一种钢管混凝土柱与钢梁的连接节点及建筑结构体系的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种钢管混凝土柱与钢梁的连接节点，所述钢梁与所述钢管混凝土柱的钢管在节点处连接，所述钢管混凝土柱内在与钢梁的上下翼缘相对应位置分别设置内环板，所述内环板与所述钢管混凝土柱的钢管内壁固定连接，所述内环板上沿所述钢梁方向焊接多根钢筋。本实用新型还公开了一种建筑结构体系，包括上述钢管混凝土柱与钢梁的连接节点。本实用新型通过在内环板上沿钢梁方向焊接多根钢筋，使钢梁的传力明确、整体性高且延性好，有利于提高连接质量，同样增加了钢管与混凝土的机械咬合力，有效解决了大直径钢管混凝土柱中钢管与混凝土协同性差的问题。本实用新型建筑结构体系安全、稳定。
【专利说明】一种钢管混凝土柱与钢梁的连接节点及建筑结构体系
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及结构工程【技术领域】，特别是涉及一种钢管混凝土柱与钢梁的连接节点及建筑结构体系。
【背景技术】
[0002]钢管混凝土具有强度高，延性好、耐疲劳、抗冲击、易施工等优越性而备受青睐，在高层建筑中应用越来越多。但大直径钢管混凝土柱的节点研究并不成熟，而且大直径钢管混凝土柱与梁的节点连接形式与构造直接影响到建筑结构的稳定性与安全性，同时也影响建筑结构用钢量及经济性。
[0003]目前，已有的节点形式主要为外环式节点、内环式节点及穿心式节点等，但对于大直径钢管混凝土柱，混凝土与钢材的协同性变差，以上连接形式均存在较大的局限性。外环式节点主要缺点为用钢量大，当钢管混凝土柱尺寸较大时，钢管与混凝土协同工作性较差，节点刚度有所下降；穿心式节点主要缺点为框架梁与钢管壁传力性能差，且不适用于柱两侧钢梁不在同一直线上的情况。内环式节点主要缺点为对浇筑混凝土的要求较高，框架梁翼缘在与钢管壁焊接处容易发生撕裂；另外在一篇发明专利申请(申请公布号为CN102877549A，名称为一种钢管混凝土柱与钢梁的刚性连接节点)中，公开了一种内环式节点的连接方式，揭露了减小内环板宽度和增加内环板之间加劲肋的技术方案，并且从附图可见其中钢梁与钢管外壁连接处钢梁的翼缘加宽，解决了内环式节点对浇筑混凝土的要求较高，框架梁翼缘在与钢管壁焊接处容易发生撕裂的问题，但针对大直径钢管混凝土柱来说，还存在钢管与混凝土协同性差的问题，且其中内环板为分段式，降低了节点的连接质量。
[0004]由此可见，上述现有的钢管混凝土柱与钢梁的连接节点在结构、方法与使用上，显然仍存在缺陷，而亟待加以进一步改进。为了合理确定柱梁节点的连接形式，验证大直径钢管混凝土柱节点的安全性、可靠性与可实施性，创设一种技术先进、节省材料，达到最佳技术经济效果的新的钢管混凝土柱与钢梁的连接节点，成为当前业界极需改进的目标。
实用新型内容
[0005]本实用新型要解决的技术问题是提供一种传力明确、构造简单且延性好的钢管混凝土柱与钢梁的连接节点，以提高节点的连接质量和增加大直径钢管与混凝土的协同性，从而克服现有的钢管混凝土柱与钢梁连接节点的不足。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型提供一种钢管混凝土柱与钢梁的连接节点，所述钢梁与所述钢管混凝土柱的钢管在节点处连接，所述钢管混凝土柱内在与钢梁的上下翼缘相对应位置分别设置内环板，所述内环板与所述钢管混凝土柱的钢管内壁固定连接，所述内环板上沿所述钢梁方向焊接多根钢筋。
[0007]作为进一步改进，所述内环板的上下表面分别焊接钢筋。
[0008]进一步改进，所述内环板的宽度小于所述钢管混凝土柱钢管直径的1/4。
[0009]进一步改进，所述与钢梁上下翼缘相对应的两个内环板之间沿环向设置竖肋，所述竖肋与所述钢管混凝土柱钢管内壁固定连接。
[0010]进一步改进，所述钢管混凝土柱的钢管内壁上沿环向和纵向设置多个栓钉。
[0011]进一步改进，所述钢梁与所述钢管混凝土柱的钢管通过焊接连接，所述焊接处钢梁的翼缘宽度大于非焊接处钢梁的翼缘宽度。
[0012]进一步改进，所述钢管混凝土柱内还设置钢筋笼，所述钢筋笼的纵筋贯通所述钢管混凝土柱，所述钢筋笼的箍筋在所述内环板之间的区域中断。
[0013]进一步改进，所述钢筋笼的箍筋为螺旋式。
[0014]进一步改进，所述钢梁为H型钢梁。
[0015]本实用新型还要解决的技术问题是提供一种安全稳定的建筑结构体系，克服现有的建筑结构体系中钢管混凝土柱与钢梁的连接节点存在的不足。
[0016]为解决上述技术问题，本实用新型提供一种建筑结构体系，包括上述钢管混凝土柱与钢梁的连接节点。
[0017]采用上述的技术方案，本实用新型至少具有以下优点:
[0018](I)本实用新型通过在内环板上沿钢梁方向焊接多根钢筋，使钢梁的传力明确、整体性高且延性好，有利于提高连接质量，同样增加了钢管与混凝土的机械咬合力，有效解决了大直径钢管混凝土柱中钢管与混凝土协同性差的问题；
