钢管混凝土柱顶部与夹心混凝土组合板节点及施工方法与流程

本发明属于建筑工程技术领域，特别是涉及一种钢管混凝土柱顶部与夹心混凝土组合板节点及施工方法。

背景技术：

柱板结构是由柱和楼板组成承重体系的房屋结构，是框架结构的一种特殊情况，一般以钢筋混凝土材料为主。由于板柱结构室内楼板下没有梁，便于机电管道布置，可以减小建筑物层高，具有空间通畅简洁、平面布置灵活等优点。柱板结构适用于多层厂房、仓库以及公共建筑的大厅，也可用于办公楼和住宅等。

目前，柱板结构的施工工艺以现场湿作业为主，而现浇施工不仅会造成环境污染严重、噪声污染等问题，并且大部分为人工在施工现场进行作业，导致劳动效率低下且施工工期较长。随着经济的发展，现浇施工手段已无法满足人们对于生活质量及住房品质的需求，而装配式结构改变了传统建筑方式对资源的消耗及对环境的影响，在施工、质量等方面都有突出的优点。装配式结构是在工厂经过标准化生产而成的，使得现场现浇作业大大减少，显著提高劳动生产率。装配式建筑误差达毫米级，构件工厂化生产，质量大幅提高。建筑结构中常用的混凝土柱与混凝土板、钢柱与混凝土板结构，需要柱具有抗震性能良好、延性好、承载能力强、施工快等特点。因此，研究开发一种合理的柱板连接技术是十分有必要的。

钢管混凝土柱是将混凝土灌入钢管中形成的柱结构，相对于普通混凝土柱结构，具有抗震性能好、自重轻、塑性好、耐疲劳和耐冲击等优点，且钢管为混凝土提供模板，可以有效解决大量模板耗材问题。

夹心混凝土组合板是通过剪力连接件将两块钢板及其内部混凝土连接起来的一种新型组合板，具有承载力高、刚度大、延性好及抗疲劳等优点。

因此，钢管混凝土柱与夹心混凝土组合板的板柱结构，可以充分利用各自结构特性，进而提高板柱结构的抗侧力刚度和抗震性能。但是，具体以何种方式连接钢管混凝土柱顶部与夹心混凝土组合板成为关键。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种钢管混凝土柱顶部与夹心混凝土组合板节点及施工方法，在保证钢管混凝土柱顶部与夹心混凝土组合板稳定连接的同时，可兼顾施工效率与经济效益，避免了混凝土楼板笨重、强度低和钢结构成本高的问题，降低了结构自重，提高了板柱结构的整体性、稳定性及抗震性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种钢管混凝土柱顶部与夹心混凝土组合板节点，采用钢板与栓钉配合连接方式，包括钢管混凝土柱、夹心混凝土组合板、支撑角钢、连接钢板、预埋螺栓、预焊螺杆及栓钉；所述连接钢板水平焊接固装在钢管混凝土柱顶部；所述支撑角钢位于连接钢板与夹心混凝土组合板之间，支撑角钢的竖直肢与钢管混凝土柱之间通过预埋螺栓进行固定连接，支撑角钢的水平肢通过预焊螺杆与连接钢板进行固定连接；所述栓钉的数量若干，若干栓钉均匀分布在连接钢板上表面，栓钉竖直设置，且栓钉底端与连接钢板上表面焊接固连在一起；在所述夹心混凝土组合板上开设有若干栓钉预留孔，栓钉预留孔与栓钉的数量相同且位置一一对应；在所述栓钉预留孔内浇筑有后浇混凝土。

所述的钢管混凝土柱顶部与夹心混凝土组合板节点的施工方法，包括如下步骤：

步骤一：制作钢管混凝土柱、夹心混凝土组合板及支撑角钢；

①、制作钢管混凝土柱时，先按设计要求选取柱身钢管，然后在柱身钢管顶部设定位置加工出规定数量的预留螺栓孔，之后在每个预留螺栓孔内安装预埋螺栓，且预埋螺栓的螺杆外露出柱身钢管，之后向柱身钢管内部浇筑混凝土，直到混凝土固化成型，并形成柱身混凝土；然后按照设计要求选取连接钢板，在连接钢板下表面设定位置处焊接规定数量的预焊螺杆，在连接钢板上表面设定位置处焊接规定数量的栓钉，之后将焊接有预焊螺杆和栓钉的连接钢板焊接固定到柱身钢管顶部；

