一种型钢混凝土结构连接节点及施工方法

1.本发明涉及建筑工程技术领域，具体涉及一种型钢混凝土结构连接结构及施工方法。


背景技术：

2.这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。
3.在高层及超高层公共建筑中，为获得更高的承载力及更优的变形性能，型钢混凝土结构得到越来越多的应用。对于这种结构体系，其外框架柱多采用型钢混凝土柱，外框架柱之间采用钢筋混凝土梁或型钢混凝土梁连接以形成型钢混凝土结构的连接节点。型钢混凝土结构的连接节点的施工质量是影响结构抗震性能的关键因素之一。
4.现有型钢混凝土柱中的型钢与钢筋混凝土梁或型钢混凝土梁纵筋连接多采用焊接连接或螺纹套筒机械连接。前者对现场焊接工艺要求较高，在钢筋密集及高空作业条件下难以保证焊接质量，带来安全隐患；后者则对型钢的制造工艺及现场安装精度提出了极高的要求，极易导致钢筋无法拧入螺纹套筒内而无法完成安装。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种型钢混凝土结构连接节点及施工方法，无需现场焊接，对型钢的制造工艺及安装精度要求低，施工效率高。
6.为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
7.第一方面，本发明的实施例提供了一种型钢混凝土结构连接节点，包括第一型钢混凝土柱和第二型钢混凝土柱，第一型钢混凝土柱和第二型钢混凝土柱之间设有钢筋混凝土梁，钢筋混凝土梁内部的纵筋一端插入第一锚固套筒中，第一锚固套筒固定在第一型钢混凝土柱的内部型材，第一锚固套筒的内径大于纵筋的外径，第一锚固套筒筒壁螺纹连接有至少一个紧固件，紧固件将纵筋端部在第一锚固套筒内压合固定，纵筋的另一端与第二锚固套筒螺纹连接，第二锚固套筒固定在第二型钢混凝土柱内部型材。
8.可选的，所述紧固件设置多个，多个紧固件沿第一锚固套筒的轴线方向分布，紧固件的轴线垂直于第一锚固套筒的轴线。
9.可选的，所述紧固件采用扭剪型螺栓。
10.可选的，第一锚固套筒的内筒面设有螺纹结构。
11.可选的，第一锚固套筒的内筒面具有交替设置的环状凹槽和环状凸起。
12.可选的，当第一锚固套筒采用低合金无缝钢管制成，在其内表面机械加工出螺纹结构；
13.或者，第一锚固套筒采用铸造工艺制成，其内表面具有交替设置的环状凹槽、环状凸起结构。
14.可选的，所述第一锚固套筒内径与纵筋的外径差值为5mm-15mm。
15.可选的，所述第一锚固套筒焊接固定在第一型钢混凝土柱内部型材表面或焊接固
定在第一型钢混凝土柱内部型材表面的耳板上；所述第二锚固套筒焊接固定在第二型钢混凝土柱内部型材表面或焊接固定在第二型钢混凝土柱内部型材表面的耳板上。
16.可选的，所述第一锚固套筒和第一型钢混凝土柱内部型材等强焊接，第二锚固套筒和第二型钢混凝土柱内部型材等强焊接。
17.第二方面，本发明的实施例提供了一种第一方面所述的型钢混凝土结构连接节点的施工方法，包括以下步骤：
18.将预先固定有第一锚固套筒的第一型钢混凝土柱的型材和预先固定有第二锚固套筒的第二型钢混凝土柱的型材在施工现场吊装就位；
19.将纵筋的一端插入第一锚固套筒内部，将纵筋的另一端与第二锚固套筒螺纹固定；
20.转动紧固件，紧固件压住纵筋伸入第一锚固套筒内的区段；
21.绑扎第一型钢混凝土柱、第二型钢混凝土柱及钢筋混凝土梁的钢筋；
