CN100519963C - 圆碳纤维增强塑料钢管混凝土柱与钢筋混凝土框架梁的节点 - Google Patents

圆碳纤维增强塑料钢管混凝土柱与钢筋混凝土框架梁的节点 Download PDF

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Abstract

圆碳纤维增强塑料钢管混凝土柱与钢筋混凝土框架梁的节点，涉及一种建筑节点构造形式。圆CFRP(碳纤维增强塑料)钢管混凝土柱是指在空心圆截面CFRP钢复合管内浇筑素混凝土而形成的以承受压力为主的建筑结构用构件。可以机械或手工制备CFRP钢管，抗剪环可以是圆钢(钢筋)或扁钢(带钢)，数量可以是n个(n是自然数)；碳纤维织物可以是单向的或双向的，纤维方向与柱轴线夹角可以介于0～90°之间；圆CFRP钢管之间采用螺纹连接；节点区的CFRP应能连续工作。本发明的管与管之间采用螺纹连接，便于机械化生产和现场施工，减少了施工现场作业量，避免了粘结碳纤维织物后的焊接。

Description

圆碳纤维增强塑料钢管混凝土柱与钢筋混凝土框架梁的节点
技术领域
本发明涉及一种建筑节点构造形式，特别是涉及一种圆碳纤维增强塑料钢管混凝土柱与钢筋混凝土框架梁连接的节点形式。
背景技术
圆CFRP(碳纤维增强塑料)钢管混凝土柱是指在空心圆截面CFRP钢复合管内浇筑素混凝土而形成的以承受压力为主的建筑结构用构件，这种构件允许采用薄壁钢管作为外部筒体，进一步减轻结构自重；也可以解决CFRP筒内填混凝土结构脆性破坏的不足，同时，其耐腐蚀性、耐久性较好，以上优点决定了圆CFRP钢管混凝土柱具有良好的应用前景。而在应用过程中，必然涉及到圆CFRP钢管混凝土柱与目前应用较多的RC(钢筋混凝土)框架梁的连接节点问题，该节点与已有的钢管混凝土柱与RC框架梁的连接节点的主要区别是，首先应保证CFRP在节点区的连续工作，再就是应避免粘贴CFRP后的焊接量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于圆CFRP钢管混凝土柱与RC框架梁连接的节点形式。其通过抗剪环和RC环梁在圆CFRP钢管混凝土柱和RC框架梁之间传递力和弯矩，管与管之间采用螺纹连接，便于机械化生产和现场施工，减少了施工现场作业量，避免了粘结CFRP后的焊接。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
圆碳纤维增强塑料钢管混凝土柱与钢筋混凝土框架梁的节点，其特征在于，所述节点包括圆碳纤维增强塑料钢管混凝土柱、抗剪环、钢筋混凝土环梁和钢筋混凝土框架梁，抗剪环和钢筋混凝土环梁在圆碳纤维增强塑料钢管混凝土柱和钢筋混凝土框架梁之间，抗剪环焊接在圆碳纤维增强塑料钢管混凝土柱上，钢筋混凝土环梁和钢筋混凝土框架梁浇筑在一起。
如上所述的圆碳纤维增强塑料钢管混凝土柱与钢筋混凝土框架梁的节点，其抗剪环是圆钢，也可是扁钢，粘贴织物时，纤维方向与柱轴线夹角可介于0～90°之间，圆碳纤维增强塑料钢管之间采用螺纹连接。
如上所述的圆碳纤维增强塑料钢管混凝土柱与钢筋混凝土框架梁的节点，其节点的制备包括下面步骤与工艺条件：
第一步：在空钢管两端加工内、外螺纹；
第二步：在钢管外壁焊接抗剪环；
第三步：在圆钢管外机械粘贴碳纤维增强塑料，制备成圆碳纤维增强塑料钢管；
第四步：在施工现场将圆碳纤维增强塑料钢管逐节拧好，浇筑钢筋混凝土环梁、框架梁和楼板等；
第五步：在螺纹处人工粘贴碳纤维增强塑料、补强；
第六步：浇筑核心混凝土。
本发明的优点与效果是：
1.本发明的管与管之间采用螺纹连接，便于机械化生产和现场施工，减少了施工现场作业量，避免了粘结CFRP后的焊接。
2.本发明保证了节点区的CFRP连续工作。
3.本发明采用抗剪环，有利于RC框架梁、楼板的布置。
附图说明
图1为在工厂制备完毕的空心圆截面CFRP钢管剖面图；
图2为节点的最终形式剖面图。
具体实施方式
如图1所示，在工厂将所需的圆空钢管1两端加工内、外螺纹2，螺纹高度由实际工程决定；在钢管外焊接抗剪环3，抗剪环截面尺寸等参数由实际工程决定，抗剪环中心至钢管顶部距离与抗剪环中心至环梁顶部距离之差应便于工人粘贴CFRP(碳纤维增强塑料)；采用机械设备粘贴碳纤维增强塑料4，制成空心圆截面碳纤维增强塑料钢管，碳纤维增强塑料边缘与螺纹应有一定距离。
如图2所示，将碳纤维增强塑料钢管对中、校平后，在螺纹2处逐节拧紧，然后在抗剪环上浇筑RC(钢筋混凝土)环梁、框架梁5或楼板等；在螺纹位置人工粘贴碳纤维增强塑料6，并保证与原有碳纤维增强塑料有一定的搭接长度，同时粘贴层数也可相应增加；最后浇筑混凝土7。
本发明的步骤与工艺条件为：
第一步：在空钢管两端加工内、外螺纹；
第二步：在钢管外壁焊接抗剪环；
第三步：在钢管外(螺纹处除外)机械粘贴CFRP，制备成CFRP钢管；
第四步：在施工现场将CFRP钢管逐节拧好，浇筑RC环梁、框架梁和楼板等；
第五步：在螺纹处人工粘贴CFRP、补强；
第六步：浇筑核心混凝土。
本发明通过抗剪环和RC环梁在圆CFRP钢管混凝土柱和RC框架梁之间传递力和弯矩；抗剪环焊接在圆CFRP钢管混凝土柱上，通过焊缝传递力和弯矩；RC环梁和RC框架梁浇筑在一起而传递力和弯矩。可以机械制备CFRP钢管，也可以手工制备；抗剪环可以是圆钢(钢筋)，也可以是扁钢(带钢)，且数量可以是n个(n是自然数)；碳纤维织物可以是单向的，也可以是双向的，粘贴织物时，纤维方向与柱轴线夹角可以介于0～90°之间；圆CFRP钢管之间采用螺纹连接；节点区的CFRP应能连续工作。

