现场装配式外伸臂组合节点.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201110318314.2

申请日:

2011.10.19

公开号:

CN102425237A

公开日:

2012.04.25

当前法律状态:

驳回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):E04B 1/58申请公布日:20120425|||实质审查的生效IPC(主分类):E04B 1/58申请日:20111019|||公开

IPC分类号:

E04B1/58

主分类号:

E04B1/58

申请人:

沈阳建筑大学

发明人:

张延年; 郑怡; 汪青杰

地址:

110168 辽宁省沈阳市浑南新区浑南东路9号沈阳建筑大学

优先权:

专利代理机构:

沈阳杰克知识产权代理有限公司 21207

代理人:

李宇彤

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内容摘要

本发明提供一种现场装配式外伸臂组合节点,适应现代工程结构向大跨、高耸、重载发展和承受恶劣条件的需要.是由钢管混凝土柱、外伸臂H型钢梁安装板、外伸臂外垫板、H型钢梁等组成。将2个外伸臂H型钢梁安装板焊接于钢管混凝土柱上,根据中框架中柱、中框架边柱、边框架中柱和边框架边柱不同节点形式分别选用十字型节点外伸臂H型钢梁安装板、T型节点外伸臂H型钢梁安装板、一字型节点外伸臂H型钢梁安装板、L型节点外伸臂H型钢梁安装板。H型钢梁采用现场装配。本发明的效果和优点是,不仅具有承载力高、塑性和韧性好、施工方便、耐火性能较好、经济效果好等特点,而且节点美观、安全,符合现代施工技术工业化的要求。

权利要求书

1: 一种现场装配式外伸臂组合节点, 是由钢管混凝土柱 (1) 、 外伸臂 H 型钢梁安装板 (2) 、 为外伸臂外垫板 (3) 、 H 型钢梁 (4) 、 M20 高强螺栓 (5) 、 H 型钢梁内垫板 (6) 、 十字型节点 外伸臂 H 型钢梁安装板 (7) 、 T 型节点外伸臂 H 型钢梁安装板 (8) 、 一字型节点外伸臂 H 型钢 梁安装板 (9) 、 L 型节点外伸臂 H 型钢梁安装板 (10) 组成, 其特征在于 : 将 2 个外伸臂 H 型 钢梁安装板 (2) 焊接于钢管混凝土柱 (1) 上, 根据中框架中柱、 中框架边柱、 边框架中柱和 边框架边柱不同节点形式分别选用十字型节点外伸臂 H 型钢梁安装板 (7) 、 T 型节点外伸臂 H 型钢梁安装板 (8) 、 一字型节点外伸臂 H 型钢梁安装板 (9) 、 L 型节点外伸臂 H 型钢梁安装 板 (10) 。
2: 根据权利要求 1 所述的一种现场装配式外伸臂组合节点, 其特征在于 : H 型钢梁采用 现场装配, 置于 2 个外伸臂 H 型钢梁安装板之间, 采用高强螺栓连接, 在 H 型钢梁 (4) 内侧 设置 H 型钢梁内垫板, 在外伸臂 H 型钢梁安装板 (2) 外侧设置外伸臂外垫板 (3) 。

