一种新型塑性区装配式型钢混凝土梁柱螺栓连接节点

摘要

本发明公开了一种新型塑性区装配式型钢混凝土梁柱螺栓连接节点，包括型钢混凝土梁和型钢混凝土柱，其特征在于：还包括型钢连接组件，所述型钢混凝土梁设置有梁型钢，梁型钢与第二梁型钢上下翼缘和腹板方向分别被翼缘连接钢板和腹板连接钢板固定；加密连接组件，所述转换钢板表面焊接有8个均布的高强栓钉；以及梁柱连接组件，所述梁型钢焊接在柱型钢翼缘部外侧。本发明通过连接组件将梁柱连接转换为梁梁连接，满足强节点弱构件的要求，同时，本连接节点处钢制转换板上焊接高强栓钉，有效避免了连接点处无箍筋加密的缺陷，使节点处整体性更强，大大增加了结构节点的安全系数，增加了结构的抗震性能。

说明书

技术领域

本发明涉及一种梁柱混凝土建筑领域，特别是一种新型塑性区装配式型钢混凝土梁柱螺栓连接节点。

背景技术

现有装配式混凝土连接中大多在梁柱节点处连接，而节点的破坏会直接导致结构的垮塌，造成严重后果；现有装配式建筑中塑性区装配式结构中连接方式较为复杂，难以在实际工程中大量运用。

预制装配式混凝土由于在装配厂中预制，制作工艺与养护条件更能得到保证，使构件质量更好，更加节能；由于预制构件在施工现场安装时间较现浇混凝土时间更短，且不需要养护，使施工速度更加高效，并能节省大量劳动力，减少现场模板的使用，与现浇混凝土相比，具有很大优势。

相对于现浇混凝土结构来说，预制装配式混凝土的整体性相对较差，即抗震性能相对较差，导致装配建筑在实际工程中应用存在限制。现有装配式建筑中的连接方式大多为梁柱节点连接，连接方式复杂或者抗震性能较差，难以满足实际施工要求。本装配式节点在梁柱节点塑性区进行连接，将梁柱连接转换为梁梁连接，满足强节点弱构件的要求，同时，本连接节点处钢制转换板上焊接高强栓钉，有效避免了连接点处无箍筋加密的缺陷，使节点处整体性更强，大大增加了结构节点的安全系数，增加了结构的抗震性能。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有梁柱浇混凝土结构中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明其中的一个目的是提供一种新型塑性区装配式型钢混凝土梁柱螺栓连接节点，其提高了预制装配式混凝土的整体性、抗震性，施工速度更快也更节省劳动力。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种新型塑性区装配式型钢混凝土梁柱螺栓连接节点，包括型钢混凝土梁和型钢混凝土柱，其特征在于：还包括型钢连接组件，包括设置在型钢混凝土梁内部水平放置的梁型钢和第二型钢混凝土梁内部同样水平放置的第二梁型钢；所述梁型钢与第二梁型钢接触面采用焊接连接，并在型钢上下翼缘和腹板方向分别被翼缘连接钢板和腹板连接钢板固定，同时被高强螺栓锁紧，所述型钢混凝土梁与第二型钢混凝土梁结构相同；加密连接组件，包括设置在型钢混凝土梁一端被梁型钢贯穿的转换钢板，所述转换钢板表面焊接有8个均布的高强栓钉；以及，梁柱连接组件，包括型钢混凝土柱内部设置有竖直放置的柱型钢，所述水平放置的梁型钢焊接在柱型钢翼缘部外侧。

作为本发明所述的一种新型塑性区装配式型钢混凝土梁柱螺栓连接节点优选方案，其中：所述型钢混凝土梁包括梁型钢、梁纵筋、梁箍筋和混凝土梁，所述梁纵筋形状设置成90度弯钩且一端在型钢混凝土柱内部，另一端在型钢混凝土梁内部，所述梁箍筋围绕梁型钢和延伸型钢混凝土梁一端方向的梁纵筋放置，所述混凝土梁浇筑在梁型钢、梁纵筋和梁箍筋上。

