异形冷弯薄壁钢管混凝土柱-冷弯薄壁箱型钢梁框架节点的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于一种建筑结构构件，特别涉及一种钢-混凝土组合结构框架节点。
【背景技术】
[0002]异形柱目前在住宅、公寓、宿舍等建筑中应用较多，异形柱与相邻墙体齐平，使得建筑室内空间规整，有利于家具摆放，提高室内空间利用效率。但目前普遍应用的异形钢筋混凝土柱其抗震设计较为严格，最大使用高度和柱轴压比等设计指标远低于普通矩形钢筋混凝土柱。其节点往往是异形柱框架的薄弱环节，是决定异形柱框架结构体系力学性能优劣的重要因素。采用异形钢管混凝土柱及其框架节点能够显著改善异形柱框架结构体系的抗震性能。但异形钢管混凝土柱及其框架节点相对较高的用钢量是其经济性能低于异形钢筋混凝土柱框架结构，同时柱及节点钢板的局部屈曲不仅降低其自身承载力，而且降低对柱及节点混凝土的约束效应，从而对异形钢管混凝土框架结构整体的承载力和延性产生不利影响。因此异形钢管混凝土柱的发展和应用，需要从控制用钢量和提高材料利用效率两方面入手，发挥其力学性能良好、施工方便、经济合理的优势。
【发明内容】
[0003]为解决异形钢管混凝土柱及框架节点中钢板局部屈曲的不利影响，并降低用钢量以提高经济性能，本发明提供了一种异形冷弯薄壁钢管混凝土柱一冷弯薄壁箱型钢梁框架节点。
[0004]为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的:
[0005]方案1:一种异形冷弯薄壁钢管混凝土柱-冷弯薄壁箱型钢梁框架节点，其特征在于:包括异形冷弯薄壁钢管、冷弯薄壁箱型钢梁、混凝土和若干块竖向肋板。
[0006]所述异形冷弯薄壁钢管是由四块槽形型钢组合而成。所述槽形型钢的横截面为矩形。所述槽形型钢的开口两侧具有内卷边。所述槽形型钢开口两两相对。相邻槽形型钢的连接处形成凹槽。在凹槽处采用塞焊焊接。所述异形冷弯薄壁钢管的内部中空，其截面呈“十字形”。
[0007]所述冷弯薄壁箱型钢梁由两块扣合并焊接在一起的冷弯薄壁槽型钢组成。所述冷弯薄壁箱型钢梁分为翼缘和钢梁腹板。所述翼缘的宽度与异形冷弯薄壁钢管的柱肢的立面的宽度相同。
[0008]所述冷弯薄壁箱型钢梁的一端与异形冷弯薄壁钢管的柱肢的立面焊接。
[0009]所述竖向肋板连接异形冷弯薄壁钢管柱肢的侧壁和钢梁腹板。
[0010]方案2:包括异形冷弯薄壁钢管、冷弯薄壁箱型钢梁、混凝土和若干块竖向肋板。
[0011]所述异形冷弯薄壁钢管由三块槽形型钢和三块一字形型钢组合而成。所述槽形型钢的横截面为矩形。所述槽形型钢的开口两侧具有内卷边。所述一字形型钢的两侧长边具有卷边。所述槽形型钢位于“T形”的三个端部。所述槽形型钢的开口都朝向“T形”的交点。槽形型钢之间通过一字形型钢连接。所述槽形型钢与一字形型钢在连接处形成凹槽。在凹槽处采用塞焊焊接。所述异形冷弯薄壁钢管的内部中空，其截面呈“ T形”。
[0012]所述冷弯薄壁箱型钢梁由两块扣合并焊接在一起的冷弯薄壁槽型钢组成。所述冷弯薄壁箱型钢梁分为翼缘和钢梁腹板。所述翼缘的宽度与异形冷弯薄壁钢管的柱肢的立面的宽度相同。
[0013]所述冷弯薄壁箱型钢梁的一端与异形冷弯薄壁钢管的柱肢的立面焊接。
[0014]所述竖向肋板连接异形冷弯薄壁钢管柱肢的侧壁和钢梁腹板。
[0015]方案3:包括异形冷弯薄壁钢管、冷弯薄壁箱型钢梁、混凝土 5和若干块竖向肋板。
[0016]所述异形冷弯薄壁钢管由三块槽形型钢、三块一字形型钢和一块L形型钢组成。所述槽形型钢的横截面为矩形。所述槽形型钢的开口两侧具有内卷边。所述一字形型钢的两侧长边具有卷边。所述L形型钢的两侧长边具有内卷边。所述槽形型钢位于“L形”的两端，其开口方向朝拐角处。所述L形型钢位于拐角的外边缘处。所述L形型钢与两端的槽形型钢之间都通过一字形型钢连接。拐角内边缘处是两块一字形型钢垂直相连，两块一字形型钢的另一端分别与两端的槽形型钢相连。所述槽形型钢与一字形型钢在连接处形成凹槽。所述L形型钢与一字形型钢在连接处形成凹槽。所述一字形型钢与一字形型钢在连接处形成凹槽。在凹槽处采用塞焊焊接。所述异形冷弯薄壁钢管内部中空，其截面呈“L形”。
[0017]所述冷弯薄壁箱型钢梁由两块扣合并焊接在一起的冷弯薄壁槽型钢组成。所述冷弯薄壁箱型钢梁分为翼缘和钢梁腹板。所述翼缘的宽度与异形冷弯薄壁钢管的柱肢的立面的宽度相同。
