钢管混凝土柱用钢管柱及外环板式梁柱连接节点的制作方法

本发明涉及土建领域，尤其涉及钢管混凝土柱用钢管柱及外环板式梁柱连接节点。

背景技术：

随着基础建设的不断加强，高层楼房和大型桥梁的数量越来越多。在这些大型建筑中，主要起到承力作用的梁柱结构数量较多，这些梁柱结构对于整个建筑的结构可靠性也起到十分关键的作用。目前对于梁柱结构，尤其是梁柱连接节点的结构设计有很多，其中以型钢混凝土梁和钢管混凝土柱连接节点为典型代表，在实际工程应用中使用较多。但是目前工程应用中所采用的型钢混凝土梁和钢管混凝土柱连接节点往往构造较为复杂，而且梁体结构和柱体结构之间的传力路径较为曲折，因此连接节点整体施工不便、承力和传力效果欠佳。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供外环板式梁柱连接节点，用以解决现有的连接节点整体施工不便、承力和传力效果欠佳的问题。同时，本发明还提供了一种上述连接节点所包含的钢管混凝土柱用钢管柱。

本发明的外环板式梁柱连接节点，包括：

钢管混凝土柱用钢管柱、型钢梁及纵向受力钢筋；

型钢梁为工字钢，

钢管混凝土柱用钢管柱包括钢管柱；

外环板，环绕钢管柱焊接在钢管柱外侧，与型钢梁的端部对接；

钢筋连接件，焊接在外环板上，与纵向受力钢筋固定连接。

本发明的连接节点在钢管柱的外侧环绕固定有外环板，型钢混凝土梁的型钢梁与外环板对接连接，而且纵向受力钢筋通过钢筋连接件连接在外环板上，这种结构的连接节点结构相对简单，施工方便，而且型钢混凝土梁作用到钢管柱上的作用力能够通过外环板较为均匀的传递到钢管柱上，承力和传力效果好，避免了应力集中的出现，保证了连接节点的结构强度。

进一步的，型钢梁为工字钢，外环板包括上下相对的上、下环板以及连接在上、下环板之间的竖板，上、下环板以及竖板均与钢管柱连接，工字钢的上、下翼缘与外环板的上、下环板对接连接，工字钢的腹板与外环板的竖板对接连接。将外环板设置为与工字钢对应的形状，提高了型钢梁与外环板的对接强度，保证了型钢梁与外环板之间的传力效果。

作为另一种优化的方案，上、下环板均包括环形主板体以及对接板段，环形主板体环绕钢管柱，对接板段处于环形主板体的外侧且与环形主板体相间隔，对接板段与工字钢的对应翼缘对接连接，钢筋连接件连接在对接板段与环形主板体之间，且部分突出于上、下环板的板面。这样能够使连接在对接板段的工字钢能够更直接的向环形主板体传力，而且纵向受力钢筋也能够稳定可靠的传力至环形主板体，优化连接位置的传力路径。

进一步的，钢筋连接件与对接板段的连接位置和/或钢筋连接件与环形主板体的连接位置处通过圆弧过渡连接。这样能够尽可能的消除应力集中，避免连接位置局部受力较大而损坏。

进一步的，所述钢筋连接件包括由上下左右四个壁板围成的矩形围框以及连接在框内的支撑筋板，处于上侧的钢筋连接件通过下壁板与对接板段和环形主板体连接，处于下侧的钢筋连接件通过上壁板与对接板段和环形主板体连接。这种结构形式的钢筋连接件结构强度高，而且能够通过左右壁板以及支撑筋板将实现纵向受力钢筋与环形主板体之间的传力。

进一步的，钢筋连接件的上、下壁板分别与对应的环形主板体处于同一平面内，且与竖板的对应边缘连接。这样不仅很好的实现对接板段、钢筋连接件以及环形主板体之间的传力，而且与竖板构成整体式结构，提高了连接位置的承力性能。

此外，外环板通过两个对称布置的对接端与型钢梁对接连接，外环板的上、下环板之间在两个型钢梁之间的周向位置中设置有所述竖板。通过这些竖板的设置，进一步提高了上、下环板之间的结构强度和整体性，提高了连接节点的结构强度。

本发明的钢管混凝土柱用钢管柱的技术方案：

钢管混凝土柱用钢管柱包括：钢管柱；

外环板，环绕钢管柱焊接在钢管柱外侧，用于与型钢梁的端部对接；

钢筋连接件，焊接在外环板上，用于与纵向受力钢筋固定连接。

本发明的钢管混凝土柱用钢管柱在使用时通过外环板与型钢梁对接，而且纵向受力钢筋通过钢筋连接件连接在外环板上，这种结构的连接节点结构相对简单，施工方便，而且型钢混凝土梁作用到钢管柱上的作用力能够通过外环板较为均匀的传递到钢管柱上，承力和传力效果好，避免了应力集中的出现，保证了连接节点的结构强度。

