CN220704782U - 一种钢管约束钢筋混凝土柱与钢梁连接节点 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钢管约束钢筋混凝土柱与钢梁连接节点，包括钢管约束钢筋混凝土柱、若干钢梁、第一连接件和耗能组件；所述钢梁沿钢管约束钢筋混凝土柱的外壁间隔布置；所述钢管约束钢筋混凝土柱包括上钢管段、下钢管段、位于上下钢管段之间的中部节点段，以及下钢管段、中部节点段和上钢管段内的钢筋混凝土柱；所述中部节点段的外壁固定有与钢梁数量对应的第一连接件，钢梁的端部通过耗能组件与第一连接件相连。本实用新型的有益效果为：第一连接件分别与中部节点段钢管、肋板进行连接，实现了节点区的整体连接；增强了钢管对核心混凝土的约束效应，增大节点的受压承载力、抗剪能力及刚度，提高了整个节点区的连接强度。

Description

一种钢管约束钢筋混凝土柱与钢梁连接节点

技术领域

本实用新型涉及建筑结构构件连接技术领域，具体涉及一种钢管约束钢筋混凝土柱与钢梁连接节点。

背景技术

地震是地球上频发的自然灾害，常引发重大灾难，而我国是一个地震多发国家，地震区域分布较广，在地震作用下，房屋等设施会受到严重破坏，且在震后的建筑重建需要花费极大的财力、物力以及人力。

钢管约束混凝土结构是一种钢-混凝土组合结构，充分利用了钢结构和混凝土结构的互补性，有效地发挥了钢材的抗拉强度和塑性以及混凝土的抗压强度，由于节点区钢管与上下两端柱钢管断开形成构造缝，节点区钢管并不直接承受纵向荷载，且只对核心混凝土起约束作用。钢管约束钢筋混凝土柱具有承载力高、弹塑性变形能力强、耗能性能好、抗震性能突出、节省模板等突出优点，在高层建筑、大跨结构、高耸结构、大型重载复杂工业厂房等结构中将得到广泛运用，并取得良好的经济效益和社会效益。

近些年来，随着建筑业的发展，现浇结构在劳动力成本、环境污染、工期和质量控制等方面的不足日益突出，已逐渐难以满足当前建筑业发展的实际需求。国家大力倡导装配式建筑，发展绿色环保建筑，但是现有装配式钢管约束钢筋混凝土柱梁节点的研究较少，一些装配式建筑在地震中表现不佳，梁柱连接的力学性能对装配式结构的抗震性能有很大影响。梁柱节点是构件间重要的传力部位，梁柱节点的强度不足和延性差是结构中最薄弱的环节，是此类结构失效的主要原因。实际工程中有大量的钢管约束钢筋混凝土柱采用方形截面的结构形式，当承受的竖向荷载较大时，钢管由于侧向变形较大，节点区钢管端部的中部钢管会与混凝土脱开，失去了对混凝土的约束作用。根据相关标准，由于钢管的约束效应太强，节点区仅靠箍筋加密很难达到受压承载力高于柱的要求，且箍筋密集将导致混凝土浇筑难度大，质量难保证，需要采取合理措施增加节点区钢管对核心混凝土的约束效应。对于钢管约束钢筋混凝土柱-钢梁节点而言，现有技术中通常采用混凝土柱外钢管与钢梁焊接或螺栓连接等方式，使得节点区混凝土柱外钢管直接承受钢梁传递的承载力，力传递给节点区效率不高，降低了节点区混凝土柱外钢管对核心混凝土的约束效应，导致节点区受剪强度低、节点区钢管对核心混凝土约束效应不足，难以保证节点区连接强度。

发明内容

本实用新型的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种钢管约束钢筋混凝土柱与钢梁连接节点，旨在提高节点区连接强度，增强节点区钢管对核心混凝土的约束效应。