作为本发明所述的一种新型塑性区装配式型钢混凝土梁柱螺栓连接节点优选方案，其中：所述型钢混凝土柱包括设置在型钢混凝土柱内部的柱纵筋和围绕柱型钢与柱纵筋设置的柱箍筋以及浇筑在柱型钢、柱纵筋、柱箍筋上的混凝土柱。

作为本发明所述的一种新型塑性区装配式型钢混凝土梁柱螺栓连接节点优选方案，其中：所述柱型钢内部沿型钢混凝土梁水平方向焊接四个加劲肋。

作为本发明所述的一种新型塑性区装配式型钢混凝土梁柱螺栓连接节点优选方案，其中：所述柱型钢与梁型钢连接处，上下左右四个方向焊接有柱三角形加劲肋。

作为本发明所述的一种新型塑性区装配式型钢混凝土梁柱螺栓连接节点优选方案，其中：所述梁型钢穿过转换钢板且向外伸出，所述转换钢板与梁型钢连接方式为焊接。

作为本发明所述的一种新型塑性区装配式型钢混凝土梁柱螺栓连接节点优选方案，其中：所述靠近柱型钢的部分柱箍筋焊接在梁型钢腹板上。

作为本发明所述的一种新型塑性区装配式型钢混凝土梁柱螺栓连接节点优选方案，其中：所述转换钢板与梁型钢连接部位靠近型钢混凝土柱方向焊接梁三角形加劲肋，上下左右四个方向各焊接一个。

作为本发明所述的一种新型塑性区装配式型钢混凝土梁柱螺栓连接节点优选方案，其中：所述梁纵筋在型钢混凝土梁一端延伸并焊接在转换钢板上。

作为本发明所述的一种新型塑性区装配式型钢混凝土梁柱螺栓连接节点优选方案，其中：所述梁型钢伸出端部在上下翼缘与腹板方向均布打孔。

本发明的有益效果：本发明通过连接组件将梁柱连接转换为梁梁连接，满足强节点弱构件的要求，同时，本连接节点处钢制转换板上焊接高强栓钉，有效避免了连接点处无箍筋加密的缺陷，使节点处整体性更强，大大增加了结构节点的安全系数，增加了结构的抗震性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明第一个实施例所述的新型塑性区装配式型钢混凝土梁柱螺栓连接节点连接组件结构示意图。

图2为本发明第二个实施例所述的新型塑性区装配式型钢混凝土梁柱螺栓连接节点三维结构示意图。

图3为本发明第二个实施例所述的新型塑性区装配式型钢混凝土梁柱螺栓连接节点预制型钢混凝土柱内部结构示意图。

图4为本发明第二个实施例所述的新型塑性区装配式型钢混凝土梁柱螺栓连接节点预制型钢混凝土梁整体结构示意图。

图5为本发明第二个实施例所述的新型塑性区装配式型钢混凝土梁柱螺栓连接节点预制型钢混凝土柱内部结构示意图。

图6为本发明第三个实施例所述的新型塑性区装配式型钢混凝土梁柱螺栓连接节点预制型钢混凝土梁整体结构示意图。

图7为本发明第三个实施例所述的新型塑性区装配式型钢混凝土梁柱螺栓连接节点预制型钢混凝土梁外套管结构示意图。

图8为本发明第三个实施例所述的新型塑性区装配式型钢混凝土梁柱螺栓连接节点预制型钢混凝土梁驱动盘结构示意图。

图9为本发明第三个实施例所述的新型塑性区装配式型钢混凝土梁柱螺栓连接节点凸轮结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

实施例1

参照图1，为本发明第一个实施例，提供了一种新型塑性区装配式型钢混凝土梁柱螺栓连接节点连接组件的结构示意图。该结构包括型钢混凝土梁a和型钢混凝土柱b，其特征在于：还包括，型钢连接组件100，包括设置在型钢混凝土梁a内部水平放置的梁型钢101和第二型钢混凝土梁a1内部同样水平放置的第二梁型钢201；梁型钢101与第二梁型钢201接触面采用焊接连接，并在型钢上下翼缘和腹板方向分别被翼缘连接钢板102和腹板连接钢板103固定，同时被高强螺栓104锁紧，型钢混凝土梁a与第二型钢混凝土梁a1结构相同。

