CN211172362U - 套箍加强方钢管混凝土组合异形束柱-钢梁连接节点 - Google Patents

Abstract

本申请属于土木工程领域，具体为套箍加强方钢管混凝土组合异形束柱‑钢梁连接节点，所述方钢管的管壁在节点处设有开孔，所述开孔内设有插板，所述插板的一端插入方钢管内部并延伸至柱壁背面的开孔内，所述插板的另一端伸出方钢管外部，所述插板的一端与柱壁塞焊连接，所述插板的另一端与柱壁角焊缝连接，所述异形束柱的外部设有与异形束柱形状相配合的外套箍，外套箍位于节点的上部和下部，上外套箍和下外套箍。

Description

套箍加强方钢管混凝土组合异形束柱-钢梁连接节点

技术领域

本申请属于土木工程领域，具体为套箍加强方钢管混凝土组合异形束柱-钢梁连接节点。

背景技术

钢与混凝土组合结构以其能够充分发挥钢材和混凝土两种材料的性能，在土木工程结构尤其是高层建筑结构中已得到广泛应用。钢管混凝土根据钢管截面形式的不同有圆钢管、方钢管和多边形钢管之分，其中，方钢管既能保证对核心混凝土的约束作用，又能发挥钢结构塑性变形能力l强、延性好、抗震性能优良等特性，还克服了圆钢管混凝土结构由于截面形状特殊带来的设计、施工及使用上的不便，且具有抗弯刚度大、节点连接方便等优点。因此，方钢管混凝土结构在高层及超高层建筑中具有很好的应用前景，现已受到国内外工程领域的普遍重视。

套箍加强方钢管混凝土组合异形束柱是由方钢管、内填混凝土、套箍三者组合而成，成品方钢管在工厂通过钢管间的构造焊缝进行定位，使其排列成L形、T形、Z形、十字形等异形截面，组成“束柱”，并在束柱外侧设置套箍，通过套箍施加约束，形成“套箍加强异形束柱”，待其运输到工地现场吊装完成后，在方钢管内部浇筑混凝土，使其成为可以共同受力、协同变形、共同工作的整体。

作为钢管混凝土框架结构体系的传力枢纽，节点部位是框架结构得以形成的关键部位，节点既要满足强度、刚度、稳定性和抗震性能的要求，使之在竖向荷载、地震作用及风荷载的组合作用下能有效地传递弯矩和剪力，又要方便现场装配施工。

目前，套箍加强方钢管混凝土组合异形束柱-钢梁连接尚未有成熟的节点形式，传统钢管混凝土异形柱多采用外环板节点、内隔板节点和环板贯通节点三类。但外环板节点的环板一般较宽，影响建筑使用且其刚度过大容易发生脆性破坏；内隔板节点与环板贯通节点由于钢管内部隔板的存在，会导致在钢管内浇筑混凝土时，混凝土振捣不充分，影响钢管混凝土柱的连续性，在受力过程中钢管混凝土柱会发生不协调变形，影响节点的承载力，且隔板直接焊接在钢管柱壁上，不仅会对钢管柱壁造成较大的损伤，而且在地震作用下，焊缝处常出现应力集中现象，导致其抗震性能较差，焊缝易开裂，节点发生脆性破坏，严重影响结构的稳定性，难以满足工程实践的需要。故针对套箍加强方钢管混凝土组合异形束柱-钢梁节点连接存在的问题，提出一种套箍加强方钢管混凝土组合异形束柱-钢梁节点连接新形式。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请提供了套箍加强方钢管混凝土组合异形束柱-钢梁连接节点，本申请是通过下述方案实现的：

套箍加强方钢管混凝土组合异形束柱-钢梁连接节点，所述方钢管的管壁在节点处设有开孔，所述开孔内设有插板，所述插板的一端插入方钢管内部并延伸至柱壁背面的开孔内，所述插板的另一端伸出方钢管外部，所述插板的一端与柱壁塞焊连接，所述插板的另一端与柱壁角焊缝连接，所述异形束柱的外部设有与异形束柱形状相配合的外套箍，外套箍位于节点的上部和下部，上外套箍和下外套箍。

优选的，所述外套箍的上下侧与异形束柱角焊缝连接。

优选的，所述钢梁包括钢梁腹板，所述钢梁腹板的顶端和底端均设有与钢梁腹板垂直的钢梁翼缘板。

优选的，所述外套箍上设有向钢梁方向延伸的肋板，肋板的个数为两个，两个相同肋板对称且与钢梁腹板平行设置，所述肋板的高度与外套箍的高度相等，所述肋板的上表面与外套箍的上表面在同一个平面内，两个肋板之间的距离与钢梁翼缘板的宽度相等。

优选的，所述插板伸出方钢管的一端与钢梁腹板的一端设有相配合的螺纹孔，插板上的螺纹孔与插板的板面垂直，钢梁腹板上的螺纹孔与钢梁腹板的板面垂直，所述内插板与钢梁腹板通过螺纹孔和高强螺栓连接。

优选的，所述钢梁翼缘板与肋板角焊缝连接。

本申请具有如下有益效果：

（1）外套箍、插板、肋板均可在工厂加工生产并预先焊接在异形柱上，插板的设置并不影响钢管内填混凝土的浇筑，有利于工厂化制作，提高生产效率。

（2）钢梁的上下翼缘板传递的水平拉、压力由套箍、肋板承担并传递给异形束柱，钢梁腹板传递的竖向剪力由插板承担并传递给异性束柱，使竖向剪力由钢管与混凝土共同承担，防止钢管壁发生剪切破坏，传力可靠、明确；

