專利名稱：雙圓鋼管混凝土柱與鋼梁的連接節點及施工方法
技術領域：
本發明涉及雙鋼管混凝土柱與鋼梁連接的梁柱節點技術領域。
背景技術：
鋼管混凝土具有承載カ高、塑性和韌性好、經濟效果好等優點，廣泛用于重載、大跨等結構中。雙圓鋼管混凝土柱是在外層圓鋼管內部設置內層圓鋼管，并且在兩層鋼管內部都澆筑混凝土而形成的組合柱，具有承載カ高、塑性和韌性好、抗火性能好等優點。由于雙圓鋼管混凝土柱采用兩層鋼管，內部空間相對較小，因此，雙圓鋼管混凝土柱與鋼梁的連接節點的設計和施工都較為困難，所以需要ー種雙圓鋼管混凝土柱與鋼梁的連接節點及其相應的施工方法，達到構造簡單、傳カ可靠、施工方便等要求
發明內容
為了克服雙圓鋼管混凝土柱施工空間小的問題，將雙圓鋼管混凝土柱與鋼梁連接起來，本發明公開ー種雙圓鋼管混凝土柱與鋼梁的連接節點，該連接節點具有構造簡單、傳カ效果好、占用空間小、施工方便等優點。同時，本發明公開ー種實現雙圓鋼管混凝土柱與鋼梁連接節點的施工方法，該方法操作方便、工作效率高，解決了雙圓鋼管混凝土柱施工空間小的問題。對于本發明的雙圓鋼管混凝土柱與鋼梁的連接節點，其技術方案是連接節點由上連接板、下連接板、加勁板、中間板、內層鋼管、外層鋼管和混凝土組成，用于將雙圓鋼管混凝土柱和鋼梁連接起來。雙圓鋼管混凝土柱由兩層圓鋼管及其內部的混凝土組成，鋼梁為エ字形鋼梁。上連接板和下連接板為兩塊完全相同的多邊形鋼板，板中心開有圓孔，圓孔直徑等于雙圓鋼管混凝土柱內層鋼管的外徑。在圓孔外圍開設四個矩形槽，矩形槽沿圓周均勻分布，相鄰矩形槽之間的夾角為90°，矩形槽的長度和寬度分別等于加勁板的寬度和厚度。在兩個矩形槽之間，開設兩個圓形孔，用于灌注混凝土。在上連接板和下連接板的上、下表面上都焊有銷釘，保證混凝土與上、下連接板能共同受力。加勁板為矩形鋼板，共有四塊。加勁板的長度大于連接節點的高度，寬度等于柱外層鋼管的內半徑與柱內層鋼管的外半徑之差，厚度等于被連接鋼梁腹板的厚度。中間板為正方形鋼板，共有四塊，邊長等于被連接鋼梁腹板的高度，厚度等于被連接鋼梁腹板的厚度。連接節點處，加勁板焊接在雙圓鋼管混凝土柱的兩層鋼管之間，能夠加強內、外層鋼管間的連接，很好地將被連接鋼梁傳來的荷載傳遞到內層鋼管上，防止外層鋼管產生過大的局部變形，并對外層鋼管起定位作用，使在節點區斷開的外層鋼管能夠上下對齊。由于外層鋼管是不連續的，所以能夠將上連接板和下連接板從上部穿過內層鋼管和加勁板，在連接節點位置與內、外層鋼管焊接在一起。在上連接板、下連接板和外層鋼管之間焊接中間板，使上連接板、下連接板和中間板形成エ字形斷面，以便與エ字形鋼梁相連。
對于本發明的雙圓鋼管混凝土柱與鋼梁的連接節點的施工方法，其技術方案是(I)雙圓鋼管混凝土柱的鋼管施工時，柱外層鋼管與連接節點的下部平齊，柱內層鋼管高于連接節點的上部，高出部分等于被連接鋼梁的高度，并將柱外層鋼管和柱內層鋼管的上部都開坡ロ，用于對接焊縫的連接。(2)在雙圓鋼管混凝土柱的兩層鋼管之間焊接加勁板，采用角焊縫連接，加勁板為四塊，沿圓周均勻分布，相鄰加勁板之間的夾角為90°。(3)將下連接板的內圈開坡ロ，并將其從柱內層鋼管和加勁板的上部穿下，置于柱外層鋼管之上，下連接板與柱外層鋼管和柱內層鋼管采用對接焊縫連接，與加勁板采用角焊縫連接。(4)將與中間板等高的節點區外層鋼管的上、下部都開坡ロ，并從柱內層鋼管和加勁板的上部穿下，置于下連接板之上，節點區外層鋼管與下連接板采用對接焊縫連接，與加勁板采用角焊縫連接。(5)將中間板置于節點區外層鋼管的外側和下連接板的上方，并與加勁板對齊，采用角焊縫將中間板與下連接板和節點區外層鋼管連接在一起。