适用于框支剪力墙结构逆作法施工的连接节点技术领域
本发明涉及一种适用于框支剪力墙结构逆作法施工的连接节点。
背景技术
随着我国城市化进程不断加深，城市内建筑场地逐渐变得狭小，实际的市场
需求对建筑施工工期提出严格要求，有时甚至十分紧张，而狭小的施工场地尤其
制约着施工进展，影响建筑工期。逆作法施工由于利用建筑的地下结构作为基坑
支撑体系，不需要设置临时支撑，并可以在基坑开挖、地下室施工的同时进行地
面结构的施工，有效缩短了建筑工期，节约了建筑场地，因而在当今的城市建设
中得到了越来越多的应用。逆作法设计、施工过程中，需设置逆作法支撑构件作
为在地下室与基础施工完成前承载上部结构荷载的竖向结构构件。
对于框支剪力墙结构，当其转换层位置在三层楼面或三层楼面以下时，以转
换层楼面作为逆作法的分界面，可进一步缩短建筑工期，即：先完成转换层楼面
的施工，然后在转换层同时向上进行上部结构施工、向下进行下部结构施工。在
此应用场景下，逆作法支撑构件的上端部应伸至转换层并与转换梁连接；并且，
转换梁应采用型钢混凝土组合结构(包括钢箱梁和钢骨混凝土梁)，不仅满足建筑
空间及功能要求、更能进一步节省建筑工期以及降低转换层高支模的难度。
现有的逆作法施工中，逆作法支撑构件与型钢混凝土组合结构转换梁的连接
节点构造为：使用单根的圆形钢管柱作为逆作法支撑构件，使用型钢混凝土组合
结构梁作为转换梁，单根的圆形钢管柱通过环板或牛腿等方式与型钢混凝土组合
结构梁连接；其中，采用圆形钢管柱作为逆作法支撑构件具有受力简单明确、使
用成本经济的优点。
上述现有的连接节点应用于框支剪力墙结构部分逆作法施工时存在以下不
足：
第一，对框支剪力墙结构高层建筑来说，其上部结构的荷重较大，而由于作
为逆作法支撑构件的圆形钢管柱埋于框支剪力墙结构的剪力墙中，使得该圆形钢
管柱的管径受到剪力墙厚度的限制，单根的圆形钢管柱难以满足支撑高层建筑上
部结构荷重的要求，因此，现有的连接节点不适用于框支剪力墙结构高层建筑以
转换层楼面为分界面的逆作法施工；
第二，解决上述第一点不足的通常思路是把单根的圆形钢管柱替换为多根圆
形钢管柱，但由此又带来了新的问题：由于型钢混凝土组合结构转换梁的钢构件
截面较大，受到剪力墙厚度限制的圆形钢管柱截面则小而细，在采用现有技术的
环板或牛腿等连接方式的情况下，转换梁需要分别与多根圆形钢管柱进行连接，
使得该转换梁与逆作法支撑构件之间的连接十分不便，传力复杂、施工难度大，
连接可靠性低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种适用于框支剪力墙结构逆作法施工
的连接节点。
解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种适用于框支剪力墙结构逆作法施工的连接节点，所述框支剪力墙结构的
转换层位于三层或以下楼面并以转换层所在楼面为分界面进行逆作法施工；所述
连接节点包括所述框支剪力墙结构的转换梁和逆作法支撑构件，其中，所述逆作
法支撑构件用于在所述逆作法施工中承载所述框支剪力墙结构位于所述转换层
以上的上部结构荷载，其埋设在所述框支剪力墙结构的剪力墙中；
其特征在于：所述的逆作法支撑构件由转换构件和圆形钢管柱构件组成；圆
形钢管柱构件的下端设置在所述框支剪力墙结构的地下室下方钢筋混凝土基础
中、上端伸至接近所述转换层的位置；所述转换构件设有异形钢管柱、托板和竖
向加劲肋，托板设有适应于所述圆形钢管柱构件的通孔，托板通过通孔以水平放
置的方式套于所述圆形钢管柱构件之外并连接固定；异形钢管柱由多块钢板拼接
组成，并形成适应于所述圆形钢管柱构件的横截面形状，以及形成中空的下部内
腔和具有上部竖向传力肋板的上部内腔，其中，上部竖向传力肋板设置在所述上
部内腔的内壁之间并且其顶面与异形钢管柱的顶面平齐；异形钢管柱的下部内腔
套于所述圆形钢管柱构件之外并连接固定，使得异形钢管柱的底部坐落并固定在