（3）节点核心区采用外套箍加强，就像增设两条“紧箍”一样，可提高钢管对节点核心区混凝土的约束，能有效提高节点核心区刚度和强度，满足“强节点、弱构件”的设防要求；

（4）节点梁柱连接区采用肋板和插板作为束柱与钢梁的连接件，可以通过合理选择连接件材料（普通钢、低屈服点钢等）、钢梁翼缘、腹板形式（削弱、开孔、设竖缝等），以确保地震作用下梁柱连接件充分发挥其塑性性能。

本申请解决了节点构造复杂、力学性能差的问题，推动方钢管混凝土组合异形柱框架结构在工程中的应用，从而加快城镇现代化建设的步伐。

附图说明

图1 为插板与方钢管连接大样图；

图2 为方钢管混凝土组合L形束柱插板俯视图；

图3 为外套箍与肋板；

图4 为节点连接构造结构示意图；

图中：1－方钢管，2－角焊缝焊接部位，3－插板，4－塞焊部位，5－外套箍， 6－肋板，7－异形束柱， 8－钢梁腹板，9－钢梁翼缘板，10－螺纹孔，11－肋板与钢梁翼缘焊接处，12－异形束柱与外套箍焊接处。

具体实施方式

实施例1

套箍加强方钢管混凝土组合异形束柱-钢梁连接节点，所述方钢管的管壁在节点处设有开孔，所述开孔内设有插板3，所述插板3的一端插入方钢管1内部并延伸至柱壁背面的开孔内，所述插板的另一端伸出方钢管1外部，所述插板3的一端与柱壁塞焊连接，如图1中的塞焊部位4，所述插板3的另一端与柱壁角焊缝连接，如图1中的角焊缝焊接部位2，所述异形束柱7的外部设有与异形束柱形状相配合的外套箍5，外套箍5位于节点的上部和下部，上外套箍和下外套箍。

实施例2

在实施例1的基础上，所述外套箍5的上下侧与异形束柱角焊缝连接，如图4中的异形束柱与外套箍焊接处12。

实施例3

在实施例2的基础上，所述钢梁包括钢梁腹板8，所述钢梁腹板8的顶端和底端均设有与钢梁腹板8垂直的钢梁翼缘板9。

实施例4

在实施例3的基础上，所述外套箍上设有向钢梁方向延伸的肋板6，肋板6的个数为两个，两个相同肋板6对称且与钢梁腹板平行设置，所述肋板6的高度与外套箍5的高度相等，所述肋板6的上表面与外套箍5的上表面在同一个平面内，两个肋板6之间的距离与钢梁翼缘板9的宽度相等，外套箍的高度如图中的h。

实施例5

在实施例4的基础上，所述插板3伸出方钢管的一端与钢梁腹板8的一端设有相配合的螺纹孔10，插板上的螺纹孔与插板的板面垂直，钢梁腹板上的螺纹孔与钢梁腹板的板面垂直，所述插板3与钢梁腹板8通过螺纹孔和高强螺栓连接。

实施例6

在实施例5的基础上，所述钢梁翼缘板9与肋板6角焊缝连接，如图4中肋板与钢梁翼缘板的焊接处11，图4中的异形束柱为方钢管混凝土组合的L形束柱。

节点部位插板的作用是与钢梁腹板连接，传递钢梁腹板剪力，同时插板是插入钢管内部的，可以是柱壁和内部混凝土同时承受剪力，避免钢梁腹板剪力仅由柱壁承担时发生柱壁撕裂破坏，提高柱子的抗剪能力，而且现场均未螺栓连接，加快施工速度。

Claims (4)

1.套箍加强方钢管混凝土组合异形束柱-钢梁连接节点，其特征在于，所述方钢管的管壁在节点处设有开孔，所述开孔内设有插板，所述插板的一端插入方钢管内部并直通至柱壁背面的开孔内，所述插板的另一端伸出方钢管外部，所述插板的一端与柱壁塞焊连接，所述插板的另一端与柱壁角焊缝连接，所述异形束柱的外部设有与异形束柱形状相配合的外套箍，外套箍位于节点的上部和下部，上外套箍和下外套箍；

所述钢梁包括钢梁腹板，所述钢梁腹板的顶端和底端均设有与钢梁腹板垂直的钢梁翼缘板；

所述插板伸出方钢管的一端与上钢梁腹板的一端设有相配合的螺纹孔，所述插板上的螺纹孔与插板的板面垂直，所述钢梁腹板上的螺纹孔与钢梁腹板的板面垂直，所述插板与钢梁腹板通过螺纹孔和高强螺栓连接。

2.如权利要求1所述的套箍加强方钢管混凝土组合异形束柱-钢梁连接节点，其特征在于，所述外套箍的肋板上下侧与异形束柱角焊缝连接。

3.如权利要求2所述的套箍加强方钢管混凝土组合异形束柱-钢梁连接节点，其特征在于，所述外套箍上设有向钢梁方向延伸的肋板，肋板的个数为两个，两个相同肋板对称且与钢梁腹板平行设置，所述肋板的高度与外套箍的高度相等，所述肋板的上表面与外套箍的上表面在同一个平面内，两个肋板之间的距离与钢梁翼缘板的宽度相等。

4.如权利要求3所述的套箍加强方钢管混凝土组合异形束柱-钢梁连接节点，其特征在于，所述钢梁翼缘板与肋板通过角焊缝连接。

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