CN202672353U - 一种面板约束式钢管混凝土叠合柱－钢梁连接节点 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于工程结构领域，特别涉及一种面板约束式钢管混凝土叠合柱－钢梁连接节点。该节点由钢管混凝土叠合柱、钢梁和节点区包覆混凝土的约束式面板组合而成。所述钢管混凝土叠合柱由核心混凝土、内钢管、钢管外围混凝土、纵筋和箍筋组成。所述面板可采用碳素钢、合金钢或者不锈钢材料制作而成，钢面板和钢梁可采用焊接或螺栓连接。该新型节点解决了钢管混凝土叠合柱和钢梁的可靠连接问题。约束式钢面板可对节点区混凝土产生约束效应，大大提高混凝土的强度和塑性，从而提高节点的承载能力、刚度和抗震性能；此外采用钢面板后节点区就不需再配置箍筋，减少了节点区的施工难度和工作量；另外，在极端荷载下，钢面板如发生破坏即可较为方便地更换，从而使结构具有很好的可修复性。
Description
技术领域
本实用新型属于工程结构领域，特别涉及一种面板约束式钢管混凝土叠合柱－钢梁连接节点。
背景技术
钢管混凝土叠合柱是在核心钢管混凝土柱外围绑扎钢筋并叠浇混凝土而成的一种组合柱。钢管混凝土叠合柱在施工时常常以核心钢管混凝土柱承担结构的初期施工荷载，待结构主体施工至一定高度后，在钢管混凝土柱外围绑扎钢筋并叠浇混凝土，以达到缩短工期的效果。和钢筋混凝土柱相比，由于核心钢管混凝土的存在，钢管混凝土叠合柱具有强度高、抗震性能好和施工方便的优点；和钢管混凝土柱相比，外围钢筋混凝土的存在使叠合柱中的内钢管不易发生局部屈曲，因此在受荷中能充分发挥材料抗力并保持对核心混凝土较强的约束作用，同时也使钢管混凝土叠合柱具有更好的抗火性能；而和型钢混凝土柱相比，由于内钢管对其包裹混凝土的约束作用，提高了这一部分混凝土的塑性和韧性性能，使钢管混凝土叠合柱具有更高的强度和更好的延性。
钢管混凝土叠合柱实际应用时需要与钢梁连接而形成钢管混凝土叠合柱－钢梁节点。由于此类节点核心区中的钢梁和柱中混凝土的刚度相差较大，因此如何让二者之间实现荷载的可靠传递，并使混凝土不发生局部受压破坏一直是该类结构设计中的难题，也制约着钢管混凝土叠合柱－钢梁结构体系的应用，因此很有必要提出合理的钢管混凝土叠合柱－钢梁连接节点形式。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种面板约束式钢管混凝土叠合柱－钢梁连接节点，该连接节点不仅解决了钢管混凝土叠合柱和钢梁的可靠连接问题，而且大大提高提高节点的承载能力、刚度和抗震性能；减少了节点区的施工难度和工作量；具有很好的可修复性。
本实用新型的一技术方案在于：一种面板约束式钢管混凝土叠合柱－钢梁连接节点，由钢管混凝土叠合柱、钢梁和钢面板组合而成；所述钢管混凝土叠合柱由核心混凝土、内钢管、内钢管外围混凝土、纵筋和箍筋组成，所述核心混凝土浇筑在内钢管内腔，所述纵筋和箍筋设置在内钢管外围并浇筑有外围混凝土；所述钢面板设置在钢梁与钢管混凝土叠合柱的交界处。
在一优选方案中，所述钢面板、钢梁和钢管混凝土叠合柱中的内钢管采用焊接或螺栓连接的方式组合成整体。
在一优选方案中，所述钢梁采用型钢和焊接组合截面。
在一优选方案中，所述钢面板采用碳素钢、合金钢或者不锈钢材料制作而成。
在一优选方案中，钢管混凝土叠合柱为圆形截面，内钢管为圆钢管，钢面板为圆环形截面。
在一优选方案中，钢管混凝土叠合柱为方形截面，内钢管为圆钢管，钢面板为箱形截面。
在一优选方案中，钢管混凝土叠合柱为方形截面，内钢管为方钢管，钢面板为箱形截面。
本实用新型的有益效果为：
首先，钢面板不仅自身可增加节点区的抗剪强度，同时可对其包覆的节点区混凝土产生约束效应，大大提高混凝土的强度和塑性，避免混凝土因局部承压而破坏，从而显著提高节点的承载力、刚度和抗震性能；
其次，由于钢面板、钢梁以及柱中内钢管均可采用焊接等可靠方式连接成整体，这样钢梁上的荷载在传递给外围混凝土的同时也可直接有效地传递给内钢管以及核心混凝土，从而使节点区传力途径可靠而明确；
再者，此类节点具有施工方便的优点。钢面板、钢梁以及内钢管均可在加工厂制作，并用焊接或螺栓连接的方式组合成整体后运到施工现场。在施工阶段，钢面板可作为节点区混凝土浇筑的模板，而且采用约束式钢面板后其节点区就不需再配置箍筋，这样既大大减少了节点施工的难度和工作量，也避免了工程中节点区箍筋实际用量常常无法满足抗震规范要求而存在的安全隐患，使其施工质量得到有效保证；
