一种采用钢管混凝土柱和钢梁组合的预制装配式框架
专利类型：发明专利
语 言：中文
申 请 号：CN201710449674.3
申 请 日：20170612
申 请 人：重庆大学
申请人地址：400044 重庆市沙坪坝区沙正街174号
公 开 日：20180420
公 开 号：CN107938843A
代 理 人：王翔
代理机构：重庆大学专利中心 50201
摘 要：本发明提供一种采用钢管混凝土柱和钢梁组合的预制装配式框架，包括若干的预制的钢管混凝土柱和钢梁，这些柱与柱之间的连接设置在楼面以上1.0m～1.5m左右，通过上接头和下接头采用高强螺栓和焊缝进行连接，柱与梁之间通过焊接于钢管混凝土柱上的牛腿采用高强螺栓和焊缝连接。本发明采用钢管混凝土柱和钢梁组合，可以减小构件截面和重量，便于运输和安装，还能增加结构的延性，提高抗震性能；连接位置合理的避开了受力复杂的节点区域，节点连接简单可靠；连接全部为干法作业，改善施工条件，减小环境污染；采用本发明的连接技术，可大大提高施工效率。
主 权 项：一种采用钢管混凝土柱和钢梁组合的预制装配式框架，其特征在于:包括若干预制的钢管混凝土柱和预制的钢横梁(4)组合形成的装配式框架；根据所处的位置不同，所述钢管混凝土柱分为所述底层钢管混凝土柱(1)、中层钢管混凝土柱(2)和顶层钢管混凝土柱(3)三类；所述底层钢管混凝土柱(1)包括钢管I(101)、混凝土I(102)、钢牛腿I(103)和上接头I(104)；所述钢牛腿I(103)包括上环板I(1031)、下环板I(1032)和四块牛腿腹板I(1033)；所述上环板I(1031)和下环板I(1032)的结构相同，其中央均有一个套在钢管I(101)上的通孔，其四周均有四个分支；上环板I(1031)和下环板I(1032)被固定在钢管I(101)上后，上环板I(1031)和下环板I(1032)各自的四个分支形成钢管I(101)四周的四组翼缘板，每组翼缘板均包括一个上翼缘板和一个下翼缘板；四块牛腿腹板I(1033)分别与四组翼缘板配合，每一块牛腿腹板I(1033)均垂直地焊接在一个上翼缘板和一个下翼缘板之间；所述上接头I(104)包括上接头锥头I(1041)和上接头端板I(1042)；所述上接头锥头I(1041)是一个上下两端敞口的中空回转体；所述上接头端板I(1042)是一个中央具有通孔的环形板；整个环形板的外圆四周均匀地分布着若干U形缺口；所述上接头锥头I(1041)的大端嵌套并固定在钢管I(101)的上端；所述上接头端板I(1042)焊接在上接头锥头I(1041)的下端，上接头端板I(1042)的中央通孔与上接头锥头I(1041)同轴；通过上接头端板I(1042)的中央通孔，向钢管I(101)和上接头锥头I(1041)内部浇筑混凝土I(102)；所述中层钢管混凝土柱(2)包括钢管II(201)、混凝土II(202)、钢牛腿II(203)、上环板II(2031)、下环板II(2032)、牛腿腹板II(2033)、上接头II(204)、上接头锥头II(2041)、上接头端板II(2042)、下接头II(205)、下接头锥头II(2051)和下接头端板II(2052)；所述钢牛腿II(203)包括上环板II(2031)、下环板II(2032)和四块牛腿腹板II(2033)；所述上环板II(2031)和下环板II(2032)的结构相同，其中央均有一个套在钢管II(201)上的通孔，其四周均有四个分支；上环板II(2031)和下环板II(2032)被固定在钢管II(201)上后，上环板II(2031)和下环板II(2032)各自的四个分支形成钢管II(201)四周的四组翼缘板，每组翼缘板均包括一个上翼缘板和一个下翼缘板；四块牛腿腹板II(2033)分别与四组翼缘板配合，每一块牛腿腹板II(2033)均垂直地焊接在一个上翼缘板和一个下翼缘板之间；所述上接头II(204)包括上接头锥头II(2041)和上接头端板II(2042)；所述上接头锥头II(2041)是一个上下两端敞口的中空回转体；所述上接头端板II(2042)是一个中央具有通孔的环形板；整个环形板的外圆四周均匀地分布着若干U形缺口；所述上接头锥头II(2041)的大端嵌套并固定在钢管II(201)的上端；所述上接头端板II(2042)焊接在上接头锥头II(2041)的下端，上接头端板II(2042)的中央通孔与上接头锥头II(2041)同轴；所述下接头II(205)包括下接头锥头II(2051)和下接头端板II(2052)；所述下接头锥头II(2051)是一个下下两端敞口的中空回转体；所述下接头端板II(2052)是一个中央具有通孔的环形板；整个环形板的外圆四周均匀地分布着若干U形缺口；所述下接头锥头II(2051)的大端嵌套并固定在钢管II(201)的下端；所述下接头端板II(2052)焊接在下接头锥头II(2051)的下端，下接头端板II(2052)的中央通孔与下接头锥头II(2051)同轴；通过上接头端板II(2042)或下接头端板II(2052)的中央通孔，向钢管II(201)、下接头锥头II(2051)和上接头锥头II(2041)内部浇筑混凝土II(202)；所述顶层钢管混凝土柱(3)包括钢管III(301)、混凝土III(302)、钢牛腿III(303)、上盖板(3031)、下环板III(