復式鋼管混凝土柱-鋼梁穿心加腋型節點的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于建筑結構工程技術和橋梁工程技術領域，特別涉及一種復式鋼管混凝土柱-鋼梁穿心加腋型節點設計。
【背景技術】
[0002]復式鋼管混凝土柱是在普通鋼管混凝土柱基礎上發展起來的一種新型組合柱，它不但可以在減小相對截面面積的同時，能達到更好約束核心混凝土、提高柱承載力、延性以及耐火性能的目的，而且可以安全可靠地采用高強混凝土，而不用考慮軸壓比限值的影響。因此復式鋼管混凝土結構具備足夠的抗震防倒塌安全儲備，可以應用于抗震設防區的工程結構中。節點作為結構設計中關鍵環節，一直是工程人員的一項不可忽視的工作，然而目前關于復式鋼管混凝土柱的節點研究尚處于起步階段，適合復式鋼管混凝土結構的節點形式，特別是鋼梁與復式鋼管混凝土柱的節點還比較少，因此有必要研究合理的梁柱節點形式及其節點性能，以便推廣復式鋼管混凝土結構這一優越的結構形式在工程實踐中的應用。

【發明內容】

[0003]本發明針對現有工程技術存在的不足，在考慮復式鋼管混凝土自身外形特點的基礎上，提供了一種新型的復式鋼管混凝土柱-鋼梁穿心加腋型節點設計方案。
[0004]本發明復式鋼管混凝土柱-鋼梁穿心加腋型節點，由復式鋼管混凝土柱、鋼梁及傳力構件組成。所述的復式鋼管混凝土柱包括外鋼管1、內鋼管2及內部灌注的混凝土 3，所述的鋼梁4包括上下翼緣和腹板，所述的傳力構件為斜向腋板5。其特征在于:鋼梁4腹板在節點核心處連續貫通，鋼梁4上下翼緣在內鋼管2內部間斷；鋼梁4與外鋼管1和內鋼管2交匯處進行焊接補強；同時，在鋼梁4上下翼緣處與外鋼管1壁之間焊有斜向腋板5，為保證斜向腋板5穩定性，在斜向腋板5側面面向梁柱交界處焊接垂直肋板6。
[0005]所述的復式鋼管混凝土柱類型為復式空心鋼管混凝土柱或實復式鋼管混凝土柱，內鋼管與外鋼管的截面組合形式為:內圓外圓、內方外方、內圓外方、內方外圓或內矩形外矩形、內矩形外方形、內矩形外圓形。所述的內鋼管與外鋼管均采用圓鋼管外徑或方鋼管邊長或矩形鋼管短邊邊長和鋼管壁厚之比大于20的薄壁鋼管。所述的鋼構件的鋼材可采用普通強度鋼材或屈服強度在460Mpa以上的高強鋼材。所述的鋼梁腹板在受力主方向上保持連續貫通，而受力次方向的鋼梁腹板在中心處斷開，并從兩側焊接于主方向的貫通腹板上。所述的斜向腋板采用矩形鋼板，斜向腋板與鋼梁翼緣等寬且二者夾角宜保持在30°和60°之間，其側面的垂直肋板可根據設計需要采用不同高度，且垂直肋板與斜向腋板、鋼梁、外鋼管連接處均采用雙面角焊縫連接。
[0006]有益效果:
[0007]1、本發明復式鋼管混凝土柱-鋼梁穿心加腋型節點，鋼梁穿心可將其端部受到的彎矩和剪力有效傳遞到節點核心區，同時斜向腋板的存在分擔了鋼梁翼緣拉壓力，能夠實現梁端塑性鉸外移，達到保護節點域的目的，提高節點的承載力。故該節點抗彎抗剪能力強，傳力路徑明確可靠，容易滿足剛性節點的要求，實現強柱弱梁、節點更強的抗震設計目的，有利于復式鋼管混凝土結構的應用。
[0008]2、本發明復式鋼管混凝土柱-鋼梁穿心加腋型節點，鋼梁在內鋼管內僅保留腹板，且受力主方向的鋼梁腹板在內鋼管中保持連續貫通，受力次方向的鋼梁腹板在中心處斷開，并從兩側焊接于主方向鋼梁腹板上，該構造措施易于保證管內混凝土的澆筑及密實且有利于兩個方向受力的協調性。
[0009]3、本發明復式鋼管混凝土柱-鋼梁穿心加腋型節點，具有外形美觀、設計簡單、工程造價低、混凝土易澆筑、便于施工等優點，且力學性能優越，可以廣泛地應用到高層、超高層組合結構以及鋼混組合橋梁結構中。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發明的復式鋼管混凝土柱截面圖；
[0011]圖2為復式鋼管混凝土柱-鋼梁穿心加腋型節點平面示意圖；
[0012]圖3為圖2中節點的1-Ι剖面示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面參照附圖對本發明進行詳細說明。
[0014]本發明由復式鋼管混凝土柱、鋼梁及傳力構件組成。復式鋼管混凝土柱包括外鋼管1、內鋼管2及內部灌注的混凝土 3，如圖1所示為內圓外方的實復式鋼管混凝土柱截面。
