CN103758219A - 一种钢索-钢管混凝土柱延性节点 - Google Patents

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Abstract

本发明属于结构工程钢结构技术领域，特别涉及一种钢索-钢管混凝土柱延性节点。钢管混凝土柱包括外钢管及外钢管内填筑的混凝土；在外钢管的外侧设置耳板，耳板与外钢管的外壁焊接连接；钢索锚固于连接件上，连接件与耳板通过销轴连接；在外钢管的内壁焊接连接节点板，节点板设置在与耳板对应的高度上，或将耳板伸入外钢管。该构造形式提供钢索与钢管混凝土柱的有效连接，可以提供标准构造形式方便工程技术人员使用；当索力增大时耳板先发生屈服，避免索力持续增大引起的脆性破坏。

Description

一种钢索-钢管混凝土柱延性节点
技术领域
本发明属于结构工程钢结构技术领域，特别涉及一种钢索-钢管混凝土柱延性节点。
背景技术
随着高层、超高层建筑的大量兴建，钢管混凝土柱的应用逐渐增多。随着建筑形式的多样化，索结构应用于高层建筑的主体结构或附属结构，并需要与钢管混凝土柱可靠连接的情况也越来越多。索结构虽然强度大，但延性较差，体系的多余约束少，一般需要施加预应力以保证结构刚度。这要求索节点既能够保证正常使用时索结构的强度要求，又能在索力增大时发展延性以避免钢索脆性破坏。但是，目前钢索与钢管混凝土柱的连接节点尚没有统一的标准，工程技术人员设计钢索与钢管混凝土柱连接节点时需要对每个节点的强度、刚度和延性进行分析，耗费较多的人力、物力和财力。如何便捷、可靠地应用钢索与钢管混凝土柱连接节点是工程实际中亟待解决的问题。
发明内容
针对钢索与钢管混凝土节点构造设计的便捷性和可靠性需求的问题，本发明提出了一种钢索-钢管混凝土柱延性节点。该节点构造形式既提供了钢索与钢管混凝土柱的有效连接，又保证了节点的延性。
本发明涉及一种钢索-钢管混凝土柱延性节点，所述钢索-钢管混凝土柱延性节点中在外钢管上设置耳板，所述耳板的一端与外钢管的外壁焊接相连；所述耳板的另一端与连接件之间通过销轴相连，所述连接件与钢索之间锚固相连；在所述外钢管内部设置节点板，所述节点板的两端分别与外钢管内壁焊接相连；所述节点板设置在与耳板对应的高度上；所述外钢管内填筑混凝土构成钢管混凝土柱。
进一步地，在所述外钢管内壁上，与耳板对应的高度范围内设置一道或多道内环板，每道内环板分别与外钢管内壁焊接相连。
进一步地，在所述外钢管外壁上，与耳板对应的高度范围内设置一道或多道加劲肋，每道加劲肋为水平加劲肋或斜向加劲肋，每道加劲肋分别与外钢管外壁及耳板焊接相连。
进一步地，所述节点板上设置多个抗剪连接件。
本发明的另一技术方案为：一种钢索-钢管混凝土柱延性节点，所述钢索-钢管混凝土柱延性节点中在外钢管上设置矩形长槽，耳板的一端通过矩形长槽伸入外钢管内部，并与外钢管内壁相连，耳板在矩形长槽处与外钢管管壁通过焊接相连；所述耳板的另一端与连接件之间通过销轴相连，所述连接件与钢索之间锚固相连；所述外钢管内填筑混凝土构成钢管混凝土柱。
进一步地，在所述外钢管内壁上，与耳板对应的高度范围内设置一道或多道内环板，每道内环板分别与外钢管内壁焊接相连。
进一步地，在所述外钢管外壁上，与耳板对应的高度范围内设置一道或多道加劲肋，每道加劲肋为水平加劲肋或斜向加劲肋，每道加劲肋分别与外钢管外壁及耳板焊接相连。
进一步地，在位于外钢管内部的耳板上设置多个抗剪连接件。
本发明的有益效果为：
（1）提供标准构造形式，方便工程技术人员使用；
（2）当钢索拉力增大时，耳板先发生屈服，使钢索拉力不再进一步增大以避免钢索脆性破坏；
（3）耳板与外钢管有效连接，使外钢管与混凝土共同承担钢索拉力。
附图说明
图1是本发明钢索-钢管混凝土柱延性节点的立体图；
图2是本发明钢索-钢管混凝土柱延性节点的俯视图；
图3是本发明钢索-钢管混凝土柱延性节点的立面图；
图4是本发明实施例1钢索-钢管混凝土柱延性节点的1-1面剖面图；
图5是本发明实施例1钢索-钢管混凝土柱延性节点的2-2面剖面图；
图6是本发明实施例2钢索-钢管混凝土柱延性节点的外钢管立体剖切示意图；
图7是本发明实施例2钢索-钢管混凝土柱延性节点的1-1面剖面图；
图中标号：11-外钢管、12-混凝土、21-钢索、22-连接件、23-销轴、31-耳板、32-节点板、33-抗剪连接件、41-内环板、42-加劲肋。
具体实施方式
本发明提供了一种钢索-钢管混凝土柱延性节点，下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
图1-3依次为本发明钢索-钢管混凝土柱延性节点的立体图、俯视图及立面图。
一种钢索-钢管混凝土柱延性节点，所述钢索-钢管混凝土柱延性节点的结构为以下两种结构形式之一：
a.所述钢索-钢管混凝土柱延性节点中在外钢管11上设置耳板31，所述耳板31的一端与外钢管11的外壁焊接相连；所述耳板31的另一端与连接件22之间通过销轴23相连，所述连接件22与钢索21之间锚固相连；在所述外钢管11内部设置节点板32，所述节点板32的两端分别与外钢管11内壁焊接相连；所述节点板32设置在与耳板31对应的高度上；所述外钢管11内填筑混凝土构成钢管混凝土柱；
b.所述钢索-钢管混凝土柱延性节点中在外钢管11上设置矩形长槽，耳板31的一端通过矩形长槽伸入外钢管11内部，并与外钢管11内壁相连，耳板31在矩形长槽处与外钢管11管壁通过焊接相连；所述耳板31的另一端与连接件22之间通过销轴23相连，所述连接件22与钢索21之间锚固相连；所述外钢管11内填筑混凝土构成钢管混凝土柱。
在所述外钢管11内壁上，与耳板31对应的高度范围内设置一道或多道内环板41，每道内环板41分别与外钢管11内壁焊接相连。
在所述外钢管11外壁上，与耳板31对应的高度范围内设置一道或多道加劲肋42，每道加劲肋42为水平加劲肋或斜向加劲肋，每道加劲肋42分别与外钢管11外壁及耳板31焊接相连。
当所述钢索-钢管混凝土柱延性节点的结构为a结构时，所述节点板32上设置多个抗剪连接件33。
当所述钢索-钢管混凝土柱延性节点的结构为b结构时，在位于外钢管11内部的耳板31上设置多个抗剪连接件33。
实施例1
本实施例钢索-钢管混凝土柱延性节点的结构如图4和图5所示，本实施例涉及一种结构工程的索-钢管混凝土连接节点，外钢管11内填筑混凝土12构成钢管混凝土柱，钢索21与连接件22采用任意方式锚固。外钢管11的外壁设置耳板31，其与外钢管11外壁通过焊接相连；连接件22与耳板31通过销轴23连接。
在外钢管11的内壁通过焊接连接节点板32，优选的，节点板32的两端均与外钢管11的内壁焊接连接，以使得外力有效传导、外钢管11受力均匀。同时，在节点板32上可根据需要设置或不设置抗剪连接件33。节点板32高度可与耳板31相同或不同。
外钢管11内壁与耳板31对应的高度范围内可根据需要采用一道或多道内环板41或不采用内环板，外钢管11外壁与耳板31对应高度范围内可根据需要采用一道或多道加劲肋42或不采用加劲肋。
实施例2
本实施例钢索-钢管混凝土柱延性节点的结构如图6和图7所示，外钢管11内填筑混凝土12构成钢管混凝土柱，钢索21与连接件22采用任意方式锚固。外钢管11上开设矩形长槽，耳板31通过所述矩形长槽伸入钢管混凝土柱并在长槽四面采用焊缝与外钢管11的管壁连接；连接件22与耳板31通过销轴23连接。
优选的，耳板31伸入钢管混凝土柱后，与另一侧的外钢管11的内壁焊接连接，以使得外力有效传导、外钢管11受力均匀。耳板31伸入钢管混凝土柱的部分可根据需要设置或不设置抗剪连接件33。
外钢管11内壁与耳板31对应的高度范围内可根据需要采用一道或多道内环板41或不采用内环板，外钢管11外壁与耳板31对应高度范围内可根据需要采用一道或多道加劲肋42或不采用加劲肋。

