[發(fā)明專利]一種預(yù)應(yīng)力裝配式高性能方鋼管混凝土柱?混凝土梁節(jié)點(diǎn)及其施工方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710136985.4
• 申請(qǐng)日: 2017-03-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106836490A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李杉;盧亦焱;劉真真;李霆;胡霽月;祝濤;唐文水;李偉捷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號(hào): E04B1/30
• 分類號(hào): E04B1/30;E04B1/58
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)42222
• 代理人: 程欣

技術(shù)領(lǐng)域

發(fā)明涉及一種新型梁柱節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，具體涉及一種預(yù)應(yīng)力裝配式高性能方鋼管混凝土柱-混凝土梁節(jié)點(diǎn)及其施工方法。

背景技術(shù)

梁柱節(jié)點(diǎn)也稱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)，在結(jié)構(gòu)中起到傳遞荷載與連接梁柱的作用。歷次的地震資料表明，在地震中結(jié)構(gòu)的破壞大多發(fā)生在梁柱節(jié)點(diǎn)上，或者是由梁柱節(jié)點(diǎn)的破壞而引起的整個(gè)結(jié)構(gòu)的坍塌。因此，梁柱節(jié)點(diǎn)的連接性能對(duì)結(jié)構(gòu)的整體性能起著決定性的作用。只有通過(guò)設(shè)計(jì)施工，提高節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度及延性，防止節(jié)點(diǎn)剪切和壓縮脆性破壞早于梁、柱的破壞，其他構(gòu)件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)才有實(shí)際意義，整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全性及穩(wěn)定性才有保障。

目前，鋼管混凝土柱-混凝土梁節(jié)點(diǎn)按其穿心構(gòu)件是否穿過(guò)鋼管混凝土柱，可分為非穿心節(jié)點(diǎn)和穿心節(jié)點(diǎn)兩大類。常見(jiàn)的非穿心節(jié)點(diǎn)有加強(qiáng)環(huán)式節(jié)點(diǎn)、環(huán)梁節(jié)點(diǎn)、鋼筋環(huán)繞式節(jié)點(diǎn)等。加強(qiáng)環(huán)式節(jié)點(diǎn)通過(guò)上下鋼板加強(qiáng)環(huán)傳遞彎矩，同時(shí)兩個(gè)加強(qiáng)環(huán)之間設(shè)置豎向加勁肋板，用以傳遞剪力。環(huán)梁節(jié)點(diǎn)依靠鋼管壁外貼焊的環(huán)形鋼筋或短牛腿將梁端剪力傳遞給核心混凝土，梁端彎矩由部分焊于牛腿翼緣上的鋼筋和部分錨固在環(huán)梁里的鋼筋傳遞。鋼筋環(huán)繞式節(jié)點(diǎn)的梁鋼筋從鋼管邊繞過(guò)，以有效承受彎矩，另加焊于鋼管的短牛腿作為支承，以承受剪力。非穿心節(jié)點(diǎn)沒(méi)有零部件穿過(guò)鋼管，因此特別適用于小直徑的鋼管混凝土柱；但節(jié)點(diǎn)用鋼量大，加工復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)焊接工作量大，焊接質(zhì)量要求高。

