CN204199440U - 一种混凝土柱与钢梁连接的节点结构 - Google Patents

一种混凝土柱与钢梁连接的节点结构 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供一种混凝土柱与钢梁连接的节点结构，包括矩形钢管混凝土柱和工字型钢梁，以及在工字型钢梁上、下翼缘处的矩钢管混凝土柱内分别焊接开设有浇筑孔的内隔板，所述矩形钢管混凝土柱与工字型钢梁的上、下翼缘对接处焊接连接，所述工字型钢梁与所述矩形钢管混凝土柱的结合端处上、下翼缘各设置一与所述矩形钢管混凝土柱和工字型钢梁同时固定结合的上盖板和下盖板；与所述上盖板、下盖板端部平齐，沿工字型钢梁的轴向对其上下翼缘板分别切割成对称圆弧段。本实用新型提供一种混凝土柱与钢梁连接的节点结构，抗外力破坏性能强，特别是抗震性能强的混凝土柱与钢梁连接的节点结构。

Description

一种混凝土柱与钢梁连接的节点结构
技术领域
本实用新型涉及木工程结构设计技术领域，尤其涉及一种混凝土柱与钢梁连接的节点结构。 
背景技术
随着建筑结构的发展以及住宅钢结构的推广和应用，以钢管混凝土柱与钢梁形成的框架体系在工程实践中逐渐得到应用与发展。钢管混凝土结构作为一种新型结构体系，充分发挥了钢管和混凝土两种材料的长处，具有承载力高、塑性和韧性好、施工方便等优点，被广泛地应用在单层和多层工业厂房柱、高层建筑和桥梁等结构中。目前，我国《矩形钢管混凝土结构技术规程》(CECS159:2004)提供的用于矩形钢管混凝土柱钢梁连接节点主要有内隔板式、外隔板式、隔板贯通式等形式节点。但上述节点形式存在焊接残余应力大、节点延性差等问题，在抗震作用下可能出现脆性破坏。因此，如何加强节点结构的力学强度，改善抗外力破坏性能，提高整个框架结构是人们一直渴望解决的技术难题。 
实用新型内容
鉴于上述不足，本实用新型有必要提供一种抗外力破坏性能强，特别是抗震性能强的混凝土柱与钢梁连接的节点结构。 
一种混凝土柱与钢梁连接的节点结构，包括矩形钢管混凝土柱和工字型钢 梁，以及在工字型钢梁上、下翼缘处的矩形钢管混凝土柱内分别焊接开设有浇筑孔的内隔板，所述矩形钢管混凝土柱与工字型钢梁的上、下翼缘对接处焊接连接，所述工字型钢梁与所述矩形钢管混凝土柱的结合端处上、下翼缘各设置一与所述矩形钢管混凝土柱和工字型钢梁同时固定结合的上盖板和下盖板；与所述上盖板、下盖板端部平齐，沿工字型钢梁的轴向对其上下翼缘板分别切割成对称圆弧段。 
进一步地，所述圆弧段圆弧的水平长度b取0.80倍的梁高，圆弧宽度c取0.2倍的翼缘宽度，圆弧半径取
进一步地，所述内隔板四角设透气孔。 
进一步地，所述透气孔孔径为25mm。 
进一步地，所述浇筑孔孔径不小于200mm。 
进一步地，所述上盖板与所述矩形钢管混凝土柱相固定端的宽度小于工字型钢梁上翼缘的宽度，所述下盖板与所述矩形钢管混凝土柱相固定端的宽度大于工字型钢梁下翼缘的宽度。 
相较于现有技术，本实用新型的混凝土柱与钢梁连接的节点结构采用上盖板和下盖板加强式且沿工字型钢梁的轴向对其上下翼缘板分别进行了对称的圆弧状切割，形成圆弧段，一方面不但不需加大矩形钢管混凝土柱的截面，而且还可使加强式连接中的盖板和下盖板厚度减小，工字型钢梁端焊缝质量较容易得到保证；另一方面不但工字型钢梁截面的强度可以得到充分发挥，而且还可使工字型钢梁翼缘上的削弱深度减小，更好的保证塑性铰在距离节点一端距离的梁上出现，从而避免由于节点变形能力的恶化导致的脆性破坏，保护节点，增加结构的延性，更有利于耗散地震能量。所述矩形钢管混凝土柱焊接内隔板，有效地传递工字型钢梁上下翼缘的拉力和压力，具有传力直接、节省钢材，保 证建筑空间等优点。 
附图说明
图1为本实用新型的混凝土柱与钢梁连接的节点结构立体示意图； 
图2为本实用新型的混凝土柱与钢梁连接的节点结构主视图； 
图3为图2的Ⅰ-Ⅰ向示意图； 
图中：1-矩形钢管混凝土柱；2-工字型钢梁；3-内隔板；4-竖向连接板；5-高强螺栓；6-焊缝；7-上盖板；8-下盖板；9-圆弧段。 
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。 
如图1所示，本实用新型的混凝土柱与钢梁连接的节点结构包括矩形钢管混凝土柱1和工字型钢梁2，以及在工字型钢梁2上、下翼缘处的方钢管混凝土柱1内分别焊接开设有浇筑孔31的内隔板3。所述矩形钢管混凝土柱1与工字型钢梁2的上下翼缘的焊接连接，具体地采用坡口对接焊缝6连接。所述工字型钢梁2的腹板通过竖向连接板4焊接在矩形钢管混凝土柱1上，并用高强螺栓5连接。所述矩形钢管混凝土柱1与内隔板3沿工字型钢梁2翼缘平面方向与矩形钢管混凝土柱1坡口对接。 
所述矩形钢管混凝土柱1包括方钢管和方钢管内部浇筑的混凝土。所述矩形钢管由四块钢板采用坡口的对接焊缝焊接而成；所述混凝土为普通混凝土、高强混凝土或自密实混凝土。 
所述工字型钢梁2与所述矩形钢管混凝土柱1的结合端处上、下翼缘各设置一与所述矩形钢管混凝土柱1和工字型钢梁2同时固定结合的上盖板7和下 盖板8；与所述上盖板7、下盖板8端部平齐，沿工字型钢梁2的轴向对其上下翼缘板分别进行了对称的圆弧状切割，形成圆弧段9。切割表面粗糙度低于500微英尺，没有刻痕、凿疤或者别的一些不连续的痕迹，转角处要打磨光滑；所述圆弧段9圆弧的水平长度b取0.80倍的梁高，圆弧宽度c取0.2倍的翼缘宽度，圆弧半径取
所述上盖板7与所述矩形钢管混凝土柱1相固定端的宽度小于工字型钢梁2上翼缘的宽度。所述下盖板8与所述矩形钢管混凝土柱1相固定端的宽度大于工字型钢梁2下翼缘的宽度。 
所述内隔板3开设有浇筑孔31。 
所述上盖板7、下盖板8，与所述矩形钢管混凝土柱1、工字型钢梁2的上下翼缘均通过高强螺栓固定；同时，上盖板7与所述矩形钢管混凝土柱1相固定端的宽度小于工字型钢梁2上翼缘的宽度；下盖板8与所述矩形钢管混凝土柱1相固定端的宽度大于工字型钢梁2下翼缘的宽度。 
进一步地，为了保证节点处混凝土的浇筑质量，在内隔板3四角设透气孔(图未示)，其孔径为25mm。 
进一步地，为了方便内填混凝土施工，所述内隔板3上的浇筑孔31孔径应不小于200mm。 
本实用新型的混凝土柱与钢梁连接的节点结构具有如下优点： 
一、采用上盖板7和下盖板8加强式且沿工字型钢梁2的轴向对其上下翼缘板分别进行了对称的圆弧状切割，形成圆弧段9，一方面不但不需加大矩形钢管混凝土柱1的截面，而且还可使加强式连接中的盖板7和下盖板8厚度减小，工字型钢梁2端焊缝质量较容易得到保证；另一方面不但工字型钢梁2截面的强度可以得到充分发挥，而且还可使工字型钢梁2翼缘上的削弱深度减小。更 好的保证塑性铰在距离节点一端距离的梁上出现，从而避免由于节点变形能力的恶化导致的脆性破坏，保护节点，增加结构的延性，更有利于耗散地震能量。 
二、所述上盖板7和下盖板8与工字型钢梁2上、下翼缘采用高强螺栓连接，能够有效地避免工地焊缝所造成的对节点抗震性能的不利影响，更有利于实现塑性铰外移。 
三、所述矩形钢管混凝土柱1焊接内隔板3，有效地传递工字型钢梁2上下翼缘的拉力和压力，具有传力直接、节省钢材，保证建筑空间等优点。 
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。 