②、制作夹心混凝土组合板时，先按设计要求选取两张钢板，并在两张钢板上的设定位置加工出规定数量的栓钉预留孔，然后在两张钢板的内表面焊接用于增强与混凝土之间粘结作用的预埋件，之后完成支模板，并在模板内布设栓钉预留孔成型模具，最后在模板内浇筑混凝土，直到混凝土固化成型；

③、制作支撑角钢时，先按设计尺寸选取直角钢作为支撑角钢，然后在支撑角钢水平肢及竖直肢上设定位置处加工出规定数量的预留螺栓孔；

步骤二：将制作好的钢管混凝土柱安装定位到指定位置；

步骤三：将制作好的支撑角钢送到钢管混凝土柱顶部的指定位置，保证连接钢板下表面的预焊螺杆准确穿过支撑角钢水平肢上的预留螺栓孔，同时保证钢管混凝土柱上的预埋螺栓准确穿过支撑角钢竖直肢上的预留螺栓孔；

步骤四：在预焊螺杆上安装并拧紧螺母，同时在预埋螺栓上安装并拧紧螺母，直到支撑角钢固定在钢管混凝土柱上；

步骤五：将制作好的夹心混凝土组合板吊装提升到钢管混凝土柱顶部上方，使夹心混凝土组合板上的栓钉预留孔与连接钢板上表面的栓钉对齐，然后控制夹心混凝土组合板下降，直到夹心混凝土组合板准确落放到连接钢板上表面，同时栓钉进入栓钉预留孔内；

步骤六：向栓钉预留孔内浇筑混凝土，直到混凝土固化成型，并形成后浇混凝土，则装配完成。

一种钢管混凝土柱顶部与夹心混凝土组合板节点，采用法兰盘与高强螺栓配合连接方式，包括钢管混凝土柱、夹心混凝土组合板、连接钢板、法兰盘及高强螺栓；所述连接钢板水平焊接固装在钢管混凝土柱顶部；所述法兰盘水平焊接固装在夹心混凝土组合板下表面；所述夹心混凝土组合板、法兰盘、连接钢板及钢管混凝土柱由上至下顺序分布，在所述夹心混凝土组合板、法兰盘及连接钢板之间开始有螺栓预留孔，螺栓预留孔内穿装有高强螺栓，所述夹心混凝土组合板、法兰盘及连接钢板之间通过高强螺栓固定连接在一起；在所述螺栓预留孔浇筑有后浇混凝土。

所述的钢管混凝土柱顶部与夹心混凝土组合板节点的施工方法，包括如下步骤：

步骤一：制作钢管混凝土柱及夹心混凝土组合板；

①、制作钢管混凝土柱时，先按设计要求选取柱身钢管，之后向柱身钢管内部浇筑混凝土，直到混凝土固化成型，并形成柱身混凝土；然后按照设计要求选取连接钢板，在连接钢板上的设定位置处加工出规定数量的螺栓预留孔，之后将连接钢板焊接固定到柱身钢管顶部；

②、制作夹心混凝土组合板时，先按设计要求选取两张钢板，并在两张钢板上的设定位置加工出规定数量的螺栓预留孔，然后在两张钢板的内表面焊接用于增强与混凝土之间粘结作用的预埋件；然后按设计尺寸选取法兰盘，并在法兰盘上的设定位置处加工出规定数量的螺栓预留孔，之后将法兰盘叠放到底部钢板的下表面，保证二者之间的螺栓预留孔对齐，然后将法兰盘焊接到底部钢板上；之后完成支模板，并在模板内布设螺栓预留孔成型模具，最后在模板内浇筑混凝土，直到混凝土固化成型；

步骤二：将制作好的钢管混凝土柱安装定位到指定位置；

步骤三：将制作好的夹心混凝土组合板吊装提升到钢管混凝土柱顶部上方，使夹心混凝土组合板上的螺栓预留孔与连接钢板上的螺栓预留孔对齐，然后控制夹心混凝土组合板下降，直到夹心混凝土组合板准确落放到连接钢板上表面；

