一种型钢钢筋混凝土柱与混凝土梁连接结构及施工方法与流程

1.本发明涉及型钢混凝土技术领域，具体涉及一种型钢钢筋混凝土柱与混凝土梁连接结构及施工方法。


背景技术：

2.型钢混凝土技术是把型钢埋入钢筋混凝土中的一种独立的结构型式，由于型钢具有很高的强度和延展性，在钢筋混凝土中增加了型钢后，与传统单一钢结构相比，具有防火性能好，结构局部和整体稳定性好，节省钢材的优点。对我国多、高层建筑的发展、优化和改善结构抗震性能都具有极其重要的意义。
3.现有的型钢混凝土结构通常可分为型钢混凝土梁和型钢混凝土柱两大类，在实际使用中往往需要二者相配合，现有技术中通常直接将二者进行焊接使用，其建设成本较高，施工过程复杂、施工难度大，且结构本身抗震能力和强度有限。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是：一种型钢钢筋混凝土柱与混凝土梁连接结构及施工方法，该结构能够提高型钢混凝土柱和混凝土梁整体的抗震能力和强度，该施工方法能够节省建设成本，且施工方便。
5.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种型钢钢筋混凝土柱与混凝土梁连接结构，设置在基础13上，包括连接在一起的型钢混凝土柱和型钢混凝土梁10两部分，其特征在于：所述型钢混凝土柱包括连接在一起的型钢下段柱1和型钢上段柱5，所述型钢下段柱1为十字柱，所述型钢上段柱5上部分为空心箱型柱，下部分为空心四棱台柱，所述型钢上段柱5下部分的空心四棱台柱底部与型钢下段柱1的顶部连为一体；
6.所述型钢下段柱1和型钢上段柱5外壁上均设有铆钉2，所述型钢下段柱1和型钢上段柱5外侧绑扎有竖向钢筋3且浇筑有混凝土层ⅰ4，所述型钢混凝土梁10内上下侧分别设有上横向通长钢筋7和下横向通长钢筋8，所述上横向通长钢筋7和下横向通长钢筋8外侧浇筑有混凝土层ⅱ9；
7.所述型钢下段柱1底部通过连接件12与基础13连接，所述型钢混凝土梁10通过牛腿筋板6作为连接节点与型钢上段柱5连接。
8.进一步的，所述型钢上段柱5上部分的空心箱型柱截面积大于所述型钢下段柱1的截面积。
9.进一步的，所述牛腿筋板6位于型钢上段柱5上，其尺寸与型钢混凝土梁10截面尺寸相适配，所述上横向通长钢筋7和下横向通长钢筋8分别与牛腿筋板6的上下翼缘板进行双面连接，所述型钢混凝土梁10的腰筋11与牛腿筋板6的腹板进行双面连接。
10.进一步的，所述上横向通长钢筋7与牛腿筋板6的上翼缘板连接长度为5l，其中l为上横向通长钢筋7的直径；所述下横向通长钢筋8与牛腿筋板6的下翼缘板连接长度为5m，其中m为下横向通长钢筋8的直径；所述腰筋11与牛腿筋板6的腹板连接长度为5n，其中n为腰
筋11的直径。
11.进一步的，所述型钢下段柱1与型钢上段柱5的连接方式具体为焊接，所述连接件12为连接螺栓，所述型钢下段柱1与基础13的连接方式具体为螺栓固定连接，所述牛腿筋板6与型钢上段柱5的连接方式具体为焊接。
12.进一步的，所述上横向通长钢筋7和下横向通长钢筋8分别与牛腿筋板6的上下翼缘板进行双面焊接，所述腰筋11与牛腿筋板6的腹板进行双面焊接。
13.一种型钢钢筋混凝土柱与混凝土梁连接结构施工方法，包括如下步骤：
14.s1，检查已预埋在基础13中的连接件12的位置及标高尺寸，将型钢下段柱1通过连接件12固定在基础13上，并复核型钢下段柱1的轴线和标高尺寸；
15.s2，在型钢下段柱1外侧绑扎竖向钢筋3，所述竖向钢筋3绑扎至型钢下段柱1柱顶位置；
16.s3，将型钢上段柱5吊至型钢下段柱1顶部合适位置，并将所述型钢上段柱5和型钢下段柱1焊接为一体；
17.s4，确认步骤1、2、3完成无误后，继续绑扎所述竖向钢筋3至型钢上段柱5顶部位置；
18.s5，检查验收所述竖向钢筋3绑扎无误后，进行型钢下段柱1和型钢上段柱5的封模加固；
19.s6，浇筑型钢混凝土柱外的混凝土层ⅰ4至型钢混凝土梁10底部300mm处，浇筑过程中，在型钢上段柱5下部分的空心四棱台四角分别开设方孔，并从方孔插入振捣棒进行振捣，同时在型钢混凝土柱的模板外侧安排专人进行敲击；
