一种装配式混凝土柱与H型钢梁的混合连接节点

一种装配式混凝土柱与h型钢梁的混合连接节点
技术领域
1.本发明涉及建筑技术领域，具体涉及一种装配式混凝土柱与h型钢梁的混合连接节点。


背景技术：

2.装配式建筑物是指建筑物各部分均在工厂提前预制然后运送到施工现场进行装配的建筑物，其中省略了混凝土浇筑和焊接等工作。装配式建筑相比在现场制作截面尺寸更加标准规范。混合结构体系可以发挥混凝土和钢材各自的优点，使结构综合性能较比传统的混凝土结构或者钢结构性能优异。从而较容易实现“强柱弱梁、强节点弱构件、震后易修复”。
3.在传统建筑中混凝土和h型钢梁连接是在浇筑混凝土前放入预埋件，在安装钢梁前在预埋件上焊接牛腿，在安装钢梁时直接与牛腿连接。在实际工程中如果建筑物跨度较大，受人工和场地限制，难以保证预先设计的混凝土与钢结构连接的强度、刚度等要求。


技术实现要素：

4.本发明提供一种装配式混凝土柱与h型钢梁的混合连接节点，解决了混凝土柱与钢梁连接强度差、刚度小、耗能能力差、钢结构节点在地震作用下易发生脆性断裂破坏等技术问题。
5.本发明的技术方案如下：
6.一种装配式混凝土柱与h型钢梁的混合连接节点，包括预制混凝土柱、h型钢梁、连接件一、连接件二、连接件三和高强螺栓副，所述预制混凝土柱设有三组预埋螺栓杆，连接件一的腹板套装在位于中间的一组预埋螺栓杆上且贴紧所述预制混凝土柱，连接件三的支板一套装在位于中间的一组预埋螺栓杆上且贴紧连接件一的腹板，将螺母初拧在预埋螺栓杆上实施定位和临时支撑；两个连接件二分别设置在连接件一的上下两侧且两个连接件二的连接板分别套装在另外两组预埋螺栓杆上，将螺母初拧在预埋螺栓杆上实施定位；将h型钢梁的上翼缘、下翼缘分别安放至连接件一的上翼板、下翼板与两个连接件二的侧板之间，连接件三的支板二通过高强螺栓副与h型钢梁的梁腹板连接，连接件一的上翼板、h型钢梁的上翼缘及位于上部的连接件二的侧板通过高强螺栓副连接，连接件一的下翼板、h型钢梁的下翼缘及位于下部的连接件二的侧板通过高强螺栓副连接，并对所有螺母实施终拧。
7.进一步地，所述的装配式混凝土柱与h型钢梁的混合连接节点，连接件一和连接件二为预制钢结构件，连接件三为预制角钢件。
8.进一步地，所述的装配式混凝土柱与h型钢梁的混合连接节点，连接件一为槽形件，连接件一的上翼板及下翼板分别位于腹板的两端。
9.进一步地，所述的装配式混凝土柱与h型钢梁的混合连接节点，连接件二的连接板与侧板呈直角连接，所述连接板与侧板之间设有肋板。
10.进一步地，所述的装配式混凝土柱与h型钢梁的混合连接节点，所述肋板中心处设
有圆孔。
11.进一步地，所述的装配式混凝土柱与h型钢梁的混合连接节点，所述预埋螺栓杆的底部为十字型，与预制混凝土柱的钢筋笼绑扎在一起。
12.本发明的有益效果为：
13.1、本发明的传力路径为竖向剪力由混凝土柱的预埋螺栓杆来承受，水平向剪力由连接件二的高强螺栓和h型钢梁的梁腹板来承受，弯矩由连接件一将弯矩最大处的部分弯矩传递到连接件二，荷载的二次分配防止了h型钢梁的上下翼缘过早屈服，当连接件二受力破坏时，可通过更换连接件二达到节点的二次使用。
14.2、在安装过程中首先安装连接件一，起到为其他连接件的定位作用，同样也为其他连接件提供临时支撑，使得在实际工程中安装和拆卸均较为简单快捷。
15.3、在实际工况中，预埋螺栓杆不仅承受剪力作用同样承受翘力的作用，使得连接件二相比连接件一和h型钢梁承受更多翘力，防止梁上下翼缘先于连接件二屈服形成塑性铰。
16.4、通过连接件一、连接件二、连接件三，将混凝土柱和h型钢梁通过螺栓连接成整体，从而实现节点的刚性连接，避免了混凝土柱和h型钢梁的连接处的脆性断裂破坏。
17.5、连接件二与h型钢梁的上下翼缘及混凝土柱同时连接，这样会有效减小梁柱连接处的弯曲变形量，有效降低连接件以和h型钢梁的翘曲破坏，从而增加节点的抗震减震性能。
18.6、在连接件二的肋板中心处开圆孔，可以减小连接件二的应力集中现象，达到将塑性铰外移到角钢外的目的。
19.7、本发明的连接方式均为螺栓连接，从而提高了施工速度，安装较为方便简单，同样便于拆卸更换维修，当连接件或者螺栓任意一个部件发生破坏时可以及时更换。
附图说明
20.图1为装配式混凝土柱与h型钢梁的混合连接节点示意图；
21.图2为装配式混凝土柱与h型钢梁的混合连接节点侧视图；
22.图3为连接件一示意图；
23.图4为连接件二示意图；
24.图5为连接件三示意图。
具体实施方式
25.如图1
‑
5所示，一种装配式混凝土柱与h型钢梁的混合连接节点，包括预制混凝土柱5、h型钢梁6、连接件一1、连接件二2、连接件三3和高强螺栓副，连接件一1和连接件二2为预制钢结构件，连接件三3为预制角钢件；连接件一1为槽形件，连接件一1的上翼板1
‑
1及下翼板1
‑
2分别位于腹板1
‑
3的两端；连接件二2的连接板2
‑
1与侧板2
‑
2呈直角连接，所述连接板2
‑
1与侧板2
‑
2之间设有肋板2
‑
3，所述肋板2
‑
3中心处设有圆孔。所述预制混凝土柱5设有三组预埋螺栓杆4，所述预埋螺栓杆4的底部为十字型，与预制混凝土柱5的钢筋笼绑扎在一起；连接件一1的腹板1
‑
3及连接件三3的支板一3
‑
1固定安装在位于中间的一组预埋螺栓杆4上，两个连接件二2分别设置在连接件一1的上下两侧且两个连接件二2的连接板2
‑
1分别
固定安装在另外两组预埋螺栓杆4上；连接件三3的支板二3
‑
2通过高强螺栓副与h型钢梁6的梁腹板6
‑
3连接，连接件一1的上翼板1
‑
1、h型钢梁6的上翼缘6
‑
1及位于上部的连接件二2的侧板2
‑
2通过高强螺栓副连接，连接件一1的下翼板1
‑
2、h型钢梁6的下翼缘6
‑
2及位于下部的连接件二2的侧板2
‑
2通过高强螺栓副连接。
26.安装过程如下：首先安装连接件一、连接件三，之后将预制混凝土柱5与连接件一、连接件三连接的预埋螺栓杆4上的螺母初拧，连接件一为h型钢梁6和其他连接件起到螺栓孔定位和临时支撑的作用；之后安装连接件二，并对连接件二与预制混凝土柱5连接一侧的预埋螺栓杆4上的螺母初拧；其后吊装h型钢梁6，穿入h型钢梁6的上翼缘6
‑
1、下翼缘6
‑
2和梁腹板6
‑
3处的高强螺栓，并对所有螺母实施终拧。