最后，在一些极端荷载作用下节点区钢面板如发生局部屈曲等破坏现象，可以很方便地采用更换新钢板等方式进行修复加固，保证了结构具有很好的可修复性。
附图说明
图1是本新型节点的正视图。
图2是本新型节点的侧视图。
图3是图1中A-A截面图。
图4是图1中B-B截面图的一种示意图。
图5是图1中B-B截面图的另一种示意图。
图6是图1中B-B截面图的又一种示意图。
图7是图3中的C-C截面图。
图中标号：1、钢管混凝土叠合柱；2、钢梁；3、钢面板；4、核心混凝土；5、内钢管；6纵筋；7、外围混凝土；8、箍筋。
具体实施方式
为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。
参看附图1 ~7，本实用新型的面板约束式钢管混凝土叠合柱－钢梁连接节点，由钢管混凝土叠合柱、钢梁和钢面板组合而成；所述钢管混凝土叠合柱由核心混凝土、内钢管、内钢管外围混凝土、纵筋和箍筋组成，所述核心混凝土浇筑在内钢管内腔，所述纵筋和箍筋设置在内钢管外围并浇筑有外围混凝土；所述钢面板设置在钢梁与钢管混凝土叠合柱的交界处。
在本实施方案中，所述钢面板、钢梁和钢管混凝土叠合柱中的内钢管采用焊接或螺栓连接的方式组合成整体。
在本实施方案中，所述钢梁采用型钢和焊接组合截面；
在本实施方案中，所述钢面板采用碳素钢、合金钢或者不锈钢材料制作而成。
参看附图4，在本实施方案中，钢管混凝土叠合柱为圆形截面，内钢管为圆钢管，钢面板为圆环形截面。需要说明的是，在另一实施方式中，参看附图5，钢管混凝土叠合柱为方形截面，内钢管为圆钢管，钢面板为箱形截面。当然，还可以采用另一实施方式，参看附图6，所述钢管混凝土叠合柱为方形截面，内钢管为方钢管，钢面板为箱形截面。
本实用新型的施工方法，按以下步骤进行：
（1）首先在加工厂制作钢面板、钢梁和内钢管，钢面板的高度和钢梁腹板等高；
（2）钢面板和钢梁采用焊接或栓接的方式连接，钢梁腹板穿过钢面板并焊接固定在内钢管外壁上；
（3）上述步骤在工厂加工完成后运往施工现场，然后在内钢管的外围布设纵筋和箍筋，并浇筑混凝土。
上述步骤（1）中，对于方形钢管混凝土叠合柱，约束式钢面板采用四块钢板拼焊成箱形，或者直接采用冷弯方管制作；对于圆形钢管混凝土叠合柱，约束式钢面板采用圆钢管制作。
上述步骤（2）中，对于内钢管直径小于钢梁翼缘的情况，可在翼缘上开孔，将内钢管穿过此孔并在与翼缘及腹板相交处采用焊接固定；对于内钢管直径大于钢梁翼缘的情况，钢梁翼缘直接焊接固定在内钢管外表面上，或采用加强环板连接。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。
Claims (7)
1.一种面板约束式钢管混凝土叠合柱－钢梁连接节点，其特征在于：由钢管混凝土叠合柱、钢梁和钢面板组合而成；所述钢管混凝土叠合柱由核心混凝土、内钢管、内钢管外围混凝土、纵筋和箍筋组成，所述核心混凝土浇筑在内钢管内腔，所述纵筋和箍筋设置在内钢管外围并浇筑有外围混凝土；所述钢面板设置在钢梁与钢管混凝土叠合柱的交界处。
2.根据权利要求1所述的面板约束式钢管混凝土叠合柱－钢梁连接节点，其特征在于：所述钢面板、钢梁和钢管混凝土叠合柱中的内钢管采用焊接或螺栓连接的方式组合成整体。
3.根据权利要求1或2所述的面板约束式钢管混凝土叠合柱－钢梁连接节点，其特征在于：所述钢梁采用型钢或焊接组合截面。
4.根据权利要求1或2所述的面板约束式钢管混凝土叠合柱－钢梁连接节点，其特征在于：所述钢面板采用碳素钢、合金钢或者不锈钢材料制作而成。
5.根据权利要求1或2所述的面板约束式钢管混凝土叠合柱－钢梁连接节点，其特征在于：钢管混凝土叠合柱为圆形截面，内钢管为圆钢管，钢面板为圆环形截面。
6.根据权利要求1或2所述的面板约束式钢管混凝土叠合柱－钢梁连接节点，其特征在于：钢管混凝土叠合柱为方形截面，内钢管为圆钢管，钢面板为箱形截面。
7.根据权利要求1或2所述的面板约束式钢管混凝土叠合柱－钢梁连接节点，其特征在于：钢管混凝土叠合柱为方形截面，内钢管为方钢管，钢面板为箱形截面。
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