所述托板的顶面上、上部竖向传力肋板的底部坐落并固定在所述圆形钢管柱构件
的顶面上；竖向加劲肋连接在所述托板与圆形钢管柱构件之间；所述转换梁采用
型钢混凝土组合结构，所述转换梁的型钢构件端面抵于所述异形钢管柱位于外侧
的钢板上并连接固定，其中所述转换梁的顶面与所述异形钢管柱的顶面平齐。
作为本发明的一种改进，所述的圆形钢管柱构件设有两根或以上圆形钢管
柱，每一根圆形钢管柱均竖向设置，各根圆形钢管柱沿所述剪力墙位于逆作法支
撑构件所埋部位的水平延伸方向间隔布置，相邻两根圆形钢管柱之间连接有钢管
柱连接板；所述异形钢管柱位于外侧的任意一块钢板至少与一根所述圆形钢管柱
连接固定。
为了增强圆形钢管柱构件的强度，作为本发明的一种改进，所述相邻两根圆
形钢管柱之间连接有两块或以上相互平行设置的钢管柱连接板。
作为上部竖向加劲肋的优选设置方式，所述圆形钢管柱构件的上部内腔对应
每一个所述相邻两根圆形钢管柱之间的间隔空间设有一块所述上部竖向传力肋
板，每一块所述上部竖向传力肋板均位于对应间隔空间的上方位置。
作为竖向加劲肋的优选设置方式，所述的竖向加劲肋为直角三角形肋板，每
一根所述圆形钢管柱对应一块与其连接固定的钢板设有一块所述直角三角形肋
板，每一块直角三角形肋板的两根直角边分别连接固定在所述托板的底面和对应
圆形钢管柱的周面上。
作为逆作法支撑构件埋设位置的举例之一，所述的逆作法支撑构件埋设在所
述剪力墙的转角部位，所述圆形钢管柱构件设有三根圆形钢管柱，其中一根圆形
钢管柱设置在所述剪力墙转角部位的角部位置，另外两根圆形钢管柱分别设置在
所述剪力墙转角部位位于角部位置两侧的墙面位置。
作为逆作法支撑构件埋设位置的举例之二，所述的逆作法支撑构件埋设在所
述剪力墙的墙面部位，所述圆形钢管柱构件设有两根圆形钢管柱，该两根圆形钢
管柱沿所述剪力墙墙面部位的延伸方向设置。
为了适应于转换梁的不同截面尺寸和连接位置，使得异形钢管柱位于外侧的
钢板具有合适尺寸的同时能够与圆形钢管柱构件可靠连接，作为本发明的一种改
进，所述的转换构件还设有下部竖向传力肋板，所述异形钢管柱位于外侧的任意
一块或多块钢板通过下部竖向传力肋板与所述圆形钢管柱构件连接固定。
作为本发明的优选实施方式，所述圆形钢管柱构件的顶面至转换梁的底面的
高度接近于所述转换梁梁高的1～2倍。
其中，所述托板与圆形钢管柱构件之间、所述异形钢管柱的下部内腔与所述
圆形钢管柱构件之间、所述竖向加劲肋与托板之间、所述竖向加劲肋与圆形钢管
柱构件之间、所述转换梁的型钢构件端部与异形钢管柱位于外侧的钢板之间、所
述圆形钢管柱与钢管柱连接板之间均焊接连接固定。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
第一，本发明通过将转换构件和圆形钢管柱构件组成逆作法支撑构件，能够
在保持采用圆形钢管柱组成圆形钢管柱构件而具有受力简单明确、使用成本经济
优点的基础上，通过转换构件对圆形钢管柱构件的上部进行有效转换，一方面使
得框支剪力墙结构的上部结构荷载能够通过转换构件可靠的传导至圆形钢管柱
构件，另一方面使得大截面面积的转换梁型钢构件能够与转换构件的平面钢板更
为方便的进行连接并且传力简单，有效的降低了两者的连接难度、提高了两者的
连接可靠性；
并且，由平面钢板组成的转换构件埋设在剪力墙中能够有效提高剪力墙的抗
弯抗剪承载力；而转换梁采用型钢混凝土组合结构，则不仅能够满足建筑空间及
功能要求、更能进一步节省建筑工期以及降低转换层高支模的难度；
第二，本发明通过将多根圆形钢管柱用钢管柱连接板连接形成圆形钢管柱构
件，从在每一根圆形钢管柱因埋于剪力墙中而管径受限的情况下，通过多根圆形
钢管柱提高逆作法支撑构件对框支剪力墙结构上部结构荷载的负荷能力，并通过
将各根圆形钢管柱沿剪力墙位于逆作法支撑构件所埋部位的水平延伸方向间隔
布置来适应剪力墙在不同位置的水平延伸方式，而转换构件的设计又能适应于圆