技术特征：
1.一种装配式混凝土柱与h型钢梁的混合连接节点，其特征在于，包括预制混凝土柱、h型钢梁、连接件一、连接件二、连接件三和高强螺栓副，所述预制混凝土柱设有三组预埋螺栓杆，连接件一的腹板套装在位于中间的一组预埋螺栓杆上且贴紧所述预制混凝土柱，连接件三的支板一套装在位于中间的一组预埋螺栓杆上且贴紧连接件一的腹板，将螺母初拧在预埋螺栓杆上实施定位和临时支撑；两个连接件二分别设置在连接件一的上下两侧且两个连接件二的连接板分别套装在另外两组预埋螺栓杆上，将螺母初拧在预埋螺栓杆上实施定位；将h型钢梁的上翼缘、下翼缘分别安放至连接件一的上翼板、下翼板与两个连接件二的侧板之间，连接件三的支板二通过高强螺栓副与h型钢梁的梁腹板连接，连接件一的上翼板、h型钢梁的上翼缘及位于上部的连接件二的侧板通过高强螺栓副连接，连接件一的下翼板、h型钢梁的下翼缘及位于下部的连接件二的侧板通过高强螺栓副连接，并对所有螺母实施终拧。2.根据权利要求1所述的装配式混凝土柱与h型钢梁的混合连接节点，其特征在于，连接件一和连接件二为预制钢结构件，连接件三为预制角钢件。3.根据权利要求1所述的装配式混凝土柱与h型钢梁的混合连接节点，其特征在于，连接件一为槽形件，连接件一的上翼板及下翼板分别位于腹板的两端。4.根据权利要求1所述的装配式混凝土柱与h型钢梁的混合连接节点，其特征在于，连接件二的连接板与侧板呈直角连接，所述连接板与侧板之间设有肋板。5.根据权利要求4所述的装配式混凝土柱与h型钢梁的混合连接节点，其特征在于，所述肋板中心处设有圆孔。6.根据权利要求1所述的装配式混凝土柱与h型钢梁的混合连接节点，其特征在于，所述预埋螺栓杆的底部为十字型，与预制混凝土柱的钢筋笼绑扎在一起。

技术总结
本发明涉及建筑技术领域，具体涉及一种装配式混凝土柱与H型钢梁的混合连接节点。本发明的技术方案如下：一种装配式混凝土柱与H型钢梁的混合连接节点，包括预制混凝土柱、H型钢梁、连接件一、连接件二、连接件三和高强螺栓副，所述预制混凝土柱设有三组预埋螺栓杆，连接件一及连接件三固定安装在预埋螺栓杆上，两个连接件二分别设置在连接件一的上下两侧且固定安装在预埋螺栓杆上；H型钢梁通过高强螺栓副与连接件一、连接件二及连接件三连接。本发明提供的装配式混凝土柱与H型钢梁的混合连接节点，解决了混凝土柱与钢梁连接强度差、刚度小、耗能能力差、钢结构节点在地震作用下易发生脆性断裂破坏等技术问题。发生脆性断裂破坏等技术问题。发生脆性断裂破坏等技术问题。


技术研发人员：隋伟宁 马勇 卓家晖
受保护的技术使用者：沈阳建筑大学
技术研发日：2021.09.29
技术公布日：2021/12/30