本發(fā)明屬于建筑結(jié)構(gòu)工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種矩形鋼管混凝土柱-H型鋼梁平翼緣外肋環(huán)板連接節(jié)點(diǎn)。

背景技術(shù)：

鋼管混凝土結(jié)構(gòu)是在鋼管中填充混凝土構(gòu)成，鋼管的存在能夠防止混凝土過(guò)早開(kāi)裂，混凝土的存在能夠防止鋼管的過(guò)早屈曲，二者共同工作能充分發(fā)揮鋼材受拉性能高和混凝土受壓性能好的優(yōu)點(diǎn)，因此具有承載力高、塑性和韌性好、抗震性能好、經(jīng)濟(jì)效益顯著和施工環(huán)保等許多優(yōu)點(diǎn)。

矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)具有抗彎剛度大、節(jié)點(diǎn)連接方便的優(yōu)點(diǎn)。而矩形鋼管混凝土柱與鋼梁形成的框架結(jié)構(gòu)體系，因平面布置靈活、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、構(gòu)件易于標(biāo)準(zhǔn)化、施工速度快、造價(jià)低等特點(diǎn)，在高層及超高層建筑中具有很好的應(yīng)用前景，現(xiàn)已受到國(guó)內(nèi)外工程領(lǐng)域的普遍重視。

常用的矩形鋼管混凝土柱-H型鋼梁連接節(jié)點(diǎn)包括：內(nèi)隔板式節(jié)點(diǎn)，外環(huán)板節(jié)點(diǎn)，隔板貫通節(jié)點(diǎn)、外肋環(huán)板等節(jié)點(diǎn)形式。節(jié)點(diǎn)廣泛采用栓焊混合連接方式，即翼緣焊接，腹板螺栓連接。1994年的美國(guó)北嶺地震和1995年的日本阪神地震中，多高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的許多連接節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)了脆性破壞，破壞的位置在梁端焊接部位、柱端焊接部位、梁柱節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)板處等。分析原因是由于當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)中只考慮了在梁上形成塑性鉸達(dá)到吸收和耗散地震的目的，而忽視了節(jié)點(diǎn)域存在的應(yīng)力集中和截面削弱對(duì)節(jié)點(diǎn)承載能力的影響，以及焊縫質(zhì)量難以保證。且裂縫多起始于下翼緣焊縫處，該處的下翼緣焊縫是中斷的，不易進(jìn)行超聲波檢查。

鑒于傳統(tǒng)的栓焊混合連接節(jié)點(diǎn)受焊縫影響抗震性能較差，國(guó)內(nèi)一些人提出用全螺栓節(jié)點(diǎn)進(jìn)行施工。實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)表明全螺栓節(jié)點(diǎn)受力性能較好，避免了焊縫尤其是下翼緣焊縫缺陷的影響。但是由于需要加工和施工大量螺栓和螺栓孔，因此造價(jià)很高；并且由于螺栓安裝需要較長(zhǎng)的外伸隔板，因此對(duì)螺栓加工精度，現(xiàn)場(chǎng)梁柱安裝定位精度要求非常高，一旦柱子傾斜或者梁不能對(duì)中，施工將十分困難。

在四種節(jié)點(diǎn)中，外肋環(huán)板是一種較新的節(jié)點(diǎn)形式，即在外環(huán)板節(jié)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，將其另外兩側(cè)的加強(qiáng)環(huán)板改為平貼于柱側(cè)的豎向肋板，加以適當(dāng)構(gòu)造而形成。如圖1所示。

外肋環(huán)板新型節(jié)點(diǎn)構(gòu)造簡(jiǎn)單，加工安裝方便，傳力明確可靠，克服了外環(huán)板節(jié)點(diǎn)墻板安 裝問(wèn)題。外肋環(huán)板節(jié)點(diǎn)在加工制作時(shí)不受鋼管直徑的限制，克服了在低層和多層住宅建筑中由于采用的方鋼管柱邊長(zhǎng)較小而無(wú)法采用內(nèi)隔板節(jié)點(diǎn)的缺點(diǎn)。此外，外肋環(huán)板節(jié)點(diǎn)的鋼管柱連續(xù)貫通，適應(yīng)了工業(yè)化生產(chǎn)需求，特別是隨著冷彎薄壁鋼管大型生產(chǎn)線的投產(chǎn)和鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展，該種節(jié)點(diǎn)的優(yōu)勢(shì)將得到更好的發(fā)揮，代表著未來(lái)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造的發(fā)展方向，是一種值得研究與推廣的節(jié)點(diǎn)形式。傳統(tǒng)外肋環(huán)板新型節(jié)點(diǎn)構(gòu)造簡(jiǎn)單，加工安裝方便，傳力明確可靠。但同時(shí)超出梁翼緣部分的豎向肋板也存在室內(nèi)突角的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，在外肋環(huán)板節(jié)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提供一種矩形鋼管混凝土柱-H型鋼梁平翼緣外肋環(huán)板節(jié)點(diǎn)。本發(fā)明的節(jié)點(diǎn)可以進(jìn)一步避免外肋環(huán)板節(jié)點(diǎn)中豎向肋板在室內(nèi)有凸角問(wèn)題，而且保證受力合理；施工方便快捷，減少因施工誤差造成的施工困難、延誤工期等情況。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種矩形鋼管混凝土柱-H型鋼梁平翼緣外肋環(huán)板節(jié)點(diǎn)，用于連接矩形鋼管混凝土柱(1)和H型鋼梁(2)，包括多個(gè)豎向肋板(3)，上外環(huán)板(4)，腹板連接板(5)，下外環(huán)板(6)和高強(qiáng)螺栓(7)，上外環(huán)板(4)和下外環(huán)板(4)的寬度與矩形鋼管混凝土柱(1)的寬度相當(dāng)，兩者分別通過(guò)坡口焊固定在矩形鋼管混凝土柱(1)的相應(yīng)高度處，腹板連接板(5)用角焊縫焊接在上外環(huán)板(4)和下外環(huán)板(6)之間，其下部預(yù)留有使H型鋼梁(2)下翼緣可以插入的空隙；豎向肋板(3)靠近上外環(huán)板(4)或下外環(huán)板(6)的一側(cè)的長(zhǎng)度與上外環(huán)板(4)或下外環(huán)板(6)相同，靠近鋼管混凝土柱(1)一側(cè)的長(zhǎng)度與鋼管混凝土柱(1)的寬度相同；豎向肋板(3)與鋼管混凝土柱(1)之間用角焊縫連接，豎向肋板(3)與上外環(huán)板(4)或下外環(huán)板(4)之間用坡口焊連接；腹板連接板(5)和H型鋼梁(2)之間通過(guò)高強(qiáng)螺栓(7)相連；H型鋼梁(2)的上翼緣與上外環(huán)板(4)用坡口焊進(jìn)行焊接；H型鋼梁(2)的下翼緣與下外環(huán)板(6)用坡口焊進(jìn)行焊接。