Claims (6)

1.一种混凝土柱与钢梁连接的节点结构，其特征在于：包括矩形钢管混凝土柱和工字型钢梁，以及在工字型钢梁上、下翼缘处的矩形钢管混凝土柱内分别焊接开设有浇筑孔的内隔板，所述矩形钢管混凝土柱与工字型钢梁的上、下翼缘对接处焊接连接，所述工字型钢梁与所述矩形钢管混凝土柱的结合端处上、下翼缘各设置一与所述矩形钢管混凝土柱和工字型钢梁同时固定结合的上盖板和下盖板；与所述上盖板、下盖板端部平齐，沿工字型钢梁的轴向对其上下翼缘板分别切割成对称圆弧段。 
2.根据权利要求1所述的混凝土柱与钢梁连接的节点结构，其特征在于：所述圆弧段圆弧的水平长度b取0.80倍的梁高，圆弧宽度c取0.2倍的翼缘宽度，圆弧半径取
3.根据权利要求1所述的混凝土柱与钢梁连接的节点结构，其特征在于：所述内隔板四角设透气孔。 
4.根据权利要求3所述的混凝土柱与钢梁连接的节点结构，其特征在于：所述透气孔孔径为25mm。 
5.根据权利要求1所述的混凝土柱与钢梁连接的节点结构，其特征在于：所述浇筑孔孔径不小于200mm。 
6.根据权利要求1-5任意一项所述的混凝土柱与钢梁连接的节点结构，其特征在于：所述上盖板与所述矩形钢管混凝土柱相固定端的宽度小于工字型钢梁上翼缘的宽度，所述下盖板与所述矩形钢管混凝土柱相固定端的宽度大于工字型钢梁下翼缘的宽度。 
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