[0015]如圖2、圖3所示，復式鋼管混凝土柱包括外鋼管1、內鋼管2及內部灌注的混凝土3 ;鋼梁4包括上下翼緣和腹板；傳力構件為斜向腋板5。具體實施如下:在混凝土 3澆灌之前，首先根據鋼梁4的外輪廓在外鋼管1上開槽，在鋼管2上根據鋼梁4高度開豎槽，保證鋼梁4腹板在整個節點處連續貫通，鋼梁4上下翼緣在內鋼管2內部間斷；鋼梁4與外鋼管1和內鋼管2交匯處進行焊接補強；其次，在鋼梁4與外鋼管1壁之間焊有斜向腋板5，為保證斜向腋板5穩定性，在斜向腋板5側面面向梁柱交界處焊接垂直肋板6 ;最后，澆灌節點處混凝土 3，形成復式鋼管混凝土柱-鋼梁穿心加腋型節點。
[0016]本發明涉及的鋼管混凝土柱可采用鋼管的截面組合形式為內圓外圓、內方外方、內圓外方、內方外圓或內矩形外矩形、內矩形外方形、內矩形外圓形的復式空心鋼管混凝土柱或實復式鋼管混凝土柱；混凝土可采用普通混凝土、高強混凝土、自密實混凝土其中任意一種；內鋼管與外鋼管均采用薄壁鋼管；鋼構件的鋼材可采用普通強度鋼材或高強度鋼材；鋼梁腹板在受力主方向上保持連續貫通，而受力次方向的鋼梁腹板在中心處斷開，并從兩側焊接于主方向的貫通腹板上；所述的斜向腋板采用矩形鋼板，斜向腋板與鋼梁翼緣等寬且二者夾角宜保持在30°和60°之間，其側面的垂直肋板可根據設計需要采用不同高度，且垂直肋板與斜向腋板、鋼梁、外鋼管連接處均采用雙面角焊縫連接。
【主權項】
1.復式鋼管混凝土柱-鋼梁穿心加腋型節點，由復式鋼管混凝土柱、鋼梁及傳力構件組成，所述的復式鋼管混凝土柱包括外鋼管(1)、內鋼管(2)及內部灌注的混凝土(3)，所述的鋼梁(4)包括上下翼緣和腹板，所述的傳力構件為斜向腋板(5)。其特征在于:鋼梁(4)腹板在節點核心處連續貫通，鋼梁(4)上下翼緣在內鋼管內部間斷；鋼梁(4)與外鋼管(1)和內鋼管(2)交匯處進行焊接補強；同時，在鋼梁(4)和復式鋼管混凝土柱外鋼管(1)之間焊有斜向腋板(5)，為保證斜向腋板(5)穩定性，在斜向腋板(5)側面面向梁柱交界處焊接垂直肋板(6)。2.如權利要求1所述的復式鋼管混凝土柱-鋼梁穿心加腋型節點，其特征在于:所述的復式鋼管混凝土柱類型為復式空心鋼管混凝土柱或實復式鋼管混凝土柱，內鋼管與外鋼管的截面組合形式為:內圓外圓、內方外方、內圓外方、內方外圓或內矩形外矩形、內矩形外方形、內矩形外圓形。3.如權利要求1所述的復式鋼管混凝土柱-鋼梁穿心加腋型節點，其特征在于:所述的混凝土為普通混凝土或高強混凝土或自密實混凝土。4.如權利要求1所述的復式鋼管混凝土柱-鋼梁穿心加腋型節點，其特征在于:所述的內鋼管與外鋼管均采用圓鋼管外徑或方鋼管邊長或矩形鋼管短邊邊長和鋼管壁厚之比大于20的薄壁鋼管。5.如權利要求1所述的復式鋼管混凝土柱-鋼梁穿心加腋型節點，其特征在于:所述的鋼構件的鋼材可采用普通強度鋼材或屈服強度在460Mpa以上的高強鋼材。6.如權利要求1所述的復式鋼管混凝土柱-鋼梁穿心加腋型節點，其特征在于:所述的鋼梁腹板在受力主方向上保持連續貫通，而受力次方向的鋼梁腹板在中心處斷開，并從兩側焊接于主方向的貫通腹板上。7.如權利要求1所述的復式鋼管混凝土柱-鋼梁穿心加腋型節點，其特征在于:所述的斜向腋板采用矩形鋼板，斜向腋板與鋼梁翼緣等寬且二者夾角宜保持在30°和60°之間，其側面的垂直肋板可根據設計需要采用不同高度，且垂直肋板與斜向腋板、鋼梁、外鋼管連接處均采用雙面角焊縫連接。
【專利摘要】本發明復式鋼管混凝土柱-鋼梁穿心加腋型節點，涉及一種復式鋼管混凝土柱與鋼梁的節點連接形式，屬于建筑工程和橋梁工程技術領域。該節點由復式鋼管混凝土柱、鋼梁以及傳力構件組成。所述的復式鋼管混凝土柱由內鋼管、外鋼管及灌注的混凝土組成；所述的鋼梁由上下翼緣和腹板組成；所述的傳力構件為斜向腋板。鋼梁腹板在節點核心處連續貫通，鋼梁上下翼緣在內鋼管內部間斷，鋼梁與內外鋼管交匯處進行焊接補強；同時，在鋼梁和復式鋼管混凝土柱之間焊有加肋的斜向腋板。本發明的節點構造簡單，施工方便，結合了鋼梁穿心和梁端加腋的構造措施，具備剛度和強度高，整體性好，傳力路徑明確等優點，能夠實現復式鋼管混凝土柱與鋼梁的剛性連接。
【IPC分類】E04B1/98, E01D101/26, E04B1/58, E01D19/00
【公開號】CN105369903
【申請號】CN201510849635
【發明人】張玉芬, 王強
【申請人】北方工業大學
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年11月30日