本技术涉及建筑,尤其是涉及一种装配式高强耐蚀钢管混凝土板柱节点。
背景技术:
1、装配式结构是将结构的各个部件在工厂加工完毕后,在施工现场进行组装后形成受力整体,具有施工效率高、质量稳定、对施工现场环境影响较小等优势,也是建筑行业向工业化、智能化发展的必由之路,近年来在实际工程中取得广泛应用,但目前装配式混凝土结构整体性较差,且由于现场需要进行灌浆等操作,给实际工程带来不便。装配式钢结构具有自重轻、施工效率高,力学性能强等优点,但装配式钢结构造价较高且需要专业化的施工团队。而装配式钢-混凝土组合结构则结合了二者的优点,造价较低且连接较可靠,是推进建筑工业化的有效途径。
2、常见的钢-混凝土组合框架结构由钢管或钢骨混凝土组合柱和钢-混凝土组合梁组成,混凝土的加入提升了原有钢管或钢骨的稳定性,二者协同工作,具有较强的力学性能。而钢管混凝土组合柱中常见的钢管是工厂冷成型或由焊接工艺加工而成的钢管。但冷成型钢管通常成本较高且运输效率较低,而焊接钢管的焊缝通常位方钢管的四个角部,由于角部的应力集中和焊接造成的残余应力,因此焊接钢管在荷载作用下,角部易发生撕裂,造成结构脆性破坏。且目前组合结构中的钢管采用钢材普遍为q235、q345等强度较低的钢材,为满足承载力需求,壁厚往往较厚,用钢量较高且给冷弯或焊接工艺造成了困难。同时,普通钢管耐腐蚀性能较差,难以应用于海滨海岛等腐蚀环境中,由于目前已经出现了成本较低的高强耐蚀钢,将该类钢材应用于组合结构的钢管中,能大幅度提升组合结构的耐腐蚀性能。另外,由于钢管壁厚较薄容易造成屈曲和加工过程中爆壁等问题,因此尚需截面进行加固以保证加工及服役过程中的力学性能。
3、传统组合结构采用的钢-混凝土组合梁通常由外露的钢梁和钢筋混凝土楼板组成,将钢筋混凝土楼板搁置在钢梁的上翼缘上,通过剪力键等连接件使二者连为整体协同工作。混凝土板可作为组合梁的翼缘参与受力,但总体受力很小。但外露的钢梁会导致钢结构防火、抗腐蚀能力不足等问题。且外露的型钢不够美观,在民用建筑中通常还需要进行二次装修,提高了成本。
技术实现思路
1、本实用新型的目的在于提供一种装配式高强耐蚀钢管混凝土板柱节点,以解决现有技术中存在的技术问题。
2、为解决上述技术问题,本实用新型提供的一种装配式高强耐蚀钢管混凝土板柱节点,包括高强薄壁耐蚀钢管混凝土柱、型钢组合梁、预制混凝土底板、现浇混凝土面层、轻质填充块体、板纵筋;
3、所述板纵筋设置在现浇混凝土面层与预制混凝土底板之间,所述高强薄壁耐蚀钢管混凝土柱贯穿预制混凝土底板设置,所述型钢组合梁嵌设在预制混凝土底板和现浇混凝土面层内。
4、优选的,所述高强薄壁耐蚀钢管混凝土柱由四块l形高强薄壁钢板、薄壁高强耐蚀钢管混凝土柱内t型钢、薄壁高强耐蚀钢管混凝土柱内十字形缀条、薄壁高强耐蚀钢管混凝土柱内混凝土组成,四块l形高强薄壁钢板拼接成矩形管,四根薄壁高强耐蚀钢管混凝土柱内t型钢的腹板分别焊接在薄壁高强耐蚀钢管混凝土柱内十字形缀条的四个端部,相邻两块l形高强薄壁钢板焊接在一根薄壁高强耐蚀钢管混凝土柱内t型钢的翼缘上,形成带竖向加劲肋和缀条的高强钢管,高强钢管加工完成后在其内部浇筑薄壁高强耐蚀钢管混凝土柱内混凝土。
5、优选的,所述l形高强薄壁钢板厚度不应低于8mm,且宽厚比不应小于60。
6、优选的,所述l形高强薄壁钢板应由高强耐蚀钢板冷弯处理而成,弯折应采用圆弧刀弯折工艺,弯折后的l型钢弯折处外半径尺寸应控制在2.5t-3.5t,t为钢板的厚度。
7、优选的,所述薄壁高强耐蚀钢管混凝土柱内十字形缀条可为角钢或槽钢在中心处焊接而成,沿柱高度方向的间距不小于1.5b,b为柱的宽度。
8、优选的,所述薄壁高强耐蚀钢管混凝土柱内t型钢可采用热轧t型钢或者将h型钢在腹板沿长度方向切割而成,选用的钢材应与l形高强薄壁钢板相同。且薄壁高强耐蚀钢管混凝土柱内t型钢腹板高度不应小于0.1b,厚度不应小于2.5t,翼缘宽度不应小于0.05b。
9、优选的,所述型钢组合梁由翼缘开洞的型钢梁和上部焊接的抗剪栓钉构成。
10、优选的,所述预制混凝土底板由预制底板内横向分布钢筋、纵向桁架钢筋及预制混凝土底板内混凝土构成。
11、优选的,所述轻质填充块体可采用轻质泡沫混凝土砌块、轻质生态泡沫混凝土砌块或发泡塑料箱体等轻质材料。
