本發明涉及鋼與混凝土組合框架技術領域，特別涉及一種鋼管混凝土柱-U型鋼板組合梁框架。

背景技術：

鋼與混凝土組合結構是現代建筑結構中一種常見的結構形式，由于其能充分的發揮兩種材料各自的力學優勢，故此在大跨度結構及高層建筑中應用廣泛，在結構抗震方面，組合結構還具有好的延性，這拓展了其應用范圍。工程中常見的組合柱有鋼管混凝土柱、勁性混凝土柱，組合梁有型鋼混凝土組合梁、勁性混凝土梁等，他們之間兩兩組合形成不同類型的組合框架。其中應用較多的是鋼管混凝土-型鋼混凝土組合梁框架、鋼管混凝土柱-勁性梁框架、勁性框架結構等。

目前，在鋼與混凝土組合框架應用中還存在一些不足之處，如鋼材與混凝土的連接問題、框架節點的構造問題等。這些問題往往會造成結構設計及施工難度增加、不利于組合框架的推廣應用。如型鋼混凝土組合梁在型鋼與混凝土交界面處需設置大量的抗剪銷釘，而勁性混凝土構件設置連接件的數量更多，有的構件還需要將普通鋼筋焊接于型鋼上或在型鋼截面上進行開洞處理，如《型鋼混凝土組合結構技術規程》(JGJ138-2001)規定型鋼混凝土框架梁的截面高度大于或等于500mm時，在梁的兩側沿高度方向每隔200mm,應設置一根縱向腰筋,且腰筋與型鋼間宜配置拉結鋼筋。拉筋就需焊接在型鋼上或在型鋼截面上進行開洞處理，這樣將增加施工難度。框架節點構造是否合理是影響結構受力及施工難易程度的關鍵問題，從目前實際工程來看仍然有許多問題，如鋼管混凝土與型鋼混凝土組合梁框架節點，一是節點處混凝土不連續，梁混凝土與柱混凝土中間隔有鋼管壁，這會造成抗剪承載力的降低。二是型鋼大多與剛管壁面外連接，需在鋼管內增設隔板，或在管外設置環向加勁肋，節點的構造很復雜。三是梁構件中的水平鋼筋需穿過鋼管壁錨固于柱內混凝土中，需在鋼管壁上開設孔洞，且錨固鋼筋基本無法達到規范規定的錨固長度要求。對于勁性混凝土框架，同樣存在節點施工復雜的問題，梁縱筋在柱內錨固時經常需要經過設置有型鋼的截面，對與柱型鋼就需進行開洞處理，開洞會削弱構件的承載能力，《型鋼混凝土組合結構技術規程》(JGJ138-2001)第9.1.4條規定了設計上應減少梁縱向鋼筋穿過柱內型鋼柱的數量，且不宜穿過型鋼翼緣，也不應與柱內型鋼直接焊接連接，當必須在柱內型鋼腹板上預留貫穿孔時，型鋼腹板截面損失率宜小于腹板面積25％，當必須在柱內型鋼翼緣上預留貫穿孔時，宜按柱端最不利組合的M、N驗算預留孔截面的承載能力。由此可見組合框架節點仍然是目前工程界需重點關注的問題。

公開于該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種鋼管混凝土柱-U型鋼板組合梁框架，其施工簡單、設計便利、并能夠節約成本。

為實現上述目的，本發明提供了一種鋼管混凝土柱-U型鋼板組合梁框架，包括：空心鋼管，沿該空心鋼管的周向均設有若干個鋼管壁洞口；U形鋼板，若干該U形鋼板的一端固定于一個所述鋼管壁洞口，另一端相對所述鋼管壁洞口往外延伸；連接件，多組對稱的所述連接件均設于所述U形鋼板的內壁上；開口鋼筋骨架，多個該開口鋼筋骨架的兩個開口端分別設于一個所述連接件上；以及鋼筋籠，該鋼筋籠套設于所述空心鋼管內。

優選地，上述技術方案中，所述空心鋼管截面為矩形或圓形。

優選地，上述技術方案中，所述連接件設有圓孔，所述開口鋼筋骨架的兩個開口端分別設于一個所述圓孔上。

優選地，上述技術方案中，所述開口鋼筋骨架包括開口箍和兩個縱向鋼筋，多個所述開口箍的上端依次設于兩個所述縱向鋼筋上。

優選地，上述技術方案中，所述開口箍呈冂型。

優選地，上述技術方案中，還包括水平拉筋，該水平拉筋連接于所述開口鋼筋骨架的兩個開口端之間。

優選地，上述技術方案中，所述鋼筋籠由多個附加箍筋固設于四個所述附加縱筋上構成。

優選地，上述技術方案中，還包括管外約束鋼筋，至少一環所述管外約束鋼筋連接于多個所述開口鋼筋骨架上，所述管外約束鋼筋的數量為至少一層。

優選地，上述技術方案中，所述管外約束鋼筋呈矩形。

優選地，上述技術方案中，所述U形鋼板的一端剖口焊接或螺栓連接于一個所述鋼管壁洞口上。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：