3032)、牛腿腹板III(3033)、下接头III(304)、下接头锥头III(3041)和下接头端板III(3042)；所述钢牛腿III(303)包括上盖板(3031)、下环板III(3032)和四块牛腿腹板III(3033)；所述上盖板(3031)和下环板III(3032)四周有四个分支，二者四周的轮廓形状相同，只是下环板III(3032)中央具有一个套在钢管III(301)上的通孔；下环板III(3032)被固定在钢管III(301)的外壁上，所述上盖板(3031)覆盖并固定在钢管III(301)的上端；上盖板(3031)和下环板III(3032)各自的四个分支形成钢管III(301)四周的四组翼缘板，每组翼缘板均包括一个上翼缘板和一个下翼缘板；四块牛腿腹板III(3033)分别与四组翼缘板配合，每一块牛腿腹板III(3033)均垂直地焊接在一个上翼缘板和一个下翼缘板之间；所述下接头III(304)包括下接头锥头III(3041)和下接头端板III(3042)；所述下接头锥头III(3041)是一个下下两端敞口的中空回转体；所述下接头端板III(3042)是一个中央具有通孔的环形板；整个环形板的外圆四周均匀地分布着若干U形缺口；所述下接头锥头III(3041)的大端嵌套并固定在钢管II(201)的下端；所述下接头端板III(3042)焊接在下接头锥头III(3041)的下端，下接头端板III(3042)的中央通孔与下接头锥头III(3041)同轴；通过下接头锥头III(3041)的中央通孔，向钢管III(301)、下接头锥头III(3041)内部浇筑混凝土III(302)；每一根钢横梁(4)包括上、下两块水平的钢横梁翼缘(401)，以及垂直地焊接在这两块钢横梁翼缘(401)之间的钢横梁腹板(402)；所述钢横梁腹板(402)的两端具有供螺栓穿过的连接孔。装配时：中层钢管混凝土柱(2)的下端和底层钢管混凝土柱(1)的上端形成柱间节点；该柱间节点中，上接头端板I(1042)与下接头端板II(2052)接触，二者的U形缺口对齐，采用若干高强螺栓I(14)连接二者的U形缺口；底层钢管混凝土柱(1)的下端固定在基础上；上、下两个中层钢管混凝土柱(2)的下、上端之间形成柱间节点；该柱间节点中，处于上方的中层钢管混凝土柱(2)的下接头端板II(2052)与处于下方的中层钢管混凝土柱(2)的上接头端板II(2042)接触，二者的U形缺口对齐，采用若干高强螺栓I(14)连接二者的U形缺口；顶层钢管混凝土柱(3)的下端和中层钢管混凝土柱(2)的上端之间形成柱间节点；该柱间节点中，处于上方的下接头端板III(3042)和处于下方的上接头锥头II(2041)接触，二者的U形缺口对齐，采用若干高强螺栓I(14)连接二者的U形缺口；底层钢管混凝土柱(1)的钢牛腿I(103)与钢横梁(4)连接，并形成梁、柱间连接节点；该梁、柱间连接节点的连接方式是：将钢横梁(4)吊装至钢牛腿I(103)的一侧，在钢横梁腹板(402)和牛腿腹板I(1033)两侧分别放一块拼接盖板(10)；每一块拼接盖板(10)具有两列供螺栓穿过的通孔；采用若干高强螺栓(11)连接钢横梁腹板(402)和拼接盖板(10)的一侧，同样采用若干高强螺栓(11)连接钢牛腿腹板(502)和拼接盖板(10)的另外一侧，即使得钢牛腿I(103)与钢横梁(4)连接；将上、下两块水平的钢横梁翼缘(401)分别与上环板I(1031)、下环板I(1032)焊接连接；中层钢管混凝土柱(2)的钢牛腿II(203)与钢横梁(4)连接，并形成梁、柱间连接节点；该梁、柱间连接节点的连接方式是：将钢横梁(4)吊装至钢牛腿II(203)的一侧，在钢横梁腹板(402)和牛腿腹板II(2033)两侧分别放一块拼接盖板(10)；每一块拼接盖板(10)具有两列供螺栓穿过的通孔；采用若干高强螺栓(11)连接钢横梁腹板(402)和拼接盖板(10)的一侧，同样采用若干高强螺栓(11)连接钢牛腿腹板(502)和拼接盖板(10)的另外一侧，即使得钢牛腿II(203)与钢横梁(4)连接；将上、下两块水平的钢横梁翼缘(401)分别与上环板II(2031)、下环板II(2032)焊接连接；顶层钢管混凝土柱(3)的钢牛腿III(303)与钢横梁(4)连接，并形成梁、柱间连接节点；该梁、柱间连接节点的连接方式是：将钢横梁(4)吊装至钢牛腿III(303)的一侧，在钢横梁腹板(402)和牛腿腹板III(3033)两侧分别放一块拼接盖板(10)；每一块拼接盖板(10)具有两列供螺栓穿过的通孔；采用若干高强螺栓(11)连接钢横梁腹板(402)和拼接盖板(10)的一侧，同样采用若干高强螺栓(11)连接钢牛腿腹板(502)和拼接盖板(10)的另外一侧，即使得钢牛腿III(303)与钢横梁(4)连接；将上、下两块水平的钢横梁翼缘(401)分别与上盖板(3031)、下环板III(3032)焊接连接。
关 键 词：钢管混凝土柱;钢梁;预制装配式;高强螺栓;减小;延性;便于运输;干法作业;构件截面;焊缝连接;节点连接;节点区域;抗震性能;连接技术;连接设置;连接位置;施工条件;施工效率;焊缝;框架本;上接头;下接头;预制的;楼面;牛腿;受力;焊接;避开
法律状态：公开
IPC专利分类号：E04B1/30(2006.01)I,E04B1/58(2006.01)I