復(fù)式鋼管混凝土柱-鋼梁半穿心加腋型節(jié)點的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑結(jié)構(gòu)工程技術(shù)和橋梁工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種復(fù)式鋼管混凝土柱-鋼梁半穿心加腋型節(jié)點設(shè)計。
【背景技術(shù)】
[0002]復(fù)式鋼管混凝土柱是在普通鋼管混凝土柱基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型組合柱，它不但可以在減小相對截面面積的同時，能達到更好約束核心混凝土、提高柱承載力、延性以及耐火性能的目的，而且可以安全可靠地采用高強混凝土，而不用考慮軸壓比限值的影響。因此復(fù)式鋼管混凝土結(jié)構(gòu)具備足夠的抗震防倒塌安全儲備，可以應(yīng)用于高抗震設(shè)防區(qū)的工程結(jié)構(gòu)中。節(jié)點作為結(jié)構(gòu)設(shè)計中關(guān)鍵環(huán)節(jié)，一直是工程人員的一項不可忽視的工作，然而目前關(guān)于復(fù)式鋼管混凝土柱的節(jié)點研究尚處于起步階段，適合復(fù)式鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的節(jié)點形式，特別是鋼梁與復(fù)式鋼管混凝土柱的節(jié)點還比較少，因此有必要研究合理的梁柱節(jié)點形式，以便推廣復(fù)式鋼管混凝土結(jié)構(gòu)這一優(yōu)越的結(jié)構(gòu)形式在工程實踐中的應(yīng)用。本發(fā)明綜合考慮了復(fù)式鋼管混凝土自身外形特點，具有構(gòu)造簡單，施工方便等優(yōu)點，可為復(fù)式鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的工程應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對現(xiàn)有工程技術(shù)存在的不足，在考慮復(fù)式鋼管混凝土自身外形特點的基礎(chǔ)上，提供一種新型的復(fù)式鋼管混凝土柱-鋼梁半穿心加腋型節(jié)點設(shè)計方案。
[0004]本發(fā)明復(fù)式鋼管混凝土柱-鋼梁半穿心加腋型節(jié)點，由復(fù)式鋼管混凝土柱、鋼梁及傳力構(gòu)件組成。所述的復(fù)式鋼管混凝土柱包括外鋼管1、內(nèi)鋼管2及內(nèi)部灌注的混凝土3，所述的鋼梁4包括上下翼緣和腹板，所述的傳力構(gòu)件為斜向腋板5。其特征在于:鋼梁4伸入外鋼管1內(nèi)部至內(nèi)鋼管2處，與內(nèi)鋼管2壁焊接，并埋于混凝土 3中；鋼梁4與外鋼管1交匯處進行焊接補強；同時在鋼梁4上下翼緣處與復(fù)式鋼管混凝土柱外鋼管1之間焊有斜向腋板5，為保證斜向腋板5穩(wěn)定性，在斜向腋板5側(cè)面面向梁柱交界處焊接垂直肋板6。
[0005]所述的復(fù)式鋼管混凝土柱類型為復(fù)式空心鋼管混凝土柱或?qū)崗?fù)式鋼管混凝土柱，內(nèi)鋼管與外鋼管的截面組合形式為:內(nèi)圓外圓、內(nèi)方外方、內(nèi)圓外方、內(nèi)方外圓或內(nèi)矩形外矩形、內(nèi)矩形外方形、內(nèi)矩形外圓形。所述的混凝土為普通混凝土或高強混凝土或自密實混凝土。所述的內(nèi)鋼管與外鋼管均采用圓鋼管外徑或方鋼管邊長或矩形鋼管短邊邊長和鋼管壁厚之比大于20的薄壁鋼管。所述的鋼構(gòu)件的鋼材可采用普通強度鋼材或屈服強度在460Mpa以上的高強鋼材。所述的斜向腋板采用矩形鋼板，與鋼梁翼緣等寬且二者夾角宜保持在30°和60°之間；其側(cè)面的垂直肋板可根據(jù)設(shè)計需要采用不同高度，且垂直肋板與斜向腋板、鋼梁、外鋼管交匯處均采用雙面角焊縫連接。