20.s7，模板支撑架搭设完成后开始绑扎型钢混凝土梁10的上横向通长钢筋7、下横向通长钢筋8和腰筋11；
21.s8，将所述上横向通长钢筋7、下横向通长钢筋8和腰筋11与型钢上段柱5上的牛腿筋板6进行焊接，确保焊接长度满足要求；
22.s9，检查验收型钢混凝土梁10与型钢上段柱5焊接完成无误后，浇筑型钢混凝土梁10外的混凝土层ⅱ9；
23.s10，检查验收混凝土层ⅰ4和混凝土层ⅱ9浇筑完成且强度达到设计强度75％后，从型钢上段柱5上部分的空心箱型柱顶部自上而下浇筑高抛自密实混凝土。
24.进一步的，所述型钢下段柱1和型钢上段柱5提前在工厂加工制作，然后在现场直接进行安装。
25.进一步的，所述牛腿筋板6的尺寸与型钢混凝土梁10截面尺寸相适配，所述上横向通长钢筋7和下横向通长钢筋8分别与牛腿筋板6的上下翼缘板进行双面焊接，所述腰筋11与牛腿筋板6的腹板进行双面焊接。
26.进一步的，所述高抛自密实混凝土为微膨胀无收缩细石混凝土。
27.本发明与现有技术相比具有以下主要的优点：
28.1、由于型钢混凝土柱整体下部分采用十字柱，上部分采用空心箱型柱，且分段进行安装固定，能够使型钢混凝土柱下段固定得更加稳定可靠，同时便于上段的安装连接；
29.2、通过在型钢混凝土柱外壁上设置铆钉，能够增加与混凝土的结合，确保钢柱与混凝土优先形成整体，增加型钢混凝土柱整体的抗震性能，且通过在型钢混凝土柱外绑扎
竖向配筋，能够确保型钢混凝土柱整体刚度、强度可靠；
30.3、型钢混凝土梁通过专用的牛腿筋板作为连接节点与型钢上段柱焊接相连，且牛腿筋板的尺寸与型钢混凝土梁截面尺寸相适配，能够确保型钢混凝土梁和柱的连接更加稳固；
31.4、由于型钢混凝土柱采用上段大、下段小的结构，能够一定程度上节省了钢材用量。
附图说明
32.图1为本发明结构整体示意图；
33.图2为本发明结构a
‑
a剖面图；
34.图3为本发明结构b
‑
b剖面图；
35.图4为本发明结构c
‑
c剖面图；
36.图5为本发明结构d部分的放大示意图。
37.图中：1、型钢下段柱；2、铆钉；3、竖向钢筋；4、混凝土层ⅰ；5、型钢上段柱；6、牛腿筋板；7、上横向通长钢筋；8、下横向通长钢筋；9、混凝土层ⅱ；10、型钢混凝土梁；11、腰筋；12、连接件；13、基础。
具体实施方式
38.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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
39.需要指出，根据实施的需要，可将本技术中描述的各个步骤/部件拆分为更多步骤/部件，也可将两个或多个步骤/部件或者步骤/部件的部分操作组合成新的步骤/部件，以实现本发明的目的。
40.实施例一，根据本发明实施的一种型钢钢筋混凝土柱与混凝土梁连接结构，如图1～5所示，设置在基础13上，包括连接在一起的型钢混凝土柱和型钢混凝土梁10两部分，其特征在于：所述型钢混凝土柱包括连接在一起的型钢下段柱1和型钢上段柱5，所述型钢下段柱1为十字柱，所述型钢上段柱5上部分为空心箱型柱，下部分为空心四棱台柱，所述型钢上段柱5下部分的空心四棱台柱底部与型钢下段柱1的顶部连为一体，具体可为焊接；
41.所述型钢下段柱1和型钢上段柱5外壁上均设有铆钉2，所述型钢下段柱1和型钢上段柱5外侧绑扎有竖向钢筋3且浇筑有混凝土层ⅰ4，所述型钢混凝土梁10内上下侧分别设有上横向通长钢筋7和下横向通长钢筋8(上横向通长钢筋7和下横向通长钢筋8提前根据尺寸下料确保准确)，所述上横向通长钢筋7和下横向通长钢筋8外侧浇筑有混凝土层ⅱ9；
42.所述型钢下段柱1底部通过连接件12与基础13连接，连接件12具体可为连接螺栓，型钢下段柱1与基础13的连接方式具体可为螺栓固定连接；所述型钢混凝土梁10通过牛腿筋板6作为连接节点与型钢上段柱5连接，具体可为焊接。
43.其中，所述型钢上段柱5上部分的空心箱型柱截面积大于所述型钢下段柱1的截面积，这种上段大、下段小的结构，一定程度上节省了钢材用量。
