预制劲性钢管混凝土柱与压型钢板组合板节点及施工工艺

技术领域

本发明属于建筑结构领域，具体涉及一种预制劲性钢管混凝土柱与压型钢板组合板节点及施工工艺。

背景技术

在柱-板结构是楼板直接支撑于柱，楼面荷载直接传至柱的结构体系，也称无梁楼盖结构。相对于传统的密肋楼盖，柱-板结构具有整体性好、可用空间大等优点。现阶段柱-板结构的连接主要是采用现浇方式，施工过程需要大量模板，施工进度慢，对环境污染性大。而装配式构件可以在工厂加工完成，实现工业化生产，施工过程受季节和环境影响较小，减少现场湿作业，有效避免废气、废水排放，符合绿色施工。目前现浇柱-板结构中的钢筋混凝土柱和板由于取消肋梁，造成结构体系抗弯刚度减小，挠度增大，柱子周围剪应力高度集中，容易造成板的局部冲切破坏，甚至引起结构整体坍塌。

发明内容

为解决背景技术中的问题，本发明第一方面提出一种预制劲性钢管混凝土柱与压型钢板组合板节点。

本发明第二方面提出一种预制劲性钢管混凝土柱与压型钢板组合板节点的施工工艺。

本发明第三方面提出另一种预制劲性钢管混凝土柱与压型钢板组合板节点的施工工艺。

有鉴于此，本发明第一方面提供了一种预制劲性钢管混凝土柱与压型钢板组合板节点，包括劲性钢管混凝土柱、压型钢板组合板和连接组件，所述劲性钢管混凝土柱包括内钢管和钢筋骨架，钢筋骨架包括纵筋和箍筋，纵筋架设在内钢管外侧，纵筋外绑扎有箍筋，钢筋骨架与内钢管连接，使钢筋骨架包围内钢管，内钢管内具有浇筑核心混凝土，压型钢板组合板上设置有第一连接孔，压型钢板组合板包括：压型钢板和第一钢筋网，第一钢筋网平行设置在压型钢板的上方，压型钢板和钢筋网之间具有浇筑混凝土，劲性钢管混凝土柱穿过第一连接孔，并通过连接组件与压型钢板组合板连接。

优选地，所述劲性钢管混凝土柱还包括环向钢板套筒和锚固钢筋，锚固钢筋的竖直端部焊接在内钢管或外钢筋骨架上，环向钢板套筒套设在内钢管外部，锚固钢筋的水平端部焊接在环向钢板套筒上，环向钢板套筒内和内钢管内具有浇筑混凝土，所述压型钢板组合板还设置有第二连接孔，第二连接孔绕第一连接孔周向设置，所述连接组件包括上外环板、下外环板和多个第一螺栓，上外环板和下外环板均呈环形，上外环板上设置有第三连接孔和多个第四连接孔，第四连接孔绕第三连接孔边缘周向设置，下外环板上设置有第五连接孔和多个六连接孔，第六连接孔绕第五连接孔边缘周向设置，劲性钢管混凝土柱穿过第五连接孔，劲性钢管混凝土柱与下外环板焊接，且劲性钢管混凝土柱依次穿过第一连接孔和第三连接孔，上外环板放置在压型钢板组合板，且与劲性钢管混凝土柱焊接，第六连接孔、第二连接孔以及第四连接孔相配合，第一螺栓依次穿过第六连接孔、第二连接孔和第四连接孔，并与螺母相配合实现劲性钢管混凝土柱与压型钢板组合板的连接。

优选地，所述劲性钢管混凝土柱还包括外伸压型钢板组合板和预埋件，预埋件焊接在钢管外壁，外伸压型钢板组合板上设置有第七连接孔，可使劲性钢管混凝土柱穿过，外伸压型钢板组合板包括外伸压型钢板和第二钢筋网，第二钢筋网架设在外伸压型钢板上方，且与内钢管的钢筋骨架绑扎，钢管内、钢管与外伸压型钢板组合板之间以及外伸压型钢板组合板上均具有浇筑混凝土。

优选地，所述连接组件包括第一法兰盘、第二法兰盘和多个第二螺栓，第一法兰盘呈环装，绕外伸压型钢板组合板的边缘设置，且与外伸压型钢板组合板焊接，第一法兰上设置有多个第八连接孔和第一锚固螺栓，第二法兰盘呈环状，绕压型钢板组合板的第一连接孔边缘设置，且与压型钢板组合板的第一连接孔边缘焊接，第二法兰上设置有多个第九连接孔和第二锚固螺栓，第八连接孔与第九连接孔配合，且第二螺栓穿过第九连接孔和第八连接孔，并通过螺母，使第一法兰盘和第二法兰盘连接，进而实现劲性钢管混凝土柱与压型钢板组合板的连接。