本实用新型采用的技术方案为：一种钢管约束钢筋混凝土柱与钢梁连接节点，包括钢管约束钢筋混凝土柱、若干钢梁、第一连接件和耗能组件；

所述钢梁沿钢管约束钢筋混凝土柱的外壁间隔布置；

所述钢管约束钢筋混凝土柱包括上钢管段、下钢管段、位于上下钢管段之间的中部节点段，以及下钢管段、中部节点段和上钢管段内的钢筋混凝土柱；

所述上钢管段和下钢管段分别与中部节点段之间预留构造缝；

所述钢筋混凝土柱包括柱纵筋、柱箍筋以及混凝土柱，所述柱纵筋和柱箍筋构成钢筋骨架；

所述中部节点段的外壁固定有与钢梁数量对应的第一连接件，钢梁的端部通过耗能组件与第一连接件相连。

按上述方案，所述第一连接件包括顶板、底板和设于顶板与底板之间的两块支撑板；所述顶板、底板和支撑板的内端均插入中部节点段内，并分别通过螺栓与中部节点段相连。

按上述方案，所述第一连接件的底板内端中部开设有缺口，形成两个外端相连、内端分开的单侧底插板；所述第一连接件的顶板内端中部设有缺口，形成两个外端相连、内端分开的单侧顶插板。

按上述方案，所述耗能组件包括U型连接板和插接件，所述钢梁上翼缘板与第一连接件的顶板平齐，并通过U型连接板和连接螺栓相连；所述钢梁的下翼缘板与第一连接件的底板平齐，并通过U型连接板和连接螺栓相连；所述插接件包括第一插接板和开设有卡槽的第二插接板，第一插接板和第二插接板相连，二者分别开设有螺栓孔；所述第一插接板插入第一连接件的两块支撑板内，并通过连接螺栓A相连；所述钢梁的腹板端部插入第二插接板的卡槽内，并通过螺栓连接；所述第一插接板和第二插接板的连接处设有三角加劲板。

按上述方案，所述U型连接板包括两侧的水平板段和中部的U型板段，水平板段上开设有多个螺栓孔；位于顶部的U型连接板，搭接在钢梁上翼缘板和第一连接件的顶板上，U型板段向上拱起，其中一侧的水平板段通过螺栓与钢梁的上翼缘板相连，另一侧的水平板段通过连接螺栓与第一连接件的顶板相连。位于底部的U型连接板，其设于钢梁下翼缘板和第一连接件底板的底部，U型板段向下拱起，其中一侧的水平板段通过螺栓与钢梁的下翼缘板相连，另一侧的水平板段通过螺栓与第一连接件的底板相连。

按上述方案，所述耗能组件还包括依次由内而外设于支撑板外侧的黄铜摩擦板和刚性垫板，黄铜摩擦板和刚性垫板上分别开设有与连接螺栓A位置对应的螺栓孔；连接螺栓A穿过黄铜摩擦板、刚性垫板和第一插接板上的螺栓孔，以及第一连接件支撑板上的螺栓孔，将钢梁、插接件、第一连接件和中部节点段连接为一个整体。

按上述方案，所述第一连接件的支撑板上开设有条形孔，条形孔的长度方向与钢梁的长度方向一致；所述连接螺栓A与条形孔适配。

按上述方案，所述中部节点段包括两个矩形钢管，两个矩形钢管的长边内侧板相背布置，二者的顶部和底部分别通过加强环板相连并焊接，形成截面与上下钢管段一致的整体结构；所述矩形钢管的长边内侧板上开设有肋板槽，两个矩形钢管的肋板槽内穿过一块肋板；所述矩形钢管的长边外侧板上开设有上槽口、双侧中槽口和下槽口，上槽口、双侧中槽口和下槽口分别依次与第一连接件的顶板、两块支撑板和底板适配；第一连接件的顶板、支撑板和底板分别插入对应的槽口内，且肋板位于第一连接件的两块支撑板之间，肋板的顶部和底部分别位于第一连接件顶板和底板的缺口内；穿过矩形钢管长边外侧板的第一连接件通过若干螺栓与肋板相连。

按上述方案，两个矩形钢管的短边侧板并排布置，二者与同一个第一连接件相连；矩形钢管的两个短边侧板上分别开设有单侧上槽口、单侧中槽口和单侧下槽口，单侧上槽口、单侧中槽口和单侧下槽口分别与第一连接件的单侧顶插板、其中一个支撑板和单侧底插板适配；位于两个矩形钢管短边侧板外的第一连接件，其中一侧的单侧顶插板、支撑板和单侧底插板分别穿入一个矩形钢管短边侧板上的单侧上槽口、单侧中槽口和单侧下槽口，第一连接件的另一侧单侧顶插板、支撑板和单侧底插板分别穿入另一个矩形钢管短边侧板上的单侧上槽口、单侧中槽口和单侧下槽口内，两个矩形钢管的长边内侧板夹设在两个支撑板之间，且顶部和底部分别穿过第一连接件的顶板和底板的缺口，两个矩形钢管的长边内侧板和第一连接件的两个支撑板之间通过螺栓连接。

