CN104120796A - 复式钢管混凝土加肋外环板梁柱连接节点 - Google Patents
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Abstract
本发明复式钢管混凝土加肋外环板梁柱连接节点，涉及复式钢管混凝土柱与钢梁构件的连接，属于建筑工程和组合结构技术领域。该节点由复式钢管混凝土柱、钢梁及传力构件组成。所述的复式钢管混凝土柱由内外钢管及内部灌注的混凝土组成。所述的钢梁由上下翼缘和腹板组成。传力构件由外环板和加肋板的锚固腹板组成。在内钢管正对钢梁腹板位置焊接锚固腹板，外钢管开槽，锚固腹板伸出外钢管部分与钢梁腹板连接；同时在外钢管外壁四周焊有外环板，与锚固腹板的加肋板和钢梁的上下翼缘焊接。本发明的节点刚度和强度高，抗震性能好，传力路径明确，加工安装方便，可促进复式钢管混凝土结构的发展应用。
Description
技术领域
本发明属于建筑结构工程技术领域，特别涉及一种复式钢管混凝土柱与钢梁的连接节点结构设计。
背景技术
复式钢管混凝土柱耐火性能优越，抗震性能强而且设计中可不考虑轴压比限值，是一种值得发展的结构形式，对大跨度公共建筑与中高层建筑来说是一种具有应用前景的结构形式。几十年来钢管混凝土节点得到了广泛的研究和实践应用，而复式钢管混凝土钢梁节点的国内外相关文献报道很少。推广应用复式钢管混凝土柱的关键难点之一是解决其与梁板结构的连接问题，只有其节点问题的解决才能使复式钢管混凝土结构得到更快的发展。本发明是基于钢管混凝土节点的相关较成熟的研究成果，涉及了符合现代结构设计要求的钢梁节点连接方式，可为复式钢管混凝土结构的工程应用奠定基础。
发明内容
本发明目的是针对现有技术存在的不足，利用现有传统钢管混凝土柱与钢梁连接节点的技术特点，提供一种复式钢管混凝土加肋外环板梁柱连接节点。本发明的新型节点的整体性强、力学性能优越，同时设计简单、制造方便且造价低。
本发明的复式钢管混凝土加肋外环板连接节点，由复式钢管混凝土柱、钢梁及传力构件组成。所述的复式钢管混凝土柱包括外钢管1、内钢管2及内部灌注的混凝土3，所述的钢梁4包括上下翼缘和腹板，所述的传力构件由锚固腹板5和外环板6组成；其特征在于，在内钢管正对钢梁腹板位置焊接竖向的锚固腹板5，埋于混凝土3中，锚固腹板5在内外钢管间上下均高于钢梁翼缘；外钢管开槽，锚固腹板5伸出外钢管的部分上下选择加肋板7形式，侧向通过竖向连接板8采用高强螺栓9与钢梁4腹板栓焊连接。同时，在外钢管外壁上焊有外环板6，外环板6断开，与锚固腹板5的加肋板7双面角焊缝连接，与钢梁4的上下翼缘对接焊缝连接。节点区的剪力依靠外钢管壁、节点区核心混凝土及加肋板的锚固腹板共同传递；钢梁翼缘所受拉力通过外环板传递到外钢管腹板，又通过加肋板的锚固腹板将荷载传递给节点核心区。该新型复式钢管混凝土加肋外环板梁柱节点，可有效提高节点的刚度和强度，更易实现刚性节点的要求，节点承载力和延性好，可满足抗震需求。
所述的复式钢管混凝土柱为内圆外方或内方外方或内矩形外矩形的截面形式。所述的钢梁为工字钢梁或箱形钢梁。所述的混凝土是普通混凝土或高强混凝土或自密实混凝土。所述的外环板是斜边为直线或弧线的八边形环板。所述的锚固腹板的加肋板为三角形放坡形式或矩形形式。
有益效果：
1、本发明特别适用于建筑结构复式钢管混凝土中柱情况，该新型的复式钢管混凝土加肋外环板梁柱连接节点，外环板的存在继承了自身与梁的连接简单的特点，可有效的传递钢梁上下翼缘的拉力和压力；加肋的锚固腹板可有效提高节点的刚度和强度。故该节点加工安装方便，抗剪能力强，传力明确可靠，更易实现刚性节点的要求，有利于复式钢管混凝土结构的应用。
