[發明專利]節點區加強的鋼管約束混凝土柱-鋼筋混凝土梁框架節點

在審

• 申請號: 201510293315.4
• 申請日: 2015-05-29
• 公開（公告）號: CN104863258A
• 公開（公告）日: 2015-08-26
• 發明（設計）人: 劉界鵬;楊遠龍;周緒紅;閆標;王宣鼎
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: E04B1/30
• 分類號: E04B1/30;E04B1/58
• 代理公司: 重慶大學專利中心 50201
• 代理人: 王翔

技術領域

本發明屬于一種建筑結構構件，特別涉及一種鋼-混凝土組合結構梁柱框架節點。

背景技術

鋼管約束混凝土柱是在鋼管內澆筑混凝土形成的一種組合結構豎向承重構件，是在鋼管混凝土柱基礎上針對其框架節點構造復雜的問題而提出的新型組合結構構件。鋼管約束混凝土柱的鋼管僅在柱身布置，在梁柱節點處斷開，與鋼筋混凝土梁組合形成鋼筋混凝土框架節點。目前在高層建筑、工業廠房和大跨空間結構中受力較大的承重柱已逐漸使用鋼管約束混凝土柱。

然而目前已應用的鋼管約束混凝土柱框架節點與傳統鋼筋混凝土框架節點的區別是節點承載力較弱，無法保證“強節點弱構件”設計要求。為了改善這種框架節點的力學性能，使節點的承載力能夠保證其破壞在梁柱構件破壞后發生，本發明提出了一種節點核心區加強的鋼管約束混凝土柱-鋼筋混凝土梁框架節點。在節點核心區設置加固鋼管，使得對柱子的鋼管約束能延伸到節點區。在加固鋼管上開設孔洞，方便梁鋼筋穿過，同時使得梁和柱的混凝土連通，增大節點區的剛度和承載力。

發明內容

為了在工程中推廣鋼管約束混凝土柱的應用，使其在鋼材用量、節點構造形式、施工速度和質量等方面具有優勢，本發明提出了一種節點區加強的鋼管約束混凝土柱-鋼筋混凝土梁框架節點。

為實現本發明目的而采用的技術方案是這樣的：一種節點區加強的鋼管約束混凝土柱-鋼筋混凝土梁框架節點，包括上鋼管、下鋼管和外包鋼管，以及交叉的至少兩根橫梁。所述外包鋼管是上下兩端均敞口的中空圓柱體。外包鋼管的四面分別開有四組孔洞。所述上鋼管和下鋼管均是上下兩端敞口的中空圓柱體。所述上鋼管的下端位于外包鋼管的上端的上方。所述下鋼管的上端位于外包鋼管的下端的下方。若干交錯的受力鋼筋Ⅱ穿過所述外包鋼管上的孔洞。這些受力鋼筋Ⅱ的布置沿外包鋼管的徑向。若干箍筋Ⅱ與受力鋼筋Ⅱ綁扎在一起，形成橫梁筋籠。若干受力鋼筋Ⅰ穿過外包鋼管、上鋼管和下鋼管的內腔。若干箍筋Ⅰ與受力鋼筋Ⅰ綁扎在一起，共同形成外包鋼管、上鋼管和下鋼管內腔中的管內筋籠。所述管內筋籠中澆筑混凝土Ⅰ。所述橫梁筋籠中澆筑混凝土Ⅱ。

值得說明的是，本發明是鋼管約束混凝土柱和鋼筋混凝土梁在框架節點核心區的連接構造形式，在節點核心區設置加固鋼管，使得對柱子的鋼管約束能延伸到節點區。在加固鋼管上開設孔洞，方便梁鋼筋穿過和錨固，同時使得梁和柱的混凝土連通，增大節點區的剛度和承載力。本發明的鋼管約束混凝土柱-鋼筋混凝土梁框架節點，相對于已有的鋼管混凝土柱-鋼梁框架節點具有節省鋼材、節點構造簡單、方便施工、經濟合理的優勢，具有較好的綜合經濟效益。

進一步，鋼管采用無縫鋼管或焊接鋼管，鋼材采用碳素結構鋼Q235級鋼材、低合金高強度結構鋼Q345級、Q390級、Q420級或Q460級鋼材。

進一步，混凝土采用普通混凝土、輕骨料混凝土或高性能混凝土。

進一步，受力鋼筋采用熱軋帶肋鋼筋HRB400級、HRB500級、HRBF400級或HRBF500級強度等級。

進一步，箍筋采用熱軋光面鋼筋HPB300級、熱軋帶肋鋼筋HRB335級、HRB400級、HRB500級、HRBF335級、HRBF400級或HRBF500級強度等級。

本發明提出的節點區加強的鋼管約束混凝土柱-鋼筋混凝土梁框架節點具有下列優點：

1.本發明中的鋼管約束混凝土柱力學性能良好，能充分發揮鋼管和混凝土各自的力學性能優勢。鋼管對混凝土提供有效的側向約束，顯著提高混凝土的承載力和延性，同時鋼管在柱端部斷開，不直接承擔豎向荷載，避免了鋼管局部屈曲引起的對混凝土約束效應的降低，因此鋼管約束混凝土柱在承載力、延性和抗震性能方面具有較大的優勢。

2.本發明中將鋼管約束混凝土柱和傳統的鋼筋混凝土梁搭配組成組合結構框架節點。相對于現有大多數鋼結構和組合結構采用鋼梁來說，用鋼量顯著降低，同時避免了鋼梁的整體和局部失穩，經濟性能顯著提高。

3.本發明中在節點核心區設置加固鋼管，鋼管厚度不必與柱鋼管保持一致，可以根據“強節點弱構件”的設計要求來確定。節點區鋼管上開設孔洞，方便混凝土梁縱筋的穿入和錨固，使節點有效傳遞兩端彎矩，同時也使梁和柱的混凝土連成整體，使節點有效傳遞梁端剪力。

附圖說明

圖1是節點區加強的鋼管約束混凝土柱-鋼筋混凝土梁框架節點示意圖。圖2是節點區加強的鋼管約束混凝土柱-鋼筋混凝土梁框架節點的鋼結構部分立面圖。