本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型中，第一连接件分别与中部节点段的矩形钢管、肋板进行螺栓连接，与节点段两矩形钢管外壁接缝处焊接以及中部节点段的加强环板与矩形钢管相连，实现了节点区的整体连接；第一连接件的支撑板、肋板以及节点区矩形钢管之间的连接在中部节点段内形成田字形结构，扩大了核心混凝土的有效约束区域；加强环板相当于加厚钢管厚度，防止中部节点段钢管侧向变形，从而导致钢管与混凝土脱开；增强了节点区钢管对核心混凝土的约束效应，增大节点的受压承载力、抗剪能力及刚度，提高了整个节点区的连接强度。

2、本实用新型通过梁柱节点的连接构造，使得钢梁弯矩和钢梁剪力有效的传递到节点区，加强了节点抗剪强度，使得节点区混凝土柱外钢管不直接承受钢梁传递的承载力，而是第一连接件、节点区内部混凝土、内部钢管以及肋板等承受钢梁传递的承载力。

3、本实用新型中，耗能组件包括U型连接板、插接件，在水平方向以及转动方向上通过U型连接板和黄铜摩擦板进行耗能，并使得梁柱节点的塑性铰外移，极大地提高了整个结构的抗震能力；插接件的第一插接板提高了连接处的承载能力，螺栓插孔较比于单腹板的H型钢穿孔增强了其连接能力，较大程度上利用了螺栓的抗拉、抗拔及抗剪能力；U型连接板还可实现震后替换。

4、本实用新型中的施工方法，钢管的安装，现场施工中钢梁通过耗能组件直接与工厂装配好的第一连接件、加强环板、肋板及矩形钢管的中部节点段进行组装，黄铜摩擦板与刚性垫板只需安装在第一连接件上，减少连接处的安装难度；且节点区不需绑扎柱箍筋，极大地简化了施工工艺，减少施工难度，提升施工进度。

附图说明

图1为本实用新型中实施例一的整体示意图。

图2为实施例一的结构俯视图。

图3为实施例一的结构侧视图。

图4为实施例一上钢管段、下钢管段、中部节点段和第一连接件的示意图。

图5为实施例一中部节点段与第一连接件的示意图。

图6为实施例一中部节点段两个矩形钢管的连接示意图。

图7为实施例一中耗能组件、钢梁和第一连接件的连接示意图。

图8为实施例一中第一连接件的主视图。

图9为实施例一中第一连接件的侧视图。

图10为实施例一中第一连接件的俯视图。

图11为实施例一中插接件的主视图。

图12为实施例一中插接件的左视图。

图13为实施例一中插接件的俯视图。

图14为本实用新型中实施例二的整体示意图。

图15为实施例二中耗能组件与钢梁和第一连接件的连接示意图。

图16为实施例二中第一连接件的主视图。

图17为实施例二中插接件的主视图。

其中：1、上钢管段；2、下钢管段；3、中部节点段；3.1、矩形钢管；3.11、长边外侧板；3.111、上槽口；3.112、双侧中槽口；3.113、下槽口；3.12、长边内侧板；3.121、肋板槽；3.13、短边侧板；3.131、单侧上槽口；3.132、单侧中槽口；3.133、单侧下槽口；3.2、加强环板；3.3、肋板；4、连接螺栓A；5、钢梁；5.1、上翼缘板；5.2、下翼缘板；5.3、腹板5.3；6、第一连接件；6.1、顶板；6.2、底板；6.3、支撑板；6.3.1、条形孔；6.3.2、调节孔；6.3.3、柱纵筋贯穿孔；7、U型连接板；7.1、水平板段；7.2、U型板段；8、插接件；8.1、第一插接板；8.2、第二插接板；8.21、卡槽；8.3、三角加劲板；9、黄铜摩擦板；10、刚性垫板；11、钢筋混凝土柱；11.1、柱纵筋；11.2、柱箍筋；11.3、混凝土柱。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步地描述。

