CN202610986U - 一种方钢管混凝土柱与钢梁的连接节点 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种方钢管混凝土柱与钢梁的连接节点，特征是包括一根方钢管混凝土柱、两根工字型钢梁和若干段碳纤维筋；其中一根型钢梁通过二号角钢使用螺栓固定连接在方钢管混凝土柱一侧柱壁上上，另一根型钢梁通过二号角钢使用螺栓固定连接在方钢管混凝土柱另一侧柱壁上；碳纤维筋分别穿经任何一组位置正对的纤维筋通孔，对任何一段碳纤维筋来说，其穿经路径是：其中一根型钢梁上的一号角钢、方钢管混凝土柱腔和另一根型钢梁上的一号角钢，碳纤维筋的两端分别固定在对应端的一号角钢上，对方钢管混凝土柱两侧的型钢进行牵拉固定。本实用新型能够进一步提高连接节点的整体抗弯和抗剪能力，使连接节点更具延性和耗能能力，从而使其抗震性能更好。

Description

一种方钢管混凝土柱与钢梁的连接节点

技术领域

本实用新型涉及建筑工程使用的钢与混凝土组合方式，尤其是一种方钢管混凝土柱与钢梁的连接节点。

背景技术

根据钢管混凝土柱与钢梁连接的受力点，其连接节点类型可以分为以下几种类型：(1)铰接节点：梁只传递支座剪力给钢管混凝土柱；(2)半刚性节点：受力过程中梁和钢管混凝土柱轴线的夹角发生改变，即两者之间有相对转角位移，从而可能引起内力重分布；(3)刚接节点：刚接节点需保证在受力过程中，梁和钢管混凝土柱轴线的夹角保持不变。

目前，刚接节点是我国建筑工程中应用最为广泛的一种节点形式，我国《矩形钢管混凝土结构技术规程》（CECS159:2004）提供的用于方钢管混凝土柱与钢梁的连接节点主要有内隔板式、外隔板式等形式。这种节点形式受力性能好，整体刚度大。然而上个世纪九十年代发生在美国洛杉矶（1994）、日本阪神（1995）和土耳其（1999）的地震中，传统的刚性连接节点受到较为严重的破坏，使国内学者对半刚性节点的研究力度加大，出现了穿筋式的钢管混凝土柱与钢梁的连接节点，这种节点形式有以下优点：(1)由于考虑了节点区域的相对变形，可以缓和杆件内的应力集中；(2)在地震荷载作用下，节点部位的能量耗散作用可降低结构的位移反应；(3)更易于灾后修复工作的操作；(4)相对于完全钢接或铰接，设计更接近于结构的工作情况；(5)施工与质量管理更容易操作等。

但上述半刚性节点，在焊接应力集中和焊接变形，以及节点的延性和耗能能力等方面还有待于更进一步的改进。

实用新型内容

本实用新型的任务在于解决现有技术中方钢管混凝土柱与钢梁的连接节点实施方式存在的不足，提供一种方钢管混凝土柱与钢梁的连接节点。

其技术解决方案是：

一种方钢管混凝土柱与钢梁的连接节点，包括一根方钢管混凝土柱、两根工字型钢梁和若干段碳纤维筋；在各型钢梁的上翼缘和下翼缘上分别设置有一号角钢，一号角钢通过螺栓连接在翼缘上，在各型钢梁的腹板上设置有二号角钢，二号角钢通过螺栓连接在腹板上；在一号角钢上设置有用于牵拉碳纤维筋的角钢纤维筋通孔，在二号角钢上设置有用于与方钢管混凝土柱的柱壁连接的二号角钢螺栓孔；在各方钢管混凝土柱的柱壁上分别开设对应上述角钢纤维筋通孔的柱壁纤维筋通孔和对应上述二号角钢螺栓孔的柱壁螺栓孔，在方钢管混凝土柱相对的两侧柱壁上开设的柱壁纤维筋通孔数量相同，一一对应，且相对应的一对柱壁纤维筋通孔所在的位置正相对；上述两根型钢梁中的一根型钢梁连接在方钢管混凝土柱的一侧柱壁上，其通过二号角钢使用螺栓将型钢梁固定连接在方钢管混凝土柱上，另一根型钢梁连接在方钢管混凝土柱的相对一侧柱壁上，其通过二号角钢使用螺栓将型钢梁固定连接在方钢管混凝土柱上；碳纤维筋分别穿经任何一组位置正对的纤维筋通孔，对任何一段碳纤维筋来说，其穿经路径是：其中一根型钢梁上的角钢纤维筋通孔、一侧柱壁上的柱壁纤维筋通孔、方钢管混凝土柱腔、另一侧柱壁上的柱壁纤维筋通孔和另一根型钢梁上的角钢纤维筋通孔，碳纤维筋的两端分别固定在对应端的角钢纤维筋通孔处，对方钢管混凝土柱两侧的型钢进行牵拉固定。

