連接板長度一半，翼緣連接板與坡口槽口接觸處采用坡口焊連接在一起，翼緣連接板的插入部分被澆灌在矩形鋼管內(nèi)的混凝土中，在矩形鋼管的外壁上且在鋼梁腹板的相應位置焊接有腹板連接件；鋼梁的上下翼緣采用全熔透坡口焊的方式連接在翼緣連接板上，鋼梁的腹板通過高強螺栓連接在腹板連接件上，從而使矩形鋼管混凝土柱與鋼梁連接在一起。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:
[0017]1、由于翼緣連接板穿過鋼管壁槽口深入核心混凝土并可靠粘接錨固，翼緣連接板還通過槽口處的坡口焊保證與鋼管壁的可靠連接，共同構(gòu)成工作構(gòu)件，梁承受的荷載直接性地傳遞到柱的鋼管壁及核心混凝土內(nèi)，翼緣連接板起到鋼管混凝土柱內(nèi)隔板作用，保證了梁柱連接的強度和剛度需求比傳統(tǒng)節(jié)點構(gòu)造的力學性能更優(yōu)越。
[0018]2、該梁柱節(jié)點構(gòu)造簡單，僅需要在鋼板上相應位置切出槽口，焊接構(gòu)成矩形鋼管后，插入翼緣連接板并在槽口焊接封口，加工制作方便，相比內(nèi)隔板式鋼管混凝土柱大大減少了焊接工作量，節(jié)省加工時間和制造成本，實用性和經(jīng)濟效益顯著。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明實施例1的立體示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明實施例1的主視圖；
[0021]圖3為本發(fā)明實施例1的俯視圖；
[0022]圖4為本發(fā)明實施例2的剖平面示意圖，圖中以四面連接鋼梁時翼緣連接板插入深度為管內(nèi)混凝土截面邊長的1/3為例；
[0023]圖5為本發(fā)明實施例3的立體示意圖；
[0024]圖6為本發(fā)明實施例3的剖平面示意圖；
[0025]圖7為本發(fā)明實施例4的剖平面示意圖。
[0026]圖例說明:
[0027]I 一矩形鋼管，2—坡口槽口，3 —翼緣連接板，4 一腹板連接件，5—鋼梁，6—鋼梁腹板，7—坡口焊，8—全熔透坡口焊縫，9一聞強螺栓，10一混凝土，11-圓孔，12-矩形齒，13-梯形齒。
【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合實施例附圖對本發(fā)明作進一步說明:[0029]實施例1:
[0030]實施例1是矩形鋼管混凝土柱兩側(cè)面連接鋼梁的情況。如圖1、圖2、圖3所示，一種矩形鋼管混凝土柱-鋼梁節(jié)點的連接結(jié)構(gòu)，它是在矩形鋼管I且在鋼梁5的上下翼緣位置上分別設有坡口槽口 2，坡口槽口 2中分別插有翼緣連接板3，翼緣連接板3與坡口槽口2接觸處采用坡口焊7連接在一起，翼緣連接板3的插入部分被澆灌在矩形鋼管I內(nèi)的混凝土 10中，在矩形鋼管I的外壁上且在鋼梁腹板6的相應位置焊接有腹板連接件4 ;鋼梁5的上下翼緣采用全熔透坡口焊縫8的方式連接在翼緣連接板3上，鋼梁腹板6通過高強螺栓9連接在腹板連接件4上，從而使矩形鋼管混凝土柱與鋼梁連接在一起。上述鋼梁5的上下翼緣縮短的長度等于翼緣連接板3外漏的長度。
[0031]實施例2:
[0032]實施例2是矩形鋼管混凝土柱四面連接鋼梁的情況，參見圖4。實施例2與上述實施例I不同的是，由于矩形鋼管混凝土柱四面連接鋼梁5，為了適應翼緣連接板3寬度大、插入較深的情況，所以將翼緣連接板3插入部分直角切掉。而且翼緣連接板3伸入鋼管內(nèi)部的部分加工若干圓孔11，以便翼緣連接板3與核心混凝土有效地咬合粘接接。
[0033]實施例3:
[0034]實施例3是矩形鋼管混凝土柱兩側(cè)面連接鋼梁的情況，參見圖5、圖6。實施例3與上述實施例1不同的是，為了能夠使翼緣連接板與核心混凝土有效地咬合粘接，增強翼緣連接板的力學性能和錨固作用，翼緣連接板插入部分的端部設為鋸齒狀構(gòu)造；鋸齒狀構(gòu)造的齒形為矩形齒12。
[0035]實施例4:
[0036]實施例4是矩形鋼管混凝土柱兩側(cè)面連接鋼梁的情況，參見圖7。實施例4與上述實施例3不同的是，為了能夠使翼緣連接板3與核心混凝土有效地咬合粘接，增強翼緣連接板3的力學性能和錨固作用，翼緣連接板3插入部分的兩側(cè)面設為鋸齒狀構(gòu)造；鋸齒狀構(gòu)造的齒形為梯形齒13。
[0037]上述實施例1-4的所述節(jié)點的施工方法，按如下步驟進行:
