CN112922172A - 一种钢管混凝土叠合柱钢筋混凝土梁节点构造 - Google Patents

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张学明
李查德
宋林琳
高鹏远
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    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/18—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons
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    • E04B1/18—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons
    • E04B1/30—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons the supporting parts being composed of two or more materials; Composite steel and concrete constructions

Abstract

本发明涉及一种钢管混凝土叠合柱钢筋混凝土梁节点构造，属于建筑结构技术领域。包括钢管混凝土叠合柱、钢筋混凝土梁、钢筋笼；钢管混凝土叠合柱由内部的钢管混凝土核心柱以及外部包裹的钢筋混凝土构成；钢筋混凝土梁内设置有顶部和底部的纵向受力钢筋；钢管混凝土核心柱中设置有钢筋笼；节点构造还包括上部环形抗拉钢板、下部环形抗拉钢板、上部抗拉钢板支撑板、下部抗拉钢板支撑板；上部环形抗拉钢板、下部环形抗拉钢板分别在节点处焊接于钢管混凝土核心柱的钢管柱壁上，其中，上部环形抗拉钢板置于节点内部，其顶面与钢筋混凝土梁顶部的纵向受力钢筋相连，下部环形抗拉钢板的顶面与钢筋混凝土梁底部的纵向受力钢筋相连。