[0006]有益效果:
[0007]1、本發(fā)明復(fù)式鋼管混凝土柱-鋼梁半穿心加腋型節(jié)點，鋼梁半穿心可保證鋼梁梁端剪力和彎矩的有效傳遞，斜向腋板的存在分擔(dān)了鋼梁梁端彎矩，能夠?qū)崿F(xiàn)梁端塑性鉸外移，達到保護節(jié)點域的目的，提高節(jié)點的承載力。故該節(jié)點抗彎抗剪能力強，傳力路徑明確可靠，容易滿足剛性節(jié)點的要求，實現(xiàn)強柱弱梁、節(jié)點更強的抗震設(shè)計目的。
[0008]2、本發(fā)明復(fù)式鋼管混凝土柱-鋼梁半穿心加腋型節(jié)點，直接將鋼梁穿入外鋼管焊接于內(nèi)鋼管壁上，對鋼梁不做任何開孔處理，可大大減少現(xiàn)場作業(yè)的工作量，有利于加快施工進度。
[0009]3、本發(fā)明復(fù)式鋼管混凝土柱-鋼梁半穿心加腋型節(jié)點，具有外形美觀、設(shè)計簡單、工程造價低、混凝土易澆筑、便于施工等優(yōu)點，且力學(xué)性能優(yōu)越，可以廣泛地應(yīng)用到高層、超高層組合結(jié)構(gòu)以及鋼混組合橋梁結(jié)構(gòu)中。
[0010]圖1為本發(fā)明的復(fù)式鋼管混凝土柱截面圖；
[0011]圖2為復(fù)式鋼管混凝土柱-鋼梁半穿心加腋型節(jié)點平面示意圖；
[0012]圖3為圖2中節(jié)點的1-Ι剖面示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面參照附圖對本發(fā)明進行詳細說明。
[0014]本發(fā)明由復(fù)式鋼管混凝土柱、鋼梁及傳力構(gòu)件組成。復(fù)式鋼管混凝土柱包括外鋼管1、內(nèi)鋼管2及內(nèi)部灌注的混凝土 3，如圖1所示為內(nèi)圓外方的實復(fù)式鋼管混凝土柱截面。
[0015]如圖2、圖3所示，復(fù)式鋼管混凝土柱包括外鋼管1、內(nèi)鋼管2及內(nèi)部灌注的混凝土3 ;鋼梁4包括上下翼緣和腹板；傳力構(gòu)件為斜向腋板5。具體實施如下:在混凝土 3澆灌之前，首先在外鋼管1上根據(jù)鋼梁4外形開洞，將鋼梁4沿洞口伸入外鋼管1內(nèi)部至內(nèi)鋼管2處，與內(nèi)鋼管2壁焊接；鋼，4與外鋼管1交匯處進行焊接補強；其次，在鋼梁4上下翼緣處與復(fù)式鋼管混凝土柱外鋼管1之間焊有斜向腋板5，為保證斜向腋板5穩(wěn)定性，在斜向腋板5側(cè)面面向梁柱交界處焊接垂直肋板6 ;最后，澆灌節(jié)點處混凝土 3，形成復(fù)式鋼管混凝土柱-鋼梁半穿心加腋型節(jié)點。
[0016]本發(fā)明涉及的鋼管混凝土柱可采用鋼管的截面組合形式為內(nèi)圓外圓、內(nèi)方外方、內(nèi)圓外方、內(nèi)方外圓或內(nèi)矩形外矩形、內(nèi)矩形外方形、內(nèi)矩形外圓形的復(fù)式空心鋼管混凝土柱或?qū)崗?fù)式鋼管混凝土柱；混凝土可采用普通混凝土或高強混凝土或自密實混凝土；內(nèi)鋼管與外鋼管均采用薄壁鋼管；鋼構(gòu)件的鋼材可采用普通強度鋼材或高強度鋼材；斜向腋板采用矩形鋼板，與鋼梁翼緣等寬且二者夾角宜保持在30°和60°之間，其側(cè)面的垂直肋板可根據(jù)設(shè)計需要采用不同高度，且垂直肋板與斜向腋板、鋼梁、外鋼管連接處均采用雙面角焊縫連接。