(6)將上連接板的內圈開坡ロ，并從柱內層鋼管和加勁板的上部穿下，置于節點區外層鋼管之上，上連接板與節點區外層鋼管和柱內層鋼管采用對接焊縫連接，與加勁板和中間板采用角焊縫連接。上連接板、下連接板和中間板形成四個エ字形斷面，以便與エ字形鋼梁相連。(7)在雙層鋼管的內部都澆筑混凝土，形成連接節點。本發明的連接節點具有構造簡單、傳カ可靠、占用空間小、施工方便等優點，所述施工方法克服了雙圓鋼管混凝土柱施工空間小的問題，工作效率高。本發明使雙圓鋼管混凝土柱與鋼梁能夠可靠地連接，保證了結構的安全，有助于推動雙圓鋼管混凝土柱在建筑結構中的應用。


下面結合附圖對本發明進一步說明圖I是本發明的連接節點的軸測圖；圖2是本發明的連接節點的俯視圖；圖3是本發明的連接節點的正視圖；圖4是本發明的上連接板的構造圖；圖5是本發明的連接節點的使用狀態圖；圖6是本發明的連接節點的施工過程圖。圖中1_下連接板，2-上連接板，3-加勁板，4-中間板，5-柱外層鋼管，6-柱內層鋼管，7-節點區外層鋼管，8-矩形槽，9-圓孔，10-銷釘，11-混凝土，12-鋼梁。
具體實施例方式如圖1-3所示，ー種雙圓鋼管混凝土柱與鋼梁的連接節點，由下連接板(I)、上連 接板(2)、加勁板(3)、中間板(4)、柱內層鋼管(6)、節點區外層鋼管(7)和混凝土(11)組成。為了實現下連接板(I)和上連接板(2)能與柱內層鋼管(6)焊接相連，將柱外層鋼管(5)在節點區斷開，形成一段與中間板⑷等高的節點區外層鋼管(7)。下連接板⑴與柱外層鋼管(5)、柱內層鋼管(6)、節點區外層鋼管(7)、加勁板(3)和中間板(4)焊接相連。上連接板(2)與柱內層鋼管(6)、節點區外層鋼管(7)、加勁板(3)和中間板(4)焊接相連。加勁板(3)的長度大于連接節點的高度，與柱外層鋼管(5)、柱內層鋼管(6)、節點區外層鋼管(7)、下連接板(I)和上連接板(2)焊接相連，將被連接鋼梁傳來的荷載傳遞到內層鋼管上。下連接板⑴和上連接板⑵上都開有圓孔(9)，用于澆筑混凝土，同時，下連接板(I)和上連接板(2)的上、下表面上都焊有銷釘(10)，保證混凝土(11)與下連接板(I)和上連接板(2)能共同受力。下連接板(I)、上連接板(2)和中間板(4)形成エ字形斷面，以便與エ字形鋼梁相連。在柱外層鋼管(5)、柱內層鋼管(6)和節點區外層鋼管(7)的內部都澆筑混凝土(11)，形成連接節點。圖4中，上連接板⑵的內圈開有坡ロ，為了進行對接焊縫連接。在上連接板(2)上開有四個矩形槽(8)，相鄰矩形槽(8)之間的夾角為90°。在兩個矩形槽(8)之間開設兩個圓孔(9)，并在上連接板(2)的上、下表面上都焊有銷釘(10)。圖5中，連接節點上部可以繼續焊接柱內層鋼管(6)和柱外層鋼管(5)，繼續澆筑混凝土(11)，與上ー層雙圓鋼管混凝土柱相連。連接節點與鋼梁(12)可以通過焊接或螺栓連接相連。圖6為本發明的施工過程圖，整個施工過程分為a、b、c、d、e、f、g七個步驟，具體的施工過程為施工過程a，柱外層鋼管(5)與連接節點的下部平齊，柱內層鋼管(6)高于連接節點的上部，高出部分等于被連接鋼梁的高度，并將柱外層鋼管(5)和柱內層鋼管(6)的上部都開坡ロ ；施工過程b，在柱外層鋼管(5)和柱內層鋼管(6)之間焊接加勁板(3)，相鄰加勁板(3)之間的夾角為90°，采用角焊縫連接；施工過程C，將下連接板(I)的內圈開坡ロ，并從柱內層鋼管(6)和加勁板(3)的上部穿下，置于柱外層鋼管(5)之上，下連接板(I)與柱外層鋼管(5)和柱內層鋼管(6)采用對接焊縫連接，與加勁板(3)采用角焊縫連接；施工過程山將節點區外層鋼管(7)的上、下部都開坡ロ，并從柱內層鋼管(6)和加勁板(3)的上部穿下，置于下連接板(I)之上，與下連接板(I)采用對接焊縫連接，與加勁板