说明书


现场装配式外伸臂组合节点

    技术领域 本发明涉及一种建筑结构新型节点, 特别是涉及一种钢管混凝土柱型钢梁组合结 构用的现场装配式外伸臂组合节点。
     背景技术 钢管混凝土利用钢管和混凝土两种材料在受力过程中的相互作用, 即钢管对混凝 土的约束作用使混凝土处于复杂应力状态, 从而使混凝土的强度得以提高, 塑性和韧性性 能大为改善。同时, 由于混凝土的存在可以避免或延缓钢管发生局部屈曲, 可保证其材料 性能的充分发挥, 另外, 在钢管混凝土的施工过程中, 钢管还可作为浇灌其核心混凝土的模 板, 与钢筋混凝土相比, 可节省模板费用, 加快施工速度。总之, 通过钢管和混凝土组合而 成为钢管混凝土, 不仅可以弥补两种材料各自的缺点, 而且能够充分发挥二者的优点。钢 管混凝土的经济效果好, 大量工程实际经验表明, 采用钢管混凝土的承压构件比普通钢筋 混凝土承压构件可节约混凝土 50%, 减轻自重 50% 左右, 钢材用量却略高或约相等。和钢结 构相比, 可节约钢材 50% 左右。节约了材料, 降低了基础造价 ; 此外钢管混凝土的防火防锈 费用也低于钢结构 ; 在日本, 一些科研人员还将钢管混凝土作为一种可再利用结构进行研 究, 认为该种结构材料可作为绿色环保材料加以广泛深远的利用。这种材料的无污染可再 利用的特点也正迎合了我国的可持续发展的战略目标。钢管混凝土结构具有承载力高、 塑 性和韧性好、 施工方便、 耐火性能较好、 经济效果好等特点, 能适应现代工程结构向大跨、 高 耸、 重载发展和承受恶劣条件的需要, 符合现代施工技术工业化的要求, 因而正被越来越广 泛地应用于设备构架柱、 各种支架、 栈桥柱、 地铁站台柱、 送变电杆塔、 桁架压杆、 桩、 空间结 构、 高层和超高层建筑以及桥梁结构中, 取得了良好的经济效益和社会效益。
     梁柱节点是框架结构中最为核心的部分, 在框架结构中起传递内力、 分配内力以 及保证结构整体性的作用, 若节点设计不合理, 将影响整个结构的稳定性能和使用性能, 所 以简单合理的节点设计和传力机理将更为有效地推动这种新型结构的发展。 根据节点设计 的原则和连接力的传递形式, 目前的节点形式大致有 : 加强环式节点, 钢筋贯通式节点, 锚 定板式节点, 十字板式节点, 钢筋环绕式节点, 劲性环梁节点, 单双梁式节点, 抗剪环环梁节 点, 无梁楼盖板柱节点。目前节点的最大问题就是设计合理性与应用合理性不能两全。有 些节点刚度不够无法形成刚接节点 ; 有些节点采用内部穿心部件, 影响施工速度, 也很难保 证混凝土浇筑质量 ; 有些节点刚度较大, 但由于种种原因造成节点构造复杂, 难于施工 ; 有 些节点构造复杂, 导致传力路径不明确, 同时也给施工带来了困难 ; 有些节点整体性能好, 但浪费钢材、 施工复杂 ; 一些节点现场焊接工作量大, 施工复杂, 造价高, 而且很难保证焊缝 质量, 节点问题已经严重制约着该结构体系发展。
     发明内容
     本发明的目的在于提供一种现场装配式外伸臂组合节点, 主要为了开发一种整体 性好、 传力明确、 构造简单、 安全可靠、 节约材料和施工方便的组合结构节点。梁柱节点作为建筑结构的一个关键环节, 将直接决定一种新型的建筑结构形式在实际工程中应用的可 行性。其中传力方式和施工工艺应该是节点设计的两个最重要环节, 一种好的节点形式应 该在这两个环节上具有良好的统一。逆作法中钢管内的混凝土有必要先浇注, 对需穿过钢 管混凝土的节点结构形式的施工带来很大不便, 且对已承受荷载的钢管混凝土需要进行破 坏, 不利于结构。本发明旨在开发一种便于施工且具有良好抗震性能的节点结构形式。
     本项发明采用的技术方案是 : 现场装配式外伸臂组合节点主要由钢管混凝土柱、 外伸臂 H 型钢梁安装板、 为外伸臂外垫板、 H 型钢梁、 M20 高强螺栓、 H 型钢梁内垫板、 十字型 节点外伸臂 H 型钢梁安装板、 T 型节点外伸臂 H 型钢梁安装板、 一字型节点外伸臂 H 型钢梁 安装板、 L 型节点外伸臂 H 型钢梁安装板等组成。其特征在于 : 将 2 个外伸臂 H 型钢梁安装 板提前焊接于钢管混凝土柱, 根据中框架中柱、 中框架边柱、 边框架中柱和边框架边柱等不 同节点形式分别选用十字型节点外伸臂 H 型钢梁安装板、 T 型节点外伸臂 H 型钢梁安装板、 一字型节点外伸臂 H 型钢梁安装板、 L 型节点外伸臂 H 型钢梁安装板。H 型钢梁采用现场装 配, 置于 2 个外伸臂 H 型钢梁安装板之间, 采用 M20 高强螺栓连接, 在 H 型钢梁内侧设置 H 型钢梁内垫板, 在外伸臂 H 型钢梁安装板外侧设置外伸臂外垫板。
     本发明的优点是 : 现场装配式外伸臂组合节点, 不仅具有承载力高、 塑性和韧性 好、 施工方便、 耐火性能较好、 经济效果好等特点, 施工速度快, 降低了人工费、 机械费、 管理 费等优点, 节点美观、 安全。 能适应现代工程结构向大跨、 高耸、 重载发展和承受恶劣条件的 需要, 符合现代施工技术工业化的要求。 附图说明 图 1 为外伸臂装配式组合节点平面示意图。
     图 2 为外伸臂装配式组合节点立面示意图。
     图 3 为十字型节点外伸臂 H 型钢梁安装板示意图。
     图 4 为 T 型节点外伸臂 H 型钢梁安装板示意图。
     图 5 为一字型节点外伸臂 H 型钢梁安装板示意图。
     图 6 为 L 型节点外伸臂 H 型钢梁安装板示意图。
     图中 : 1 为钢管混凝土柱、 2 为外伸臂 H 型钢梁安装板、 3 为外伸臂外垫板、 4为H型 钢梁、 5 为 M20 高强螺栓、 6 为 H 型钢梁内垫板、 7 为十字型节点外伸臂 H 型钢梁安装板、 8为 T 型节点外伸臂 H 型钢梁安装板、 9 为一字型节点外伸臂 H 型钢梁安装板、 10 为 L 型节点外 伸臂 H 型钢梁安装板。
     具体实施方式
     下面结合技术方案和参照附图对本发明进行详细说明。
     本发明提出的现场装配式外伸臂组合节点如图 1~ 图 6 所示。
     整个装置主要由钢管混凝土柱 1、 外伸臂 H 型钢梁安装板 2、 为外伸臂外垫板 3、 H 型钢梁 4、 M20 高强螺栓 5、 H 型钢梁内垫板 6、 十字型节点外伸臂 H 型钢梁安装板 7、 T 型节 点外伸臂 H 型钢梁安装板 8、 一字型节点外伸臂 H 型钢梁安装板 9、 L 型节点外伸臂 H 型钢 梁安装板 10 等组成。
     根据中框架中柱、 中框架边柱、 边框架中柱和边框架边柱等不同节点形式分别制作十字型节点外伸臂 H 型钢梁安装板 7、 T 型节点外伸臂 H 型钢梁安装板 8、 一字型节点外 伸臂 H 型钢梁安装板 9、 L 型节点外伸臂 H 型钢梁安装板 10。将 2 个外伸臂 H 型钢梁安装 板提前焊接于钢管混凝土柱 1, H 型钢梁采用现场装配, 置于 2 个外伸臂 H 型钢梁安装板之 间, 在 H 型钢梁 4 内侧设置 H 型钢梁内垫板, 在外伸臂 H 型钢梁安装板 2 外侧设置外伸臂外 垫板 3, 采用 M20 高强螺栓连接。