实施例一

如图1～3所示的一种钢管约束钢筋混凝土柱与钢梁连接节点，包括钢管约束钢筋混凝土柱、若干钢梁5、第一连接件6和耗能组件；

所述钢梁5沿钢管约束钢筋混凝土柱的外壁间隔布置；

所述钢管约束钢筋混凝土柱包括上钢管段1、下钢管段2、位于上下钢管段之间的中部节点段3，以及下钢管段2、中部节点段3和上钢管段1内的钢筋混凝土柱；

所述上钢管段1和下钢管段2分别与中部节点段3之间预留构造缝；

钢筋混凝土柱11包括柱纵筋11.1、柱箍筋11.2以及混凝土柱11.3，所述柱纵筋11.1和柱箍筋11.2构成钢筋骨架；

所述中部节点段3的外壁固定有与钢梁5数量对应的第一连接件6，钢梁5的端部通过耗能组件与第一连接件6相连，如图3所示。

本实用新型中，所述上钢管段1和下钢管段2分别与中部节点段3之间预留宽度为10mm～20mm的构造缝。

本实用新型中，所述钢管约束钢筋混凝土柱的截面为矩形，相应地，上钢管段1、下钢管段2、中部节点段3的截面均为矩形；所述混凝土柱11.3可由普通混凝土、高性能混凝土或再生混凝土浇筑而成。所述钢梁5为H型钢梁或工字钢梁，包括上翼缘板5.1、腹板5.2和下翼缘板5.3；钢梁5有四根，分布于中部节点段3的四个外侧面。

优选地，如图8～10所示，所述第一连接件6为截面亚字型的连接梁；所述第一连接件6包括顶板6.1、底板6.2和设于顶板6.1与底板6.2之间的两块支撑板6.3；所述顶板6.1、底板6.2和支撑板6.3的内端均插入中部节点段3内，并分别通过螺栓与中部节点段3相连。支撑板6.3、顶板6.1及底板6.2与中部节点段3外壁接缝处焊接。

本实用新型中，所述第一连接件6的底板6.2内端中部开设有缺口，形成两个单侧底插板；所述第一连接件6的顶板6.1内端中部设有缺口，形成两个单侧顶插板。

优选地，如图7、11～13所示，所述耗能组件包括U型连接板7和插接件8，所述钢梁5的上翼缘板5.1与第一连接件6的顶板6.1平齐，并通过U型连接板7和连接螺栓相连；所述钢梁5的下翼缘板5.2与第一连接件6的底板6.2平齐，并通过U型连接板7和连接螺栓相连；所述插接件8的一侧开设有卡槽，所述钢梁5的腹板5.3端部插入插接件8的一侧卡槽8.21内，并通过连接螺栓相连；插接件8的另一侧插入第一连接件6的两块支撑板6.3内，并通过连接螺栓A4相连。

本实用新型中，所述U型连接板7包括两侧的水平板段7.1和中部的U型板段7.2，水平板段7.1上开设有多个螺栓孔；位于顶部的U型连接板7，搭接在钢梁5上翼缘板5.1和第一连接件6的顶板6.1上，U型板段7.2向上拱起，其中一侧的水平板段7.1通过螺栓与钢梁5的上翼缘板5.1相连，另一侧的水平板段7.1通过连接螺栓与第一连接件6的顶板6.1相连。位于底部的U型连接板7，其设于钢梁5下翼缘板5.2和第一连接件6底板6.2的底部，U型板段7.2向下拱起，其中一侧的水平板段7.1通过螺栓与钢梁5的下翼缘板5.2相连，另一侧的水平板段7.1通过螺栓与第一连接件6的底板6.2相连。

本实用新型中，所述插接件8包括第一插接板8.1和开设有卡槽8.21的第二插接板8.2，第一插接板8.1和第二插接板8.2相连，二者分别开设有螺栓孔；所述第一插接板8.1插入第一连接件6的两块支撑板6.3内，并通过连接螺栓A4相连；所述钢梁5的腹板5.3端部插入第二插接板8.2的卡槽8.21内，并通过螺栓连接。所述第一插接板8.1和第二插接板8.2的连接处设有三角加劲板8.3。

本实用新型中，在第一插接板8.1两侧可添加增大摩擦力的涂层材料，通过与第一连接件6的连接在水平及转动方向上进行摩擦耗能。

优选地，所述耗能组件还包括依次由内而外设于支撑板6.3外侧的黄铜摩擦板9和刚性垫板10，黄铜摩擦板9和刚性垫板10上分别开设有与连接螺栓A4位置对应的螺栓孔；连接螺栓A4穿过黄铜摩擦板9、刚性垫板10和第一插接板8.1上的螺栓孔，以及第一连接件6支撑板6.3上的螺栓孔(与连接螺栓A适配)，将钢梁5、插接件8、第一连接件6和中部节点段3连接为一个整体。

