[發(fā)明專利]一種鋼管混凝土異形柱與鋼梁連接的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110342922.7
• 申請日: 2011-11-03
• 公開（公告）號: CN103088914A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜國鋒;宋鑫;馬超
• 申請（專利權(quán)）人: 長江大學(xué)
• 主分類號: E04B1/58
• 分類號: E04B1/58
• 代理公司: 北京市中實(shí)友知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11013
• 代理人: 熊成香

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種鋼管混凝土異形柱與鋼梁連接的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，屬土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

異形截面鋼管混凝土柱應(yīng)用于高層住宅建筑能使結(jié)構(gòu)避免柱體凸出墻身，避免房間出現(xiàn)棱角，適合平面布局，提高房屋使用面積；對于異形截面鋼管混凝土柱的研究受到專家學(xué)者的普遍關(guān)注。

考慮到由幾塊鋼板直接焊接而成的異形鋼管的截面幾何形狀難以準(zhǔn)確控制，不便于工廠或現(xiàn)場制作施工、焊縫也難以保障質(zhì)量、約束能力差的問題，有關(guān)學(xué)者提出了一種新型鋼管混凝土異形柱，即由兩根方形鋼管混凝土柱直接焊接形成T形、L形鋼管混凝土柱。通過相關(guān)試驗(yàn)表明，這種新型鋼管混凝土異形柱具有較高承載力和抗震性能，并得出了相關(guān)的承載力計(jì)算公式，可以適用于實(shí)際工程。

梁柱節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)不僅直接影響到結(jié)構(gòu)的整體剛度、受力性能和安全性能，影響到施工的難易程度和施工進(jìn)度，而且制約柱構(gòu)件的運(yùn)用和推廣，因而節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)成為這種新型鋼管混凝土異形柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

為了將這種新型鋼管混凝土異形柱運(yùn)用于實(shí)際工程中，需要提出一種鋼管混凝土異形柱與鋼梁的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，以滿足鋼管混凝土異形柱實(shí)際應(yīng)用的要求。

發(fā)明內(nèi)容：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種鋼管混凝土異形柱與鋼梁連接的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，具有力學(xué)性能好、節(jié)點(diǎn)剛度大，承載力高、施工方便、成本低廉的特點(diǎn)。

本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的的。

在一種鋼管混凝土異形柱與鋼梁連接的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)中，設(shè)置有異形柱、上加強(qiáng)環(huán)、下加強(qiáng)環(huán)、工字鋼梁、拼接板、垂直肋板、摩擦型高強(qiáng)螺栓；異形柱由矩形鋼管和槽型鋼管焊接而成；上加強(qiáng)環(huán)和下加強(qiáng)環(huán)的內(nèi)空形狀與異形柱的外形形狀相同；上加強(qiáng)環(huán)和下加強(qiáng)環(huán)套箍在異形柱上并通過環(huán)繞焊接連接；垂直肋板的上端與上加強(qiáng)環(huán)焊接連接、下端與下加強(qiáng)環(huán)焊接連接、左邊與異形柱的鋼管壁焊接連接、右邊與工字鋼梁的腹板通過拼接板用摩擦型高強(qiáng)螺栓連接；上加強(qiáng)環(huán)與工字鋼梁的上翼緣板焊接連接；下加強(qiáng)環(huán)與工字鋼梁的下翼緣板焊接連接。

本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)相比具有如下有益效果：

1、封閉狀的加強(qiáng)環(huán)提高了鋼管對核心混凝土的套箍約束能力，消除了鋼管被撕裂的隱患。

2、本節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)無需對鋼管壁進(jìn)行開孔破洞，無需在管內(nèi)設(shè)置隔板和實(shí)施焊接，在現(xiàn)場就能進(jìn)行相關(guān)施工，施工方便。

3、利用上下加強(qiáng)環(huán)來分別承受拉壓力，形成力偶來抵抗梁端彎矩，利用垂直肋板來傳遞兩端剪力，節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)傳力明確。

4、傳力路徑簡潔明確，節(jié)點(diǎn)剛度大，承載力高，在適當(dāng)截面設(shè)計(jì)下能夠?qū)崿F(xiàn)“強(qiáng)柱，弱梁，節(jié)點(diǎn)更強(qiáng)”，力學(xué)性能優(yōu)越。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明節(jié)點(diǎn)處的A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明節(jié)點(diǎn)處的B-B剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明的加強(qiáng)環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。

在圖中：1.異形柱、2.上加強(qiáng)環(huán)、3.下加強(qiáng)環(huán)、4.工字鋼梁、5.拼接板、6.垂直肋板、7.摩擦型高強(qiáng)螺栓。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

一種鋼管混凝土異形柱與鋼梁連接的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，由異形柱1、上加強(qiáng)環(huán)2、下加強(qiáng)環(huán)3、工字鋼梁4、拼接板5、垂直肋板6、摩擦型高強(qiáng)螺栓7組成；異形柱1由矩形鋼管和槽型鋼管焊接而成；上加強(qiáng)環(huán)2和下加強(qiáng)環(huán)3的內(nèi)空形狀與異形柱1的外形形狀相同；上加強(qiáng)環(huán)2和下加強(qiáng)環(huán)3套箍在異形柱1上并通過環(huán)繞焊接連接；垂直肋板6的上端與上加強(qiáng)環(huán)2焊接連接、下端與下加強(qiáng)環(huán)3焊接連接、左邊與異形柱1的鋼管壁焊接連接、右邊與工字鋼梁4的腹板通過拼接板5用摩擦型高強(qiáng)螺栓7連接；上加強(qiáng)環(huán)2與工字鋼梁4的上翼緣板焊接連接；下加強(qiáng)環(huán)3與工字鋼梁4的下翼緣板焊接連接。

實(shí)施本發(fā)明時(shí)，可按以下步驟進(jìn)行：

以十字形截面鋼管混凝土柱與工字鋼梁的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)為例。

1、根據(jù)設(shè)計(jì)確定異形柱1十字形截面的尺寸，柱鋼管采用矩形鋼管和由鋼板加工成的槽型管焊接而成。

2、在施工現(xiàn)場或相關(guān)廠房加工制作工字鋼梁4，上加強(qiáng)環(huán)2、下加強(qiáng)環(huán)3、拼接板5、垂直肋板6。

3、在工字鋼梁4的腹板和垂直肋板6上的設(shè)計(jì)位置開螺栓孔洞。

4、在異形柱1的鋼管柱上按要求焊接上加強(qiáng)環(huán)2、下加強(qiáng)環(huán)3，垂直肋板6；垂直肋板6連接焊接上加強(qiáng)環(huán)2和下加強(qiáng)環(huán)3。

5、吊裝安裝異形柱1柱體，澆筑混凝土。

6、通過拼接板5，采用摩擦型高強(qiáng)螺栓7使工字鋼梁4的腹板和垂直肋板6連接，上加強(qiáng)環(huán)2與工字鋼梁4的上翼緣板焊接連接；下加強(qiáng)環(huán)3與工字鋼梁4的下翼緣板焊接連接。