22.钢筋绑扎完成后，对第一型钢混凝土柱、第二型钢混凝土柱和钢筋混凝土梁进行混凝土浇注。
23.本发明的有益效果如下：
24.1.本发明的型钢混凝土结构连接节点及施工方法，第一锚固套筒的内径大于纵筋的外径，具有安装容许偏差，方便现场纵筋与第一锚固套筒和第二锚固套筒的安装，降低了对型材加工工艺及现场安装精度的要求，方便施工，提高了施工效率。
25.2.本发明的型钢混凝土结构连接节点及施工方法，现场没有焊接作业，第一锚固套筒和第二锚固套筒与型材的焊接均在钢结构加工厂完成，既可以保证焊接质量，又能够提高施工效率。
26.3.本发明的型钢混凝土结构连接节点及施工方法，第一锚固套筒内部具有螺纹结构或者交替设置的环状凸起和环状凹槽结构，使得纵筋在安装时能够任意调整角度和位置，进一步提高纵筋安装时的容许偏差，有利于纵筋密集时拧紧紧固件。
附图说明
27.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
28.图1是本发明实施例1整体结构平面示意图；
29.图2是本发明实施例1整体结构立面示意图；
30.图3是本发明实施例1第一锚固套筒与型材的连接示意图；
31.图4是本发明实施例1第一锚固套筒内部设置螺纹结构主视图；
32.图5是本发明实施例1第一锚固套筒内部设置螺纹结构侧视图；
33.图6是本发明实施例1第一锚固套筒内部设置环状凸起和环状凹槽主视图；
34.图7是本发明实施例1第一锚固套筒内部设置环状凸起和环状凹槽侧视图；
35.其中，1.第一型钢混凝土柱，2.第二型钢混凝土柱，3.钢筋混凝土梁，4.第一锚固套筒，5.第二锚固套筒，6.纵筋，7.螺纹结构，8.环状凸起，9.扭剪型螺栓，10.型材，11.等强焊缝。
具体实施方式
36.实施例1
37.一种型钢混凝土结构连接节点，所述型钢混凝土结构为型钢混凝土柱及钢筋混凝土梁。
38.如图1-图2所示，所述连接节点包括第一型钢混凝土柱1、第二型钢混凝土柱2以及设置在第一型钢混凝土柱1和第二型钢混凝土柱2之间的钢筋混凝土梁3。
39.第一型钢混凝土柱1和第二型钢混凝土柱2均包括型材10，型材10埋设在混凝土结构内部。
40.本实施例中，第一型钢混凝土柱1和第二型钢混凝土柱2的型材均采用方钢管。
41.第一型钢混凝土柱1的型材中，相对设置的两个方钢管的管壁外侧面分别固定有多个第一锚固套筒4和多个第二锚固套筒5，第一锚固套筒4和第二锚固套筒5与钢筋混凝土梁3中的纵筋6的位置相对应。
42.第二型钢混凝土柱2的型材中，相对设置的两个方钢管的管壁外侧面分别固定有多个第一锚固套筒4和多个第二锚固套筒5，第一锚固套筒4和第二锚固套筒5与钢筋混凝土梁3中的纵筋6的位置相对应。
43.本实施例中，如图3所示，第一锚固套筒4和第二锚固套筒5直接焊接固定在方钢管的外表面或者通过搭接焊焊接固定在方钢管的耳板上。
44.所述第一锚固套筒4和第一型钢混凝土柱1内部方钢管等强焊接形成等强焊缝11，第二锚固套筒5和第二型钢混凝土柱2内部方钢管等强焊接，形成等强焊缝。
45.第一锚固套筒4的内径大于钢筋混凝土梁3的纵筋6的外径，优选的，所述第一锚固套筒4的内径与纵筋6的外径的差值为5mm-15mm。
46.所述第二锚固套筒5具有内螺纹结构，相应的，所述纵筋6的用于连接第二锚固套筒5的端部滚轧形成与第二锚固套筒5内螺纹结构相匹配的外螺纹结构，纵筋6用于连接第一锚固套筒4的端部不加工螺纹。