Claims (2)

1.圆碳纤维增强塑料钢管混凝土柱与钢筋混凝土框架梁的节点，其特征在于，所述节点包括圆碳纤维增强塑料钢管混凝土柱、抗剪环、钢筋混凝土环梁和钢筋混凝土框架梁，抗剪环和钢筋混凝土环梁在圆碳纤维增强塑料钢管混凝土柱和钢筋混凝土框架梁之间，抗剪环焊接在圆碳纤维增强塑料钢管混凝土柱上，钢筋混凝土环梁和钢筋混凝土框架梁浇筑在一起；节点的制备包括下面步骤与工艺条件：
第一步：在空钢管两端加工内、外螺纹；
第二步：在钢管外壁焊接抗剪环；
第三步：在圆钢管外机械粘贴碳纤维增强塑料，制备成圆碳纤维增强塑料钢管；
第四步：在施工现场将圆碳纤维增强塑料钢管逐节拧好，浇筑钢筋混凝土环梁、框架梁和楼板等；
第五步：在螺纹处人工粘贴碳纤维增强塑料、补强；
第六步：浇筑核心混凝土。
2.根据权利要求1所述的圆碳纤维增强塑料钢管混凝土柱与钢筋混凝土框架梁的节点，其特征在于，抗剪环是圆钢或扁钢，粘贴织物时，纤维方向与柱轴线夹角介于0～90°之间，圆碳纤维增强塑料钢管之间采用螺纹连接。
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