[0019](2)本实用新型通过减小内环板的宽度，降低了浇筑混凝土的难度，使混凝土的浇筑质量得到保证；
[0020](3)本实用新型通过在内环板间设置竖肋，在钢管内壁上设置栓钉，进一步增加了钢管与混凝土的机械咬合力和摩擦力，有效解决大直径钢管混凝土柱中钢管与混凝土协同性差的问题；
[0021](4)本实用新型通过加宽钢梁在焊接处的翼缘宽度，有效缓解钢梁翼缘与钢管壁焊接处易发生撕裂的问题；
[0022](5)本实用新型通过设置钢筋笼，有效解决了混凝土收缩徐变的问题；
[0023](6)本实用新型的结构使用钢量明显降低，且梁柱夹角灵活性增强，梁与柱的布置性更强。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与【具体实施方式】对本实用新型作进一步的详细说明。
[0025]图1是本实用新型钢管混凝土柱与钢梁的连接节点的立体示意图。
[0026]图2是图1中1-1剖面示意图；
[0027]图3是图1的I1-1I剖面示意图；
【具体实施方式】
[0028]参照图1至3可见，本实用新型钢管混凝土柱与钢梁的连接节点，包括钢梁2和钢管混凝土柱的大直径钢管I。钢梁2采用H型钢梁，当然也可采用工字型钢梁等。H型钢梁2与钢管混凝土柱的钢管I在节点处焊接在一起，在焊接处H型钢梁2的翼缘5宽度加宽。在钢管I内与H型钢梁2的上下翼缘5相对应位置处分别焊接内环板3。为了降低浇筑混凝土的难度，内环板3的宽度较小，如小于钢管I直径的1/4。为了提高连接质量和增加钢管与混凝土的机械咬合力，内环板3的上下表面分别焊接两排钢筋6，钢筋6沿H型钢梁2方向设置，使钢梁的传力明确、整体性高且延性好。为了增加大直径钢管与混凝土的机械咬合力和摩擦力，在与H型钢梁2上下翼缘5相对应的两个内环板3之间沿环向设置多个竖向加劲肋4，竖向加劲肋4与钢管I内壁固定连接，并且在钢管I的内壁上沿环向和纵向设置多个栓钉8。
[0029]另外，为解决混凝土收缩徐变的问题，钢管I内还设置螺旋钢筋笼7，螺旋钢筋笼7的纵筋贯通整个钢管1，螺旋钢筋笼7的箍筋在上下内环板之间的区域中断。
[0030]本实用新型加工制作简单，安装焊接方便。具体实施过程为:
[0031](I)钢管1、节点处内环板3、内环板间的竖向加劲肋4、内环板上下表面的钢筋6及钢管内壁上的栓钉8在钢结构工厂加工制造完成，具体做法参照附图1至3 ;
[0032](2)将制作好的节点运输到现场，先将节点固定好，然后放入螺旋钢筋笼7 ；
[0033](3)将H型钢梁2与钢管I外壁焊接；
[0034](4)最后浇灌混凝土。
[0035]本实施方法均采用常规的钢结构安装工艺，构件尺寸应满足上述内容的设计原则。
[0036]本实用新型钢管混凝土柱与钢梁的连接节点可用于任何需要钢管混凝土柱与钢梁连接的建筑结构体系，以提高该建筑结构的安全性和稳定性。
[0037]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.一种钢管混凝土柱与钢梁的连接节点，所述钢梁与所述钢管混凝土柱的钢管在节点处连接，所述钢管混凝土柱内在与钢梁的上下翼缘相对应位置分别设置内环板，所述内环板与所述钢管混凝土柱的钢管内壁固定连接，其特征在于，所述内环板上沿所述钢梁方向焊接多根钢筋。
2.根据权利要求1所述的钢管混凝土柱与钢梁的连接节点，其特征在于，所述内环板的上下表面分别焊接钢筋。
3.根据权利要求1或2所述的钢管混凝土柱与钢梁的连接节点，其特征在于，所述内环板的宽度小于所述钢管混凝土柱钢管直径的1/4。
4.根据权利要求3所述的钢管混凝土柱与钢梁的连接节点，其特征在于，所述与钢梁上下翼缘相对应的两个内环板之间沿环向设置竖肋，所述竖肋与所述钢管混凝土柱钢管内壁固定连接。
5.根据权利要求1所述的钢管混凝土柱与钢梁的连接节点，其特征在于，所述钢管混凝土柱的钢管内壁上沿环向和纵向设置多个栓钉。
6.根据权利要求1所述的钢管混凝土柱与钢梁的连接节点，其特征在于，所述钢梁与所述钢管混凝土柱的钢管通过焊接连接，所述焊接处钢梁的翼缘宽度大于非焊接处钢梁的翼缘宽度。
7.根据权利要求1所述的钢管混凝土柱与钢梁的连接节点，其特征在于，所述钢管混凝土柱内还设置钢筋笼，所述钢筋笼的纵筋贯通所述钢管混凝土柱，所述钢筋笼的箍筋在所述内环板之间的区域中断。
8.根据权利要求7所述的钢管混凝土柱与钢梁的连接节点，其特征在于，所述钢筋笼的箍筋为螺旋式。
9.根据权利要求1所述的钢管混凝土柱与钢梁的连接节点，其特征在于，所述钢梁为H型钢梁。
10.一种建筑结构体系，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的钢管混凝土柱与钢梁的连接节点。
【文档编号】E04B1/58GK203977584SQ201420310874
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年6月12日 优先权日:2014年6月12日
【发明者】范重, 赵长军, 仕帅 申请人:中国建筑设计研究院