CN103061416A - 一种钢管约束型钢混凝土柱与钢筋混凝土梁连接的节点结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钢管约束型钢混凝土柱与钢筋混凝土梁连接的节点结构，其特征在于由型钢腹板(3)和型钢翼缘(4)焊接而成的型钢为十字形结构；在节点处，在型钢每边的型钢翼缘(4)的外侧上焊接有套筒(5)、在与套筒(5)相对应的钢骨翼缘(4)的内侧焊接有加劲肋(6)；钢管(7)在节点处间断；型钢从下往下连续贯通穿过节点处；竖向连接钢筋(1)插入节点处上段和下段的钢管(7)的内侧，用柱箍筋(2)与竖向连接钢筋(1)绑扎形成钢筋笼；梁中的部分梁主筋(9)从型钢翼缘(4)的侧边连续贯通穿过；部分梁主筋(9)与型钢翼缘(4)外侧焊接的套筒(5)焊接连接。本发明的力学性能优良，设计简单、对焊接无特殊要求、施工方便、成本低廉。

Description

一种钢管约束型钢混凝土柱与钢筋混凝土梁连接的节点结构

技术领域：

本发明涉及一种钢管约束型钢混凝土柱与钢筋混凝土梁连接的节点结构，属土木工程结构设计技术领域。

背景技术：

钢管约束型钢混凝土柱是一种新型的重载柱形式，即钢管在两端或中部断开一定距离，在钢管中设置型钢，然后在钢管中内填混凝土。钢管约束型钢混凝土柱综合考虑了钢管混凝土柱和型钢混凝土柱的优势，钢管对混凝土施加了连续约束作用，提高了混凝土的抗压强度并改善了混凝土的延性；型钢的存在提高了柱子的抗剪能力；混凝土的存在弥补了空钢管易屈曲失稳的缺点。但钢管约束型钢混凝土柱的钢管不直接承担纵向荷载，只是对混凝土提供约束，其约束效应相对钢管与混凝土同时承重时相比有一定提高。国内许多学者对钢管约束型钢混凝土柱轴压，偏压，受弯，抗震等力学性能进行了较深入研究，并取得了一定成果。

虽然钢管混凝土柱和钢管约束型钢混凝土柱在外形有相同之处，但是，无法沿用钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的节点形式。因为钢管混凝土柱与钢管约束型钢混凝土柱的受力模式有本质的区别。目前钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的连接节点主要包括：钢筋环绕式节点、劲性环梁节点和钢筋贯通式节点，这些节点不同程度上都须依靠钢管传递剪力，从而使钢管直接承受纵向力，而钢管约束型钢混凝土柱不承担纵向荷载。另一方面，钢管混凝土柱的钢管中只有混凝土，而钢管约束型钢混凝土柱的钢管中不仅有混凝土而且还有连续的型钢，因此，无法沿用钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的节点形式。

要推广这种受力性能良好的新型组合柱，需要设计出一种与之相适应的节点形式。

钢管约束型钢混凝土柱与钢筋混凝土梁连接的节点的设计不仅直接影响到结构的整体刚度，受力性能和安全性能；影响到施工的难易程度和施工进度，而且还制约这种新型组合构件的运用和推广，因而其节点设计成为钢管约束型钢混凝土柱应用的重要环节。

因此，有必要设计出一种新的梁柱节点形式，既能体现钢管约束型钢混凝土柱的自身特性，同时满足构造简单，整体性好，传力明确，安全可靠，施工方便的要求。

发明内容：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种钢管约束型钢混凝土柱与钢筋混凝土梁连接的节点结构，具有力学性能好、设计简单、施工方便、成本低廉的特点。

本发明是通过如下技术方案来实现上述目的的。

在一种钢管约束型钢混凝土柱与钢筋混凝土梁连接的节点结构的结构中，设置有竖向连接钢筋、柱箍筋、型钢腹板、型钢翼缘、套筒、加劲肋、钢管、梁箍筋、梁主筋、混凝土；由型钢腹板和型钢翼缘焊接而成的型钢为十字形结构；在节点处，在型钢每边的型钢翼缘的外侧上焊接有套筒、在与套筒相对应的钢骨翼缘的内侧焊接有加劲肋；钢管在节点处间断；型钢从下往下连续贯通穿过节点处；竖向连接钢筋插入节点处上段和下段的钢管的内侧，用柱箍筋与竖向连接钢筋绑扎形成钢筋笼；梁中的部分梁主筋从型钢翼缘的侧边连续贯通穿过；部分梁主筋与型钢翼缘外侧焊接的套筒焊接连接；部分梁主筋从型钢腹板上开的钢筋孔中连续贯通穿过；用梁箍筋与梁主筋绑扎形成钢筋笼。

本发明与现有的技术相比具有如下有益效果：

1、由于钢筋混凝土梁中的部分主筋在节点处连续贯通穿过，部分主筋利用套筒牢固连接在柱内的型钢上，梁和柱的混凝土一次性整体浇注，梁柱节点处的整体性较好，能可靠传递弯矩，剪力。

