一種裝配式圓形鋼管套管纖維混凝土柱連接節點及安裝方法與流程

本發明涉及結構工程技術領域，具體而言，涉及一種裝配式圓形鋼管套管纖維混凝土柱連接節點及安裝方法。

背景技術：

由于我國的鋼材產量過剩，國家大力支持裝配式鋼結構建筑，高強鋼開始廣泛應用于建筑結構中，它有利于我國建筑工業化的發展，提高生產效率節約能源，發展綠色環保建筑，并且有利于提高和保證建筑工程質量。裝配式鋼結構建筑有利于綠色施工，因為裝配式施工更能符合綠色施工的節地、節能、節材、節水和環境保護等要求，降低對環境的負面影響，遵循可持續發展的原則。

使用高強鋼設計的普通圓形鋼管混凝土或型鋼混凝土結構，在產生較大變形時，與高強鋼管或型鋼結合的混凝土會產生開裂現象，隨后鋼管或型鋼發生局部屈曲并導致結構破壞。然而采用高強鋼設計的圓形鋼管套管纖維混凝土柱，內外圓形鋼管與內填纖維混凝土接觸面積大，結合緊密，具有更好的整體性，并且由于內外鋼管與內填纖維混凝土之間的相互作用(內填纖維混凝土的極限應變增大，內外圓鋼管的局部屈曲受限制)，使得采用高強鋼設計的圓形鋼管套管纖維混凝土柱的抗變形能力和承載力明顯提高。

但是，對于普通圓形鋼管混凝土或型鋼混凝土結構，由于需要滿足結構整體性的要求，因此在構件的連接處需要較復雜的工藝，以保證構件連接節點的可靠度，這就給裝配式鋼結構的施工帶來了一定的不便。通常情況下，高強度鋼材對焊接質量的要求以及焊接的技術難度要遠遠高于普通鋼材。在實際工程中，鋼管之間的焊接往往在施工現場完成。這就造成焊縫的焊接質量受現場的施工環境和作業人員技術水平的影響，不能完全保證焊接的質量，對結構的穩定性和可靠度有不利的影響，并且由于施工中存在現場焊接環節，延長了施工時間的同時也提高了工程造價。

技術實現要素：

本發明的主要目的在于提供一種裝配式圓形鋼管套管纖維混凝土柱連接節點，以解決現有技術中圓形鋼管套管纖維混凝土柱連接節點由于焊接質量問題帶來的結構穩定性和可靠度不高的問題。

為了實現上述目的，本發明采用以下的技術方案：

一種裝配式圓形鋼管套管纖維混凝土柱連接節點，包括外包高強圓形鋼管、內套高強圓形鋼管和圓形套管轉換分隔板，內套高強圓形鋼管位于外包高強圓形鋼管內且與外包高強圓形鋼管同心，外包高強圓形鋼管和內套高強圓形鋼管的兩端均設置有楔形連接齒，楔形連接齒沿圓周非連續均布，圓形套管轉換分隔板包括圓板，圓板中心位置設置有中心通孔，圓板上下兩面均設置有豎向隔板，豎向隔板的分布與楔形連接齒的分布相對應，豎向隔板包括內外兩組，每組包括至少一塊豎向隔板，豎向隔板上設置有與楔形連接齒匹配的楔形滑槽，內組豎向隔板與內套高強圓形鋼管相配合，外組豎向隔板與外包高強圓形鋼管相配合，鋼管套管與圓形套管轉換分隔板通過楔形連接齒與楔形滑槽相配合實現固定連接。

進一步的，楔形連接齒設置于鋼管內側和外側；

進一步的，每組豎向隔板包括兩塊，兩塊豎向隔板的相對面上設置有楔形連接齒匹配的楔形滑槽；

進一步的，圓形套管轉換分隔板上還設置有月牙形通孔，用于澆筑混凝土；

進一步的，楔形連接齒沿圓周均布兩組或三組；

進一步的，外包高強圓形鋼管外側焊接有外加強環，外加強環通過焊接或螺栓連接的方式與鋼梁連接。

上述裝配式圓形鋼管套管鋼筋混凝土連接節點的安裝方法，包括以下步驟:

第一步：外包高強圓形鋼管和內套高強圓形鋼管兩端焊接好楔形連接齒；

第二步：將內套高強圓形鋼管上的楔形連接齒放置于兩塊豎向隔板之間的空缺處，使楔形連接齒與楔形滑槽對準，然后將內套高強圓形鋼管旋轉，使楔形連接齒卡入楔形滑槽中；

第三步：將外包高強圓形鋼管上的楔形連接齒放置于兩塊豎向隔板之間的空缺處，使楔形連接齒與楔形滑槽對準，然后將內套高強圓形鋼管旋轉，使楔形連接齒卡入楔形滑槽中；

第四步：在外包高強圓形鋼管和內套高強圓形鋼管內部通過中心通孔和月牙形通孔澆灌纖維混凝土；

第五步：將加強外環焊接在外包高強圓形鋼管外側；

第六步：將鋼梁連接在加強外環上。

本發明具有以下有益效果：

(1)本發明的這種節點形式避免了高強圓形鋼管之間的現場焊接，提高了節點的可靠性；

(2)整個節點的鋼材部位，全部工廠制作，現場裝配，現場澆筑混凝土，最大限度地降低了現場施工對質量的影響；

(3)節點上下鋼管柱截面改變可以通過調整圓形套管轉換分隔板上豎向隔板的間距來調整，不僅適用于同截面柱之間的連接，還適用于變截面柱的連接。

附圖說明

圖1是本發明結構示意圖；

圖2是本發明的圓形鋼管套管纖維混凝土柱端部結構示意圖；

圖3是圖1中A處局部放大圖；

圖4是本發明的圓形套管轉換分隔板平面結構示意圖；

圖5是本發明的圓形套管轉換分隔板立體結構示意圖；

圖6是本發明實施例1豎向隔板分布示意圖；

圖7是本發明實施例2豎向隔板分布示意圖；

其中，上述附圖包括以下附圖標記：1、外包高強圓形鋼管；2、內套高強圓形鋼管；3、楔形連接齒；4、圓形套管轉換分隔板；5、圓板；6、豎向隔板；7、楔形滑槽；8、中心通孔；9、月牙形通孔；10、外加強環；11、鋼梁。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明。

實施例1

如圖1所示，本發明的裝配式圓形鋼管套管纖維混凝土柱連接節點，包括外包高強圓形鋼管1、內套高強圓形鋼管2和圓形套管轉換分隔板4，內套高強圓形鋼管位于外包高強圓形鋼管內且與外包高強圓形鋼管同心，上下兩個鋼管套管纖維混凝土柱之間通過圓形套管轉換分隔板連接，外包高強圓形鋼管外側焊接有外加強環10，外加強環通過焊接或螺栓連接的方式與鋼梁11連接。

如圖2所示外包高強圓形鋼管和內套高強圓形鋼管的兩端均設置有楔形連接齒3，楔形連接齒焊接在鋼管端部，楔形連接齒沿圓周非連續均布，如圖6所示，每個鋼管側壁上的楔形連接齒有三組，每組楔形連接齒的圓心角為60度，每組楔形連接齒之間間隔角度為60度；

如圖4和圖5所示，圓形套管轉換分隔板包括圓板5，圓板上設置有中心通孔8和月牙形通孔9，圓板上下兩面均設置有豎向隔板6，豎向隔板包括內外兩組，每組包括至少一塊豎向隔板，豎向隔板上設置有與楔形連接齒匹配的楔形滑槽7，內組豎向隔板與內套高強圓形鋼管相配合，外組豎向隔板與外包高強圓形鋼管相配合，鋼管套管與圓形套管轉換分隔板通過楔形連接齒與楔形滑槽相配合實現固定連接，如圖3所示。

安裝時，先將內套高強圓形鋼管上的楔形連接齒放置于兩塊豎向隔板之間的空缺處，使楔形連接齒與楔形滑槽對準，然后將內套高強圓形鋼管旋轉，使楔形連接齒卡入楔形滑槽，外包高強圓形鋼管的安裝方式與內套高強圓形鋼管相同，因此豎向隔板的分布要與楔形連接齒的分布相對應。

如果楔形連接齒設置在鋼管內側或外側中的一側，則每組豎向隔板只需一塊，如果楔形連接齒設置在鋼管內外兩側，每組豎向隔板則需要設置內外兩塊，與楔形連接齒匹配的楔形滑槽設置于兩塊豎向隔板的相對面上。楔形滑槽和雙側楔形連接齒連接保證了節點處的承載力和可靠度，適用于對承載力要求較高的結構。

本發明不僅適用于同截面柱之間的連接，還適用于變截面柱的連接，如果圓形套管轉換分隔板連接的上下兩個鋼管套管混凝土柱完全相同，則上下兩面的豎向隔板分布相同，如果上下兩個鋼管套管混凝土柱截面不同，則相應改變豎向隔板的直徑即可。

上述裝配式圓形鋼管套管鋼筋混凝土連接節點的安裝方法，包括以下步驟：

第一步：外包高強圓形鋼管和內套高強圓形鋼管兩端焊接好楔形連接齒；

第二步：將內套高強圓形鋼管上的楔形連接齒放置于兩塊豎向隔板之間的空缺處，使楔形連接齒與楔形滑槽對準，然后將內套高強圓形鋼管旋轉，使楔形連接齒卡入楔形滑槽中；

第三步：將外包高強圓形鋼管上的楔形連接齒放置于兩塊豎向隔板之間的空缺處，使楔形連接齒與楔形滑槽對準，然后將內套高強圓形鋼管旋轉，使楔形連接齒卡入楔形滑槽中；

第四步：在外包高強圓形鋼管和內套高強圓形鋼管內部通過中心通孔和月牙形通孔澆灌纖維混凝土；

第五步：將加強外環焊接在外包高強圓形鋼管外側；

第六步：將鋼梁連接在加強外環上。

實施例2

本實施例與實施例1的區別在于，每個鋼管側壁上的楔形連接齒有兩組，每組楔形連接齒的圓心角為90度，每組楔形連接齒之間間隔角度為90度，如圖7所示。其余與實施例1相同。

以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。