加密连接组件200，包括设置在型钢混凝土梁a一端被梁型钢101贯穿的转换钢板105，转换钢板105表面焊接有8个均布的高强栓钉106；以及，梁柱连接组件300，包括型钢混凝土柱b内部设置有竖直放置的柱型钢301，水平放置的梁型钢101焊接在柱型钢301翼缘部外侧。

具体的，预制型钢混凝土梁a和预制型钢混凝土柱b提前在装配工厂预制好，这样制作工艺与养护条件更能得到保证，使构件质量更好，更加节能；由于预制构件在施工现场安装时间较现浇混凝土时间更短，且不需要养护，使施工速度更加高效，并能节省大量劳动力。

现有装配式建筑中的连接方式大多为梁柱节点连接，连接方式复杂或者抗震性能较差，难以满足实际施工要求。本装配式节点在梁柱节点塑性区进行连接，将梁柱连接转换为梁梁连接，满足强节点弱构件的要求，本发明的型钢连接组件100，将型钢混凝土梁a内部的梁型钢101和第二型钢混凝土梁a1内部的第二梁型钢201，采用焊接进行连接，并在型钢上下翼缘和腹板方向分别被翼缘连接钢板102和腹板连接钢板103固定，同时被高强螺栓104锁紧，连接方式更简单、抗震性能较好，进一步满足了实际施工要求。

同时，本连接节点处钢制转换板上焊接栓钉，本发明采用加密连接组件200，设置在型钢混凝土梁a一端被梁型钢101贯穿的转换钢板105，转换钢板105表面焊接有8个均布的高强栓钉106，该设计有效避免了连接点处无箍筋加密的缺陷，使节点处整体性更强，大大增加了结构节点的安全系数，增加了结构的抗震性能。

同时，为了提高结构的稳定性，转换钢板105与梁型钢101连接部位靠近型钢混凝土柱b方向焊接三角形加劲肋306，上下左右四个方向各焊接一个。梁型钢101端部打孔方式与转换钢板105打孔方式相同。

操作过程：在装配厂预制型钢混凝土柱和型钢混凝土梁，当梁柱构件预制好后，将构件运送到施工现场，用吊机吊装到位，将梁柱对接好，将型钢腹板处连接板对接到位并拧上高强螺栓；将型钢上下翼缘连接板定位至螺栓孔处并拧上高强螺栓；最后在节点处装上模板，浇筑高性能混凝土。

实施例2

参照图2～6，为本发明的第二个实施例，该实施例不同于第一个实施例的是：该实施例子详细介绍了型钢混凝土梁与型钢混凝土柱的连接。型钢混凝土梁a包括梁型钢101、梁纵筋107、梁箍筋108和混凝土梁109，梁纵筋107形状设置成90度弯钩且一端在型钢混凝土柱300内部，另一端在型钢混凝土梁a内部；梁箍筋108围绕梁型钢101和延伸型钢混凝土梁a一端的梁纵筋107放置，混凝土梁109浇筑在梁型钢101、梁纵筋107、梁箍筋108上。

型钢混凝土柱b包括柱型钢301、设置在型钢混凝土柱b内部的柱纵筋302和围绕柱型钢301与柱纵筋302设置的柱箍筋303以及浇筑在柱型钢301、柱纵筋302、柱箍筋303上的混凝土柱304。柱型钢301内部沿型钢混凝土梁a方向焊接四个加劲肋305，柱型钢301与梁型钢101连接处，上下左右四个方向焊接有三角形加劲肋306，梁型钢101穿过转换钢板105，外伸至一定距离，在梁型钢101端部打孔，转换钢板105与梁型钢101连接方式为焊接。

柱箍筋302经过梁型钢101处截断部分柱箍筋302，截断处焊接在梁型钢101腹板上，转换钢板105与梁型钢101连接部位靠近型钢混凝土柱b方向焊接三角形加劲肋306，上下左右四个方向各焊接一个，梁纵筋107在型钢混凝土梁a一端延伸并焊接在转换钢板105上，梁型钢101端部打孔方式与转换钢板105打孔方式相同。