步骤四：在每个螺栓预留孔内装入高强螺栓并拧紧螺母；

步骤五：向螺栓预留孔内浇筑混凝土，直到混凝土固化成型，并形成后浇混凝土，则装配完成。

本发明的有益效果：

本发明的钢管混凝土柱顶部与夹心混凝土组合板节点及施工方法，在保证钢管混凝土柱顶部与夹心混凝土组合板稳定连接的同时，可兼顾施工效率与经济效益，避免了混凝土楼板笨重、强度低和钢结构成本高的问题，降低了结构自重，提高了板柱结构的整体性、稳定性及抗震性。

附图说明

图1为本发明的一种钢管混凝土柱顶部与夹心混凝土组合板节点(采用钢板与栓钉配合连接方式)的结构示意图；

图2为图1中a-a剖面图；

图3为图1中b-b剖面图；

图4为本发明的夹心混凝土组合板(采用钢板与栓钉配合连接方式)的结构示意图；

图5为图4中c-c剖面图；

图6为本发明的一种钢管混凝土柱顶部与夹心混凝土组合板节点(采用法兰盘与高强螺栓配合连接方式)的结构示意图；

图7为图6中d-d剖面图；

图8为图6中e-e剖面图；

图9为图6中f-f剖面图(柱身钢管采用方钢管)；

图10为图6中f-f剖面图(柱身钢管采用圆钢管)；

图11为夹心混凝土组合板(采用法兰盘与高强螺栓配合连接方式)的结构示意图；

图12为图12中g-g剖面图；

图中，1—钢管混凝土柱，2—栓钉，3—柱身钢管，4—预埋螺栓，5—后浇混凝土，6—夹心混凝土组合板，7—连接钢板，8—支撑角钢，9—预焊螺杆，10—栓钉预留孔，11—柱身混凝土，12—高强螺栓，13—法兰盘，14—螺栓预留孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1～5所示，一种钢管混凝土柱顶部与夹心混凝土组合板节点，采用钢板与栓钉配合连接方式，包括钢管混凝土柱1、夹心混凝土组合板6、支撑角钢8、连接钢板7、预埋螺栓4、预焊螺杆9及栓钉2；所述连接钢板7水平焊接固装在钢管混凝土柱1顶部；所述支撑角钢8位于连接钢板7与夹心混凝土组合板6之间，支撑角钢8的竖直肢与钢管混凝土柱1之间通过预埋螺栓4进行固定连接，支撑角钢8的水平肢通过预焊螺杆9与连接钢板7进行固定连接；所述栓钉2的数量若干，若干栓钉2均匀分布在连接钢板7上表面，栓钉2竖直设置，且栓钉2底端与连接钢板7上表面焊接固连在一起；在所述夹心混凝土组合板6上开设有若干栓钉预留孔10，栓钉预留孔10与栓钉2的数量相同且位置一一对应；在所述栓钉预留孔10内浇筑有后浇混凝土5。

所述的钢管混凝土柱顶部与夹心混凝土组合板节点的施工方法，包括如下步骤：

步骤一：制作钢管混凝土柱1、夹心混凝土组合板6及支撑角钢8；

①、制作钢管混凝土柱1时，先按设计要求选取柱身钢管3，然后在柱身钢管3顶部设定位置加工出规定数量的预留螺栓孔，之后在每个预留螺栓孔内安装预埋螺栓4，且预埋螺栓4的螺杆外露出柱身钢管3，之后向柱身钢管3内部浇筑混凝土，直到混凝土固化成型，并形成柱身混凝土11；然后按照设计要求选取连接钢板7，在连接钢板7下表面设定位置处焊接规定数量的预焊螺杆9，在连接钢板7上表面设定位置处焊接规定数量的栓钉2，之后将焊接有预焊螺杆9和栓钉2的连接钢板7焊接固定到柱身钢管3顶部；

②、制作夹心混凝土组合板2时，先按设计要求选取两张钢板，并在两张钢板上的设定位置加工出规定数量的栓钉预留孔10，然后在两张钢板的内表面焊接用于增强与混凝土之间粘结作用的预埋件，之后完成支模板，并在模板内布设栓钉预留孔10成型模具，最后在模板内浇筑混凝土，直到混凝土固化成型；