44.进一步的，所述牛腿筋板6位于型钢上段柱5上，并根据型钢混凝土梁10截面尺寸及标高设置，且预留有足够的长度；所述上横向通长钢筋7和下横向通长钢筋8分别与牛腿筋板6的上下翼缘板进行双面焊接，所述型钢混凝土梁10的腰筋11与牛腿筋板6的腹板进行双面焊接。
45.更进一步的，所述上横向通长钢筋7与牛腿筋板6的上翼缘板焊接长度为5l，其中l为上横向通长钢筋7的直径；所述下横向通长钢筋8与牛腿筋板6的下翼缘板焊接长度为5m，其中m为下横向通长钢筋8的直径；所述腰筋11与牛腿筋板6的腹板焊接长度为5n，其中n为腰筋11的直径，以确保焊接长度满足要求。
46.基于同一发明构思，本技术实施例还提供了一种型钢钢筋混凝土柱与混凝土梁连接结构施工方法，包括如下步骤：
47.s1，检查已预埋在基础13中的连接件12的位置及标高尺寸，将型钢下段柱1通过连接件12固定在基础13上，并复核型钢下段柱1的轴线和标高尺寸；
48.s2，在型钢下段柱1外侧绑扎竖向钢筋3，所述竖向钢筋3绑扎至型钢下段柱1柱顶位置；
49.s3，将型钢上段柱5吊至型钢下段柱1顶部合适位置，并将所述型钢上段柱5和型钢下段柱1焊接为一体；
50.s4，确认步骤1、2、3完成无误后，继续绑扎所述竖向钢筋3至型钢上段柱5顶部位置；
51.s5，检查验收所述竖向钢筋3绑扎无误后，进行型钢下段柱1和型钢上段柱5的封模加固；
52.s6，浇筑型钢混凝土柱外的混凝土层ⅰ4至型钢混凝土梁10底部300mm处，浇筑过程中，在型钢上段柱5下部分的空心四棱台四角分别开设方孔(因空间比较小，以便于振捣棒顺利插入)，并从方孔插入振捣棒进行振捣(振捣棒必须插入至底部)，同时在型钢混凝土柱的模板外侧安排专人进行敲击，确保钢筋混凝土浇筑密实到达强度；
53.s7，模板支撑架搭设完成后开始绑扎型钢混凝土梁10的上横向通长钢筋7、下横向通长钢筋8和腰筋11；
54.s8，将所述上横向通长钢筋7、下横向通长钢筋8和腰筋11与型钢上段柱5上的牛腿筋板6进行焊接，确保焊接长度满足要求；
55.s9，检查验收型钢混凝土梁10与型钢上段柱5焊接完成无误后，浇筑型钢混凝土梁10外的混凝土层ⅱ9；
56.s10，检查验收混凝土层ⅰ4和混凝土层ⅱ9浇筑完成且强度达到设计强度75％后，从型钢上段柱5上部分的空心箱型柱顶部自上而下浇筑高抛自密实混凝土，保证其内部密实。
57.进一步的，所述型钢下段柱1和型钢上段柱5提前在工厂加工制作，然后在现场直接进行安装，以确保现场安装时的精度符合要求。
58.进一步的，所述牛腿筋板6的尺寸与型钢混凝土梁10截面尺寸相适配，所述上横向通长钢筋7和下横向通长钢筋8分别与牛腿筋板6的上下翼缘板进行双面焊接，所述腰筋11与牛腿筋板6的腹板进行双面焊接。
59.进一步的，所述高抛自密实混凝土为微膨胀无收缩细石混凝土。
60.实施例二，本实施例的原理和技术方案与实施例一基本相同，其不同之处在于：步骤s2中所述竖向钢筋3绑扎至型钢下段柱1柱顶位置后，先浇筑混凝土层ⅰ4至型钢下段柱1和型钢上段柱5连接处，然后再吊装焊接型钢上段柱5，接着继续绑扎所述竖向钢筋3至型钢上段柱5顶部位置，最后继续浇筑混凝土层ⅰ4至型钢混凝土梁10底部300mm处。
61.其中，浇筑一段混凝土层ⅰ4是为了使型钢下段柱1稳定可靠，因为型钢上段柱5重量大，对接过程可能造成轴线偏移。
62.采用上述的一种型钢钢筋混凝土柱与混凝土梁连接结构及施工方法，由于型钢混凝土柱整体下部分采用十字柱，上部分采用空心箱型柱，且分段进行安装固定，能够使型钢混凝土柱下段固定得更加稳定可靠，同时便于上段的安装连接；通过在型钢混凝土柱外壁上设置铆钉，能够增加与混凝土的结合，确保钢柱与混凝土优先形成整体，增加型钢混凝土柱整体的抗震性能，且通过在型钢混凝土柱外绑扎竖向配筋，能够确保型钢混凝土柱整体刚度、强度可靠；型钢混凝土梁通过专用的牛腿筋板作为连接节点与型钢上段柱焊接相连，且牛腿筋板的尺寸与型钢混凝土梁截面尺寸相适配，能够确保型钢混凝土梁和柱的连接更加稳固；同时，由于型钢混凝土柱采用上段大、下段小的结构，能够一定程度上节省了钢材用量。
63.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。