Description

一种钢管混凝土叠合柱钢筋混凝土梁节点构造
技术领域
本发明涉及一种钢管混凝土叠合柱钢筋混凝土梁节点构造，属于建筑结构技术领域。
背景技术
现有技术中，由于钢管可以有效约束钢管内外混凝土的径向变形，混凝土又可有效阻止钢管向内或向外局部屈曲，故钢管混凝土叠合柱相较于普通混凝土柱，同等截面下可以较大幅度地提高构件承载能力，适用于截面尺寸受限而柱轴力又较大的工程项目。但是，在钢管混凝土叠合柱与钢筋混凝土梁的连接面处，由于受力较为复杂，存在弯矩、剪力叠加的情况，目前常用的构造措施仍较为繁琐。《钢管混凝土结构构造》(06SG524)中提供了在钢管混凝土叠合柱外围做一圈配筋环梁的处理办法，但在实际工程中发现，环梁钢筋十分密集，耗费工时较多，同时密集的钢筋给混凝土的浇筑也带来了较大难度，另外环梁成型后对建筑外观也有一定影响；《钢管混凝土叠合柱结构技术规程》CECS 188：2005第8.2节提供了采用钢板翅片转换连接的方法，但该方法构造复杂，4块翅片均需伸出梁顶和梁底各不少于300mm，翅片还需插入上下楼层钢管的安装槽内，并与钢管采用双面角焊缝沿连接部位全长焊接，而后再将梁纵筋焊于翅片上，最后在核芯区的翅片外围设置封闭环箍，且环箍钢筋直径不宜小于12mm，间距不宜大于50mm，这种工法用钢量增加较多，且工序较为复杂，同时由于翅片与钢管柱壁之间交角较多，增大了混凝土浇筑密实的难度。
此外，CN202466845U公开了一种钢管混凝土柱与型钢混凝土梁中层节点连接结构，钢管混凝土柱与型钢混凝土梁之间设置有节点环梁，上下环板的内端均与钢管混凝土柱固定连接，上下环板的外端均与型钢混凝土梁的梁钢筋固定连接，上下环板之间的钢管混凝土柱上固定连接有上下加强环板，上加强环板与型钢板的型钢上翼缘固定连接，下加强环板与型钢板的型钢下翼缘固定连接，相邻两型钢混凝土梁之间的钢管混凝土柱上固定连接肋板。但是该技术节点用钢量较高、经济性较差，且型钢的制作和操作比较复杂和困难，在环板上开口位置、形状和大小以及节点的受力情况也不易操作和控制。
CN203569698U公开了一种预应力混凝土梁和钢管混凝土柱节点结构，包括由预应力混凝土梁和钢管混凝土柱连接形成的节点区，在节点区的钢管混凝土柱的管壁设有开孔，后张法有粘结预应力钢绞线穿过开孔贯通梁柱节点区。但是，此专利节点需要在钢管柱壁上开孔贯穿钢绞线，施工复杂且困难不易操作，而且容易产生应力集中等问题，削弱钢管柱的受力性能。后张法制作预应力混凝土梁时比较耗费锚具，施工费用较大。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种钢管混凝土叠合柱钢筋混凝土梁节点构造，用以解决节点处受力的问题，其可以有效地减小钢管截面尺寸，并减少钢筋混凝土梁在节点处受力筋的折断数量，对节点的受力更加有利。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术手段如下：
一种钢管混凝土叠合柱钢筋混凝土梁节点构造，包括钢管混凝土叠合柱、钢筋混凝土梁、钢筋笼；所述钢管混凝土叠合柱由内部的钢管混凝土核心柱以及外部包裹的钢筋混凝土构成；所述钢筋混凝土梁内设置有顶部和底部的纵向受力钢筋；钢管混凝土核心柱中设置有钢筋笼，并浇筑在钢管混凝土核心柱内的管内混凝土中；所述钢管混凝土叠合柱钢筋混凝土梁节点构造还包括上部环形抗拉钢板、下部环形抗拉钢板、上部抗拉钢板支撑板、下部抗拉钢板支撑板；
所述上部环形抗拉钢板、下部环形抗拉钢板分别在节点处焊接于钢管混凝土核心柱的钢管柱壁上，其中，上部环形抗拉钢板置于节点内部，其顶面与钢筋混凝土梁顶部的纵向受力钢筋相连，所述下部环形抗拉钢板的顶面与钢筋混凝土梁底部的纵向受力钢筋相连；
所述上部环形抗拉钢板的底部以及下部环形抗拉钢板的底部还分别设置有上部抗拉钢板支撑板以及下部抗拉钢板支撑板；上部抗拉钢板支撑板以及下部抗拉钢板支撑板的上端分别与上部环形抗拉钢板的底部以及下部环形抗拉钢板的底面相焊接，侧面与钢管混凝土核心柱的钢管柱壁相焊接；
所述钢筋混凝土梁内中间部分的纵向受力钢筋在节点处截断，其端头点焊搭接于上部环形抗拉钢板以及下部环形抗拉钢板上，而所述钢筋混凝土梁内两侧的纵向受力钢筋则无截断，并直接贯穿节点。
进一步地，所述钢筋笼设置在节点处的钢管混凝土核心柱中，用以提高节点处的抗弯刚度，所述钢筋笼上下超过钢筋混凝土梁的高度均不小于钢筋混凝土梁高度的一半。
