[发明专利]冷弯多腔钢管混凝土异形柱与U型组合梁的刚性连接节点

摘要

本发明提供冷弯多腔钢管混凝土异形柱与U型组合梁的刚性连接节点，其加工方法采用冷弯、焊接方式将薄壁钢板加工成核心柱钢管，再以其为中心，将其侧面作为柱肢连接面，焊接冷弯成型的U形构件，在端柱钢管上焊接翼缘连接板以及若干套筒，以上的预制构件完成后运至现场焊接负弯矩纵筋，然后与冷弯U型钢梁连接在一起，之后在这些钢管的空腔中填充混凝土制得一字型、L型、T型或十字形冷弯多腔钢管混凝土异形柱与U型钢梁的刚性连接节点。本发明的U型钢梁还可作为模板，其混凝土的浇筑无需另行支模，其工厂预制工序可减少现场施工时间，并且该节点力学性能良好，施工方便，经济合理，是一种应用前景比较好的组合结构节点形式。

主权项

1.冷弯多腔钢管混凝土异形柱与U型组合梁的刚性连接节点，其特征在于，它的加工工艺包括如下步骤：1)截取一块矩形薄壁钢板，采用冷弯的加工方式将其弯折成横截面为矩形的空心钢管；2)在上述空心钢管侧壁的搭接处采用对接焊缝(4)使空心钢管的侧壁闭合，从而得到核心柱钢管(1)；3)再截取若干块矩形薄壁钢板，采用冷弯的加工方式分别将其弯折成若干个U型构件；每个所述U型构件具有两块侧板和一块底板；两块所述侧板相互平行，且垂直于底板；两块侧板之间的距离等于核心柱钢管(1)某一侧面的宽度；4)在核心柱钢管(1)的一个或多个侧面上拼接U型构件，其拼接方式有四种：4.1)当拼接成一字型冷弯多腔钢管时，将一个U型构件拼接到核心柱钢管(1)的某一侧面上；采用单面坡口焊缝(7)将这个U型构件的两块侧板分别与所拼接侧面的两条侧棱焊接，从而U型构件与该侧面结合成柱肢矩形钢管(2)；4.2)当拼接成L型冷弯多腔钢管时，核心柱钢管(1)的两个相邻侧面分别拼接一个U型构件；每个U型构件的两块侧板分别与所拼接侧面的两条侧棱连接，其中连接在同一侧棱上的两块侧板采用熔透焊缝(5)进行焊接，其他侧板采用单面坡口焊缝(7)进行焊接；从而使得每个U型构件与所拼接侧面结合成柱肢矩形钢管(2)；4.3)当拼接成T型冷弯多腔钢管时，核心柱钢管(1)的三个侧面分别拼接一个U型构件；每个U型构件的两块侧板分别与所拼接侧面的两条侧棱连接，其中连接在同一侧棱上的两块侧板采用熔透焊缝(5)进行焊接，其他侧板采用单面坡口焊缝(7)进行焊接；从而使得每个U型构件与所拼接侧面结合成柱肢矩形钢管(2)；4.4)当拼接成十字型冷弯多腔钢管时，核心柱钢管(1)的四个侧面分别拼接一个U型构件；每个U型构件的两块侧板分别与所拼接侧面的两条侧棱连接，其中每条侧棱上的两块侧板采用熔透焊缝(5)进行焊接，从而使得每个U型构件与所拼接侧面结合成柱肢矩形钢管(2)；5)在柱肢矩形钢管(2)背向核心柱钢管(1)的侧面上拼接一个U型构件；采用单面坡口焊缝(7)将这个U型构件的开口处的棱边与所拼接侧面的两条棱边焊接，从而使得这个U型构件与所拼接侧面结合成端柱钢管(3)；6)在端柱钢管(3)的三个侧面上沿径向方向切割出开口Ⅰ和开口Ⅱ，它们在水平面上的投影都呈U型；所述开口Ⅰ位于开口Ⅱ的上方；7)在开口Ⅰ和开口Ⅱ中分别插入一块上翼缘连接隔板(9)和下翼缘连接隔板(90)；所述上翼缘连接隔板(9)呈U型叉状；所述上翼缘连接隔板(9)卡接在开口Ⅰ内；所述下翼缘连接隔板(90)与上翼缘连接隔板(9)为相同的平板；所述上翼缘连接隔板(9)与下翼缘连接隔板(90)相互平行；所述上翼缘连接隔板(9)的板面垂直于端柱钢管(3)；然后通过双面角焊缝在端柱钢管(3)的三个侧面上围着开口Ⅰ和开口Ⅱ进行焊接；8)在端柱钢管(3)自身的U型构件的两侧板上各焊接一块腹板连接板(10)；所述腹板连接板(10)位于上翼缘连接隔板(9)与下翼缘连接隔板(90)之间；所述腹板连接板(10)的部分板面与所在侧板贴合，另外部分板面伸出端柱钢管(3)的端面；9)在上翼缘连接隔板(9)的上板面焊接若干钢筋套筒(11)，这些钢筋套筒(11)为一端敞口的圆筒型套筒；所述钢筋套筒(11)的圆周侧面通过角焊缝与上翼缘连接隔板(9)的板面连接；所述钢筋套筒(11)的敞口端背向端柱钢管(3)的端面；10)在每个所述钢筋套筒(11)内对应插入一根负弯矩纵筋(12)；每根负弯矩纵筋(12)为笔直的圆柱型钢筋；11)在上翼缘连接隔板(9)、下翼缘连接隔板(90)和腹板连接板(10)背向端柱钢管(3)的一端焊接冷弯U型钢梁(13)；所述冷弯U型钢梁(13)的开口朝上，在其开口处具有向内呈90°弯折的翻边；所述冷弯U型钢梁(13)的两侧为翼缘连接板，底部为下翼缘，翻边为上翼缘；所述冷弯U型钢梁(13)的上翼缘与上翼缘连接隔板(9)采用对接焊缝连接，它的下翼缘与下翼缘连接隔板(90)采用对接焊缝连接；所述腹板连接板(10)的部分板面与冷弯U型钢梁(13)的翼缘连接板的外表面贴合，并在贴合部分的侧边进行围焊；12)向核心柱钢管(1)、柱肢矩形钢管(2)、端柱钢管(3)和冷弯U型钢梁(13)的空腔内浇筑混凝土。