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资源描述

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1、10申请公布号CN102425237A43申请公布日20120425CN102425237ACN102425237A21申请号201110318314222申请日20111019E04B1/5820060171申请人沈阳建筑大学地址110168辽宁省沈阳市浑南新区浑南东路9号沈阳建筑大学72发明人张延年郑怡汪青杰74专利代理机构沈阳杰克知识产权代理有限公司21207代理人李宇彤54发明名称现场装配式外伸臂组合节点57摘要本发明提供一种现场装配式外伸臂组合节点,适应现代工程结构向大跨、高耸、重载发展和承受恶劣条件的需要是由钢管混凝土柱、外伸臂H型钢梁安装板、外伸臂外垫板、H型钢梁等组成。将2个外。

2、伸臂H型钢梁安装板焊接于钢管混凝土柱上,根据中框架中柱、中框架边柱、边框架中柱和边框架边柱不同节点形式分别选用十字型节点外伸臂H型钢梁安装板、T型节点外伸臂H型钢梁安装板、一字型节点外伸臂H型钢梁安装板、L型节点外伸臂H型钢梁安装板。H型钢梁采用现场装配。本发明的效果和优点是,不仅具有承载力高、塑性和韧性好、施工方便、耐火性能较好、经济效果好等特点,而且节点美观、安全,符合现代施工技术工业化的要求。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图2页CN102425244A1/1页21一种现场装配式外伸臂组合节点,是由钢管混凝土柱(1)、外伸臂H型钢梁。