优选地，所述第一连接件6的支撑板6.3上开设有条形孔6.3.1，条形孔6.3.1的长度方向与钢梁5的长度方向一致；所述连接螺栓A4与条形孔6.3.1适配。

本实用新型中，条形孔6.3.1的设计，可使连接螺栓A4在条形孔6.3.1内水平移动及转动。

本实施例中，所述连接螺栓A4为高强螺栓；所述连接螺栓A4有多个，黄铜摩擦板9、刚性垫板10、第一插接板8.1和第一连接件6的支撑板6.3通过多个连接螺栓A4连接。

优选地，如图4～6所示，所述中部节点段3包括两个矩形钢管3.1，两个矩形钢管3.1的长边内侧板3.12相背布置，两个矩形钢管3.1顶部和底部分别通过加强环板3.2相连并焊接，形成截面与上下钢管段一致的整体结构；所述矩形钢管3.1的长边内侧板3.12上开设有肋板槽3.121，两个矩形钢管3.1的肋板槽3.121内穿过一块肋板3.3；所述矩形钢管3.1的长边外侧板3.11上开设有上槽口3.111、双侧中槽口3.112和下槽口3.113，上槽口3.111、双侧中槽口3.112和下槽口3.113分别依次与第一连接件6的顶板6.1、两块支撑板6.3和底板6.2适配；第一连接件6的顶板6.1、支撑板6.3和底板6.2分别插入对应的槽口内，且肋板3.3位于第一连接件6的两块支撑板6.3之间，肋板3.3的顶部和底部分别位于第一连接件6顶板6.1和底板6.2的缺口内；穿过矩形钢管3.1长边外侧板的第一连接件6通过若干螺栓与肋板3.3相连。

本实用新型中，矩形钢管3.1的厚度为肋板3.3厚度的一半。第一连接件6的顶板6.1和底板6.2上分别设有用于柱纵筋11.1穿过的柱纵筋贯穿孔6.3.3，柱纵筋贯穿孔6.3.3大小可根据实际施工确定，以方便柱纵筋11.1的安装。矩形钢管3.1与第一连接件6的支撑板6.3的缝隙处焊接。

优选地，两个矩形钢管3.1的短边侧板3.13并排布置，二者与同一个第一连接件6相连；具体地，矩形钢管3.1的两个短边侧板3.13上分别开设有单侧上槽口3.131、单侧中槽口3.132和单侧下槽口3.133，单侧上槽口3.131、单侧中槽口3.132和单侧下槽口3.133分别与第一连接件6的单侧顶插板、其中一个支撑板6.3和单侧底插板适配；位于两个矩形钢管3.1短边侧板外的第一连接件6，其中一侧的单侧顶插板、支撑板6.3和单侧底插板分别穿入一个矩形钢管3.1短边侧板3.13上的单侧上槽口3.131、单侧中槽口3.132和单侧下槽口3.133，第一连接件6的另一侧单侧顶插板、支撑板6.3和单侧底插板分别穿入另一个矩形钢管3.1短边侧板3.13上的单侧上槽口3.131、单侧中槽口3.132和单侧下槽口3.133内，两个矩形钢管3.1的长边内侧板3.12夹设在两个支撑板6.3之间，且顶部和底部分别穿过第一连接件6的顶板6.1和底板6.2的缺口，两个矩形钢管3.1的长边内侧板3.12和第一连接件6的两个支撑板6.3之间通过螺栓连接。

本实施例中，耗能组件包括U型连接板7、插接件8、刚性垫板10、黄铜摩擦板9以及连接螺栓A4，第一连接件6的支撑板6.3上开设的条形孔6.3.1，使得连接螺栓A4可以水平移动及转动，在水平及转动方向上通过U型连接板7、黄铜摩擦板8进行耗能，提高了结构的抗震能力。插接件8的第一插接板8.1、三角加劲板8.3提高了连接处的承载能力，通过螺栓插孔(与现有的单腹板的H型钢的穿孔相比)增强了其连接能力，较大程度上利用了螺栓的抗拉、抗拔及抗剪能力。连接螺栓A4的预紧力通过刚性垫板10传递到黄铜摩擦板8上，加大高强螺栓的预紧力可增大节点的摩擦耗能。插接件8使节点区的第一连接件6转换过渡与钢梁5相连，且U型连接板7还可实现震后替换。