进一步的，型钢梁为工字钢，外环板包括上下相对的上、下环板以及连接在上、下环板之间的竖板，上、下环板以及竖板均与钢管柱连接，工字钢的上、下翼缘与外环板的上、下环板对接连接，工字钢的腹板与外环板的竖板对接连接。将外环板设置为与工字钢对应的形状，提高了型钢梁与外环板的对接强度，保证了型钢梁与外环板之间的传力效果。

作为另一种优化的方案，上、下环板均包括环形主板体以及对接板段，环形主板体环绕钢管柱，对接板段处于环形主板体的外侧且与环形主板体相间隔，对接板段与工字钢的对应翼缘对接连接，钢筋连接件连接在对接板段与环形主板体之间，且部分突出于上、下环板的板面。这样能够使连接在对接板段的工字钢能够更直接的向环形主板体传力，而且纵向受力钢筋也能够稳定可靠的传力至环形主板体，优化连接位置的传力路径。

进一步的，钢筋连接件与对接板段的连接位置和/或钢筋连接件与环形主板体的连接位置处通过圆弧过渡连接。这样能够尽可能的消除应力集中，避免连接位置局部受力较大而损坏。

进一步的，所述钢筋连接件包括由上下左右四个壁板围成的矩形围框以及连接在框内的支撑筋板，处于上侧的钢筋连接件通过下壁板与对接板段和环形主板体连接，处于下侧的钢筋连接件通过上壁板与对接板段和环形主板体连接。这种结构形式的钢筋连接件结构强度好，而且能够通过左右壁板以及支撑筋板将实现纵向受力钢筋与环形主板体之间的传力。

进一步的，钢筋连接件的上、下壁板分别与对应的环形主板体处于同一平面内，且与竖板的对应边缘连接。这样不仅很好的实现对接板段、钢筋连接件以及环形主板体之间的传力，而且与竖板构成整体式结构，提高了连接位置的承力性能。

此外，外环板通过两个对称布置的对接端与型钢梁对接连接，外环板的上、下环板之间在两个型钢梁之间的周向位置中设置有所述竖板。通过这些竖板的设置，进一步提高了上、下环板之间的结构强度和整体性，提高了连接节点的结构强度。

附图说明

图1为本发明的外环板式梁柱连接节点的实施例一的主视图；

图2为本发明的外环板式梁柱连接节点的实施例一的俯视图；

图3为本发明的外环板式梁柱连接节点的实施例一的左视图；

图1中：1-钢管混凝土柱用钢管柱；3-纵向受力钢筋；4-箍筋；5-工字钢；6-对接位置；7-环形主板体；8-竖板；9-钢筋连接件；10-对接板段过渡圆弧；11-环形主板体过渡圆弧；

图2中：1-钢管混凝土柱用钢管柱；3-纵向受力钢筋；4-箍筋；5-工字钢；6-对接位置；7-环形主板体；8-竖板；9-钢筋连接件；10-对接板段过渡圆弧；11-环形主板体过渡圆弧；

图3中：1-钢管混凝土柱用钢管柱；3-纵向受力钢筋；4-箍筋；5-工字钢；7-环形主板体；8-竖板；9-钢筋连接件。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

本发明的外环板式梁柱连接节点的实施方式，具体可以有多种不同的具体实施例。以下首先结合图1-3所示的具体实施例对本发明的外环板式梁柱连接节点的实施方式进行介绍。

外环板式梁柱连接节点具体包括钢管混凝土柱用钢管柱1、型钢梁以及纵向受力钢筋3。钢管混凝土柱用钢管柱主要包括钢管柱、外环板以及钢筋连接件9。型钢梁主要为工字钢5。钢管柱竖向布置，做为建筑物的承力柱；工字钢5水平布置，且在和钢管柱连接后做为承力梁。外环板固定连接在钢管柱的外侧。顾名思义，外环板为环形结构，环绕在钢管柱外侧，工字钢5对接在外环板的外边缘进而实现与钢管柱的连接，这样工字钢作用到钢管柱上的作用力能够通过外环板在整个钢管柱的周向上较为均匀的传递到钢管柱上，承力和传力效果好，避免了应力集中的出现。

外环板通过对接端与工字钢对接，为了使得外环板与工字钢可靠、吻合对接，外环板包括上下相对的上、下环板以及连接在上、下环板之间的竖板8，上、下环板以及竖板8在内侧均与钢管柱连接，在外侧形成对接端。工字钢5的上、下翼缘与外环板的上、下环板焊接连接，工字钢5的腹板与外环板的竖板8焊接连接。

