[发明专利]钢梁贯通式的圆形钢管约束钢筋混凝土柱‑钢梁框架节点

说明书

技术领域

本发明属于建筑结构技术领域，特别涉及一种圆形钢管约束钢筋混凝土柱-钢梁框架节点。

背景技术

钢管约束混凝土柱是在钢管内浇筑混凝土形成的一种组合结构竖向承重构件，是在钢管混凝土柱基础上针对其框架节点构造复杂的问题而提出的组合结构构件。圆形钢管约束混凝土柱的钢管在梁柱节点处断开以最大程度发挥其约束作用。实际工程中框架柱一般会受到轴力、弯矩和剪力的共同作用，因此在应用钢管约束混凝土技术时还需在柱中配置钢筋形成钢管约束钢筋混凝土柱。

钢管约束钢筋混凝土柱的抗压性能好，刚度大；钢梁的抗弯性能好，质量轻，施工方便简洁，从而减小构件截面尺寸，增大结构有效使用面积，加快施工进度，钢管约束钢筋混凝土-钢梁框架结构可充分利用钢筋混凝土结构和钢结构的优点。因此，钢管约束钢筋混凝土-钢梁框架结构是一种低成本、高效率的新型结构形式。

节点连接与构造直接影响到建筑结构的稳定性和安全性，对于钢-混凝土组合结构，节点连接与构造是重点以及难点，钢管约束钢筋混凝土外包柱在梁柱节点区断开，节点区域若采用传统钢筋混凝土和钢梁的连接构造，钢管约束钢筋混凝土柱的承载力远高于相同截面尺寸的普通钢筋混凝土柱，会导致梁柱节点成为薄弱部位，不符合“强节点，弱构件”设计原则。

由此可见，提出安全可靠、整体性好、传力明确、施工方便的钢管约束钢筋混凝土柱-钢梁框架节点，是推广应用受力性能良好且经济优越的钢管约束钢筋混凝土柱-钢梁框架的关键问题。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术中的缺陷，提出了梁贯通式的圆形钢管钢筋约束混凝土柱-钢梁框架节点，该节点能充分利用钢筋混凝土结构和钢结构的优点，具有安全可靠、整体性好、传力明确、施工方便、可实现装配化等优势。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种钢梁贯通式的圆形钢管约束钢筋混凝土柱-钢梁框架节点，包括柱圆钢管Ⅰ、柱圆钢管Ⅱ、柱纵筋、柱箍筋、节点区贯通梁、节点区圆钢管、节点区箍筋和混凝土。

所述柱圆钢管Ⅰ垂直于基础平面布置。所述柱圆钢管Ⅱ和柱圆钢管Ⅰ分别位于节点区贯通梁的上、下两侧。

所述节点区贯通梁包括上翼缘板、下翼缘板和腹板。所述上翼缘板、下翼缘板和腹板均为十字形结构。所述腹板的板面垂直于基础平面。所述腹板的上端连接上翼缘板，下端连接下翼缘板。所述上翼缘板与下翼缘板之间相互平行。所述上翼缘板的板面垂直于腹板。所述上翼缘板和下翼缘板上开有柱纵筋贯穿孔。所述腹板上开有节点区箍筋贯穿孔。所述上翼缘板的上表面和下翼缘板的下表面均设置有抗剪键。其中上翼缘板、下翼缘板和腹板各自交叉中心的轴线位于同一竖直直线上。所述上翼缘板和下翼缘板各自中心处还开有呈环形阵列分布的浇筑孔。

所述腹板自身形成的四个象限区内分别连接有一块弧形板。每块所述弧形板的两侧棱分别与腹板中相互垂直的相邻板面通过角焊缝连接，完成焊接后这四块弧形板共同构成节点区圆钢管。所述节点区圆钢管的直径与柱圆钢管Ⅰ相等。

所述柱圆钢管Ⅰ和柱圆钢管Ⅱ内还设置有若干柱纵筋和若干柱箍筋，这些柱纵筋与柱箍筋绑扎成筋笼状。所述柱纵筋贯穿节点区并位于节点区圆钢管内。通过节点区箍筋将节点区圆钢管内的纵筋绑扎，其中节点区箍筋穿过腹板上的节点区箍筋贯穿孔。

所述混凝土填充在柱圆钢管Ⅰ、柱圆钢管Ⅱ和节点区圆钢管所形成的竖向圆柱型空腔中。

进一步，所述节点区圆钢管的四块弧形板由一个无缝圆柱钢管切割成四份制得，或者用四块矩形钢板分别卷成制得。

进一步，所述抗剪键为栓钉或型钢。

进一步，所述柱圆钢管Ⅰ和柱圆钢管Ⅱ分别与节点区贯通梁之间留有10～20mm垂直间隙。

进一步，所述节点区贯通梁的四个端部均设置有用于连接钢梁的螺栓孔。

进一步，所述混凝土为普通混凝土、轻骨料混凝土或高性能混凝土。

本发明提出的钢梁贯通式的圆形钢管约束钢筋混凝土柱-钢梁框架节点具有下列优点：

1.本发明中贯通式梁可以通过梁上的栓钉将弯矩和剪力直接传到核心区，达到钢梁和节点核心区混凝土共同工作；节点区钢管不直接承担剪力，避免钢管屈曲，使得钢管能充分发挥其环向约束作用，约束节点区混凝土，提高节点承载力和延性。

2.本发明中梁柱节点构造简单、传力明确、且可实现工厂化组装，节点区贯通梁在施工现场通过预留螺栓孔与钢梁相连，有利保证施工质量。