一种如上所述钢管约束钢筋混凝土柱与钢梁连接节点的施工方法，具体包括如下步骤：

S1：节点各构件的设计及预制：根据钢梁和钢筋混凝土柱11的设计尺寸，确定各构件的尺寸，并在在工厂内对构件进行预制加工。

根据钢梁5和钢筋混凝土柱11的设计尺寸，确定各构件的尺寸，如上钢管段1、下钢管段2、中部节点段3的尺寸，以及加强环板3.2、肋板3.3、第一连接件6、耗能组件的尺寸。

在工厂内对构件进行预制，对于上钢管段1、下钢管段2，可由钢板经过一系列加工工艺从而制得方形截面的钢管；矩形钢管3.1及第一连接件6的孔洞及槽口可采用激光切割。钢梁5可利用钻床在划线处进行打孔；构件在工厂内进行预拼装及加工。

S2：在工厂内将中部节点段3及第一连接件6连接；在工厂中将两个矩形钢管3.1通过肋板3.3穿插于肋板槽3.121进行定位连接；将第一连接件6通过矩形钢管3.1的槽口分别与长边内侧板3.12、肋板3.3进行螺栓连接；再将加强环板3.2套设于两个矩形钢管3.1的顶端与底端，并对加强环板3.2与矩形钢管3.1之间的拼缝进行焊接。

S3：现场绑扎下钢管段2内的柱纵筋11.1与柱箍筋11.2；吊装下钢管段2竖直套在柱内钢筋骨架的外围，且柱纵筋11.1高出中部节点段3一定高度；将步骤S2中获得的装配件吊装至下钢管段2上方，并使柱纵筋贯穿孔6.3.3对准相应的柱纵筋11.1；再绑扎上钢管段1内的柱纵筋11.1与柱箍筋11.2，吊装上钢管段1竖直套在柱内钢筋骨架的外围；下钢管段2、上钢管段1与中部节点段3之间预留构造缝；并通过设置临时支撑(如安装相适配耳板以及固定支架)的方式将下钢管段2、上钢管段1与中部节点段3连接固定；中部节点段3内部不设置柱箍筋；

S4：吊装钢梁5并进行耗能组件的连接安装；先螺栓安装插接件8、黄铜摩擦板9以及刚性垫板10，黄铜摩擦板9与刚性垫板10仅安装在第一连接件上，再螺栓安装上下U型连接板7；

S5：钢管充当模板，不需拆除模板，且构造缝间填塞橡胶棒并用胶带贴于橡胶棒两侧充当模板，将构造缝封闭；再在上钢管段1、下钢管段2和中部节点段3内浇筑柱身混凝土，并采用分层浇筑、分层振捣的方式，形成钢筋混凝土柱11；待混凝土柱11.3达到强度要求后拆除构造缝处模板及临时支撑(如相适配耳板以及固定支架)。

实施例二

实施例二的各结构、配置以及施工方法均与实施例一相同，除以下设计：所述连接螺栓A4为高强螺栓，高强螺栓设置一根，对应地，黄铜摩擦板9、刚性垫板10、第一插接板8.1分别开设一个与高强螺栓适配的螺栓孔，第一连接件6的支撑板6.3上开设有调节孔，黄铜摩擦板9、刚性垫板10、第一插接板8.1和第一连接件6的支撑板6.3通过高强螺栓连接，如图14～17所示。

本实施例中，耗能组件包括U型连接板7、插接件8、刚性垫板10、黄铜摩擦板9以及连接螺栓A4，第一连接件6的支撑板6.3上开设的条形孔6.3.1，使得连接螺栓A4可以水平移动及转动，在水平及转动方向上通过U型连接板7、黄铜摩擦板8进行耗能，提高了结构的抗震能力。插接件8的第一插接板8.1、三角加劲板8.3提高了连接处的承载能力，高强螺栓与摩擦黄铜片、插接件8、第一连接件6的支撑板6.3连接形成转动摩擦铰，且第一连接件6的支撑板6.3开设有单个的螺栓孔，使得耗能组件可以水平移动及转动。连接螺栓A4为高强螺栓，高强螺栓的预紧力通过刚性垫板10传递到黄铜摩擦板9上，加大高强螺栓的预紧力可增大节点的摩擦耗能，插接件8使节点区的第一连接件6转换过渡与钢梁5相连；且U型连接板7还可实现震后替换。