在上述方钢管混凝土柱相对的两侧柱壁上开设的柱壁螺栓孔数量相同，一一对应，且相对应的一对柱壁螺栓孔所在的位置正相对。

在上述碳纤维筋上涂覆有保护层，保护层是采用树脂基类隔水胶材质制成的。

在上述碳纤维筋的两端分别设置有进行锚固连接的锚固件。

本实用新型具有以下有益技术效果：

本实用新型能够进一步提高连接节点的整体抗弯和抗剪能力，使连接节点更具延性和耗能能力，从而使其抗震性能更好。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作更进一步说明：

图1为本实用新型中的方钢管混凝土柱与钢梁的连接节点的一种实施方式的结构原理示意图，示出了其局部结构。

图2示出了图1方式的一种正立面结构。

图3示出了图1方式的一种平面结构。

具体实施方式

结合图1、图2与图3，一种方钢管混凝土柱与钢梁的连接节点，包括一根方钢管混凝土柱1、两根工字型钢梁2和若干段碳纤维筋3。在各型钢梁的上翼缘和下翼缘上分别设置有一号角钢4，一号角钢通过螺栓连接在翼缘上，在各型钢梁的腹板上设置有二号角钢5，二号角钢通过螺栓连接在腹板上。在一号角钢上设置有用于牵拉碳纤维筋的角钢纤维筋通孔，在二号角钢上设置有用于与方钢管混凝土柱的柱壁连接的二号角钢螺栓孔。在各方钢管混凝土柱的柱壁上分别开设对应上述角钢纤维筋通孔的柱壁纤维筋通孔和对应上述二号角钢螺栓孔的柱壁螺栓孔，在方钢管混凝土柱相对的两侧柱壁上开设的柱壁纤维筋通孔数量相同，一一对应，且相对应的一对柱壁纤维筋通孔所在的位置正相对。上述两根型钢梁中的一根型钢梁连接在方钢管混凝土柱的一侧柱壁上，其通过二号角钢使用螺栓将型钢梁固定连接在方钢管混凝土柱上，另一根型钢梁连接在方钢管混凝土柱的相对一侧柱壁上，其通过二号角钢使用螺栓将型钢梁固定连接在方钢管混凝土柱上。碳纤维筋分别穿经任何一组位置正对的纤维筋通孔，对任何一段碳纤维筋来说，其穿经路径是：其中一根型钢梁上的角钢纤维筋通孔、一侧柱壁上的柱壁纤维筋通孔、方钢管混凝土柱腔、另一侧柱壁上的柱壁纤维筋通孔和另一根型钢梁上的角钢纤维筋通孔，碳纤维筋的两端分别固定在对应端的角钢纤维筋通孔处，对方钢管混凝土柱两侧的型钢进行牵拉固定。在上述碳纤维筋的两端分别设置有进行锚固连接的锚固件6，锚固件可选用钢套筒，将钢套筒分别套在一段碳纤维筋的两端，此时可施加少量预应力，然后采用挤压的方式进行径向挤压形成锚固连接。在上述方钢管混凝土柱相对的两侧柱壁上开设的柱壁螺栓孔数量相同，一一对应，且相对应的一对柱壁螺栓孔所在的位置正相对。在上述碳纤维筋上涂覆有保护层，保护层是采用树脂基类隔水胶材质制成的，以达到更好的防水和耐腐蚀性能。上述螺栓和碳纤维筋均可选用现有的高强螺栓和高强碳纤维筋。

下面说明一种与本实用新型有关的方钢管混凝土柱与钢梁的连接方法，包括如下步骤：

a制备若干根型钢梁；在各型钢梁的上翼缘和下翼缘上分别设置一号角钢，一号角钢通过螺栓连接在翼缘上，在各型钢梁的腹板上设置二号角钢，二号角钢通过螺栓连接在腹板上；在一号角钢上设置用于牵拉碳纤维筋的角钢纤维筋通孔，在二号角钢上设置用于与方钢管混凝土柱的柱壁连接的二号角钢螺栓孔。该步骤中，对于一根一号角钢来说，可并列设置两个或两个以上的角钢纤维筋通孔，以供多根碳纤维筋进行牵拉固定，以及并列设置两个或两个以上的一号角钢螺栓孔，用以使用多根螺栓将一号角钢固定在翼缘上。该步骤中，各型钢梁均设置两根二号角钢，分别位于腹板的两侧，各二号角钢分别设置有两组二号角钢螺栓孔，各组二号角钢螺栓孔均有两个或两个以上并列的螺栓孔，其中一组二号角钢螺栓孔用于与柱壁连接，另一组二号角钢螺栓孔用于与腹板连接。