预制装配式混凝土由于在装配厂中预制，制作工艺与养护条件更能得到保证，使构件质量更好，更加节能；由于预制构件在施工现场安装时间较现浇混凝土时间更短，且不需要养护。

具体的，在装配厂预制型钢混凝土梁，该型钢混凝土梁如图2所示，型钢混凝土梁a包括梁型钢101、梁纵筋107、梁箍筋108和混凝土梁109，梁纵筋107形状设置成90度弯钩且一端在型钢混凝土柱300内部，另一端在型钢混凝土梁a内部，该设计保证了弯钩梁纵筋的力学性能；梁箍筋108围绕梁型钢101和延伸型钢混凝土梁a一端的梁纵筋107放置，混凝土梁109浇筑在梁型钢101、梁纵筋107、梁箍筋108上。预制节点详图如图3所示，在混凝土梁进行浇筑后，成品图如图4所示。

同时，为了提高稳定性，梁纵筋107在型钢混凝土梁a一端延伸并焊接在转换钢板105上；梁型钢101穿过转换钢板105，外伸至一定距离，在梁型钢101端部打孔，转换钢板105与梁型钢101连接方式为焊接。

在装配厂预制型钢混凝土柱，该型钢混凝土柱如图2所示，型钢混凝土柱b包括柱型钢301、设置在型钢混凝土柱b内部的柱纵筋302和围绕柱型钢301与柱纵筋302设置的柱箍筋303以及浇筑在柱型钢301、柱纵筋302、柱箍筋303上的混凝土柱304；预制节点详图如图5所示，成品图如图6所示。

同时为了提高柱型钢的结构强度，在柱型钢301内部沿型钢混凝土梁a方向焊接四个加劲肋305，柱型钢301与梁型钢101连接处，上下左右四个方向焊接有三角形加劲肋306；柱箍筋302经过梁型钢101处截断部分柱箍筋302，截断处焊接在梁型钢101腹板上，这样既不影响柱箍筋的结构效果，焊接的使用还使梁型钢的腹板更加贴合柱箍筋。

实施例3

参照图6-9，该实施例不同于第一个实施例的是：更换部件400包括可移动平台401，可移动平台401为方形板状，下端设置有滚轮用于行走，然后在可移动平台401内的驱动杆402，驱动杆402能沿竖直方向进行滑移，然后在驱动杆402的上端还设有安装杆403，安装杆403沿水平方向设置，并且安装杆403沿水平方向设置，安装杆403和驱动杆402呈现T形，同时安装杆403靠近型钢混凝土梁的方向，为了能后续将型钢连接组件进行安装，在可移动平台401内设有旋转部件500，旋转部件500能启动驱动杆402，使得驱动杆402实现转动，旋转部件500包括转动连接在可移动平台401内的外套筒501，外套筒501形状为圆柱状，驱动杆402插在外套筒501内，并且驱动杆402的外径稍小于外套筒501的内径，并且为了能在外套筒501转动的同时，带动驱动杆402的转动，在驱动杆402的外壁上沿驱动杆402的长度方向设有滑条503，滑条503数量为两个，在外套筒501的内壁上开设有供滑条503滑移和配合的滑槽502，滑槽502同样沿长度方向，并且向上连通外套筒501，滑条503和滑槽502使得驱动杆402与外套筒501一体，并且能够使得驱动杆402能沿竖直方向进行滑移。

进一步的，为了驱动外套筒501的旋转和驱动杆402的滑移，在可移动平台401内转动连接有驱动盘504，驱动盘504的转动平面为竖直平面，并且在本实施例中，驱动盘504的形状为圆形，并且靠近外套筒501设置，在驱动盘504的侧壁上还向外伸出两个导杆505，两个导杆505设置在驱动盘504的一条直径方向上，并且两个导杆505在随着驱动盘504转动后，会与外套筒501侧壁抵接，然后为了驱动外套筒501实现旋转，在外套筒501的侧壁上开设有与导轨配合的驱动轨506，驱动轨506设置有两个，并且两个驱动轨506相互交叉设置，若假设将外套筒501的圆柱面能剪裁开，并且铺平成一个矩形平面，两个驱动轨506交叉后之间呈现的夹角为90°，两个导轨的长度一致，导轨的末端和进入端位置处于一个竖直直线方向上。