优选地，所述第一法兰盘与第二法兰盘形状相同。

本发明第二方面提供一种预制劲性钢管混凝土柱与压型钢板组合板节点的施工工艺，包括如下步骤：

步骤1：制作劲性钢管混凝土柱，首先在内钢管外侧架设纵筋，并在纵筋外绑扎箍筋，以形成钢筋骨架，钢筋骨架包围内钢管，然后将锚固钢筋的竖直段端部焊接在内钢管或外钢筋骨架上，并将环向钢板套筒焊接在锚固钢筋水平段端部，最后浇筑内钢管的核心混凝土以及环向钢板套筒内混凝土，完成劲性钢管混凝土柱的制作；

步骤2：制作压型钢板组合板，在压型钢板中间设置第一连接孔和第二连接孔，利用模板将第一钢筋网腾空放置在压型钢板的上方，向模板内浇筑混凝土，已形成带有钢筋网的整块全厚度压型钢板组合板；

步骤3：将劲性钢管混凝土柱与压型组合板安装，将劲性钢管混凝土柱穿过下外环板的第五连接孔，下外环板焊接在劲性钢管混凝土柱下端，然后将压型钢板组合板提升到劲性钢管混凝土柱柱顶，使劲性钢管混凝土柱穿过第一连接孔，并将压型钢板组合板上的第二连接孔与下外环板的第六连接孔对齐，接着将上外环板上的第三连接孔穿过劲性钢管混凝土柱，使上外环板上放置在压型钢板组合上面，并将第四连接孔与第二连接孔对齐后，将上外环板与劲性钢管混凝土柱；最后第一螺栓依次穿过下外环板的第六连接孔、压型钢板组合板上的第二连接孔以及上外环板上的第四连接孔，拧紧螺母固定，完成装配。

本发明第三方面提供又一种预制劲性钢管混凝土柱与压型钢板组合板节点的施工工艺，包括如下步骤：

步骤1：制作劲性钢管混凝土柱，首先选取外伸压型钢板，在外伸压型钢板设置能让钢管纵筋和钢管通过的第七连接孔，并进行固定，使钢管纵筋环向包围内钢管，然后在钢管外壁焊接预埋件，并在纵筋上绑扎箍筋，形成钢管钢筋骨架，并在外伸压型钢板的上下两侧加密固定，同时铺设第二钢筋网，将第一钢筋网架设在外伸压型钢板的上方，与内钢管外的钢筋骨架绑扎在一起，最后在外伸压型钢板的边缘周向固定第一法兰盘，将第一钢筋网和外伸压型钢板分别焊接到第一法兰盘上，整体浇筑内钢管核心混凝土、钢管外劲性钢管混凝土柱柱身混凝土以及外伸压型钢板组合板混凝土，完成劲性钢管混凝土柱的制作；

步骤2：制作压型钢板组合板，选取压型钢板，在压型钢板中间设置第一连接孔，利用模板将第一钢筋网腾空放置在压型钢板的上方，在压型钢板第一连接孔边缘周向焊接第二法兰盘，并将第二钢筋网焊接在第二法兰盘上，最后利用模板对压型钢板组合板整体浇筑混凝土。

步骤3：将劲性钢管混凝土柱和制作压型钢板组合板组件安装，首先在劲性钢管混凝土柱周边设置临时支撑，将压型钢板组合板吊到劲性钢管混凝土柱的柱顶，使劲性钢管混凝土柱穿过压型钢板组合板上的第一连接孔，并将压型钢板组合板缓缓移动至劲性钢管混凝土柱中部，最后将位于第一法兰盘上的第八连接孔与位于第二法兰盘上的第九连接孔对齐，用第二螺栓依次穿过第九连接孔和第八连接孔，并拧紧螺母固定，完成装配。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：相比于钢筋混凝土柱，劲性钢管混凝土柱有效提高了混凝土的延性，大大提高混凝土的抗震性能，此外混凝土对钢材提供的侧向约束，保证了钢材力学性能的发挥，不会因失稳提前退出工作；相比于钢筋混凝土板，压型钢板与混凝土的组合作用，可以全部或部分替代楼板中的受力钢筋，并且压型钢板组合板具有较大的刚度，自重较小，地震反应降低，结构受力有力。采用钢管混凝土柱作为柱-板结构中的承重柱，使用压型钢板混凝土组合板作为板结构，充分发挥劲性钢管混凝土柱和压型钢板组合板优点。压型钢板组合板可减小板厚，增加楼层净高度，钢管混凝土柱比之普通混凝土柱，大大提高柱的轴压比，增强柱的延性，采用螺栓连接，减小柱子周围的应力集中，提高连接节点的承载力，抗震性能增强。采用预制劲性钢管混凝土柱和压型钢板组合板，只需利用螺栓对构件进行现场连接，工艺简单，施工速度快，有效提高施工效率，缩短施工工期。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的预制劲性钢管混凝土柱与压型钢板组合板节点结构示意图；

