[发明专利]现场装配式外伸臂组合节点

说明书

技术领域

本发明涉及一种建筑结构新型节点，特别是涉及一种钢管混凝土柱型钢梁组合结构用的现场装配式外伸臂组合节点。

背景技术

钢管混凝土利用钢管和混凝土两种材料在受力过程中的相互作用，即钢管对混凝土的约束作用使混凝土处于复杂应力状态，从而使混凝土的强度得以提高，塑性和韧性性能大为改善。同时，由于混凝土的存在可以避免或延缓钢管发生局部屈曲，可保证其材料性能的充分发挥，另外，在钢管混凝土的施工过程中，钢管还可作为浇灌其核心混凝土的模板，与钢筋混凝土相比，可节省模板费用，加快施工速度。总之，通过钢管和混凝土组合而成为钢管混凝土，不仅可以弥补两种材料各自的缺点，而且能够充分发挥二者的优点。钢管混凝土的经济效果好，大量工程实际经验表明，采用钢管混凝土的承压构件比普通钢筋混凝土承压构件可节约混凝土50%，减轻自重50%左右，钢材用量却略高或约相等。和钢结构相比，可节约钢材50%左右。节约了材料，降低了基础造价；此外钢管混凝土的防火防锈费用也低于钢结构；在日本，一些科研人员还将钢管混凝土作为一种可再利用结构进行研究，认为该种结构材料可作为绿色环保材料加以广泛深远的利用。这种材料的无污染可再利用的特点也正迎合了我国的可持续发展的战略目标。钢管混凝土结构具有承载力高、塑性和韧性好、施工方便、耐火性能较好、经济效果好等特点，能适应现代工程结构向大跨、高耸、重载发展和承受恶劣条件的需要，符合现代施工技术工业化的要求，因而正被越来越广泛地应用于设备构架柱、各种支架、栈桥柱、地铁站台柱、送变电杆塔、桁架压杆、桩、空间结构、高层和超高层建筑以及桥梁结构中，取得了良好的经济效益和社会效益。

梁柱节点是框架结构中最为核心的部分，在框架结构中起传递内力、分配内力以及保证结构整体性的作用，若节点设计不合理，将影响整个结构的稳定性能和使用性能，所以简单合理的节点设计和传力机理将更为有效地推动这种新型结构的发展。根据节点设计的原则和连接力的传递形式，目前的节点形式大致有：加强环式节点，钢筋贯通式节点，锚定板式节点，十字板式节点，钢筋环绕式节点，劲性环梁节点，单双梁式节点，抗剪环环梁节点，无梁楼盖板柱节点。目前节点的最大问题就是设计合理性与应用合理性不能两全。有些节点刚度不够无法形成刚接节点；有些节点采用内部穿心部件，影响施工速度，也很难保证混凝土浇筑质量；有些节点刚度较大，但由于种种原因造成节点构造复杂，难于施工；有些节点构造复杂，导致传力路径不明确，同时也给施工带来了困难；有些节点整体性能好，但浪费钢材、施工复杂；一些节点现场焊接工作量大，施工复杂，造价高，而且很难保证焊缝质量，节点问题已经严重制约着该结构体系发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种现场装配式外伸臂组合节点，主要为了开发一种整体性好、传力明确、构造简单、安全可靠、节约材料和施工方便的组合结构节点。梁柱节点作为建筑结构的一个关键环节，将直接决定一种新型的建筑结构形式在实际工程中应用的可行性。其中传力方式和施工工艺应该是节点设计的两个最重要环节，一种好的节点形式应该在这两个环节上具有良好的统一。逆作法中钢管内的混凝土有必要先浇注，对需穿过钢管混凝土的节点结构形式的施工带来很大不便，且对已承受荷载的钢管混凝土需要进行破坏，不利于结构。本发明旨在开发一种便于施工且具有良好抗震性能的节点结构形式。

本项发明采用的技术方案是：现场装配式外伸臂组合节点主要由钢管混凝土柱、外伸臂H型钢梁安装板、为外伸臂外垫板、H型钢梁、M20高强螺栓、H型钢梁内垫板、十字型节点外伸臂H型钢梁安装板、T型节点外伸臂H型钢梁安装板、一字型节点外伸臂H型钢梁安装板、L型节点外伸臂H型钢梁安装板等组成。其特征在于：将2个外伸臂H型钢梁安装板提前焊接于钢管混凝土柱，根据中框架中柱、中框架边柱、边框架中柱和边框架边柱等不同节点形式分别选用十字型节点外伸臂H型钢梁安装板、T型节点外伸臂H型钢梁安装板、一字型节点外伸臂H型钢梁安装板、L型节点外伸臂H型钢梁安装板。H型钢梁采用现场装配，置于2个外伸臂H型钢梁安装板之间，采用M20高强螺栓连接，在H型钢梁内侧设置H型钢梁内垫板，在外伸臂H型钢梁安装板外侧设置外伸臂外垫板。

本发明的优点是：现场装配式外伸臂组合节点，不仅具有承载力高、塑性和韧性好、施工方便、耐火性能较好、经济效果好等特点，施工速度快，降低了人工费、机械费、管理费等优点，节点美观、安全。能适应现代工程结构向大跨、高耸、重载发展和承受恶劣条件的需要，符合现代施工技术工业化的要求。

附图说明

图1为外伸臂装配式组合节点平面示意图。