本發(fā)明涉及鋼管再生混凝土柱節(jié)點(diǎn)連接創(chuàng)新利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種外套夾管式鋼管再生混凝土柱與鋼梁連接節(jié)點(diǎn)及施工方法。

背景技術(shù)：

節(jié)能環(huán)保是建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展的一種趨勢，再生混凝土是將廢棄混凝土進(jìn)行重加工后的一種綠色建材，具有資源循環(huán)利用的綠色環(huán)保優(yōu)勢，但相對而言本身有著材料上的缺陷。鋼管約束再生混凝土不僅擁有組合結(jié)構(gòu)良好的力學(xué)性能，彌補(bǔ)了再生混凝土材料性能上的不足，也充分發(fā)揮了資源循環(huán)利用的優(yōu)勢。

鋼管混凝土自問世以來以其優(yōu)越的力學(xué)性能愈來愈廣泛地應(yīng)用在工程建設(shè)中，如高層及超高層建筑、重型工業(yè)廠房、大跨度橋梁等等。在鋼管中澆筑再生混凝土，使再生混凝受到外圍鋼管的保護(hù)和約束，從而形成了鋼管再生混合結(jié)構(gòu)。鋼管再生混合結(jié)構(gòu)在獲得與鋼管混凝土結(jié)構(gòu)相似的良好力學(xué)性能的同時(shí)，又達(dá)到了實(shí)現(xiàn)廢棄混凝土的可再生利用的目的。

鋼管再生混凝土構(gòu)件在結(jié)構(gòu)中一般作為承受豎向荷載為主的柱構(gòu)件，在結(jié)構(gòu)中的受力特性必將受到其他周圍構(gòu)件以及整體結(jié)構(gòu)體系的影響，其力學(xué)性能和工作機(jī)理與單個(gè)構(gòu)件有一定的區(qū)別，節(jié)點(diǎn)在整個(gè)結(jié)構(gòu)體系中起著至關(guān)重要的樞紐作用。目前，關(guān)于普通鋼管混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)的研究已取得了大量的成果，但節(jié)點(diǎn)形式仍偏少，定量研究和分析尚不充分，規(guī)范建議的節(jié)點(diǎn)形式在性能、施工和造價(jià)方面仍難以實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)，當(dāng)然更不能簡單移植到鋼管再生混凝土結(jié)構(gòu)中。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，有必要針對上述的問題，提供一種外套夾管式鋼管再生混凝土柱與鋼梁連接節(jié)點(diǎn)及施工方法，所述節(jié)點(diǎn)具有傳力合理、經(jīng)濟(jì)可靠、構(gòu)造簡單、施工方便等特點(diǎn)，并且在外形上與普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的梁柱節(jié)點(diǎn)相似，能很好地滿足建筑使用功能及裝潢的外觀設(shè)計(jì)要求，同時(shí)可利用廢棄混凝土達(dá)到“環(huán)保、節(jié)能、減排”的目的。

本發(fā)明的目的通過下述方案實(shí)現(xiàn)：

外套夾管式鋼管再生混凝土柱與鋼梁連接節(jié)點(diǎn)，包括鋼管再生混凝土柱、鋼梁、內(nèi)置鋼管、外套夾管和角鋼，鋼管再生混凝土柱包括外包鋼管及其內(nèi)填充的再生混凝土，鋼管再生混凝土柱與鋼梁通過角鋼緊固連接，二者交匯處形成節(jié)點(diǎn)域，內(nèi)置鋼管位于節(jié)點(diǎn)域處的外包鋼管內(nèi)，外套夾管環(huán)繞緊箍住節(jié)點(diǎn)域處的外包鋼管同時(shí)與鋼梁的腹板緊固連接。

優(yōu)選地，內(nèi)置鋼管從節(jié)點(diǎn)域的上邊緣和下邊緣起分別向上、向下延伸一定長度，內(nèi)置鋼管的延伸部位與外包鋼管、角鋼緊固連接。