图2是图1沿I-I的剖面图；

图3是图1中劲性钢管混凝土柱的内钢管为方钢管时沿II-II的剖面图；

图4是图1中劲性钢管混凝土柱的内钢管为圆钢管时沿II-II的剖面图；

图5是根据本发明一个实施例的预制劲性钢管混凝土柱与压型钢板组合板节点结构示意图；

图6是图5沿I-I的剖面图；

图7是图5中劲性钢管混凝土柱的内钢管为方钢管时沿II-II的剖面图；

图8是图5中劲性钢管混凝土柱的内钢管为圆钢管时沿II-II的剖面图；

图9是根据本发明的一个实施例的带外伸组合板的劲性钢管混凝土柱；

图10是图9沿III-III的剖面图；

图11是图9带外伸组合板的劲性钢管混凝土柱的内钢管为方钢管时沿IV-IV的剖面图；

图12是图9带外伸组合板的劲性钢管混凝土柱的内钢管为圆钢管时沿IV-IV的剖面图。

其中：1劲性钢管混凝土柱；11内钢管；111核心混凝土；12环向钢板套筒；13锚固钢筋；14外伸压型钢板组合板；141外伸压型钢板；2压型钢板组合板；21第一钢筋网；22 第二连接孔；3上外环板；4下外环板；5第一螺栓；6第一法兰盘；61第八连接孔；62第一锚固螺栓；7第二法兰盘；8第二螺栓。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

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他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图12描述根据本发明一些实施例所述预制钢管混凝土柱与组合板连接的连接及施工工艺。

实施例1：在本发明第一方面的实施例中，如图1至图4所示，本发明提供一种预制劲性钢管混凝土柱与压型钢板组合板节点，包括劲性钢管混凝土柱1、压型钢板组合板2和连接组件，所述劲性钢管混凝土柱1包括内钢管11和钢筋骨架，钢筋骨架包括纵筋和箍筋，纵筋架设在内钢管11外侧，纵筋外绑扎有箍筋，钢筋骨架与内钢管11连接，使钢筋骨架包围内钢管 11，内钢管11内具有浇筑混凝土，压型钢板组合板2上设置有第一连接孔，压型钢板组合板2 包括：压型钢板和第一钢筋网21，第一钢筋网21平行设置在压型钢板的上方，压型钢板和钢筋网之间具有浇筑混凝土，劲性钢管混凝土柱1穿过第一连接孔，并通过连接组件与压型钢板组合板2连接。

在该实施例中，预制劲性钢管混凝土柱1与压型钢板组合板2节点包括劲性钢管混凝土柱1、压型钢板组合板2和连接组件，连接组件与劲性钢管混凝土柱1和压型钢板组合板2 均连接，所述劲性钢管混凝土柱1包括内钢管11和钢筋骨架，内钢管11为圆钢管或方钢管，钢筋骨架包括纵筋和箍筋，纵筋架设在内钢管11外侧，纵筋外绑扎有箍筋，钢筋骨架与内钢管11连接，使钢筋骨架包围内钢管11，内钢管11内具有浇筑混凝土，压型钢板组合板2上设置有第一连接孔，压型钢板组合板2包括：压型钢板和第一钢筋网21，第一钢筋网21平行设置在压型钢板的上方，压型钢板和钢筋网之间具有浇筑混凝土，劲性钢管混凝土柱1穿过第一连接孔，并通过连接组件与压型钢板组合板2连接。