③、制作支撑角钢8时，先按设计尺寸选取直角钢作为支撑角钢8，然后在支撑角钢8水平肢及竖直肢上设定位置处加工出规定数量的预留螺栓孔；

步骤二：将制作好的钢管混凝土柱1安装定位到指定位置；

步骤三：将制作好的支撑角钢8送到钢管混凝土柱1顶部的指定位置，保证连接钢板7下表面的预焊螺杆9准确穿过支撑角钢8水平肢上的预留螺栓孔，同时保证钢管混凝土柱1上的预埋螺栓4准确穿过支撑角钢8竖直肢上的预留螺栓孔；

步骤四：在预焊螺杆9上安装并拧紧螺母，同时在预埋螺栓4上安装并拧紧螺母，直到支撑角钢8固定在钢管混凝土柱1上；

步骤五：将制作好的夹心混凝土组合板2吊装提升到钢管混凝土柱1顶部上方，使夹心混凝土组合板2上的栓钉预留孔10与连接钢板7上表面的栓钉2对齐，然后控制夹心混凝土组合板2下降，直到夹心混凝土组合板2准确落放到连接钢板7上表面，同时栓钉2进入栓钉预留孔10内；

步骤六：向栓钉预留孔10内浇筑混凝土，直到混凝土固化成型，并形成后浇混凝土5，则装配完成。

如图6～12所示，一种钢管混凝土柱顶部与夹心混凝土组合板节点，采用法兰盘与高强螺栓配合连接方式，包括钢管混凝土柱1、夹心混凝土组合板6、连接钢板7、法兰盘13及高强螺栓12；所述连接钢板7水平焊接固装在钢管混凝土柱1顶部；所述法兰盘13水平焊接固装在夹心混凝土组合板6下表面；所述夹心混凝土组合板6、法兰盘13、连接钢板7及钢管混凝土柱1由上至下顺序分布，在所述夹心混凝土组合板6、法兰盘13及连接钢板7之间开始有螺栓预留孔14，螺栓预留孔14内穿装有高强螺栓12，所述夹心混凝土组合板6、法兰盘13及连接钢板7之间通过高强螺栓12固定连接在一起；在所述螺栓预留孔14浇筑有后浇混凝土5。

所述的钢管混凝土柱顶部与夹心混凝土组合板节点的施工方法，包括如下步骤：

步骤一：制作钢管混凝土柱1及夹心混凝土组合板6；

①、制作钢管混凝土柱1时，先按设计要求选取柱身钢管3，之后向柱身钢管3内部浇筑混凝土，直到混凝土固化成型，并形成柱身混凝土11；然后按照设计要求选取连接钢板7，在连接钢板7上的设定位置处加工出规定数量的螺栓预留孔14，之后将连接钢板7焊接固定到柱身钢管3顶部；

②、制作夹心混凝土组合板2时，先按设计要求选取两张钢板，并在两张钢板上的设定位置加工出规定数量的螺栓预留孔14，然后在两张钢板的内表面焊接用于增强与混凝土之间粘结作用的预埋件；然后按设计尺寸选取法兰盘13，并在法兰盘13上的设定位置处加工出规定数量的螺栓预留孔14，之后将法兰盘13叠放到底部钢板的下表面，保证二者之间的螺栓预留孔14对齐，然后将法兰盘13焊接到底部钢板上；之后完成支模板，并在模板内布设螺栓预留孔14成型模具，最后在模板内浇筑混凝土，直到混凝土固化成型；

步骤二：将制作好的钢管混凝土柱1安装定位到指定位置；

步骤三：将制作好的夹心混凝土组合板2吊装提升到钢管混凝土柱1顶部上方，使夹心混凝土组合板2上的螺栓预留孔14与连接钢板7上的螺栓预留孔14对齐，然后控制夹心混凝土组合板2下降，直到夹心混凝土组合板2准确落放到连接钢板7上表面；

步骤四：在每个螺栓预留孔14内装入高强螺栓12并拧紧螺母；

步骤五：向螺栓预留孔14内浇筑混凝土，直到混凝土固化成型，并形成后浇混凝土5，则装配完成。

实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。

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