3、安装板(2)、为外伸臂外垫板(3)、H型钢梁(4)、M20高强螺栓(5)、H型钢梁内垫板(6)、十字型节点外伸臂H型钢梁安装板(7)、T型节点外伸臂H型钢梁安装板(8)、一字型节点外伸臂H型钢梁安装板(9)、L型节点外伸臂H型钢梁安装板(10)组成,其特征在于将2个外伸臂H型钢梁安装板(2)焊接于钢管混凝土柱(1)上,根据中框架中柱、中框架边柱、边框架中柱和边框架边柱不同节点形式分别选用十字型节点外伸臂H型钢梁安装板(7)、T型节点外伸臂H型钢梁安装板(8)、一字型节点外伸臂H型钢梁安装板(9)、L型节点外伸臂H型钢梁安装板(10)。2根据权利要求1所述的一种现场装配式外伸臂组合节点,其特征在。

4、于H型钢梁采用现场装配,置于2个外伸臂H型钢梁安装板之间,采用高强螺栓连接,在H型钢梁(4)内侧设置H型钢梁内垫板,在外伸臂H型钢梁安装板(2)外侧设置外伸臂外垫板(3)。权利要求书CN102425237ACN102425244A1/3页3现场装配式外伸臂组合节点技术领域0001本发明涉及一种建筑结构新型节点,特别是涉及一种钢管混凝土柱型钢梁组合结构用的现场装配式外伸臂组合节点。背景技术0002钢管混凝土利用钢管和混凝土两种材料在受力过程中的相互作用,即钢管对混凝土的约束作用使混凝土处于复杂应力状态,从而使混凝土的强度得以提高,塑性和韧性性能大为改善。同时,由于混凝土的存在可以避免或延缓钢管发。

5、生局部屈曲,可保证其材料性能的充分发挥,另外,在钢管混凝土的施工过程中,钢管还可作为浇灌其核心混凝土的模板,与钢筋混凝土相比,可节省模板费用,加快施工速度。总之,通过钢管和混凝土组合而成为钢管混凝土,不仅可以弥补两种材料各自的缺点,而且能够充分发挥二者的优点。钢管混凝土的经济效果好,大量工程实际经验表明,采用钢管混凝土的承压构件比普通钢筋混凝土承压构件可节约混凝土50,减轻自重50左右,钢材用量却略高或约相等。和钢结构相比,可节约钢材50左右。节约了材料,降低了基础造价;此外钢管混凝土的防火防锈费用也低于钢结构;在日本,一些科研人员还将钢管混凝土作为一种可再利用结构进行研究,认为该种结构材料可。

6、作为绿色环保材料加以广泛深远的利用。这种材料的无污染可再利用的特点也正迎合了我国的可持续发展的战略目标。钢管混凝土结构具有承载力高、塑性和韧性好、施工方便、耐火性能较好、经济效果好等特点,能适应现代工程结构向大跨、高耸、重载发展和承受恶劣条件的需要,符合现代施工技术工业化的要求,因而正被越来越广泛地应用于设备构架柱、各种支架、栈桥柱、地铁站台柱、送变电杆塔、桁架压杆、桩、空间结构、高层和超高层建筑以及桥梁结构中,取得了良好的经济效益和社会效益。0003梁柱节点是框架结构中最为核心的部分,在框架结构中起传递内力、分配内力以及保证结构整体性的作用,若节点设计不合理,将影响整个结构的稳定性能和使用性。

7、能,所以简单合理的节点设计和传力机理将更为有效地推动这种新型结构的发展。根据节点设计的原则和连接力的传递形式,目前的节点形式大致有加强环式节点,钢筋贯通式节点,锚定板式节点,十字板式节点,钢筋环绕式节点,劲性环梁节点,单双梁式节点,抗剪环环梁节点,无梁楼盖板柱节点。目前节点的最大问题就是设计合理性与应用合理性不能两全。有些节点刚度不够无法形成刚接节点;有些节点采用内部穿心部件,影响施工速度,也很难保证混凝土浇筑质量;有些节点刚度较大,但由于种种原因造成节点构造复杂,难于施工;有些节点构造复杂,导致传力路径不明确,同时也给施工带来了困难;有些节点整体性能好,但浪费钢材、施工复杂;一些节点现场焊接。