優(yōu)選地，所述外套夾管具有一個(gè)環(huán)形部位，環(huán)形部位的兩端為連接平板，環(huán)形部位緊箍在節(jié)點(diǎn)域處外包鋼管外，連接平板與鋼梁腹板通過高強(qiáng)螺栓連接。

優(yōu)選地，所述連接節(jié)點(diǎn)具有兩個(gè)鋼梁和兩個(gè)外套夾管兩個(gè)鋼梁相對的設(shè)置在鋼管再生混凝土柱上，兩個(gè)外套夾管相對的緊箍在外包鋼管外，相對的連接平板與鋼梁腹板緊固連接。

優(yōu)選地，外套夾管環(huán)形部位的內(nèi)周長小于等于外包鋼管的外周長。

優(yōu)選地，外套夾管、角鋼和鋼梁的形狀與外包鋼管的形狀相匹配。如所述外包鋼管為多邊形鋼管，所述外套夾管的開口部位為多邊形。又如所述外包鋼管為圓形或橢圓形鋼管，所述外套夾管的開口部位為弧形。

優(yōu)選地，外包鋼管和內(nèi)置鋼管均為抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值超過200N/mm²的無縫鋼管或焊接鋼管。

優(yōu)選地，所述緊固連接采用高強(qiáng)螺栓連接。

所述外套夾管式鋼管再生混凝土柱與鋼梁連接節(jié)點(diǎn)的施工方法，包括如下步驟：

S1、定位內(nèi)置鋼管，使其位于節(jié)點(diǎn)域處的外包鋼管內(nèi)；

S2、定位外套夾管，使其緊箍于節(jié)點(diǎn)域處的外包鋼管外；

S3、將外套夾管的連接平板與鋼梁腹板緊固連接；

S4、將角鋼與內(nèi)置鋼管、外包鋼管緊固連接，并將角鋼和鋼梁上下翼緣緊固連接；

S5、在外包鋼管內(nèi)澆筑再生混凝土。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)本連接節(jié)點(diǎn)是半剛性連接，在強(qiáng)震作用下允許節(jié)點(diǎn)發(fā)生一定范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)角變形，以消耗更多能量，保護(hù)節(jié)點(diǎn)及建筑物。鋼管再生混凝土柱內(nèi)以及節(jié)點(diǎn)域內(nèi)無穿心部件，方便于澆筑再生混凝土。鋼管柱內(nèi)澆筑再生混凝土，有利于節(jié)能環(huán)保和資源的可持續(xù)利用。

(2)外套夾管和內(nèi)置鋼管加強(qiáng)了對鋼管及核心再生混凝土的約束作用，提高了節(jié)點(diǎn)的受力以及抗震性能，解決了高強(qiáng)螺栓在節(jié)點(diǎn)區(qū)不易施工和以往單邊螺栓連接節(jié)點(diǎn)鋼管柱壁由于缺乏保護(hù)易發(fā)生外凸變形的難題。

(3)經(jīng)濟(jì)可靠、制作簡單、施工方便?，F(xiàn)場無需進(jìn)行焊接，節(jié)點(diǎn)全部采用高強(qiáng)螺栓連接，施工更為方便，同時(shí)消除了焊縫在地震作用下發(fā)生脆性破壞的可能性。

(4)在外形上與普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的梁柱節(jié)點(diǎn)相似，沒有肋板設(shè)計(jì)，空間利用率大，外形設(shè)計(jì)更為合理，能很好地滿足建筑使用功能及裝潢的外觀設(shè)計(jì)要求，便于推廣。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1的連接節(jié)點(diǎn)立體示意圖。