形钢管柱构件的这种设置方式，因此，本发明的连接节点对框支剪力墙结构上部
结构荷载的负荷能力强，能够适用于框支剪力墙结构高层建筑的逆作法施工；
第三，本发明的连接节点能够采用焊接拼接连接的方式现场完成，进一步缩
短了框支剪力墙逆作法施工工期，提高了施工质量；
综上所述，本发明的连接节点能够适用于以转换层楼面作为逆作法分界面的
框支剪力墙结构逆作法施工，具有可靠性高、对上部结构荷载的负荷能力强、施
工方便快捷的优点。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
图1-1为本发明的转换节点的立体结构示意图；
图1-2为本发明实施例一的转换节点带有圆形钢管柱构件透视结构的立体结
构示意图；
图2为本发明实施例一的转换节点中转换构件不与圆形钢管柱构件重合部
位(即图1-2的A位置)的剖视图；
图3为本发明实施例一的转换节点中转换构件与圆形钢管柱构件重合部位
以下(即图1-2的B位置以下)的立体结构示意图；
图4为本发明实施例一的转换节点中转换构件与圆形钢管柱构件重合部位
(即图1-2的B位置)的剖视图；
图5为本发明实施例一的转换节点中托板的平面结构示意图；
图6为本发明实施例一的转换节点在框支剪力墙结构中的竖向位置示意图；
图7为本发明实施例一的转换节点在框支剪力墙结构中的平面位置示意图；
图8为本发明实施例二的转换节点中转换构件与圆形钢管柱构件重合部位
的剖视图；
图9-1为本发明实施例三的转换节点中转换构件与圆形钢管柱构件重合部位
的剖视图之一；
图9-2为本发明实施例三的转换节点中转换构件与圆形钢管柱构件重合部位
的剖视图之二；
图9-3为本发明实施例三的转换节点中转换构件与圆形钢管柱构件重合部位
的剖视图之三；
图9-4为本发明实施例三的转换节点中转换构件与圆形钢管柱构件重合部位
的剖视图之四。
具体实施方式
实施例一
如图1-1至图7所示，本发明的连接节点适用于框支剪力墙结构逆作法施工，
其包括框支剪力墙结构的转换梁100和逆作法支撑构件。其中，本实施例一所应
用的框支剪力墙结构的转换层6位于三层或以下楼面并以转换层6所在楼面为分
界面进行逆作法施工；逆作法支撑构件由转换构件200和圆形钢管柱构件300
组成，用于在逆作法施工中承载框支剪力墙结构位于转换层6以上的上部结构5
荷载；并且，逆作法支撑构件埋设在框支剪力墙结构的剪力墙4中，剪力墙4
的混凝土浇筑包覆在圆形钢管柱构件300和转换构件200之外并浇灌入圆形钢管
柱构件300和转换构件200的内腔中。
本实施例一中，逆作法支撑构件埋设在剪力墙4的转角部位。
上述圆形钢管柱构件300的下端设置在框支剪力墙结构的地下室7下方钢筋
混凝土基础8中、上端伸至接近转换层6的位置，其设有三根竖向设置的圆形钢
管柱310，其中一根圆形钢管柱310设置在剪力墙4转角部位的角部位置，另外
两根圆形钢管柱310分别设置在剪力墙4转角部位位于角部位置两侧的墙面位
置，相邻两根圆形钢管柱310之间焊接连接有钢管柱连接板320。其中，圆形钢
管柱构件300的顶面至转换梁100的底面102的高度优选为接近于转换梁100
梁高的1～2倍。
上述转换构件200设有异形钢管柱210、托板220和竖向加劲肋230。托板
220设有适应于圆形钢管柱构件300的通孔221，托板220通过通孔221以水平
放置的方式套于圆形钢管柱构件300之外并焊接连接固定。异形钢管柱210由多
块钢板拼接组成，并形成适应于圆形钢管柱构件300的横截面形状，以及形成中
空的下部内腔213和具有上部竖向传力肋板211的上部内腔212，其中，上部竖
向传力肋板211设置在上部内腔212的内壁之间并且其顶面与异形钢管柱210的
顶面平齐，圆形钢管柱构件300的上部内腔212对应每一个相邻两根圆形钢管柱
310之间的间隔空间设有一块上部竖向传力肋板211。异形钢管柱210的下部内
腔213套于圆形钢管柱构件300之外并焊接连接固定，使得异形钢管柱210的底