常見(jiàn)的穿心節(jié)點(diǎn)有牛腿穿心節(jié)點(diǎn)、鋼筋貫穿式節(jié)點(diǎn)、十字板式節(jié)點(diǎn)等幾種形式。穿心牛腿節(jié)點(diǎn)有明牛腿和暗牛腿之分，暗牛腿可以只承受剪力，即通常所說(shuō)的承重銷節(jié)點(diǎn)，也可以同時(shí)承受剪力和彎矩。鋼筋貫穿式節(jié)點(diǎn)是通過(guò)在鋼管壁上開(kāi)孔，使梁縱筋貫穿鋼管柱，以達(dá)到傳遞彎矩的目的，剪力由直接焊于鋼管壁的明牛腿或暗牛腿承擔(dān)。十字板式節(jié)點(diǎn)是在鋼管內(nèi)設(shè)置十字加勁板以提高節(jié)點(diǎn)區(qū)的整體剛度和承載力。穿心節(jié)點(diǎn)整體剛度較大，但節(jié)點(diǎn)處構(gòu)造復(fù)雜，澆筑困難，存在因鋼管局部破壞而降低柱承載力的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)這種兩大類傳統(tǒng)節(jié)點(diǎn)形式都限制了節(jié)點(diǎn)內(nèi)的相對(duì)位移，剛度大，但是延性較差，不能有效地消耗地震作用，往往先于梁、柱發(fā)生破壞，難以滿足“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)”的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明基于上述情況，提出一種預(yù)應(yīng)力裝配式高性能方鋼管混凝土柱-混凝土梁節(jié)點(diǎn)及其制作方法，該節(jié)點(diǎn)采用預(yù)制構(gòu)件現(xiàn)場(chǎng)裝配，最大程度的提高了施工效率且易于質(zhì)量控制。同時(shí)利用預(yù)應(yīng)力筋為節(jié)點(diǎn)提供地震作用下的自動(dòng)復(fù)位功能，提高節(jié)點(diǎn)的耗能能力，增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)抗震性能，達(dá)到“小震不壞、中震可修、大震不倒”的設(shè)防目標(biāo)，保證主體結(jié)構(gòu)在地震中基本保持完好，為人們生命安全提供保障。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：

一種預(yù)應(yīng)力裝配式高性能方鋼管混凝土柱-混凝土梁節(jié)點(diǎn)，

該節(jié)點(diǎn)包括方鋼管混凝土柱、鋼筋混凝土梁、預(yù)應(yīng)力筋；所述方鋼管混凝土柱與鋼筋混凝土梁內(nèi)分別設(shè)置有相互配合的預(yù)應(yīng)力筋孔道；所述方鋼管混凝土柱與鋼筋混凝土梁內(nèi)部通過(guò)穿過(guò)預(yù)應(yīng)力筋孔道的預(yù)應(yīng)力筋連接；所述方鋼管混凝土柱與鋼筋混凝土梁外部通過(guò)角鋼連接。

作為優(yōu)選項(xiàng)：所述方鋼管混凝土柱為澆筑混凝土的方形鋼管，所述方形鋼管由4塊鋼板焊接而成；所述每塊鋼板內(nèi)壁上、在與鋼筋混凝土梁連接區(qū)平行向鋼管內(nèi)側(cè)垂直的設(shè)置有2塊梯形鋼板，所述2塊梯形鋼板間距較鋼筋混凝土梁的高度大80mm以上；所述梯形鋼板下底與鋼板寬度相等，并與鋼板焊接，上底寬度較下底寬度小30mm以上；所述每塊鋼板兩端梯形鋼板之間垂直焊接有加勁肋。

作為優(yōu)選項(xiàng)：所述加勁肋的厚度大于4mm，高度等于兩端梯形鋼板之間的距離，寬度與梯形鋼板高度一致。

作為優(yōu)選項(xiàng)：所述方鋼管混凝土柱上的預(yù)應(yīng)力筋孔道不少于4個(gè)，上下左右對(duì)稱布置在鋼管與鋼筋混凝土梁連接區(qū)；當(dāng)預(yù)留預(yù)應(yīng)力筋孔道數(shù)為單數(shù)時(shí)，中部應(yīng)預(yù)留1個(gè)預(yù)應(yīng)力筋孔洞，其他預(yù)應(yīng)力筋孔洞均勻分布在其周圍。

作為優(yōu)選項(xiàng)：所述鋼筋混凝土梁的兩端設(shè)置有鋼套筒。

作為優(yōu)選項(xiàng)：所述預(yù)應(yīng)力筋為無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋。

本發(fā)明還提供一種如上述的預(yù)應(yīng)力裝配式高性能方鋼管混凝土柱-混凝土梁節(jié)點(diǎn)的施工方法，