CN102828559B - 一种组合梁与45度角布置十字型钢混凝土柱节点 - Google Patents

Abstract

一种组合梁与45度角布置带翼缘十字型钢混凝土柱节点涉及型钢混凝土结构，克服现有技术不足，解决工程中组合梁与45度角布置带翼缘十字型钢混凝土柱刚性连接问题。通过在型钢柱内节点高度范围设置圆钢管，解决了组合梁与45度角布置带翼缘十字型钢混凝土柱连接难题。圆钢管的外径相当于正方形柱子边长的40%-60%，圆钢管壁厚大于等于组合梁中钢梁翼缘的厚度，同时壁厚不小于组合梁中最大纵筋直径的二分之一，圆钢管的高度应分别高出组合梁最外侧纵向钢筋和钢梁下翼缘100毫米。圆钢管与柱中型钢腹板用角焊缝焊接，组合梁中钢梁焊接在圆钢管上，组合梁中纵向钢筋塞焊在圆钢管上，节点的箍筋焊在钢梁腹板上。本发明用于型钢混凝土结构。

Description

一种组合梁与45度角布置十字型钢混凝土柱节点

技术领域

本发明涉及一种组合梁与型钢混凝土柱节点，属于型钢混凝土结构。

背景技术

型钢混凝土柱是指在混凝土中配置型钢，并配有一定横向箍筋及纵向受力钢筋的结构，柱中型钢主要有工字、H型钢和十字型钢。型钢混凝土柱具有承载力高、刚度大及抗震性能好等优点，已普遍应用于大跨结构和地震区的高层建筑。

45度角布置带翼缘十字型钢混凝土柱是在柱中对角线上设置带翼缘十字型钢，这种型钢混凝土柱不仅能抵抗斜向地震作用，对角线方向的剪力分解还能有效抵抗多维地震作用；这种型钢混凝土柱中受到型钢约束的混凝土面积和强度均比普通型钢混凝土柱提高很多，从而柱的延性和耗能能力比普通型钢混凝土柱提高很多，即便构件破坏后仍然有很大的承载力。

组合梁是由钢梁和钢筋混凝土板以及两者之间的抗剪连接件组成。与普通混凝土梁相比，有以下优点：

1、节约钢材，由于截面材料受力合理，混凝土代替部分钢材工作，使得用钢量大幅度下降。

2、减小了截面高度，由于相当宽的混凝土板参与抗压，组合梁的惯性矩比钢梁大的多，可以降低梁高、增加层高的效果。

3、延性好，由于钢材耗能强于混凝土，在地震中能表现出优良的抗震性能。

4、刚度好，混凝土板与钢梁共同工作，抗弯模量大，减少了挠度，增加了刚度。

5、抗冲击、抗疲劳性能好。

6、稳定性好，由于组合梁上翼缘侧向刚度大，所以整体稳定性好。

组合梁与45度角布置带翼缘十字型钢混凝土柱组成的结构体系与普通的钢筋混凝土结构和型钢混凝土结构相比具有抗震性能好，造价低、施工方便快捷等优点。

梁柱节点起着传递、分配内力和保证结构整体性的作用。在地震作用下，节点核心区经受着很大的水平剪力，一般约为柱子剪力的4～6倍。梁柱节点易产生剪切脆性破坏，节点一旦破坏，会使结构处于极为不利的受力状态，甚至会导致整个结构的倒塌。因此，节点应具有足够的强度和必要的延性，在强烈地震的作用下，不应发生破坏。

目前工程上迫切需要一种能有效连接组合梁与45度角布置带翼缘十字型钢混凝土柱的节点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种强度高、延性好的组合梁与45度角布置带翼缘十字型钢混凝土柱节点，本发明要解决工程中组合梁与45度角布置带翼缘十字型钢混凝土柱的连接问题。

本发明的目的是通过如下措施达到：

通过在型钢柱内节点高度范围设置圆钢管，解决了组合梁与45度角布置带翼缘十字型钢混凝土柱刚性连接难题。

其特征在于：圆钢管的外径相当于正方形柱子边长的40%-60%，圆钢管里面没有型钢柱腹板，圆钢管外壁与型钢腹板相交的地方用角焊缝焊接从而与型钢柱形成一体，组合梁中钢梁焊接在圆钢管上，组合梁中纵向钢筋塞焊在圆钢管上。