部坐落并固定在托板220的顶面上，并使得每一块上部竖向传力肋板211均位于
对应间隔空间的上方位置、其底部坐落并焊接固定在对应钢管柱连接板320的顶
面上；其中，转换构件200与圆形钢管柱构件300的重叠高度应根据上部结构5
荷载的大小计算确定。竖向加劲肋230为直角三角形肋板，每一根圆形钢管柱
310对应一块与其连接固定的钢板设有一块直角三角形肋板，每一块直角三角形
肋板的两根直角边分别焊接连接固定在托板220的底面和对应圆形钢管柱310
的周面上，以使得框支剪力墙结构的上部结构5荷载能够通过转换构件200更可
靠的传导至圆形钢管柱构件300。
上述转换梁100采用型钢混凝土组合结构(包括钢箱梁和钢骨混凝土梁)，
转换梁100的型钢构件端面抵于异形钢管柱210位于外侧的钢板上并焊接连接固
定，其中转换梁100的顶面101与异形钢管柱210的顶面平齐。其中，异形钢管
柱210与转换梁100连接的钢板宽度和高度均应不小于转换梁100型钢构件端面
的宽度和高度。
实施例二
如图8所示，本发明实施例二的连接节点与实施例一基本相同，它们的区别
在于：本实施例二中，逆作法支撑构件埋设在剪力墙4的墙面部位，圆形钢管柱
构件300设有两根竖向设置的圆形钢管柱310，该两根圆形钢管柱310沿剪力墙
4墙面部位的延伸方向设置；并且，为了增强相邻两根圆形钢管柱310之间的连
接强度，相邻两根圆形钢管柱310之间连接有两块相互平行设置的钢管柱连接板
320。
实施例三
本发明实施例三的连接节点在上述实施例一和实施例二所述结构的基础上，
为了适应于转换梁100的不同截面尺寸和连接位置，使得异形钢管柱210位于外
侧的钢板具有合适尺寸的同时能够与圆形钢管柱构件300可靠连接(特别是在条
件许可的情况下异形钢管柱210与转换梁100连接的钢板应适当增加宽度以方便
施焊)，本发明的连接节点还可以采取以下结构改进：转换构件200还设有下部
竖向传力肋板240，异形钢管柱210位于外侧的任意一块或多块钢板通过下部竖
向传力肋板240与圆形钢管柱构件300焊接连接固定。图9-1至图9-4示出了本
实施例三的四种实施方式举例。
本发明不局限于上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术
知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出
其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本发明的保护范围之中。
按照本发明的发明构思，连接节点的其它形式举例如下：
第一，依据逆作法支撑构件埋设位置处剪力墙4的水平延伸方向以及逆作法
支撑构件所需要支撑的上部结构5荷载大小，本发明的圆形钢管柱构件300可设
置两根或以上圆形钢管柱310，每一根圆形钢管柱310均竖向设置，各根圆形钢
管柱310沿剪力墙4位于逆作法支撑构件所埋部位的水平延伸方向间隔布置。
第二，依据圆形钢管柱310之间的连接强度需求，相邻两根圆形钢管柱310
之间焊接可以连接两块或以上相互平行设置的钢管柱连接板320；异形钢管柱
210位于外侧的任意一块钢板至少与一根圆形钢管柱310焊接连接固定，以确保
异形钢管柱210与圆形钢管柱构件300之间的可靠连接。
第三，竖向加劲肋230还可依据上部结构5荷载的计算按公知的其它竖向加
劲肋设置方式连接在托板220与圆形钢管柱构件300之间。
第四，托板220与圆形钢管柱构件300之间、异形钢管柱210的下部内腔
213与圆形钢管柱构件300之间、竖向加劲肋230与托板220之间、竖向加劲肋
230与圆形钢管柱构件300之间、转换梁100的型钢构件端部与异形钢管柱210
位于外侧的钢板之间、圆形钢管柱310与钢管柱连接板320之间除了焊接连接方
式，还可采用其它公知的钢构件连接方式进行连接固定。