[0038]第一步，按設計要求截取加工翼緣連接板3，翼緣連接板3的寬度等于鋼梁5翼板寬度，長度等于鋼管截面邊長的(1/2-2/3)，并將翼緣連接板3與鋼梁5連接的一端加工出坡口，每個鋼梁5需要一對翼緣連接板3 ；
[0039]第二步，按矩形鋼管I混凝土柱的設計尺寸，截取四塊矩形鋼鋼板，在需要與鋼梁5連接的那一面鋼板上，切出與翼緣連接板3寬度相適宜的上下兩個坡口槽口 2，兩個坡口槽口 2的間距與鋼梁的高度相等，再將四塊鋼板焊接組成矩形鋼管I ;
[0040]第三步，在矩形鋼管壁的兩個坡口槽口 2之間與鋼梁5相應的位置焊接上腹板連接件4，腹板連接件4可采用鋼板、角鋼或T型鋼其中一種；
[0041]第四步:加工鋼梁，將上下翼緣的安裝翼緣連接板的部位割除，將切口部位加工出坡口 ；
[0042]第五步，施工現(xiàn)場，將一對翼緣連接板3分別穿過上下坡口槽口 2插入矩形鋼管I中，插入深度為管內(nèi)混凝土截面邊長的(1/4-1/3)以內(nèi)，采用坡口焊7將翼緣連接板3與矩形鋼管I焊接牢固，同時將坡口槽口 2焊接封閉嚴密，保證內(nèi)部澆筑混凝土 10時不會外漏；
[0043]第六步，按傳統(tǒng)方法向矩形鋼管內(nèi)填充澆灌混凝土 ；[0044]第七步，然后安裝鋼梁5，使鋼梁5置于兩個鋼管混凝土之間，并使鋼梁的上下翼緣坡口對準翼緣連接板3坡口，采用全熔透坡口焊縫8的方式將兩者焊接，將鋼梁腹板6通過高強螺栓9與腹板連接件4連接，從而使矩形鋼管I與鋼梁5連接在一起，構(gòu)成矩形鋼管混凝土柱-鋼梁節(jié)點。
【權利要求】
1.一種矩形鋼管混凝土柱-鋼梁插板錨固式節(jié)點施工方法，其特征在于，按如下步驟進行: 第一步，按設計要求截取加工翼緣連接板，翼緣連接板的寬度等于鋼梁翼板寬度，長度等于鋼管截面邊長的(1/2-2/3)，并將翼緣連接板與鋼梁連接的一端加工出坡口，每個鋼梁需要一對翼緣連接板； 第二步:按矩形鋼管混凝土柱的設計尺寸，截取四塊矩形鋼板，在需要與鋼梁連接的那一面鋼板上，切出與翼緣連接板寬度相適宜的上下兩個坡口槽口，兩個坡口槽口處于鋼梁上下翼緣位置，再將四塊鋼板焊接組成矩形鋼管； 第三步，在矩形鋼管壁的兩個坡口槽口之間與鋼梁相應的位置焊接上腹板連接件，腹板連接件采用鋼板、角鋼或T型鋼其中一種； 第四步:加工鋼梁，將上下翼緣的安裝翼緣連接板的部位割除，將切口部位加工出坡Π ； 第五步，在施工現(xiàn)場將一對翼緣連接板分別穿過矩形鋼管壁的上下坡口槽口插入矩形鋼管中，要求插入深度為翼緣連接板長度的一半，采用坡口焊將翼緣連接板與矩形鋼管焊接牢固，同時將坡口槽口焊接封閉嚴密，保證內(nèi)部澆筑混凝土時不會外漏；當矩形鋼管混凝土柱四面連接鋼梁時，需要將翼緣連接板插入部分直角切掉； 第六步，按傳統(tǒng)方法向矩形鋼管內(nèi)填充澆灌混凝土； 第七步，安裝鋼梁，使鋼梁置于兩個鋼管混凝土之間，并使鋼梁的上下翼緣坡口對準翼緣連接板坡口，采用全熔透坡口焊的方式將兩者焊接，將鋼梁的腹板通過高強螺栓與腹板連接件連接，從而使矩形鋼管混凝土柱與鋼梁連接在一起，構(gòu)成插板錨固式節(jié)的矩形鋼管混凝土柱-鋼梁節(jié)點。
2.如權利要求1所述的施工方法，其特征在于，加工翼緣連接板時，插入部分的周邊設為鋸齒狀構(gòu)造；鋸齒狀構(gòu)造的齒形為矩形齒或梯形齒。
3.如權利要求1所述的施工方法，其特征在于，加工翼緣連接板時，在翼緣連接板插入部分的板面上加工多個圓孔。
4.一種由權利要求1-3任意所述的施工方法形成的節(jié)點，其特征在于，它是一種插板錨固式節(jié)點，其結(jié)構(gòu)是在矩形鋼管上且在鋼梁的上下翼緣位置上分別設有坡口槽口，坡口槽口中分別插有翼緣連接板，要求翼緣連接板插入深度為翼緣連接板長度一半，翼緣連接板與坡口槽口接觸處采用坡口焊連接在一起，翼緣連接板的插入部分被澆灌在矩形鋼管內(nèi)的混凝土中，在矩形鋼管的外壁上且在鋼梁腹板的相應位置焊接有腹板連接件；鋼梁的上下翼緣采用全熔透坡口焊的方式連接在翼緣連接板上，鋼梁的腹板通過高強螺栓連接在腹板連接件上，從而使矩形鋼管混凝土柱與鋼梁連接在一起。
【文檔編號】E04B1/58GK103993670SQ201410217026
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年5月21日 優(yōu)先權日:2014年5月21日
【發(fā)明者】王來, 馬洋, 李楠, 叢術平, 孫冉冉 申請人:山東科技大學