进一步地，所述钢管混凝土核心柱上还设置有栓钉，栓钉均匀焊接在钢管混凝土核心柱的钢管柱壁外侧和上部抗拉钢板支撑板以及下部抗拉钢板支撑板的外侧。
进一步地，所述上部抗拉钢板支撑板、下部抗拉钢板支撑板的宽度分别与上部环形抗拉钢板、下部环形抗拉钢板的宽度相同。
进一步地，所述上部环形抗拉钢板、下部环形抗拉钢板的最外端与钢管混凝土叠合柱内壁之间留有一定距离，且其宽度不超过钢筋混凝土梁的宽度。
进一步地，所述钢管混凝土叠合柱内壁内设置有竖向受力钢筋。
进一步地，所述钢管混凝土叠合柱及内部的钢管混凝土核心柱的横截面为圆形或方形。
相比于现有技术，本发明取得了如下技术效果：
本发明基于钢管混凝土叠合柱在超高层中的应用，将其引入到复杂地下结构中，代替以往的钢管混凝土，有效地减小钢管截面尺寸，并减少钢筋混凝土梁在节点处受力筋的折断数量，对节点的受力更加有利。通过本发明，可以对现有节点进行改进，并应用于现有地铁车站施工中，为国内在深部地下空间复杂结构体系的探索起到示范性的作用。同时，研究成果可推广到单柱地铁车站、大跨地下车库以及大跨地下商业广场等建设中，还能进一步完善深部地下结构的建设理论，为我国相应工程实例提供必要的基础数据和科学依据，必将产生较大的社会效益和经济效益。
附图说明
图1为本发明的钢管混凝土叠合柱钢筋混凝土梁节点构造的正视图；
图2为本发明的钢管混凝土叠合柱钢筋混凝土梁节点构造的侧视图；
图3为本发明的钢管混凝土叠合柱钢筋混凝土梁节点构造的俯视图；
图4为图1及图2的A-A剖面图；
图5为图1及图2的B-B剖面图。
具体实施方式
下面结合附图1-5和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
如图1-5所示，本发明的一种钢管混凝土叠合柱钢筋混凝土梁节点构造，包括钢管混凝土叠合柱2、钢筋混凝土梁3、钢筋笼10。钢管混凝土叠合柱2由内部的钢管混凝土核心柱1以及外部包裹的钢筋混凝土构成，钢管混凝土叠合柱2内壁内设置有竖向受力钢筋11。本实施例中，钢管混凝土叠合柱2及内部的钢管混凝土核心柱1的横截面为圆形。如图1-2所示，钢筋混凝土梁3内设置有顶部和底部的纵向受力钢筋9。钢管混凝土核心柱1中设置有钢筋笼10，并浇筑在钢管混凝土核心柱1内的管内混凝土12中。如图3-5所示，钢管混凝土叠合柱钢筋混凝土梁节点构造还包括上部环形抗拉钢板5、下部环形抗拉钢板6、上部抗拉钢板支撑板7、下部抗拉钢板支撑板8。上部环形抗拉钢板5、下部环形抗拉钢板6分别在节点处焊接于钢管混凝土核心柱1的钢管柱壁上，其中，上部环形抗拉钢板5置于节点内部，其顶面与钢筋混凝土梁3顶部的纵向受力钢筋9相连，下部环形抗拉钢板6的顶面与钢筋混凝土梁3底部的纵向受力钢筋9相连。上部环形抗拉钢板5的底部以及下部环形抗拉钢板6的底部还分别设置有上部抗拉钢板支撑板7以及下部抗拉钢板支撑板8。上部抗拉钢板支撑板7以及下部抗拉钢板支撑板8的上端分别与上部环形抗拉钢板5的底部以及下部环形抗拉钢板6的底面相焊接，侧面与钢管混凝土核心柱1的钢管柱壁相焊接。其中，上部抗拉钢板支撑板7、下部抗拉钢板支撑板8的宽度分别与上部环形抗拉钢板5、下部环形抗拉钢板6的宽度相同。上部抗拉钢板支撑板7、下部抗拉钢板支撑板8应尽量细长，其高度不宜过小。上部环形抗拉钢板5、下部环形抗拉钢板6的宽度不宜过长，避免其所受剪力过大。上部环形抗拉钢板5、下部环形抗拉钢板6的最外端与钢管混凝土叠合柱2内壁之间留有一定距离，且其宽度不超过钢筋混凝土梁3的宽度。即上部环形抗拉钢板5、下部环形抗拉钢板6的宽度应保证不影响钢管混凝土核心柱1外侧管外混凝土13的振捣。钢筋混凝土梁3内中间部分的纵向受力钢筋9在节点处截断，其端头点焊搭接于上部环形抗拉钢板5以及下部环形抗拉钢板6上，而钢筋混凝土梁3内两侧的纵向受力钢筋9则无截断，并直接贯穿节点。
本实施例中，如图1-2所示，钢筋笼10设置在节点处的钢管混凝土核心柱1中，用以提高节点处的抗弯刚度，钢筋笼10上下超过钢筋混凝土梁3的高度均不小于钢筋混凝土梁3高度的一半。此外，钢管混凝土核心柱1上还设置有栓钉4，以提高钢管混凝土核心柱1与管外混凝土13的粘结度，栓钉4均匀焊接在钢管混凝土核心柱1的钢管柱壁外侧和上部抗拉钢板支撑板7以及下部抗拉钢板支撑板8的外侧。
上述实施例只是为了更清楚说明本发明的技术方案做出的列举，并非对本发明的限定，本领域的普通技术人员根据本领域的公知常识对本申请技术方案的变通亦均在本申请保护范围之内，总之，上述实施例仅为列举，本申请的保护范围以所附权利要求书范围为准。