47.第一型钢混凝土柱1其中一侧的第一锚固套筒4与第二型钢混凝土柱2其中一侧的第二锚固套筒5相对设置，钢筋混凝土梁3的纵筋6一端插入第一型钢混凝土柱1的第一锚固套筒4中，纵筋6的另一端与第二型钢混凝土柱2的第二锚固套筒5螺纹连接。
48.所述第一锚固套筒4的筒壁设置有多个固定孔，固定孔采用螺纹孔，多个固定孔沿第一锚固套筒4的轴线方向分布，本实施例中，第一锚固套筒4的筒壁设有2-6个固定孔。
49.固定孔中螺纹连接紧固件，本实施例中，所述紧固件采用现有的扭剪型螺栓9，扭剪型螺栓9的轴线与第一锚固套筒4的轴线相垂直。
50.转动扭剪型螺栓9，能够利用扭剪型螺栓9将纵筋6插入第一锚固套筒4的区段进行压合固定。
51.本实施例中，由于第一锚固套筒4的内径大于纵筋6的外径，具有安装容许偏差，方便现场纵筋6与第一锚固套筒4和第二锚固套筒5的安装，降低了对型材的制造工艺及现场安装精度的要求，方便施工，提高了施工效率。
52.为了使得纵筋6在安装时能够任意调整角度，进一步提高纵筋6安装时的容许偏差，如图4-图7所示，所述第一锚固套筒4的内筒面设置有螺纹结构7或设置有多个交替设置的环状凹槽和环状凸起8，其中，扭剪型螺栓9的位置与环状凹槽的位置相对应，且扭剪型螺
栓9对应的环状凹槽的宽度大于其他环状凹槽的宽度，螺纹结构7或者多个交替设置的环状凹槽、环状凸起8沿第一锚固套筒4的长度方向布满第一锚固套筒4的内表面。
53.本实施例中，所述第一锚固套筒4采用低合金无缝钢管制作，其内表面采用现有的机械加工方法加工出螺纹结构7。
54.在另一种实施方式中，所述第一锚固套筒4采用铸造工艺制成，第一锚固套筒4铸造时，直接铸出其内表面的多个环状凸起8、环状凹槽结构，或者铸造成型后采用现有的机械加工方法加工出多个交替设置的环状凸起8、环状凹槽结构。
55.本实施例中，所述型钢混凝土柱还可以为钢管混凝土柱或钢管混凝土叠合柱，本领域技术人员可根据实际需要进行选择，在此不进行详细叙述。
56.实施例2
57.本实施例提供了一种实施例1所述的型钢混凝土结构连接节点的施工方法，包括以下步骤：
58.步骤1：预先在加工工厂内将第一锚固套筒4和第二锚固套筒5与型钢混凝土柱的型材10焊接固定，第一锚固套筒4和第二锚固套筒5可直接焊接固定在型钢混凝土柱的型材10外表面或者通过搭接焊焊接固定在型材10的耳板上。
59.步骤2：将焊接固定有第一锚固套筒4和第二锚固套筒5的型钢混凝土柱运送至施工现场，将两个型钢混凝土柱分别吊装就位，两个型钢混凝土柱分别为第一型钢混凝土柱1和第二型钢混凝土柱2，吊装方法采用现有方法即可，在此不进行详细叙述。
60.步骤3：将钢筋混凝土梁3的纵筋6的一端插入第一型钢混凝土柱1的第一锚固套筒4中，然后将纵筋6的另一端与第二型钢混凝土柱2的第二锚固套筒5螺纹连接。
61.步骤4：采用电动扳手拧紧第一锚固套筒的多个扭剪型螺栓9，将纵筋6插入第一锚固套筒4的区段进行固定。
62.步骤5：绑扎第一型钢混凝土柱1、第二型钢混凝土柱2以及钢筋混凝土梁3的钢筋，采用现有施工方法即可，在此不进行详细叙述。
63.步骤6：钢筋结构绑扎完成后，搭设模板，对第一型钢混凝土柱1、第二型钢混凝土柱2和钢筋混凝土梁3进行混凝土浇注。
64.采用本实施例的施工方法，现场没有焊接作业，第一锚固套筒和第二锚固套筒与型材的焊接均在钢结构加工厂完成，既可以保证焊接质量，又能够提高施工效率。