2、钢管断开处的竖向连接钢筋和柱箍筋形成的钢筋笼弥补了由于钢管断开产生的轴向刚度的消弱，保证了节点处的刚度。

3、钢管断开处的竖向连接钢筋和柱箍筋形成的钢筋笼约束了核心混凝土，解决了钢管截断产生的约束效应消弱的问题。

4、大幅减少了现场的焊接工作量，提高了连接点的强度和延性。

5、本发明的力学性能优良，设计简单、对焊接无特殊要求、施工方便、成本低廉。

附图说明：

图1为本发明的总体结构示意图。

图2为本发明节点处的2-2剖面结构示意图。

图3为本发明节点处的3-3剖面结构示意图。

图4为本发明的型钢部分的结构示意图。

在图中：1.竖向连接钢筋、2.柱箍筋、3.型钢腹板、4.型钢翼缘、5.套筒、6.加劲肋、7.钢管、8.梁箍筋、梁主筋、10.混凝土。

具体实施方式：

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

一种钢管约束型钢混凝土柱与钢筋混凝土梁连接的节点结构，由竖向连接钢筋1、柱箍筋2、型钢腹板3、型钢翼缘4、套筒5、加劲肋6、钢管7、梁箍筋8、梁主筋9、混凝土10组成；由型钢腹板3和型钢翼缘4焊接而成的型钢为十字形结构；在节点处，在型钢每边的型钢翼缘4的外侧上焊接有套筒5、在与套筒5相对应的型钢翼缘4的内侧焊接有加劲肋6；钢管7在节点处间断；型钢从下往下连续贯通穿过节点处；竖向连接钢筋1插入节点处上段和下段的钢管7的内侧，用加密的柱箍筋2与竖向连接钢筋1绑扎形成钢筋笼；梁中的部分梁主筋9从型钢翼缘4的侧边连续贯通穿过，部分梁主筋9与型钢翼缘4外侧焊接的套筒5焊接连接；部分梁主筋9从型钢腹板3上开的钢筋孔中连续贯通穿过；用加密的梁箍筋8与梁主筋9绑扎形成钢筋笼；竖向连接钢筋1分别向上和向下插入钢管7内的长度大于梁厚度的1.5倍；在型钢腹板3上开钢筋孔穿过梁主筋9时，其截面缺损率不能超过型钢腹板3面积的20％；有大于1/3的梁主筋9连续贯通穿过型钢。

实施本发明时，可按以下步骤进行：

1、按设计要求加工制作型钢，在型钢设计的位置焊接加劲肋6，在型钢翼缘4设计的位置焊接套筒5。

2、吊装型钢和下柱钢管7。

3、按设计绑扎竖向连接钢筋1和柱箍筋2，为了方便连接梁主筋9可以先绑扎下柱钢管7中的柱箍筋2，并用构造措施将钢筋笼固定在型钢上。

4、将梁上的部分梁主筋9与套筒5连接，绑扎梁其它部分的梁主筋9和梁箍筋8。

5、绑扎钢筋笼节点处和上柱箍筋2。

6、浇筑下柱和节点处的混凝土，与楼板面平齐。

7、吊装上柱钢管7。

Claims (4)

1.一种钢管约束型钢混凝土柱与钢筋混凝土梁连接的节点结构，由柱箍筋(2)、钢管(7)、梁箍筋(8)、梁主筋(9)、混凝土(10)组成，其特征在于在其结构中设置有竖向连接钢筋(1)、型钢腹板(3)、型钢翼缘(4)、套筒(5)、加劲肋(6)；由型钢腹板(3)和型钢翼缘(4)焊接而成的型钢为十字形结构；在节点处，在型钢每边的型钢翼缘(4)的外侧上焊接有套筒(5)、在与套筒(5)相对应的钢骨翼缘(4)的内侧焊接有加劲肋(6)；钢管(7)在节点处间断；型钢从下往下连续贯通穿过节点处；竖向连接钢筋(1)插入节点处上段和下段的钢管(7)的内侧，用柱箍筋(2)与竖向连接钢筋(1)绑扎形成钢筋笼；梁中的部分梁主筋(9)从型钢翼缘(4)的侧边连续贯通穿过；部分梁主筋(9)与型钢翼缘(4)外侧焊接的套筒(5)焊接连接；部分梁主筋(9)从型钢腹板(3)上开的钢筋孔中连续贯通穿过；用梁箍筋(8)与梁主筋(9)绑扎形成钢筋笼。

2.根据权利要求1所述的一种钢管约束型钢混凝土柱与钢筋混凝土梁连接的节点结构，其特征在于竖向连接钢筋(1)分别向上和向下插入钢管(7)内的长度大于梁厚度的1.5倍。

3.根据权利要求2所述的一种钢管约束型钢混凝土柱与钢筋混凝土梁连接的节点结构，其特征在于在型钢腹板(3)上开钢筋孔穿过梁主筋(9)时，其截面缺损率不能超过型钢腹板(3)面积的20％。

4.根据权利要求3所述的一种钢管约束型钢混凝土柱与钢筋混凝土梁连接的节点结构，其特征在于有大于1/3的梁主筋(9)连续贯通穿过型钢。

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