圆钢管壁厚大于等于组合梁中钢梁翼缘的厚度，同时壁厚不小于组合梁中最大纵筋直径的二分之一，圆钢管的高度应分别高出组合梁最外侧纵向钢筋和钢梁下翼缘100毫米。圆钢管与柱中型钢腹板用角焊缝焊接，圆钢管为无缝钢管。

组合梁中纵向钢筋塞焊在圆钢管上，焊缝饱满。

钢梁焊在圆钢管上，上下翼缘与圆钢管通过对接焊缝焊接，腹板通过角焊缝焊接。

节点内箍筋焊接在钢梁腹板上。

本发明有益效果是：

圆钢管设置在柱子内部，钢梁和钢筋与圆钢管连接，不占用节点外部空间，构造美观，节省空间。

节点构造满足刚性节点要求，有利于结构抗震。

纵向钢筋塞焊在圆钢管上避免了地震力作用下钢筋滑移。

由于圆钢管与型钢柱腹板焊接在一起，形成整体受力，非常有利节点抗震。

我们通过实验研究表明：本发明节点滞回曲线饱满，无捏缩现象，骨架曲线的下降段既长又平缓，充分说明节点延性好，变形能力大，耗能好。当节点区混凝土开始压碎剥落后，试件仍能承担相当大的荷载。随着变形的增大，荷载降低缓慢。试验数据如下：

从以上数据可以看出，本发明节点具有很好的抗震性能。

附图说明

图1为45度角布置带翼缘十字型钢混凝土柱

图2为十字型钢柱和圆钢管俯视图

1为节点中的圆钢管，2为45度角布置带翼缘十字型钢。

图3为组合梁和十字型钢柱结合的立体图

1为节点中的圆钢管，2为十字型钢柱，3为组合梁中的钢筋，4为组合梁中的钢梁。图4中5为工字钢，6为工字钢中切割出来的空洞，洞高等于圆钢管的高度，洞宽为圆钢管的外径，7为两个T型钢，8为T型钢中切割出来的两个空洞，空洞高为圆钢管的高度，空洞宽为圆钢管外径的一半。

具体实施方式

型钢柱1由专业的钢结构公司制作，型钢柱1由工字钢5和两个T型钢7焊接而成。在制作工字钢5时，在节点高度范围内切割出一个空洞6，空洞6的洞高等于圆钢管的高度，洞宽为圆钢管的外径，将圆钢管1放置在工字钢5已经切割出来的空洞6中，焊接圆钢管1和工字钢5的腹板。将两个T型钢7与工字钢5焊接，同时圆钢管1与两个T型钢7的腹板焊接。以上工作完成后，俯视可以看到如图2所示。将组合梁中的钢筋3塞焊在圆钢管1上，组合梁中的钢梁4焊接在圆钢管1上。节点的箍筋可以焊接在钢梁的腹板上。通过以上工序，组合梁即可和45度角布置带翼缘十字型钢混凝土柱形成刚性节点。

Claims (1)

1.一种组合梁与45度角布置带翼缘十字型钢混凝土柱节点，该节点由型钢(2)、圆钢管(1)、梁内纵向钢筋(3)、梁内钢梁(4)、节点箍筋通过混凝土浇注成一体，其特征是：通过在型钢柱内节点高度范围设置圆钢管(1)，解决了组合梁与45度角布置带翼缘十字型钢混凝土柱刚性连接问题，圆钢管(1)的外径相当于正方形柱子边长的40％-60％，圆钢管(1)里面没有型钢柱腹板，圆钢管(1)外壁与型钢腹板相交的地方用角焊缝焊接从而与型钢柱形成一体，圆钢管(1)壁厚大于等于组合梁中钢梁翼缘的厚度，同时壁厚不小于组合梁中最大纵筋直径的二分之一，圆钢管(1)的高度应分别高出组合梁最外侧纵向钢筋和钢梁下翼缘100毫米，圆钢管(1)为无缝钢管，钢梁焊在圆钢管(1)上，上下翼缘与圆钢管(1)通过对接焊缝焊接，腹板通过角焊缝焊接，组合梁中纵向钢筋塞焊在圆钢管(1)上。