既有混凝土框架柱与新增工字型钢框架柱脚连接节点

技术领域

本实用新型属于建筑工程技术领域，具体为既有混凝土框架柱与新增工字型钢框架柱脚连接节点。

背景技术

目前，对于工业和民用建筑中的加层工程，多采用在既有建筑物顶部新增钢框架的方案。钢框架与既有混凝土结构的连接在竖向具有刚度与质量明显突变的特征，受到水平荷载作用时，新增钢框架结构变形较大。混凝土柱与钢柱的柱脚刚性连接设计对保证新增钢结构的内力有效传至混凝土结构，提高改建后建筑物的整体抗震性能至关重要。

常见混凝土柱与钢柱刚性连接的方式有三种形式，一是在既有混凝土柱顶钻孔，通过植筋与预埋钢板焊接，植筋强度达到要求后预埋钢板与预埋钢板通过螺栓连接。二是将既有混凝土柱纵筋加热调直，纵筋与预埋钢板焊接，将预埋钢板与预埋钢板通过螺栓连接。三是采用U型螺栓将预埋钢板与钢柱下既有混凝土梁固定，将预埋钢板与预埋钢板通过螺栓连接。以上方法在应用过程中发现既有混凝土柱中受力钢筋分布较密，植筋很难保证钢筋间距。既有混凝土柱中钢筋调直后钢筋强度不易保证。U型螺栓将预埋钢板与混凝土梁固定，难免对既有混凝土梁产生损伤。

因此不能保证将新增钢框架结构的水平和竖向应力有效传递至下部混凝土结构中，不能有效提高改建后建筑物的整体抗震性能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供既有混凝土框架柱与新增工字型钢框架柱脚连接节点，保证将新增钢结构的应力有效传递至下部混凝土结构中，有效提高改建后建筑物的整体抗震性能。

本实用新型所采用的技术方案是：既有混凝土框架柱与新增工字型钢框架柱脚连接节点，包括工字型钢柱和既有混凝土柱，在既有混凝土柱顶部设有增大截面形成的扩大柱头，扩大柱头中埋设有纵向受力钢筋和钢板箍；纵向受力钢筋根部与钢板箍焊接；在既有混凝土柱顶部浇筑有混凝土柱墩；混凝土柱墩内埋设有预埋钢板及地脚螺栓；工字型钢柱通过预埋钢板和地脚螺栓固定在扩大柱头顶部；扩大柱头与混凝土柱墩通过纵向受力钢筋连接。

本实用新型的特点还在于，

工字型钢柱翼缘设有栓钉。

工字型钢柱与混凝土柱墩顶部连接处腹板两侧设有加劲肋。

扩大柱头与混凝土柱墩通过纵向受力钢筋与箍筋连接，扩大柱头中的箍筋穿梁互焊。

既有混凝土柱的四周还连接有既有混凝土梁。

本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型在混凝土柱顶扩大柱头中埋设钢板箍，所有新增纵向受力筋与钢板箍焊接，解决了新增纵向受力筋根部不易锚固的难题，避免了对原有混凝土柱的破坏。

(2)本实用新型混凝土柱顶扩大柱头与屋面新增混凝土柱墩的纵向受力钢筋贯通，纵筋根部有钢板箍有效锚固，纵筋顶部通过加密箍筋有效连接，将扩大柱头与新增混凝土柱墩连接为整体。

(3)本实用新型通过混凝土柱顶扩大柱头与屋面新增混凝土柱墩的连接将既有混凝土柱与新增钢柱刚性连接为一个整体，确保将新增钢柱的水平和竖向应力有效传递至混凝土柱中。

附图说明

图1为本实用新型柱脚节点立体图；

图2为本实用新型柱脚节点连接结构示意图；

图3为图2的A-A剖面图；

图4为图2的B-B剖面图；

图5为图2的C-C剖面图；

图中：1、工字型钢柱；2、加劲肋；3、栓钉；4、箍筋；6、混凝土柱墩；8、地脚螺栓；9、穿梁箍筋；10、预埋钢板；11、扩大柱头；12、既有混凝土梁；13、钢板箍；14、纵向受力筋；15、既有混凝土柱。