12、采用上述技术方案,本实用新型具有如下有益效果:
13、1、本实用新型中,预制混凝土底板为在pc工厂加工完毕并养护完成后运输至施工现场的,不仅可以作为部分承重构件,也可以作为现浇部分的模板,减少施工现场工作;预制混凝土底板由分布横向分布钢筋,纵向桁架钢筋及混凝土构成。横向分布钢筋和桁架钢筋的底部钢筋为预制混凝土底板的主要受力钢筋,桁架钢筋的弯折部分及上部钢筋的作用为提升预制板与现浇混凝土的界面粘结作用,避免预制板与现浇混凝土之间发生粘结滑移;钢管角部不易发生撕裂,不易造成结构脆性破坏;钢管耐腐蚀性能较强,可以应用于海滨海岛等腐蚀环境中。
14、2、本实用新型中,现浇混凝土为在加工完成高强薄壁耐蚀钢管混凝土柱、布置完成预制底板、上部及下部钢筋、轻质填充块体之后,最后一步完成现场浇注,混凝土高度与钢梁上部螺栓距离不应小于15mm,且混凝土保护层厚度不应小于25mm;为了避免混凝土开裂造成在近海腐蚀环境下钢筋的损伤,现浇混凝土面层可采用pe纤维混凝土等阻裂手段。
15、3、预制混凝土底板在pc工厂加工完成后运输至施工现场。可以作为现场混凝土浇注的底板,降低现场模板工程工作量,轻质填充块体降低了混凝土用量和结构自重。该发明充分利用了高强耐蚀钢的材料性能,优化了柱截面材料布置,提升了力学性能,同时,由于板柱结构将钢梁和钢筋等材料均置于混凝土内,避免了结构锈蚀损伤的同时,也为建筑结构提供了更大的使用空间。
1.一种装配式高强耐蚀钢管混凝土板柱节点,其特征在于,包括高强薄壁耐蚀钢管混凝土柱(1)、型钢组合梁(2)、预制混凝土底板(3)、现浇混凝土面层(4)、轻质填充块体(5)、板纵筋(6);
2.根据权利要求1所述的一种装配式高强耐蚀钢管混凝土板柱节点,其特征在于,所述高强薄壁耐蚀钢管混凝土柱(1)由四块l形高强薄壁钢板(1001)、薄壁高强耐蚀钢管混凝土柱内t型钢(1002)、薄壁高强耐蚀钢管混凝土柱内十字形缀条(1003)、薄壁高强耐蚀钢管混凝土柱内混凝土(1004)组成,四块l形高强薄壁钢板(1001)拼接成矩形管,四根薄壁高强耐蚀钢管混凝土柱内t型钢(1002)的腹板分别焊接在薄壁高强耐蚀钢管混凝土柱内十字形缀条(1003)的四个端部,相邻两块l形高强薄壁钢板(1001)焊接在一根薄壁高强耐蚀钢管混凝土柱内t型钢(1002)的翼缘上,形成带竖向加劲肋和缀条的高强钢管,高强钢管加工完成后在其内部浇筑薄壁高强耐蚀钢管混凝土柱内混凝土(1004)。
3.根据权利要求2所述的一种装配式高强耐蚀钢管混凝土板柱节点,其特征在于,所述l形高强薄壁钢板(1001)厚度不低于8mm,且宽厚比不小于60。
4.根据权利要求2所述的一种装配式高强耐蚀钢管混凝土板柱节点,其特征在于,所述l形高强薄壁钢板(1001)由高强耐蚀钢板冷弯处理而成,弯折应采用圆弧刀弯折工艺,弯折后的l型钢弯折处外半径尺寸应控制在2.5t-3.5t,t为钢板的厚度。
5.根据权利要求2所述的一种装配式高强耐蚀钢管混凝土板柱节点,其特征在于,所述薄壁高强耐蚀钢管混凝土柱内十字形缀条(1003)为角钢或槽钢在中心处焊接而成,沿柱高度方向的间距不小于1.5b,b为柱的宽度。
6.根据权利要求2所述的一种装配式高强耐蚀钢管混凝土板柱节点,其特征在于,所述薄壁高强耐蚀钢管混凝土柱内t型钢(1002)采用热轧t型钢或者将h型钢在腹板沿长度方向切割而成,选用的钢材与l形高强薄壁钢板(1001)相同;且薄壁高强耐蚀钢管混凝土柱内t型钢(1002)腹板高度不小于0.1b,厚度不小于2.5t,翼缘宽度不小于0.05b。
7.根据权利要求1所述的一种装配式高强耐蚀钢管混凝土板柱节点,其特征在于,所述型钢组合梁(2)由翼缘开洞的型钢梁(2001)和上部焊接的抗剪栓钉(2002)构成。
8.根据权利要求1所述的一种装配式高强耐蚀钢管混凝土板柱节点,其特征在于,所述预制混凝土底板(3)由预制底板内横向分布钢筋(3001)、纵向桁架钢筋(3002)及预制混凝土底板内混凝土(3003)构成。
9.根据权利要求1所述的一种装配式高强耐蚀钢管混凝土板柱节点,其特征在于,所述轻质填充块体(5)为轻质泡沫混凝土砌块、轻质生态泡沫混凝土砌块或发泡塑料箱体。