Claims (7)

1.一种钢管混凝土叠合柱钢筋混凝土梁节点构造，包括钢管混凝土叠合柱(2)、钢筋混凝土梁(3)、钢筋笼(10)；所述钢管混凝土叠合柱(2)由内部的钢管混凝土核心柱(1)以及外部包裹的钢筋混凝土构成；所述钢筋混凝土梁(3)内设置有顶部和底部的纵向受力钢筋(9)；钢管混凝土核心柱(1)中设置有钢筋笼(10)，并浇筑在钢管混凝土核心柱(1)内的管内混凝土(12)中；其特征在于：所述钢管混凝土叠合柱钢筋混凝土梁节点构造还包括上部环形抗拉钢板(5)、下部环形抗拉钢板(6)、上部抗拉钢板支撑板(7)、下部抗拉钢板支撑板(8)；
所述上部环形抗拉钢板(5)、下部环形抗拉钢板(6)分别在节点处焊接于钢管混凝土核心柱(1)的钢管柱壁上，其中，上部环形抗拉钢板(5)置于节点内部，其顶面与钢筋混凝土梁(3)顶部的纵向受力钢筋(9)相连，所述下部环形抗拉钢板(6)的顶面与钢筋混凝土梁(3)底部的纵向受力钢筋(9)相连；
所述上部环形抗拉钢板(5)的底部以及下部环形抗拉钢板(6)的底部还分别设置有上部抗拉钢板支撑板(7)以及下部抗拉钢板支撑板(8)；上部抗拉钢板支撑板(7)以及下部抗拉钢板支撑板(8)的上端分别与上部环形抗拉钢板(5)的底部以及下部环形抗拉钢板(6)的底面相焊接，侧面与钢管混凝土核心柱(1)的钢管柱壁相焊接；
所述钢筋混凝土梁(3)内中间部分的纵向受力钢筋(9)在节点处截断，其端头点焊搭接于上部环形抗拉钢板(5)以及下部环形抗拉钢板(6)上，而所述钢筋混凝土梁(3)内两侧的纵向受力钢筋(9)则无截断，并直接贯穿节点。
2.根据权利要求1所述的一种钢管混凝土叠合柱钢筋混凝土梁节点构造，其特征在于：所述钢筋笼(10)设置在节点处的钢管混凝土核心柱(1)中，用以提高节点处的抗弯刚度，所述钢筋笼(10)上下超过钢筋混凝土梁(3)的高度均不小于钢筋混凝土梁(3)高度的一半。
3.根据权利要求1所述的一种钢管混凝土叠合柱钢筋混凝土梁节点构造，其特征在于：所述钢管混凝土核心柱(1)上还设置有栓钉(4)，栓钉(4)均匀焊接在钢管混凝土核心柱(1)的钢管柱壁外侧和上部抗拉钢板支撑板(7)以及下部抗拉钢板支撑板(8)的外侧。
4.根据权利要求1所述的一种钢管混凝土叠合柱钢筋混凝土梁节点构造，其特征在于：所述上部抗拉钢板支撑板(7)、下部抗拉钢板支撑板(8)的宽度分别与上部环形抗拉钢板(5)、下部环形抗拉钢板(6)的宽度相同。
5.根据权利要求1所述的一种钢管混凝土叠合柱钢筋混凝土梁节点构造，其特征在于：所述上部环形抗拉钢板(5)、下部环形抗拉钢板(6)的最外端与钢管混凝土叠合柱(2)内壁之间留有一定距离，且其宽度不超过钢筋混凝土梁(3)的宽度。
6.根据权利要求5所述的一种钢管混凝土叠合柱钢筋混凝土梁节点构造，其特征在于：所述钢管混凝土叠合柱(2)内壁内设置有竖向受力钢筋(11)。
7.根据权利要求1-6所述的一种钢管混凝土叠合柱钢筋混凝土梁节点构造，其特征在于：所述钢管混凝土叠合柱(2)及内部的钢管混凝土核心柱(1)的横截面为圆形或方形。
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