具体实施方式

下面将结合实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-5所示，本实用新型的既有混凝土框架柱与新增工字型钢框架柱脚连接节点，包括工字型钢柱1和既有混凝土柱15，在既有混凝土柱15顶部设有增大截面形成的扩大柱头11，扩大柱头11中埋设有纵向受力钢筋14和钢板箍13；纵向受力钢筋14根部与钢板箍13焊接；在既有混凝土柱15顶部浇筑有混凝土柱墩6；混凝土柱墩6内埋设有预埋钢板10及地脚螺栓8；工字型钢柱1通过预埋钢板10和地脚螺栓8固定在扩大柱头11顶部；扩大柱头11与混凝土柱墩6通过纵向受力钢筋14连接。

工字型钢柱1翼缘设有栓钉3，栓钉3用于加强连接工字型钢柱1与混凝土柱墩6。

工字型钢柱1与混凝土柱墩6顶部连接处腹板两侧设有加劲肋2。

扩大柱头11与混凝土柱墩6通过纵向受力钢筋14与箍筋4连接，扩大柱头11中的箍筋穿梁互焊形成穿梁箍筋9。

混凝土柱墩6顶部设置三根箍筋4，间距50mm；其余部位箍筋间距为200mm。

既有混凝土柱15的四周还连接有既有混凝土梁12。

既有混凝土柱15顶增大截面形成扩大柱头11，扩大柱头11中埋设纵向受力钢筋14和钢板箍13。

混凝土柱墩6高度应不小于工字型钢柱1截面高度的三倍。

工字型钢柱1通过预埋钢板10和地脚螺栓8固定在扩大柱头11顶部。

既有混凝土框架柱与新增工字型钢框架柱脚连接节点，按如下步骤进行装配：

1)首先确定既有混凝土结构屋面梁柱位置，对扩大柱头的位置及尺寸进行放线，按设计纵向受力钢筋的位置及直径在混凝土结构屋面钻孔。根据扩大柱头段箍筋设计位置在混凝土结构顶层梁上钻孔，锚入箍筋互焊。根据设计位置在混凝土结构顶层混凝土柱四周焊接钢板箍，扩大柱头底部设置模板对钢板箍进行定位。在屋面钻孔中向下插入纵向受力钢筋，扩大柱头段新增受力钢筋与穿梁箍筋绑扎牢靠，纵向受力钢筋底部与钢板箍焊接；

2)将顶层混凝土柱扩大柱头范围内进行凿毛，四周设置模板，浇筑高强度无收缩灌浆料并进行养护，扩大柱头高度应满足新增受力钢筋的锚固长度，扩大柱头施工完成，达到强度要求后拆除模板；

3)在新增的工字型钢柱翼缘处布设栓钉，混凝土柱墩顶部连接处腹板两侧设置加劲肋。将屋面原混凝土柱头凿毛并根据预埋钢板及地脚螺栓的设计位置在既有混凝土柱头钻孔，预埋钢板，植入地脚螺栓，根据钢柱设计标高要求对预埋钢板及地脚螺栓进行调整。完成后在预埋钢板下浇筑高强度无收缩灌浆料固定底板与地脚螺栓；

4)按设计要求在混凝土柱墩段绑扎箍筋，箍筋与纵向受力钢筋绑扎牢靠。在混凝土柱墩段设置模板，按照混凝土柱墩设计高度浇筑高强度无收缩灌浆料并进行养护，混凝土柱墩高度应不小于工字型钢柱截面高度的三倍，混凝土柱墩施工完成，达到强度要求后拆除模板，连接节点施工完成。

以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。