而且，上、下两侧的钢筋连接件分别固定连接在外环板的上、下环板上，以便于与上、下两侧的纵向受力钢筋固定连接。具体的，上、下环板均包括环形主板体7以及对接板段，环形主板体7环绕钢管柱，对接板段处于环形主板体的外侧且与环形主板体7相间隔，对接板段与工字钢5的对应翼缘对接连接，可以理解为，对接板段与竖板共同形成工字钢结构。钢筋连接件连接在对接板段与环形主板体7之间。

图1-3所示的实施例中，钢筋连接件9包括由上下左右四个壁板围成的矩形围框以及连接在框内的支撑筋板，支撑筋板上下延伸，且与左右壁板平行。这样结构形式的钢筋连接件，结构强度高，在纵向受力钢筋连于其上后，传力路径较多。外环板上处于上侧的钢筋连接件9通过其下壁板与对接板段和环形主板体7焊接连接，外环板上处于下侧的钢筋连接件9通过上壁板与对接板段和环形主板体7焊接连接，且钢筋连接件的上、下壁板与对应的对接板段和环形主板体的板厚相等。这样在钢筋连接件9连接在外环板上时，其大部分突出于上、下环板的板面，处于工字钢下侧的纵向受力钢筋3连接在对应钢筋连接件9的下壁板的下侧面，处于工字钢上侧的纵向受力钢筋3连接在对应钢筋连接件9的上壁板的上侧面。这样的方式钢筋连接件9与外环板形成整体结构，两者之间的连接较为可靠，传力也更加可靠和有效，另外，钢筋连接件突出于上下环板的板面也便于纵向受力钢筋与钢筋连接件的连接，方便施工。

为了使得连接节点的整体结构较为简单，钢筋连接件9与环形主板体7、对接板段以及竖板8均为焊接连接，而且进一步优化的设计，为了避免钢筋连接件9与环形主板体7以及对接板段在焊接位置处出现应力集中，对接板段上在邻接钢筋连接件9的边缘位置设有对接板段过渡圆弧10，环形主板体7上在邻接钢筋连接件9的边缘位置设有环形主板体过渡圆弧11。

在本实施方式的其他实施例中，与上述介绍的实施例不同的是，钢筋连接件可以采用其他结构，例如开设有多个钢筋贯穿孔的立板结构，立板结构焊接在对接板段和环形主板体之间，且向环形主板体的一侧板面伸出，纵向受力钢筋穿过钢筋贯穿孔并与立板结构焊接连接。或者，对接板段直接与环形主板体对接或为一体结构，钢筋连接件固定在上下环板的板面上。

在本实施方式的另一种实施例中，与上述介绍的实施例不同的是，对接板段与竖板为一体的工字钢结构，构成对接端，且与构成型钢梁的工字钢截面吻合，工字钢的构成竖板的腹板在上下两侧与环形主板体焊接连接。

在本实施方式的另一种实施例中，与上述介绍的实施例不同的是，外环板的对接端为矩形管体结构，具体的，外环板包括上下环板，上下环板之间通过两个间隔布置的竖板结构形成矩形管体结构，构成型钢梁的工字钢插入矩形管体结构内并与管壁焊接连接。

在本实施方式的另一种实施例中，与上述介绍的实施例不同的是，对接板段与环形主板体直接对接或为一体结构，钢筋连接件包括平行间隔布置的多个支撑筋板以及平置在各支撑筋板上的横向壁板。

或者，在本实施方式的另一种实施例中，与上述介绍的实施例不同的是，钢管混凝土柱用钢管柱上在周向的四个方向分别具有对接端，且通过对接端连接有型钢梁。

本发明的外环板式梁柱连接节点在施工时，连接节点的钢管柱、图1-2中所示的外环板与工字钢对接位置6以内的对接板段、环形主板体7、竖板8以及钢筋连接件9等钢结构在工厂预先制作加工完成，形成钢管混凝土柱用钢管柱；钢管混凝土柱用钢管柱运到施工现场后，在对接位置6处焊接工字钢5，绑扎箍筋4，并将纵向受力钢筋3与钢筋连接件9表面采用双面角焊缝连接，最后浇筑柱子和梁的混凝土即可完成梁柱节点的施工过程。

本发明的外环板式梁柱连接节点的传力路径为：型钢混凝土梁的弯矩主要通过工字钢的翼缘传递到上、下环板上，还有一部分弯矩通过纵向受力钢筋先传递到钢筋连接件再传递到上、下环板上，在此传递过程中，过渡圆弧有利于减小应力集中，促使内力平缓传递，最后由上、下环板将弯矩传递到钢管混凝土柱上；型钢混凝土梁的剪力主要通过工字钢的腹板传递到钢管混凝土柱的侧面；竖板主要保证上、下环板在传力过程中的平面外稳定性。

本发明的钢管混凝土柱用钢管柱的实施方式：其具体结构与上述外环板式梁柱连接节点的实施例中的钢管混凝土柱用钢管柱的结构相同，本文不再赘述。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

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