实施例2：如图1至图4所示，所述劲性钢管混凝土柱1还包括环向钢板套筒12和锚固钢筋13，锚固钢筋13的竖直端部焊接在内钢管11或外钢筋骨架上，环向钢板套筒12套设在内钢管11外部，锚固钢筋13的水平端部焊接在环向钢板套筒12上，环向钢板套筒12内和内钢管11 内具有浇筑混凝土，所述压型钢板组合板2还设置有第二连接孔22，第二连接孔22绕第一连接孔周向设置，所述连接组件包括上外环板3、下外环板4和多个第一螺栓5，上外环板3和下外环板4均呈环形，上外环板3上设置有第三连接孔和多个第四连接孔，第四连接孔绕第三连接孔边缘周向设置，下外环板4上设置有第五连接孔和多个六连接孔，第六连接孔绕第五连接孔边缘周向设置，劲性钢管混凝土柱1穿过第五连接孔，劲性钢管混凝土柱1与下外环板4焊接，且劲性钢管混凝土柱1依次穿过第一连接孔和第三连接孔，上外环板3放置在压型钢板组合板 2，且与劲性钢管混凝土柱1焊接，第六连接孔、第二连接孔22以及第四连接孔相配合，第一螺栓5依次穿过第六连接孔、第二连接孔22和第四连接孔，并与螺母相配合实现劲性钢管混凝土柱1与压型钢板组合板2的连接。

在该实施例中，所述劲性钢管混凝土柱1还包括环向钢板套筒12和锚固钢筋13，锚固钢筋 13的竖直端部焊接在内钢管11或外钢筋骨架上，环向钢板套筒12套设在内钢管11外部，锚固钢筋13的水平端部焊接在环向钢板套筒12上，环向钢板套筒12内和内钢管11内具有浇筑混凝土，所述压型钢板组合板2还设置有第二连接孔22，第二连接孔22绕第一连接孔周向设置，所述连接组件包括上外环板3、下外环板4和多个第一螺栓5，第一螺栓5为贯穿螺栓，上外环板3 和下外环板4均呈环形，上外环板3上设置有第三连接孔和多个第四连接孔，第四连接孔绕第三连接孔边缘周向设置，下外环板4上设置有第五连接孔和多个六连接孔，第六连接孔绕第五连接孔边缘周向设置，劲性钢管混凝土柱1穿过第五连接孔，劲性钢管混凝土柱1与下外环板4 焊接，且劲性钢管混凝土柱1依次穿过第一连接孔和第三连接孔，上外环板3放置在压型钢板组合板2，且与劲性钢管混凝土柱1焊接，第六连接孔、第二连接孔22以及第四连接孔相配合，第一螺栓5依次穿过第六连接孔、第二连接孔22和第四连接孔，并与螺母相配合实现劲性钢管混凝土柱1与压型钢板组合板2的连接。

实施例3：所述劲性钢管混凝土柱1还包括外伸压型钢板组合板14和预埋件，预埋件焊接在钢管外壁，外伸压型钢板组合板14上设置有第七连接孔，可使劲性钢管混凝土柱1穿过，外伸压型钢板组合板14包括外伸压型钢板141和第二钢筋网，第二钢筋网架设在压型钢板上方，且与内钢管11的钢筋骨架绑扎，钢管内、钢管与外伸压型钢板组合板14之间以及外伸压型钢板组合板14上均具有浇筑混凝土。

在该实施例中，所述劲性钢管混凝土柱1还包括外伸压型钢板组合板14和预埋件，预埋件采用螺栓，且焊接在钢管外壁，预埋件的数量为多个，预埋件可增强与混凝土之间的粘结作用，外伸压型钢板组合板14上设置有第七连接孔，可使劲性钢管混凝土柱1穿过，外伸压型钢板组合板14包括外伸压型钢板141和第二钢筋网，第二钢筋网架设在压型钢板上方，且与内钢管11的钢筋骨架绑扎，钢管内、钢管与外伸压型钢板组合板14之间以及外伸压型钢板组合板 14上均具有浇筑混凝土。

实施例4：如图5至图12所示，所述连接组件包括第一法兰盘6、第二法兰盘7和多个第二螺栓8，第一法兰盘6呈环状，绕外伸压型钢板组合板14的边缘设置，且与外伸压型钢板组合板14焊接，第一法兰上设置有多个第八连接孔61和多个第一锚固螺栓62，第二法兰盘7呈环状，绕压型钢板组合板2的第一连接孔边缘设置，且与压型钢板组合板2的第一连接孔边缘焊接，第二法兰上设置有多个第九连接孔和多个第二锚固螺栓，第八连接孔61与第九连接孔配合，且第二螺栓8穿过第九连接孔和第八连接孔61，并通过螺母，使第一法兰盘6和第二法兰盘7连接，进而实现劲性钢管混凝土柱1与压型钢板组合板2的连接。

