[发明专利]一种钢管混凝土柱-H型钢梁-钢支撑-π形连接件组合式角柱底部节点及作法

说明书

本发明公开了一种钢管混凝土柱‑H型钢梁‑钢支撑‑π形连接件组合式角柱底部节点及作法，该节点主要由轻型方钢管再生混凝土柱、H型钢梁、π形连接件、腹板连接板、高强螺栓、钢支撑、十字形板凳拉结筋以及预制再生混凝土局部楼板组成。本发明所述梁‑柱‑撑连接节点，对比现有技术，构造简单，施工便捷，成本降低。同时该节点传力路径明确，具有两道抗震防线。本发明创造性通过π形连接件将梁柱节点与钢支撑进行装配，并在角柱位置将装配式楼板通过十字形板凳拉结钢筋对角柱相邻节点域以及局部楼板进行整体拉结，其抗弯、抗压能力及稳定性得到增强。该节点整体性强，抗震性能优异，为装配式绿色住宅轻钢组合结构的工程设计提供了关键技术支撑。

技术领域

本发明涉及一种钢管混凝土柱-H型钢梁-钢支撑-π形连接件组合式角柱底部节点及作法，属于结构工程技术领域。

背景技术

装配式建筑具有施工周期短、标准化程度高、绿色环保无污染、成本低等优点，符合我国建筑业发展的战略需求和主流趋势。住宅建筑装配化与产业化是实现建筑产业现代化的重要支撑。装配式民用建筑尤其是村镇低、多层住宅建筑的产业化发展至关重要。发展装配式建筑的同时兼顾绿色节能减排的环境需求也是建筑业发展的必然趋势。发展装配式与绿色节能可持续的村镇住宅建筑对于我国建筑产业现代化级有积极作用。

钢结构具有轻质高强，易于装配化施工的优势。装配式钢结构是村镇住宅装配化发展的理想结构体系。但传统钢结构应用于装配式村镇住宅中还存在很多问题：(1)构件层面：传统钢结构体系中，尤其是钢结构厂房中多采用热轧H型钢作为结构柱。对于建筑长宽比接近1的住宅结构，H型钢柱存在弱轴，弱轴方向抗震性较弱，因此会造成住宅建筑两个主轴方向抗震性能存在差异。且H型钢柱在大震情况存在柱底失稳的风险，因此H型钢柱不适用于装配式村镇住宅。(2)节点层面：传统钢结构中，梁柱节点多采用外环板式、内隔板式、铸钢等节点形式。这些传统节点形式用钢量大、成本高，结构空间布置不灵活。在施工现场无法避免大量的焊接工作，因此装配率低。这些节点传力路径复杂，受力分析困难，也对设计人员有较高要求，不适合大范围推广。同时，传统钢结构节点由于节点部位构造复杂且形状不规则，一些标准化装配式楼板与墙板难以配套使用，尤其是基础梁位置的防潮防水等构造难以实现。这一系列弊端都制约了装配式钢结构住宅的发展。因此发展适用于村镇住宅建筑的装配式钢结构构件与合适的节点形式是目前亟待解决的问题。

钢管混凝土柱作为一种组合结构，已经普遍运用在建筑工程中。这种组合构件中钢管对核心混凝土具有约束作用极大的提高了混凝土的轴压性能与延性，混凝土也抑制了钢管失稳，二者的组合作用使构件抗压、抗弯以及抗剪等性能得到极大提升，从有效的降低了柱截面尺寸，减少了用钢量与混凝土用量，从而使轻型钢管混凝土柱得到应用。因此，对于村镇住宅而言钢管混凝土柱是一种理想的承重构件。由于钢管混凝土柱截面尺寸的降低(对于村镇住宅方钢管混凝土柱尺寸一般为100mm～150mm)，结构整体抗侧刚度降低，因此需要采用钢支撑来加强结构整体刚度。住宅建筑中的预制楼板、钢管内填的混凝土采用再生骨料制成的再生混凝土则达到了建筑原料再生持续利用的目的，有利于绿色建筑产业的发展。综上，轻型再生钢管混凝土柱、钢支撑、H型钢梁以及再生混凝土楼板组成了轻钢组合框架结构。

钢结构梁柱节点的装配率一定程度上决定了结构整体的装配率。基于此，本发明提出了一种钢管混凝土柱-H型钢梁-钢支撑-π形连接件组合式角柱底部节点及作法。该节点传力路径明确、受力合理，具有两道抗震防线。同时实现了轻型钢管混凝土柱、H型钢梁、钢支撑以及预制楼板整体装配并实现了节点域-楼板的整体化设计。装配式楼板、墙板安装方便，节点位置不存在“冷桥”提高了建筑的整体节能性能，便于基础部位防水防潮构造的施工。特别适用于装配式轻钢组合结构底部角柱处应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢管混凝土柱-H型钢梁-钢支撑-π形连接件组合式角柱底部节点及作法，以解决轻钢框架住宅中柱底部梁柱连接节点受力不合理、耗钢量大、构造复杂等问题。解决了角柱底部位置预制楼板及钢支撑与梁柱节点装连接构造难题。