65.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种型钢混凝土结构连接节点，包括第一型钢混凝土柱和第二型钢混凝土柱，第一型钢混凝土柱和第二型钢混凝土柱之间设有钢筋混凝土梁，其特征在于，钢筋混凝土梁内部的纵筋一端插入第一锚固套筒中，第一锚固套筒固定在第一型钢混凝土柱的内部型材，第一锚固套筒的内径大于纵筋的外径，第一锚固套筒筒壁螺纹连接有至少一个紧固件，紧固件将纵筋端部在第一锚固套筒内压合固定，纵筋的另一端与第二锚固套筒螺纹连接，第二锚固套筒固定在第二型钢混凝土柱内部型材。2.如权利要求1所述的一种型钢混凝土结构连接节点，其特征在于，所述紧固件设置多个，多个紧固件沿第一锚固套筒的轴线方向分布，紧固件的轴线垂直于第一锚固套筒的轴线。3.如权利要求1所述的一种型钢混凝土结构连接节点，其特征在于，所述紧固件采用扭剪型螺栓。4.如权利要求1所述的一种型钢混凝土结构连接节点，其特征在于，第一锚固套筒的内筒面设有螺纹结构。5.如权利要求1所述的一种型钢混凝土结构连接节点，其特征在于，第一锚固套筒的内筒面具有交替设置的环状凹槽和环状凸起。6.如权利要求1所述的一种型钢混凝土结构连接节点，其特征在于，当第一锚固套筒采用低合金无缝钢管制成，在其内表面机械加工出螺纹结构；或者，第一锚固套筒采用铸造工艺制成，其内表面具有交替设置的环状凹槽、环状凸起结构。7.如权利要求1所述的一种型钢混凝土结构连接节点，其特征在于，所述第一锚固套筒内径与纵筋的外径差值为5mm-15mm。8.如权利要求1所述的一种型钢混凝土结构连接节点，其特征在于，所述第一锚固套筒焊接固定在第一型钢混凝土柱内部型材表面或焊接固定在第一型钢混凝土柱内部型材表面的耳板上；所述第二锚固套筒焊接固定在第二型钢混凝土柱内部型材表面或焊接固定在第二型钢混凝土柱内部型材表面的耳板上。9.如权利要求8所述的一种型钢混凝土结构连接节点，其特征在于，所述第一锚固套筒和第一型钢混凝土柱内部型材等强焊接，第二锚固套筒和第二型钢混凝土柱内部型材等强焊接。10.一种权利要求1-9任一项所述的型钢混凝土结构连接节点的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：将预先固定有第一锚固套筒的第一型钢混凝土柱的型材和预先固定有第二锚固套筒的第二型钢混凝土柱的型材在施工现场吊装就位；将纵筋的一端插入第一锚固套筒内部，纵筋的另一端与第二锚固套筒螺纹固定；转动紧固件，紧固件压住纵筋伸入第一锚固套筒内的区段；绑扎第一型钢混凝土柱、第二型钢混凝土柱及钢筋混凝土梁的钢筋；钢筋结构绑扎完成后，对第一型钢混凝土柱、第二型钢混凝土柱和钢筋混凝土梁进行混凝土浇注。

技术总结
本发明涉及一种型钢混凝土结构连接节点及施工方法，包括第一型钢混凝土柱和第二型钢混凝土柱，第一型钢混凝土柱和第二型钢混凝土柱之间设有钢筋混凝土梁，其特征在于，钢筋混凝土梁内部的纵筋一端插入第一锚固套筒中，第一锚固套筒固定在第一型钢混凝土柱的内部型材，第一锚固套筒的内径大于纵筋的外径，第一锚固套筒筒壁螺纹连接有至少一个紧固件，紧固件将纵筋端部在第一锚固套筒内压合固定，纵筋的另一端与第二锚固套筒螺纹连接，第二锚固套筒固定在第二型钢混凝土柱内部型材，本发明的连接节点没有现场焊接作业，施工周期短，降低了对型材的加工和现场安装精度要求，方便施工。工。工。


技术研发人员：郑永峰 刘秀斌 崔冠科 孙富爽 丁鑫
受保护的技术使用者：山东建筑大学
技术研发日：2023.06.13
技术公布日：2023/8/13