本發明中的組合梁的鋼板尺寸可以根據設計要求設置，不受常規型鋼截面限值，U形鋼板和空心鋼管在混凝土施工時起到模板作用，減少施工模板的使用量，節約了建造成本；U形鋼板上的連接件及其圓孔構造提供了與開口鋼筋骨架連接的條件，使施工更加便利；U形鋼板上的連接件除了提供與開口箍的連接作用之外，還可進一步增強U形鋼板與混凝土的聯系；空心鋼管壁的開口構造能確保梁鋼筋錨固于柱內，并使得梁混凝土與柱混凝土連續，這與現有的鋼管混凝土框架節點有著本質的區別，提高了構件的抗剪承載能力，通過設置約束水平鋼筋和柱內鋼筋骨架可以方便的消除鋼管開洞引起的截面削弱。

附圖說明

圖1是根據本發明U形鋼板組合梁的斷面圖。

圖2是根據本發明U形鋼板組合梁的軸側圖。

圖3是根據本發明空心鋼管混凝土柱-U形鋼板組合梁框架節點平面圖。

圖4是根據本發明空心鋼管混凝土柱-U形鋼板組合梁框架節點軸側圖。

圖5是根據本發明混凝土澆筑后的框架節點軸側圖。

主要附圖標記說明：

1-U形鋼板，2-連接件，3-圓孔，4-開口箍，5-縱向鋼筋，6-水平拉筋，7-空心鋼管，8-附加縱筋，9-附加箍筋，10-管外約束鋼筋，11-鋼管壁洞口，12-混凝土板。

具體實施方式

下面結合附圖，對本發明的具體實施方式進行詳細描述，但應當理解本發明的保護范圍并不受具體實施方式的限制。

除非另有其它明確表示，否則在整個說明書和權利要求書中，術語“包括”或其變換如“包含”或“包括有”等等將被理解為包括所陳述的元件或組成部分，而并未排除其它元件或其它組成部分。

圖1至圖4顯示了根據本發明優選實施方式的鋼管混凝土柱-U型鋼板組合梁框架的結構示意圖。

如圖1至圖4所示，鋼管混凝土柱-U型鋼板組合梁框架包括：空心鋼管7、U形鋼板1、連接件2、開口鋼筋骨架、鋼筋籠、水平拉筋6以及外約束鋼筋10；空心鋼管7截面為矩形或圓形，空心鋼管7呈豎直設置，沿該空心鋼管7的周向均設有若干個鋼管壁洞口11；若干U形鋼板1的一端以剖口焊接的方式固定于一個鋼管壁洞口處，但該實施例不止于此，也可以螺栓連接的方式進行連接，U形鋼板1的另一端相對鋼管壁洞口11往外延伸；多組對稱的連接件2均設于U形鋼板1的內壁上，連接件2設有圓孔3；開口鋼筋骨架包括開口箍4和兩個縱向鋼筋5，多個開口箍4的上端依次設于兩個縱向鋼筋5上，開口箍4優選呈冂型；開口箍4的兩個開口端分別設于一個圓孔3上，水平拉筋6連接于開口箍4的兩個開口端之間；鋼筋籠套設于空心鋼管內，優選的，鋼筋籠由多個附加箍筋9固設于四個附加縱筋8上構成；在該實施例中，至少一環管外約束鋼筋10連接于多個開口鋼筋骨架上，管外約束鋼筋10的數量為至少一層；管外約束鋼筋10優選呈矩形。

該鋼管混凝土柱-U型鋼板組合梁框架在進行施工時，在圖1-圖4中，按計算及構造要求設置U形鋼板1，并在U形鋼板1上焊接帶有圓孔3的連接件2。將U形鋼板1的兩端面進行剖口處理；根據空心鋼管7的側面按梁的截面尺寸開鑿鋼管壁洞口11，將U形鋼板1對準鋼管壁洞口11與空心鋼管7進行全熔透剖口焊接。待焊接完成后，按照設計備好縱向鋼筋5、開口箍4、水平拉筋6、附加縱筋8、附加箍筋9以及管外約束鋼筋；將柱節點附加縱筋8和柱節點附加箍筋9綁扎成鋼筋籠，在鋼管中放置鋼筋籠，可采用焊接鋼筋挑耳臨時將鋼筋籠固定在鋼管上。然后布置縱向鋼筋5，縱向鋼筋5通過鋼管壁上開設的孔洞將其布置在正確的設計位置，使之穿過剛管壁洞口11達到設計要求的錨固條件，并通過U形鋼板1上的連接件2的圓孔3構造，設置開口鋼筋骨架，布置開口箍4過程中與縱向鋼筋5進行綁扎形成開口鋼筋骨架，待骨架形成后再布置水平拉筋6，最后布置節點管外約束鋼筋10。至此所有梁柱鋼筋布置完成。板鋼筋與普通鋼筋混凝土樓板相同，最后澆筑混凝土。

在圖5中，該組合框架的混凝土板12與普通鋼筋混凝土樓板相同，板鋼筋綁扎完畢后，關閉模板，澆筑混凝土。

前述對本發明的具體示例性實施方案的描述是為了說明和例證的目的。這些描述并非想將本發明限定為所公開的精確形式，并且很顯然，根據上述教導，可以進行很多改變和變化。對示例性實施例進行選擇和描述的目的在于解釋本發明的特定原理及其實際應用，從而使得本領域的技術人員能夠實現并利用本發明的各種不同的示例性實施方案以及各種不同的選擇和改變。本發明的范圍意在由權利要求書及其等同形式所限定。