本發(fā)明的有益效果如下：

1.加工、制作簡(jiǎn)單。本發(fā)明是基于施工實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)改造得來(lái)，通過(guò)將豎向肋板外露梁翼緣部分的切割，避免外肋環(huán)板節(jié)點(diǎn)中豎向肋板在室內(nèi)的凸角現(xiàn)象，特別適合于住宅鋼結(jié)構(gòu)對(duì)空間的要求。

2.受力上，構(gòu)造簡(jiǎn)單，傳力明確。外肋環(huán)板節(jié)點(diǎn)中的豎向肋板部分由之前的條形鋼板切割為T(mén)形鋼板，并采用坡口焊縫進(jìn)行焊接，坡口焊縫的位置正好處于豎向肋板的中部，梁翼緣的傳來(lái)的荷載可以很好的傳遞到柱腹板，使柱腹板承擔(dān)一定的荷載，節(jié)點(diǎn)受力簡(jiǎn)單明確。

3.加工方便，經(jīng)濟(jì)效益好。受力性能等同于現(xiàn)有外肋環(huán)板節(jié)點(diǎn)，同時(shí)節(jié)省了用鋼量，降低了造價(jià)。

附圖說(shuō)明

圖1：本發(fā)明的構(gòu)件三維圖；

圖2：構(gòu)件加工詳圖，(a)為H型鋼梁詳圖；(b)為上/下外環(huán)板詳圖；(c)腹板連接板(5)詳圖；(d)兩種方式豎向肋板(3)詳圖。

圖3：節(jié)點(diǎn)正視圖；

圖4：節(jié)點(diǎn)水平截面圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提出一種矩形鋼管混凝土柱-H型鋼梁平翼緣外肋環(huán)板連接節(jié)點(diǎn)，由以下幾部分組成：矩形鋼管混凝土柱1，H型鋼梁2，豎向肋板3，上外環(huán)板4，腹板連接板5，下外環(huán)板6，高強(qiáng)螺栓7。本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方法如下：

<1>.在工廠按照?qǐng)D紙加工H型鋼梁2端部、豎向肋板3、上外環(huán)板4、腹板連接板5、下外環(huán)板6(見(jiàn)圖1)，其中腹板連接板5厚度不應(yīng)小于鋼梁腹板厚度，上外環(huán)板4和下外環(huán)板6不應(yīng)小于鋼梁上下翼緣厚度。

<2>.將上外環(huán)板4和下外環(huán)板6在矩形鋼管混凝土柱壁相應(yīng)高度處用坡口焊進(jìn)行焊接，并在上外環(huán)板4、下外環(huán)板6之間用角焊縫焊接腹板連接板5(見(jiàn)圖2，此處需注意腹板連接板5的位置，應(yīng)在下部預(yù)留出使鋼梁下翼緣插入的空隙，空隙宜比鋼梁下翼緣厚度大至少5mm，上部預(yù)留空隙可適當(dāng)減小)。

<3>.將兩側(cè)上下豎向肋板3緊貼于上外環(huán)板4、下外環(huán)板6和鋼管混凝土柱1進(jìn)行焊接連接，其中豎向肋板3與鋼管混凝土柱1用角焊縫進(jìn)行連接，豎向肋板3與上外環(huán)板4和下外環(huán)板6用坡口焊縫進(jìn)行連接(見(jiàn)圖3)。將上述加工完成以后，作為一個(gè)整體在現(xiàn)場(chǎng)定位安裝。

<4>.現(xiàn)場(chǎng)部分：H型鋼梁2的腹板緊貼腹板連接板5，并用高強(qiáng)螺栓擰緊；H型鋼梁2的上翼緣與上外環(huán)板4用坡口焊進(jìn)行焊接；H型鋼梁2的下翼緣與下外環(huán)板6用坡口焊進(jìn)行焊接；(見(jiàn)圖4)。