(3)采用角焊縫連接；施工過程e，將中間板(4)置于節點區外層鋼管(7)的外側和下連接板(I)的上方，并與加勁板(3)對齊，中間板(4)與下連接板(I)和節點區外層鋼管(7)采用角焊縫連接；施工過程f，將上連接板(2)的內圈開坡ロ，并從柱內層鋼管(6)和加勁板
(3)的上部穿下，置于節點區外層鋼管(7)之上，上連接板(2)與節點區外層鋼管(7)和柱內層鋼管(6)采用對接焊縫連接，與加勁板(3)和中間板(4)采用角焊縫連接。上連接板
(2)、下連接板(I)和中間板(4)形成四個エ字形斷面，以便與エ字形鋼梁相連；施エ過程g，在柱外層鋼管(5)、柱內層鋼管(6)和節點區外層鋼管(7)的內部都澆筑混凝土(11)，形成連接節點。權利要求
1.一種雙圓鋼管混凝土柱與鋼梁的連接節點，由多個鋼構件和混凝土組成，其特征是下連接板(I)、上連接板(2)、加勁板(3)、中間板(4)、柱內層鋼管(6)和節點區外層鋼管(7)形成傳力鋼框架，再澆筑混凝土(11)形成連接節點。
2.根據權利要求I所述的雙圓鋼管混凝土柱與鋼梁的連接節點，其特征是柱外層鋼管(5)在連接節點區斷開，柱內層鋼管(6)在連接節點區不斷開，穿過節點區。
3.根據權利要求I所述的雙圓鋼管混凝土柱與鋼梁的連接節點，其特征是下連接板(I)、上連接板(2)和中間板(4)在邊緣處形成工字形斷面。
4.根據權利要求I所述的雙圓鋼管混凝土柱與鋼梁的連接節點，其特征是下連接板(I)和上連接板(2)上開有矩形槽(8)和圓孔(9)，并且在上、下表面上都焊有銷釘(10)。
5.一種實現權利要求I所述的雙圓鋼管混凝土柱與鋼梁的連接節點的施工方法，下連接板(I)、上連接板(2)、加勁板(3)、中間板(4)、柱內層鋼管(6)和節點區外層鋼管(7)之間通過焊接連接，再澆筑混凝土(11)形成連接節點，其特征是在柱外層鋼管(5)和柱內層鋼管(6)之間焊接加勁板(3)，將下連接板(I)從柱內層鋼管(6)和加勁板(3)的上部穿下，并與柱外層鋼管(5)、柱內層鋼管(6)和加勁板(3)焊接在一起，將節點區外層鋼管(7)從上部穿下，并與下連接板(I)和加勁板(3)焊接在一起，將中間板(4)置于節點區外層鋼管(7)的外側和下連接板(I)的上方，并與加勁板(3)對齊，將中間板(4)與下連接板(I)和節點區外層鋼管(7)焊接在一起，將上連接板(2)從柱內層鋼管(6)和加勁板(3)的上部穿下，并與節點區外層鋼管(7)、柱內層鋼管(6)、加勁板(3)和中間板(4)焊接在一起，在柱外層鋼管(5)、柱內層鋼管(6)和節點區外層鋼管(7)的內部都澆筑混凝土(11)，形成連接節點。
全文摘要
一種雙圓鋼管混凝土柱與鋼梁的連接節點及施工方法。連接節點由下連接板、上連接板、加勁板、中間板、柱內層鋼管、節點區外層鋼管和混凝土組成，各個鋼構件之間通過焊接連接。下連接板、上連接板和中間板形成工字形斷面，易與工字形鋼梁連接。連接節點的施工中，柱外層鋼管在節點區斷開，柱內層鋼管不斷開，穿過連接節點區，依次焊接加勁板、下連接板、節點區外層鋼管、中間板和上連接板，最后，澆筑混凝土形成連接節點。本發明構造簡單、傳力可靠、占用空間小、施工方便，克服了雙圓鋼管混凝土柱施工空間小的問題，實現雙圓鋼管混凝土柱與鋼梁的可靠連接。
文檔編號E04G21/14GK102661002SQ20121014388
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月7日 優先權日2012年5月7日
發明者叢術平, 王來, 韓金生 申請人:山東科技大學