2、本发明易于实现强柱弱梁、节点更强的抗震设计目的。可适应现代工业生产需求，特别是随着冷弯薄壁钢管大型生产线的投产和住宅钢结构的发展，本发明优势将得到更好发挥。
附图说明
图1为本发明的复式钢管混凝土柱截面图；
图2为复式钢管混凝土加肋外环板梁柱连接节点平面示意图；
图3为图2中节点的I-I剖面示意图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明进行详细说明。
本发明由复式钢管混凝土柱、钢梁及传力构件组成。复式钢管混凝土柱包括外钢管1、内钢管2及内部灌注的混凝土3，如图1所示为内圆外方的复式钢管混凝土柱截面。
如图2-图3所示，复式钢管混凝土柱包括外钢管1、内钢管2及内部灌注的混凝土3；钢梁4包括上下翼缘和腹板；传力构件由锚固腹板5和外环板6组成。在内钢管正对钢梁腹板位置焊接竖向的锚固腹板5，埋于混凝土3中，为传力更明确，锚固腹板5在内外钢管间上下均高于钢梁翼缘；外钢管开槽，锚固腹板5伸出外钢管的部分上下选择加肋板7形式，侧向通过竖向连接板8采用高强螺栓9与钢梁4腹板栓焊连接。同时在方钢管外壁上焊有外环板6，外环板6断开，与锚固腹板5的加肋板7双面角焊缝连接，与钢梁4的上下翼缘对接焊缝连接。如图2所示，外环板斜边采用弧线可达到预防应力集中和外形美观的特点，外环板也可以直接采用斜直线达到便于施工的效果；如图3所示，锚固腹板5伸出外钢管部分的加肋板采用三角形放坡形式，也可以直接采用矩形形式。节点区的剪力依靠外钢管壁、节点区核心混凝土及加肋板的锚固腹板共同传递；钢梁翼缘所受轴力通过外环板传递到外钢管腹板，又通过加肋板的锚固腹板将荷载传递给节点核心区。
本发明涉及的复式钢管混凝土柱可以采用为内圆外方或内方外方或内矩形外矩形的截面形式；内钢管和外钢管可以采用薄壁钢管；钢梁可为工字钢梁或箱形钢梁；混凝土可以是普通混凝土或高强混凝土或自密实混凝土；外环板是斜边为直线或弧线的八边形环板；锚固腹板的加肋板可以为三角形放坡形式或矩形形式。所述的实现复式钢管混凝土柱与钢梁节点刚接的传力构件包括加肋板的锚固腹板和外环板，它们共同作用形成的节点传力体系，可保证节点传力完全，达到刚性节点的目的，也能确保整体结构的稳定性。
Claims (6)
1.复式钢管混凝土加肋外环板梁柱连接节点，由复式钢管混凝土柱、钢梁及传力构件组成，所述的复式钢管混凝土柱包括外钢管(1)、内钢管(2)及内部灌注的混凝土(3)，所述的钢梁(4)包括上下翼缘和腹板，所述的传力构件由锚固腹板(5)和外环板(6)组成；其特征在于：在内钢管正对钢梁腹板位置焊接锚固腹板(5)埋于混凝土(3)中，外钢管开槽，锚固腹板(5)伸出外钢管的部分上下选择加肋板(7)形式，侧向通过竖向连接板(8)采用高强螺栓(9)与钢梁(4)腹板连接；同时在外钢管外壁四周焊有外环板(6)，外环板(6)与锚固腹板(5)的加肋板(7)及钢梁(4)的上下翼缘焊接。
2.如权利要求1所述的复式钢管混凝土加肋外环板梁柱连接节点，其特征在于：所述的复式钢管混凝土柱为内圆外方或内方外方或内矩形外矩形的截面形式。
3.如权利要求1所述的复式钢管混凝土加肋外环板梁柱连接节点，其特征在于：所述的钢梁为工字钢梁或箱形钢梁。
4.如权利要求1所述的复式钢管混凝土加肋外环板梁柱连接节点，其特征在于：所述的混凝土是普通混凝土或高强混凝土或自密实混凝土。
5.如权利要求1所述的复式钢管混凝土加肋外环板梁柱连接节点，其特征在于：所述的外环板是斜边为直线或弧线的八边形环板。
6.如权利要求1所述的复式钢管混凝土加肋外环板梁柱连接节点，其特征在于：所述的锚固腹板的加肋板为三角形放坡形式或矩形形式。
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