【主權(quán)項】
1.復(fù)式鋼管混凝土柱-鋼梁半穿心加腋型節(jié)點，由復(fù)式鋼管混凝土柱、鋼梁及傳力構(gòu)件組成，所述的復(fù)式鋼管混凝土柱包括外鋼管(1)、內(nèi)鋼管(2)及內(nèi)部灌注的混凝土(3)，所述的鋼梁(4)包括上下翼緣和腹板，所述的傳力構(gòu)件為斜向腋板(5);其特征在于:鋼梁(4)穿過外鋼管(1)并焊接于內(nèi)鋼管(2)壁上，鋼梁(4)與外鋼管(1)交匯處進行焊接補強，同時在鋼梁(4)和復(fù)式鋼管混凝土柱外鋼管(1)之間焊有斜向腋板(5)，為保證斜向腋板(5)穩(wěn)定性，在斜向腋板(5)側(cè)面面向梁柱交界處焊接垂直肋板(6)。2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)式鋼管混凝土柱-鋼梁半穿心加腋型節(jié)點，其特征在于:所述的復(fù)式鋼管混凝土柱類型為復(fù)式空心鋼管混凝土柱或?qū)崗?fù)式鋼管混凝土柱，內(nèi)鋼管與外鋼管的截面組合形式為:內(nèi)圓外圓、內(nèi)方外方、內(nèi)圓外方、內(nèi)方外圓或內(nèi)矩形外矩形、內(nèi)矩形外方形、內(nèi)矩形外圓形。3.如權(quán)利要求1所述的復(fù)式鋼管混凝土柱-鋼梁半穿心加腋型節(jié)點，其特征在于:所述的混凝土為普通混凝土或高強混凝土或自密實混凝土。4.如權(quán)利要求1所述的復(fù)式鋼管混凝土柱-鋼梁半穿心加腋型節(jié)點，其特征在于:所述的內(nèi)鋼管與外鋼管均采用圓鋼管外徑或方鋼管邊長或矩形鋼管短邊邊長和鋼管壁厚之比大于20的薄壁鋼管。5.如權(quán)利要求1所述的復(fù)式鋼管混凝土柱-鋼梁半穿心加腋型節(jié)點，其特征在于:所述的鋼構(gòu)件的鋼材可采用普通強度鋼材或屈服強度在460Mpa以上的高強鋼材。6.如權(quán)利要求1所述的復(fù)式鋼管混凝土柱-鋼梁半穿心加腋型節(jié)點，其特征在于:所述的斜向腋板采用矩形鋼板，與鋼梁翼緣等寬且二者夾角宜保持在30°和60°之間；其側(cè)面的垂直肋板可根據(jù)設(shè)計需要采用不同高度，且垂直肋板與斜向腋板、鋼梁、外鋼管連接處均采用雙面角焊縫連接。
【專利摘要】本發(fā)明復(fù)式鋼管混凝土柱-鋼梁半穿心加腋型節(jié)點，涉及一種復(fù)式鋼管混凝土柱與鋼梁的節(jié)點連接形式，屬于建筑工程和橋梁工程技術(shù)領(lǐng)域。該節(jié)點由復(fù)式鋼管混凝土柱、鋼梁以及傳力構(gòu)件組成。所述的復(fù)式鋼管混凝土柱由內(nèi)鋼管、外鋼管及灌注的混凝土組成；所述的鋼梁由上下翼緣和腹板組成；所述的傳力構(gòu)件為斜向腋板；鋼梁穿過外鋼管并焊接于內(nèi)鋼管壁上，鋼梁與外鋼管壁交匯處進行焊接補強；同時，在鋼粱和復(fù)式鋼管混凝土柱之間焊有加肋的斜向腋板。本發(fā)明的節(jié)點構(gòu)造簡單，施工方便，由于結(jié)合了鋼梁半穿心和梁端加腋的構(gòu)造措施，具備剛度和強度高，抗震性能好，傳力路徑明確等優(yōu)點，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)式鋼管混凝土柱與鋼梁之間力的有效傳遞。
【IPC分類】E04B1/58, E04B1/30, E01D19/00
【公開號】CN105297895
【申請?zhí)枴緾N201510851691
【發(fā)明人】張玉芬, 王強
【申請人】北方工業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年11月30日