圖2為圖1的縱向剖視圖。

圖3為圖1的俯視圖。

圖4為實(shí)施例2的連接節(jié)點(diǎn)縱向剖視圖。

圖5為實(shí)施例2的連接節(jié)點(diǎn)俯視圖。

附圖標(biāo)記為：

鋼管再生混凝土柱1，鋼梁2，內(nèi)置鋼管3，外套夾管4，角鋼5，外包鋼管11，再生混凝土12，上翼緣21，下翼緣22，鋼梁腹板23，環(huán)形部位41，連接平板42，高強(qiáng)螺栓6。

具體實(shí)施方式

為了更好的說明本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式做進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1

如圖1-3所示，外套夾管式鋼管再生混凝土柱與鋼梁連接節(jié)點(diǎn)，包括鋼管再生混凝土柱1、一個(gè)鋼梁2、內(nèi)置鋼管3、一個(gè)外套夾管4和角鋼5。鋼管再生混凝土柱包含外包鋼管11和再生混凝土12，再生混凝土12填充在外包鋼管11內(nèi)。鋼管再生混凝土柱1與鋼梁2二者交匯處形成節(jié)點(diǎn)域，內(nèi)置鋼管3位于節(jié)點(diǎn)域處的外包鋼管11內(nèi)。內(nèi)置鋼管3從節(jié)點(diǎn)域的上邊緣和下邊緣起分別向上、向下延伸一定長度，延伸部位與外包鋼管11、角鋼5緊固連接。

鋼管再生混凝土柱1與鋼梁2通過角鋼5緊固連接，鋼梁的上翼緣21和下翼緣22分別通過高強(qiáng)螺栓6與角鋼的水平板緊固連接，角鋼的豎直板通過高強(qiáng)螺栓6與外包鋼管11和內(nèi)置鋼管3緊固連接。

所述外套夾管4具有一個(gè)環(huán)形部位41，環(huán)形部位41為具有開口的圓環(huán)，開口的兩端為連接平板42，環(huán)形部位41緊箍在節(jié)點(diǎn)域處外包鋼管11外，連接平板42與鋼梁腹板23通過高強(qiáng)螺栓6連接，環(huán)形部位41的內(nèi)周長等于外包鋼管11的外周長。環(huán)形部位41的開口尺寸等于鋼梁腹板23的厚度，環(huán)形部位41的高度等于鋼梁腹板23的高度。

本實(shí)施例中，外包鋼管11為圓形鋼管，外徑為500mm，壁厚為8mm。再生混凝土為舊有建筑物、構(gòu)筑物、道路、橋梁等結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的廢棄混凝土經(jīng)過重新加工而成，強(qiáng)度等級為C35。內(nèi)置鋼管3也為圓形鋼管，且從節(jié)點(diǎn)域的上邊緣和下邊緣起分別向上、向下延伸300mm，內(nèi)置鋼管3在延伸部位與頂部角鋼和底部角鋼通過高強(qiáng)螺栓6連接。角鋼5的豎直板邊長為150mm，水平板邊長250mm，角鋼由鋼板彎制而成，不能用兩塊鋼板焊接。外包鋼管、內(nèi)置鋼管和鋼梁等鋼材均采用Q235B鋼材，外包鋼管和內(nèi)置鋼管均為抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值超過200N/mm²的無縫鋼管或焊接鋼管。高強(qiáng)螺栓等級8.8S，直徑M16。