8、工作量大,施工复杂,造价高,而且很难保证焊缝质量,节点问题已经严重制约着该结构体系发展。发明内容0004本发明的目的在于提供一种现场装配式外伸臂组合节点,主要为了开发一种整体性好、传力明确、构造简单、安全可靠、节约材料和施工方便的组合结构节点。梁柱节点作说明书CN102425237ACN102425244A2/3页4为建筑结构的一个关键环节,将直接决定一种新型的建筑结构形式在实际工程中应用的可行性。其中传力方式和施工工艺应该是节点设计的两个最重要环节,一种好的节点形式应该在这两个环节上具有良好的统一。逆作法中钢管内的混凝土有必要先浇注,对需穿过钢管混凝土的节点结构形式的施工带来很大不便,且对已。

9、承受荷载的钢管混凝土需要进行破坏,不利于结构。本发明旨在开发一种便于施工且具有良好抗震性能的节点结构形式。0005本项发明采用的技术方案是现场装配式外伸臂组合节点主要由钢管混凝土柱、外伸臂H型钢梁安装板、为外伸臂外垫板、H型钢梁、M20高强螺栓、H型钢梁内垫板、十字型节点外伸臂H型钢梁安装板、T型节点外伸臂H型钢梁安装板、一字型节点外伸臂H型钢梁安装板、L型节点外伸臂H型钢梁安装板等组成。其特征在于将2个外伸臂H型钢梁安装板提前焊接于钢管混凝土柱,根据中框架中柱、中框架边柱、边框架中柱和边框架边柱等不同节点形式分别选用十字型节点外伸臂H型钢梁安装板、T型节点外伸臂H型钢梁安装板、一字型节点外伸。

10、臂H型钢梁安装板、L型节点外伸臂H型钢梁安装板。H型钢梁采用现场装配,置于2个外伸臂H型钢梁安装板之间,采用M20高强螺栓连接,在H型钢梁内侧设置H型钢梁内垫板,在外伸臂H型钢梁安装板外侧设置外伸臂外垫板。0006本发明的优点是现场装配式外伸臂组合节点,不仅具有承载力高、塑性和韧性好、施工方便、耐火性能较好、经济效果好等特点,施工速度快,降低了人工费、机械费、管理费等优点,节点美观、安全。能适应现代工程结构向大跨、高耸、重载发展和承受恶劣条件的需要,符合现代施工技术工业化的要求。附图说明0007图1为外伸臂装配式组合节点平面示意图。0008图2为外伸臂装配式组合节点立面示意图。0009图3为十。

11、字型节点外伸臂H型钢梁安装板示意图。0010图4为T型节点外伸臂H型钢梁安装板示意图。0011图5为一字型节点外伸臂H型钢梁安装板示意图。0012图6为L型节点外伸臂H型钢梁安装板示意图。0013图中1为钢管混凝土柱、2为外伸臂H型钢梁安装板、3为外伸臂外垫板、4为H型钢梁、5为M20高强螺栓、6为H型钢梁内垫板、7为十字型节点外伸臂H型钢梁安装板、8为T型节点外伸臂H型钢梁安装板、9为一字型节点外伸臂H型钢梁安装板、10为L型节点外伸臂H型钢梁安装板。具体实施方式0014下面结合技术方案和参照附图对本发明进行详细说明。0015本发明提出的现场装配式外伸臂组合节点如图1图6所示。0016整个装。

12、置主要由钢管混凝土柱1、外伸臂H型钢梁安装板2、为外伸臂外垫板3、H型钢梁4、M20高强螺栓5、H型钢梁内垫板6、十字型节点外伸臂H型钢梁安装板7、T型节点外伸臂H型钢梁安装板8、一字型节点外伸臂H型钢梁安装板9、L型节点外伸臂H型钢梁安装板10等组成。0017根据中框架中柱、中框架边柱、边框架中柱和边框架边柱等不同节点形式分别制说明书CN102425237ACN102425244A3/3页5作十字型节点外伸臂H型钢梁安装板7、T型节点外伸臂H型钢梁安装板8、一字型节点外伸臂H型钢梁安装板9、L型节点外伸臂H型钢梁安装板10。将2个外伸臂H型钢梁安装板提前焊接于钢管混凝土柱1,H型钢梁采用现场装配,置于2个外伸臂H型钢梁安装板之间,在H型钢梁4内侧设置H型钢梁内垫板,在外伸臂H型钢梁安装板2外侧设置外伸臂外垫板3,采用M20高强螺栓连接。说明书CN102425237ACN102425244A1/2页6图1图2图3说明书附图CN102425237ACN102425244A2/2页7图4图5图6说明书附图CN102425237A。

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