进而，在驱动盘504转动时，导杆505由外套筒501的下端位置进入到驱动轨506内，并且随着驱动盘504竖直方向上的移动，导杆505在导轨内的位置不断发生变化，又因为导轨是倾斜设置的，进而会带动外套筒501的旋转，使得驱动杆402也发生旋转，使得驱动杆402上的安装杆403旋转到型钢连接组件的位置。

进一步的，为了在驱动盘504旋转的同时，使得驱动杆402沿竖直方向滑移，在驱动杆402的下端还转动连接有连动杆600，在本实施例中，连动杆600包括滑移连环形轨507内的滑块601，滑块601上端转动连接有连杆602，连杆602的转动平面竖直设置，连杆602具有柔性，连动杆600朝向驱动盘504方向，然后在连杆602的靠近外套筒501一端转动连接有铰接块603，铰接块603的转动平面竖直设置，连杆602与铰接块603之间有145°-150°的夹角，铰接块603与驱动杆402的下端铰接，然后在驱动盘504的侧壁上开设有环形轨507，环形轨507包括设置在两端位置的圆弧轨507a，然后在两个圆弧轨507a之间连接有凹陷轨507b，凹陷轨507b向驱动盘504的中心处凹陷，凹陷形成钝角状，当导杆505旋转出导轨后，滑块601转动到环形轨507的内凹陷处，此时两个导杆505正好处于竖直状态，凹陷处处于水平方向上，进而此时滑块601在环形轨507内移动时，会先斜上方向移动，进而在安装杆403作用下，会下拉驱动杆402的下端，使得驱动杆402向下移动；当移动过凹陷处中央距离后，随着凹陷处的恢复，滑块601向斜下移动，会使连动杆600向上摆动，进而向上顶起驱动杆402，使得安装杆403位置达到型钢连接组件的高度。

进一步的，在安装杆403的前端开设有卡槽604，在卡槽604内滑移连接有卡杆605，卡杆605沿水平方向滑移，在卡杆605的前端还转动连接有安装板606，安装板606设置有两个，并且均沿卡杆605的长度方向设置。

作为优选的，为了驱动驱动盘504的旋转，在可移动平台401内设有与驱动盘504相连的伺服电机。

进一步的，在卡槽604内还转动连接有凸轮607，凸轮607的转动平面水平设置，然后在凸轮607下端设置有电机，并且在卡杆605的后端设置有与凸轮607配合的凸缘，进而可以由凸轮607进行驱动，同时在卡杆605的两端固定有燕尾块608，在卡槽604的内壁上开设有与燕尾块608配合的燕尾槽608a，燕尾槽608a沿水平方向开设，然后在燕尾块608和燕尾槽608a之间设有弹性件608b，弹性件608b为拉伸弹簧，能始终驱动卡杆605向内移动，保证卡杆605与凸轮607的配合。

其余结构与实施例1相同。

本实施例的具体实施原理：在对型钢连接组件进行更换和安装时，操作者将启动伺服电机，伺服电机驱带驱动盘504的旋转，驱动盘504转动后，带动导杆505由外套筒501的下端位置进入到驱动轨506内，并且随着驱动盘504竖直方向上的移动，导杆505在导轨内的位置不断发生变化，进而会带动外套筒501的旋转，使得驱动杆402也发生旋转，然后随着驱动盘504的旋转，在连杆602上的滑块601转动到环形轨507的内凹陷处，在安装杆403作用下，会下拉驱动杆402的下端，使得驱动杆402向下移动，此时将更换下来的型钢连接组件带到下方，此时操作者将型钢连接组件取下，然后随着滑块601向斜下移动，会使连动杆600向上摆动，进而向上顶起驱动杆402，使得安装杆403位置达到型钢连接组件的高度，然后卡杆605向前伸出，进行型钢连接组件的安装，完成更换和安装。

重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。

此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本发明不相关的那些特征)。

应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。