Claims (5)

1.一种钢索-钢管混凝土柱延性节点，其特征在于：所述钢索-钢管混凝土柱延性节点的结构为以下两种结构形式之一：
a.所述钢索-钢管混凝土柱延性节点中在外钢管（11）上设置耳板（31），所述耳板（31）的一端与外钢管（11）的外壁焊接相连；所述耳板（31）的另一端与连接件（22）之间通过销轴（23）相连，所述连接件（22）与钢索（21）之间锚固相连；在所述外钢管（11）内部设置节点板（32），所述节点板（32）的两端分别与外钢管（11）内壁焊接相连；所述节点板（32）设置在与耳板（31）对应的高度上；所述外钢管（11）内填筑混凝土（12）构成钢管混凝土柱；
b.所述钢索-钢管混凝土柱延性节点中在外钢管（11）上设置矩形长槽，耳板（31）的一端通过矩形长槽伸入外钢管（11）内部，并与外钢管（11）内壁相连，耳板（31）在矩形长槽处与外钢管（11）管壁通过焊接相连；所述耳板（31）的另一端与连接件（22）之间通过销轴（23）相连，所述连接件（22）与钢索（21）之间锚固相连；所述外钢管（11）内填筑混凝土（12）构成钢管混凝土柱。
2.根据权利要求1所述的一种钢索-钢管混凝土柱延性节点，其特征在于：在所述外钢管（11）内壁上，与耳板（31）对应的高度范围内设置一道或多道内环板（41），每道内环板（41）分别与外钢管（11）内壁焊接相连。
3.根据权利要求1所述的一种钢索-钢管混凝土柱延性节点，其特征在于：在所述外钢管（11）外壁上，与耳板（31）对应的高度范围内设置一道或多道加劲肋（42），每道加劲肋（42）为水平加劲肋或斜向加劲肋，每道加劲肋（42）分别与外钢管（11）外壁及耳板（31）焊接相连。
4.根据权利要求1所述的一种钢索-钢管混凝土柱延性节点，其特征在于：当所述钢索-钢管混凝土柱延性节点的结构为a结构时，所述节点板（32）上设置多个抗剪连接件（33）。
5.根据权利要求1所述的一种钢索-钢管混凝土柱延性节点，其特征在于：当所述钢索-钢管混凝土柱延性节点的结构为b结构时，在位于外钢管（11）内部的耳板（31）上设置多个抗剪连接件（33）。
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