[发明专利]一种预应力装配式高性能方钢管混凝土柱‑混凝土梁节点及其施工方法

说明书

技术领域

发明涉及一种新型梁柱节点的结构，具体涉及一种预应力装配式高性能方钢管混凝土柱-混凝土梁节点及其施工方法。

背景技术

梁柱节点也称节点核心区，在结构中起到传递荷载与连接梁柱的作用。历次的地震资料表明，在地震中结构的破坏大多发生在梁柱节点上，或者是由梁柱节点的破坏而引起的整个结构的坍塌。因此，梁柱节点的连接性能对结构的整体性能起着决定性的作用。只有通过设计施工，提高节点的强度及延性，防止节点剪切和压缩脆性破坏早于梁、柱的破坏，其他构件的强度设计才有实际意义，整个结构的安全性及稳定性才有保障。

目前，钢管混凝土柱-混凝土梁节点按其穿心构件是否穿过钢管混凝土柱，可分为非穿心节点和穿心节点两大类。常见的非穿心节点有加强环式节点、环梁节点、钢筋环绕式节点等。加强环式节点通过上下钢板加强环传递弯矩，同时两个加强环之间设置竖向加劲肋板，用以传递剪力。环梁节点依靠钢管壁外贴焊的环形钢筋或短牛腿将梁端剪力传递给核心混凝土，梁端弯矩由部分焊于牛腿翼缘上的钢筋和部分锚固在环梁里的钢筋传递。钢筋环绕式节点的梁钢筋从钢管边绕过，以有效承受弯矩，另加焊于钢管的短牛腿作为支承，以承受剪力。非穿心节点没有零部件穿过钢管，因此特别适用于小直径的钢管混凝土柱；但节点用钢量大，加工复杂，现场焊接工作量大，焊接质量要求高。

常见的穿心节点有牛腿穿心节点、钢筋贯穿式节点、十字板式节点等几种形式。穿心牛腿节点有明牛腿和暗牛腿之分，暗牛腿可以只承受剪力，即通常所说的承重销节点，也可以同时承受剪力和弯矩。钢筋贯穿式节点是通过在钢管壁上开孔，使梁纵筋贯穿钢管柱，以达到传递弯矩的目的，剪力由直接焊于钢管壁的明牛腿或暗牛腿承担。十字板式节点是在钢管内设置十字加劲板以提高节点区的整体刚度和承载力。穿心节点整体刚度较大，但节点处构造复杂，浇筑困难，存在因钢管局部破坏而降低柱承载力的风险。同时这种两大类传统节点形式都限制了节点内的相对位移，刚度大，但是延性较差，不能有效地消耗地震作用，往往先于梁、柱发生破坏，难以满足“强节点”的要求。

发明内容

本发明基于上述情况，提出一种预应力装配式高性能方钢管混凝土柱-混凝土梁节点及其制作方法，该节点采用预制构件现场装配，最大程度的提高了施工效率且易于质量控制。同时利用预应力筋为节点提供地震作用下的自动复位功能，提高节点的耗能能力，增强节点抗震性能，达到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设防目标，保证主体结构在地震中基本保持完好，为人们生命安全提供保障。

本发明的具体技术方案如下：

一种预应力装配式高性能方钢管混凝土柱-混凝土梁节点，

该节点包括方钢管混凝土柱、钢筋混凝土梁、预应力筋；所述方钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁内分别设置有相互配合的预应力筋孔道；所述方钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁内部通过穿过预应力筋孔道的预应力筋连接；所述方钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁外部通过角钢连接。

作为优选项：所述方钢管混凝土柱为浇筑混凝土的方形钢管，所述方形钢管由4块钢板焊接而成；所述每块钢板内壁上、在与钢筋混凝土梁连接区平行向钢管内侧垂直的设置有2块梯形钢板，所述2块梯形钢板间距较钢筋混凝土梁的高度大80mm以上；所述梯形钢板下底与钢板宽度相等，并与钢板焊接，上底宽度较下底宽度小30mm以上；所述每块钢板两端梯形钢板之间垂直焊接有加劲肋。

作为优选项：所述加劲肋的厚度大于4mm，高度等于两端梯形钢板之间的距离，宽度与梯形钢板高度一致。

作为优选项：所述方钢管混凝土柱上的预应力筋孔道不少于4个，上下左右对称布置在钢管与钢筋混凝土梁连接区；当预留预应力筋孔道数为单数时，中部应预留1个预应力筋孔洞，其他预应力筋孔洞均匀分布在其周围。

作为优选项：所述钢筋混凝土梁的两端设置有钢套筒。

作为优选项：所述预应力筋为无粘结预应力筋。

本发明还提供一种如上述的预应力装配式高性能方钢管混凝土柱-混凝土梁节点的施工方法，