b制备若干根方钢管混凝土柱；在各方钢管混凝土柱的柱壁上分别开设对应上述角钢纤维筋通孔的柱壁纤维筋通孔和对应上述二号角钢螺栓孔的柱壁螺栓孔；在方钢管混凝土柱相对的两侧柱壁上开设的柱壁纤维筋通孔数量相同，一一对应，且相对应的一对柱壁纤维筋通孔所在的位置正相对。该步骤中，可在方钢管混凝土柱相对的两侧柱壁上开设的柱壁螺栓孔数量相同，一一对应，且相对应的一对柱壁螺栓孔所在的位置正相对。

c选取步骤a中的两根型钢梁和步骤b中的一根方钢管混凝土柱；将其中一根型钢梁连接在方钢管混凝土柱的一侧柱壁上，即通过二号角钢使用螺栓将型钢梁固定连接在方钢管混凝土柱上，将另一根型钢梁连接在方钢管混凝土柱的相对一侧柱壁上，即通过二号角钢使用螺栓将型钢梁固定连接在方钢管混凝土柱上；然后，使用碳纤维筋分别穿经任何一组位置正对的纤维筋通孔，对任何一段碳纤维筋来说，其穿经路径是：其中一根型钢梁上的角钢纤维筋通孔、一侧柱壁上的柱壁纤维筋通孔、方钢管混凝土柱腔、另一侧柱壁上的柱壁纤维筋通孔和另一根型钢梁上的角钢纤维筋通孔，碳纤维筋的两端分别固定在对应端的角钢纤维筋通孔处，对方钢管混凝土柱两侧的型钢梁进行牵拉固定。该步骤中，可在碳纤维筋上涂覆保护层，保护层采用树脂基类隔水胶材质，以达到更好的防水和耐腐蚀性能。该步骤中，可在碳纤维筋的两端分别使用锚固件对其进行锚固连接，锚固件可选用钢套筒，将钢套筒分别套在一段碳纤维筋的两端，此时可施加少量预应力，然后采用挤压的方式进行径向挤压形成锚固连接。

上述步骤a可在钢结构加工厂中完成，可以批量生产，然后运输到工地进行组装施工。

上述方式中未述及的有关技术内容采取或借鉴已有技术即可实现。

需要说明的是，在本说明书的教导下本领域技术人员还可以作出这样或那样的容易变化方式，诸如等同方式，或明显变形方式。上述的变化方式均应在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种方钢管混凝土柱与钢梁的连接节点，其特征在于包括一根方钢管混凝土柱、两根型钢梁和若干段碳纤维筋；在各型钢梁的上翼缘和下翼缘上分别设置有一号角钢，一号角钢通过螺栓连接在翼缘上，在各型钢梁的腹板上设置有二号角钢，二号角钢通过螺栓连接在腹板上；在一号角钢上设置有用于牵拉碳纤维筋的角钢纤维筋通孔，在二号角钢上设置有用于与方钢管混凝土柱的柱壁连接的二号角钢螺栓孔；在各方钢管混凝土柱的柱壁上分别开设对应上述角钢纤维筋通孔的柱壁纤维筋通孔和对应上述二号角钢螺栓孔的柱壁螺栓孔，在方钢管混凝土柱相对的两侧柱壁上开设的柱壁纤维筋通孔数量相同，一一对应，且相对应的一对柱壁纤维筋通孔所在的位置正相对；上述两根型钢梁中的一根型钢梁连接在方钢管混凝土柱的一侧柱壁上，其通过二号角钢使用螺栓将型钢梁固定连接在方钢管混凝土柱上，另一根型钢梁连接在方钢管混凝土柱的相对一侧柱壁上，其通过二号角钢使用螺栓将型钢梁固定连接在方钢管混凝土柱上；碳纤维筋分别穿经任何一组位置正对的纤维筋通孔，对任何一段碳纤维筋来说，其穿经路径是：其中一根型钢梁上的角钢纤维筋通孔、一侧柱壁上的柱壁纤维筋通孔、方钢管混凝土柱腔、另一侧柱壁上的柱壁纤维筋通孔和另一根型钢梁上的角钢纤维筋通孔，碳纤维筋的两端分别固定在对应端的角钢纤维筋通孔处，对方钢管混凝土柱两侧的型钢梁进行牵拉固定。

2.根据权利要求1所述的一种方钢管混凝土柱与钢梁的连接节点，其特征在于：在所述方钢管混凝土柱相对的两侧柱壁上开设的柱壁螺栓孔数量相同，一一对应，且相对应的一对柱壁螺栓孔所在的位置正相对。

3.根据权利要求1所述的一种方钢管混凝土柱与钢梁的连接节点，其特征在于：在所述碳纤维筋上涂覆有保护层，保护层是采用树脂基类隔水胶材质制成的。

4.根据权利要求1所述的一种方钢管混凝土柱与钢梁的连接节点，其特征在于：在所述碳纤维筋的两端分别设置有进行锚固连接的锚固件。

Images