本实用新型中节点结构安装完成后再进行混凝土浇注，且钢管充当模板、构造缝间填塞橡胶棒并用胶带贴于橡胶棒两侧充当模板，将构造缝封闭；节点的大部分构件在工厂预制组装好，只需现场进行装配，有效解决了梁柱节点施工复杂的问题，黄铜摩擦板与刚性垫板只需安装在第一连接件上，减少连接处的安装难度；中部节点段3的两个矩形钢管3.1内不需要绑扎箍筋，减少了施工难度，提升施工进度，加快了施工工期，且装配式安装方式具有绿色施工优势。该节点传力合理、承载力强等，达到了“强柱弱梁”目的，且具有施工方便、延性及抗震性能好等优点。

本实用新型中，第一连接件6分别与中部节点段3钢管、肋板进行螺栓连接，与节点段两矩形钢管外壁接缝处焊接以及中部节点段的加强环板与矩形钢管相连，实现了节点区的整体连接；第一连接件6的支撑板6.3、肋板3.3以及节点区矩形钢管3.1之间的连接在中部节点段3内形成田字形结构，扩大了核心混凝土的约束区域，增强了钢管对混凝土的约束效应，增大节点的受压承载力、抗剪能力及刚度，提高了整个节点区的连接强度。

本实用新型通过梁柱节点的连接构造，使得钢梁5弯矩和钢梁5剪力有效的传递到节点区，加强了节点抗剪强度，使得节点区混凝土柱外钢管不直接承受钢梁5传递的承载力，而是节点区第一连接件6、混凝土、内部钢管以及肋板3.3等承受钢梁5传递的承载力。钢梁5传递的弯矩一部分通过第一连接件6以翼缘力形式传递给节点区内，第一连接件6伸入混凝土柱内的内端翼缘(也即顶板6.1和底板6.2)将弯矩有效传递给混凝土柱11.3；一部分通过支撑板6.3在横向方向与肋板3.3连接的螺栓将弯矩有效传递给肋板3.3，在纵向方向与长边内侧板3.12连接的螺栓将弯矩有限传递给长边内侧板3.12，增强了节点的受弯强度；钢梁5的剪力主要是通过第一连接件6的支撑板6.3传递给节点区，横向方向第一连接件6的支撑板6.3通过与肋板3.3螺栓相连，来有效传递剪力给肋板3.3，以及纵向方向第一连接件6的支撑板6.3通过与矩形钢管3.1的长边内侧板3.12螺栓连接，来有效传递给节点区，增强了节点的受剪强度。

本实用新型中，第一连接件6的截面为亚字型，与H型钢梁5相比，抗剪承载力较高，第一连接件6与H型钢梁5连接，既兼顾了大部分工程常用的H型钢梁5，又提高了节点中梁的抗剪承载力。

本实用新型中耗能组件包括U型连接板7、插接件8，在水平方向及转动方向上通过U型连接板7和黄铜摩擦板9进行耗能，并使得梁柱节点的塑性铰外移，极大地提高了整个结构的抗震能力；插接件8的第一插接板8.1提高了连接处的承载能力，连接处的螺栓插孔较比于单腹板的H型钢穿孔增强了其连接能力，较大程度上利用了螺栓的抗拉、抗拔及抗剪能力；U型连接板7还可实现震后替换。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

最后应说明的是，以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种钢管约束钢筋混凝土柱与钢梁连接节点，其特征在于，包括钢管约束钢筋混凝土柱、若干钢梁、第一连接件和耗能组件；

所述钢梁沿钢管约束钢筋混凝土柱的外壁间隔布置；

所述钢管约束钢筋混凝土柱包括上钢管段、下钢管段、位于上下钢管段之间的中部节点段，以及浇筑于下钢管段、中部节点段和上钢管段内的钢筋混凝土柱；

所述上钢管段和下钢管段分别与中部节点段之间预留构造缝；

所述钢筋混凝土柱包括柱纵筋、柱箍筋以及混凝土柱，所述柱纵筋和柱箍筋构成钢筋骨架；

所述中部节点段的外壁固定有与钢梁数量对应的第一连接件，钢梁的端部通过耗能组件与第一连接件相连。

2.如权利要求1所述的钢管约束钢筋混凝土柱与钢梁连接节点，其特征在于，所述第一连接件包括顶板、底板和设于顶板与底板之间的两块支撑板；所述顶板、底板和支撑板的内端均插入中部节点段内，并分别通过螺栓与中部节点段相连。

3.如权利要求2所述的钢管约束钢筋混凝土柱与钢梁连接节点，其特征在于，所述第一连接件的底板内端中部开设有缺口，形成两个外端相连、内端分开的单侧底插板；所述第一连接件的顶板内端中部设有缺口，形成两个外端相连、内端分开的单侧顶插板。