所述外套夾管式鋼管再生混凝土柱與鋼梁連接節(jié)點(diǎn)的施工方法，包括如下步驟：

S1、定位內(nèi)置鋼管，使其位于節(jié)點(diǎn)域處的外包鋼管內(nèi)；

S2、定位外套夾管，使其緊箍于節(jié)點(diǎn)域處的外包鋼管外；

S3、將外套夾管的連接平板與鋼梁腹板緊固連接；

S4、將角鋼與內(nèi)置鋼管、外包鋼管緊固連接，并將角鋼和鋼梁上下翼緣緊固連接；

S5、在外包鋼管內(nèi)澆筑再生混凝土。

實(shí)施例2

如圖4-5所示，外套夾管式鋼管再生混凝土柱與鋼梁連接節(jié)點(diǎn)，包括鋼管再生混凝土柱1、兩個(gè)鋼梁2、內(nèi)置鋼管3、兩個(gè)外套夾管4和角鋼5。鋼管再生混凝土柱包含外包鋼管11和再生混凝土12，再生混凝土12填充在外包鋼管11內(nèi)。兩個(gè)鋼梁2相對的設(shè)置在鋼管再生混凝土柱1上，鋼管再生混凝土柱1與鋼梁2二者交匯處形成節(jié)點(diǎn)域，內(nèi)置鋼管3位于節(jié)點(diǎn)域處的外包鋼管11內(nèi)。內(nèi)置鋼管3從節(jié)點(diǎn)域的上邊緣和下邊緣起分別向上、向下延伸一定長度，延伸部位與外包鋼管11、角鋼5緊固連接。

鋼管再生混凝土柱1與鋼梁2通過角鋼5緊固連接，鋼梁的上翼緣21和下翼緣22分別通過高強(qiáng)螺栓6與角鋼的水平板緊固連接，角鋼的豎直板通過高強(qiáng)螺栓6與外包鋼管11和內(nèi)置鋼管3緊固連接。

所述外套夾管4具有一個(gè)環(huán)形部位41，環(huán)形部位41的兩端為連接平板42。兩個(gè)外套夾管的環(huán)形部位41相對的緊箍在外包鋼管11外，相對的連接平板42與鋼梁腹板23通過高強(qiáng)螺栓6連接。環(huán)形部位41的內(nèi)周長小于外包鋼管11的外周長，環(huán)形部位41的高度等于鋼梁腹板23的高度。

本實(shí)施例中，外包鋼管11為圓形鋼管，外徑為500mm，壁厚為8mm。再生混凝土為舊有建筑物、構(gòu)筑物、道路、橋梁等結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的廢棄混凝土經(jīng)過重新加工而成，強(qiáng)度等級為C35。內(nèi)置鋼管3也為圓形鋼管，且從節(jié)點(diǎn)域的上邊緣和下邊緣起分別向上、向下延伸300mm，內(nèi)置鋼管3在延伸部位與頂部角鋼和底部角鋼通過高強(qiáng)螺栓6連接。角鋼5的豎直板邊長為150mm，水平板邊長250mm，角鋼由鋼板彎制而成，不能用兩塊鋼板焊接。外包鋼管、內(nèi)置鋼管和鋼梁等鋼材均采用Q235B鋼材，外包鋼管和內(nèi)置鋼管均為抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值超過200N/mm²的無縫鋼管或焊接鋼管。高強(qiáng)螺栓等級8.8S，直徑M16。

所述外套夾管式鋼管再生混凝土柱與鋼梁連接節(jié)點(diǎn)的施工方法，包括如下步驟：

S1、定位內(nèi)置鋼管，使其位于節(jié)點(diǎn)域處的外包鋼管內(nèi)；

S2、定位外套夾管，使其緊箍于節(jié)點(diǎn)域處的外包鋼管外；

S3、將外套夾管的連接平板與鋼梁腹板緊固連接；

S4、將角鋼與內(nèi)置鋼管、外包鋼管緊固連接，并將角鋼和鋼梁上下翼緣緊固連接；

S5、在外包鋼管內(nèi)澆筑再生混凝土。

實(shí)施例3

本實(shí)施例的外套夾管式鋼管再生混凝土柱與鋼梁連接節(jié)點(diǎn)及施工方法，其與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于，所述外包鋼管、內(nèi)置鋼管均為方形鋼管，外套夾管的環(huán)形部位也為帶有開口的四邊形，與外包鋼管的大小形狀匹配。此外，角鋼和鋼梁端部的形狀也與外包鋼管的大小形狀相匹配。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。