实施例5：如图5至图12所示，所述第一法兰盘6与第二法兰盘7形状相同。

在该实施例中，第一法兰盘6与第二法兰盘7形状相同，使第一法兰盘6与第二法兰盘 7更加适配，进而使劲性钢管混凝土柱1与压型钢板组合板2的连接紧密。

实施例6：在本发明的第二方面实施例中，本发明提供一种预制劲性钢管混凝土柱与压型钢板组合板2节点的施工工艺，包括如下步骤：

步骤1：制作劲性钢管混凝土柱1，首先在内钢管11外侧架设纵筋，并在纵筋外绑扎箍筋，以形成钢筋骨架，钢筋骨架包围内钢管11，然后将锚固钢筋13的竖直段端部焊接在内钢管或外钢筋骨架上，并将环向钢板套筒12焊接在锚固钢筋13水平段端部，最后浇筑内钢管11的核心混凝土111以及环向钢板套筒12内混凝土，完成劲性钢管混凝土柱1的制作；

步骤2：制作压型钢板组合板2，在压型钢板中间设置第一连接孔和第二连接孔22，利用模板将第一钢筋网21腾空放置在压型钢板的上方，向模板内浇筑混凝土，已形成带有钢筋网的整块全厚度压型钢板组合板2；

步骤3：将劲性钢管混凝土柱1与压型组合板安装，将劲性钢管混凝土柱1穿过下外环板4的第五连接孔，下外环板4焊接在劲性钢管混凝土柱1下端，然后将压型钢板组合板2提升到劲性钢管混凝土柱1柱顶，使劲性钢管混凝土柱1柱穿过第一连接孔，并将压型钢板组合板2上的第二连接孔22与下外环板4的第六连接孔对齐，接着将上外环板3上的第三连接孔穿过劲性钢管混凝土柱1，使上外环板3上放置在压型钢板组合上面，并将第四连接孔与第二连接孔22对齐后，将上外环板3与劲性钢管混凝土柱1；最后第一螺栓5依次穿过下外环板4的第六连接孔、压型钢板组合板2上的第二连接孔22以及上外环板3上的第四连接孔，拧紧螺母固定，完成装配。

实施例7：在本发明的第三方面实施例中，本发明又提供了一种预制劲性钢管混凝土柱与压型钢板组合板2节点的施工工艺，包括如下步骤：

步骤1：制作劲性钢管混凝土柱1，首先选取外伸压型钢板141，在外伸压型钢板141设置能让钢管纵筋和钢管通过的第七连接孔，并进行固定，使钢管纵筋环向包围内钢管11，然后在钢管外壁焊接预埋件，并在纵筋上绑扎箍筋，形成钢管钢筋骨架，进而在外伸压型钢板141 的上下两侧加密固定，同时铺设第二钢筋网，将第一钢筋网21架设在外伸压型钢板141的上方，与内钢管11外的钢筋骨架绑扎在一起，最后在外伸压型钢板141的边缘周向固定第一法兰盘6，将第一钢筋网21和外伸压型钢板141分别焊接到第一法兰盘6上，以加强整体性能，整体浇筑内钢管11核心混凝土111、钢管外劲性钢管混凝土柱1柱身混凝土以及外伸压型钢板组合板混凝土，完成劲性钢管混凝土柱1的制作；

步骤2：制作压型钢板组合板2，选取压型钢板，在压型钢板中间设置第一连接孔，利用模板将第一钢筋网21腾空放置在压型钢板的上方，在压型钢板第一连接孔边缘周向焊接第二法兰盘7，并将第二钢筋网焊接在第二法兰盘7上，最后利用模板对压型钢板组合板2整体浇筑混凝土。

步骤3：将劲性钢管混凝土柱1和制作压型钢板组合板2组件安装，首先在劲性钢管混凝土柱1周边设置临时支撑，临时支撑采用起重机，将压型钢板组合板2吊到劲性钢管混凝土柱1 的柱顶，使劲性钢管混凝土柱1穿过压型钢板组合板2上的第一连接孔，并将压型钢板组合板2 缓缓移动至劲性钢管混凝土柱1中部，最后将位于第一法兰盘6上的第八连接孔61与位于第二法兰盘7上的第九连接孔对齐，用第二螺栓8依次穿过第九连接孔和第八连接孔61，并拧紧螺母固定，完成装配。