4.如权利要求3所述的钢管约束钢筋混凝土柱与钢梁连接节点，其特征在于，所述耗能组件包括U型连接板和插接件，所述钢梁上翼缘板与第一连接件的顶板平齐，并通过U型连接板和连接螺栓相连；所述钢梁的下翼缘板与第一连接件的底板平齐，并通过U型连接板和连接螺栓相连；所述插接件包括第一插接板和开设有卡槽的第二插接板，第一插接板和第二插接板相连，二者分别开设有螺栓孔；所述第一插接板插入第一连接件的两块支撑板内，并通过连接螺栓A相连；所述钢梁的腹板端部插入第二插接板的卡槽内，并通过螺栓连接；所述第一插接板和第二插接板的连接处设有三角加劲板。

5.如权利要求4所述的钢管约束钢筋混凝土柱与钢梁连接节点，其特征在于，所述U型连接板包括两侧的水平板段和中部的U型板段，水平板段上开设有多个螺栓孔；位于顶部的U型连接板，搭接在钢梁上翼缘板和第一连接件的顶板上，U型板段向上拱起，其中一侧的水平板段通过螺栓与钢梁的上翼缘板相连，另一侧的水平板段通过连接螺栓与第一连接件的顶板相连；位于底部的U型连接板，其设于钢梁下翼缘板和第一连接件底板的底部，U型板段向下拱起，其中一侧的水平板段通过螺栓与钢梁的下翼缘板相连，另一侧的水平板段通过螺栓与第一连接件的底板相连。

6.如权利要求4所述的钢管约束钢筋混凝土柱与钢梁连接节点，其特征在于，所述耗能组件还包括依次由内而外设于支撑板外侧的黄铜摩擦板和刚性垫板，黄铜摩擦板和刚性垫板上分别开设有与连接螺栓A位置对应的螺栓孔；连接螺栓A穿过黄铜摩擦板、刚性垫板和第一插接板上的螺栓孔，以及第一连接件支撑板上的螺栓孔，将钢梁、插接件、第一连接件和中部节点段连接为一个整体。

7.如权利要求6所述的钢管约束钢筋混凝土柱与钢梁连接节点，其特征在于，所述第一连接件的支撑板上开设有条形孔，条形孔的长度方向与钢梁的长度方向一致；所述连接螺栓A与条形孔适配。

8.如权利要求4所述的钢管约束钢筋混凝土柱与钢梁连接节点，其特征在于，所述中部节点段包括两个矩形钢管，两个矩形钢管的长边内侧板相背布置并焊接，二者的顶部和底部分别通过加强环板相连，形成截面与上下钢管段一致的整体结构；所述矩形钢管的长边内侧板上开设有肋板槽，两个矩形钢管的肋板槽内穿过一块肋板；所述矩形钢管的长边外侧板上开设有上槽口、双侧中槽口和下槽口，上槽口、双侧中槽口和下槽口分别依次与第一连接件的顶板、两块支撑板和底板适配；第一连接件的顶板、支撑板和底板分别插入对应的槽口内，且肋板位于第一连接件的两块支撑板之间，肋板的顶部和底部分别位于第一连接件顶板和底板的缺口内；穿过矩形钢管长边外侧板的第一连接件通过若干螺栓与肋板相连。

9.如权利要求8所述的钢管约束钢筋混凝土柱与钢梁连接节点，其特征在于，两个矩形钢管的短边侧板并排布置，二者与同一个第一连接件相连；矩形钢管的两个短边侧板上分别开设有单侧上槽口、单侧中槽口和单侧下槽口，单侧上槽口、单侧中槽口和单侧下槽口分别与第一连接件的单侧顶插板、其中一个支撑板和单侧底插板适配；位于两个矩形钢管短边侧板外的第一连接件，其中一侧的单侧顶插板、支撑板和单侧底插板分别穿入一个矩形钢管短边侧板上的单侧上槽口、单侧中槽口和单侧下槽口，第一连接件的另一侧单侧顶插板、支撑板和单侧底插板分别穿入另一个矩形钢管短边侧板上的单侧上槽口、单侧中槽口和单侧下槽口内，两个矩形钢管的长边内侧板夹设在两个支撑板之间，且顶部和底部分别穿过第一连接件的顶板和底板的缺口，两个矩形钢管的长边内侧板和第一连接件的两个支撑板之间通过螺栓连接。