[0018]所述冷弯薄壁箱型钢梁的一端与异形冷弯薄壁钢管的柱肢的立面焊接。
[0019]所述竖向肋板连接异形冷弯薄壁钢管柱肢的侧壁和钢梁腹板。
[0020]值得说明的是，本发明的主要内容是在框架节点部位将冷弯薄壁箱型钢梁与异形冷弯薄壁钢管以固接的形式焊接，并设置竖向肋板以有效传递梁端弯矩，最后在异形冷弯薄壁钢管内浇筑混凝土形成冷弯薄壁钢管混凝土柱一冷弯薄壁箱型钢梁框架节点。
[0021 ] 进一步，所述异形冷弯薄壁钢管的内部填充混凝土。
[0022]进一步，所述异形冷弯薄壁钢管的材料为Q235碳素结构钢或Q345低合金高强度结构钢。
[0023]进一步，所述卷边直接作为异形钢管的加劲肋；卷边上沿纵向按一定规则设置有孔洞且孔洞形状为圆形或椭圆形。
[0024]进一步，所述混凝土采用普通混凝土、轻骨料混凝土或高性能混凝土。
[0025]进一步，所述冷弯薄壁箱型钢梁的材料采用Q235碳素结构钢或Q345低合金高强度结构钢。
[0026]进一步，所述竖向肋板的材料采用Q235碳素结构钢或Q345低合金高强度结构钢。
[0027]本发明提出的冷弯薄壁钢管混凝土柱一冷弯薄壁箱型钢梁框架节点具有下列优占.V.
[0028]1.可应用于低层或多层框架结构、框架一剪力墙结构的别墅、住宅、公寓、宿舍、办公楼等形式建筑。改善普通方、矩形柱室内柱楞外露的缺陷，改善室内观瞻，利于家居摆放，提尚室内空间的利用效率。
[0029]2.能够改善目前普遍应用的混凝土异形柱抗震设计的严格限制，扩大异形柱的应用范围。加劲钢管和内置混凝土良好的相互作用使其具有较高的承载力和较好的延性，提高异形柱的抗震性能，使其能够应用在抗震设防烈度较高的地区，或者应用于高度更高的框架结构和框架一剪力墙结构中。
[0030]3.冷弯薄壁型钢板件宽厚比较大，比普通钢结构构件节省钢材。加劲冷弯薄壁钢管能够具有和更厚钢管相当的承载力等力学性能，冷弯薄壁箱型钢梁与工字钢梁相比两个主轴方向抗弯刚度较大，材料利用效率更高，具有优良的经济效益。
[0031]4.普通异形钢管内部通常要在阴角处和宽厚比较大的钢板处设置加劲肋。本发明中卷边作为型钢构成的一部分，直接作为钢管的内置加劲肋，合理地布置在阴角处和相应钢板处，免去异形钢管内部焊接加劲肋的额外工序，降低焊接加劲肋对钢管壁的削弱影响。节点区的竖向肋板能够将钢梁翼缘的拉力有效传递给柱钢管腹板。本发明的框架节点形式传力明确合理，构造简单，施工快捷方便，经济合理。
[0032]5.改善普通冷弯薄壁型钢结构的抗火性能。普通冷弯薄壁型钢在火灾下承载力迅速降低，整个结构有可能垮塌。异形冷弯薄壁钢管内部浇筑混凝土后，混凝土能够吸收火灾热量，延缓钢管温度的上升；在钢管达到耐火极限且承载力下降较多后，内部混凝土能够继续承担荷载，延缓结构垮塌，为人员疏散预留更多时间。混凝土内部可适当配置受力钢筋，在火灾下起到钢筋混凝土的作用。
【附图说明】
[0033]图1为异形冷弯薄壁钢管混凝土柱的截面图及组成方式示意图；
[0034]图2为冷弯薄壁型钢截面图；
[0035]图3为异形冷弯薄壁钢管混凝土柱-冷弯薄壁箱型钢梁框架节点示意图；
[0036]图4为图3的A-A截面图；
[0037]图5为图3的B-B截面图。
[0038]图中:异形冷弯薄壁钢管1、十字形钢管101、T形钢管102、L形钢管103、冷弯薄壁箱型钢梁2、翼缘201、钢梁腹板202、焊缝4、混凝土 5、卷边6、冷弯薄壁槽型钢7、焊缝8、焊缝9、焊缝10、竖向肋板11、焊缝12、焊缝13、焊缝14、柱腹板15、柱翼缘16。
【具体实施方式】
[0039]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。
[0040]实施例1:一种异形冷弯薄壁钢管混凝土柱-冷弯薄壁箱型钢梁框架节点，包括异形冷弯薄壁钢管1、冷弯薄壁箱型钢梁2、混凝土 5和若干块竖向肋板11。
[0041]参见图1的a部分，本实施例中，所述异形冷弯薄壁钢管I是由四块槽形型钢组合而成。所述槽形型钢的横截面为矩形。所述槽形型钢的开口两侧具有内卷边6。所述槽形型钢开口两两相对。每个槽形型钢的开口两侧都分别与另一块槽形型钢的开口一侧连接。相邻槽形型钢的连接处形成凹槽。在凹槽处采用塞焊焊接。所述异形冷弯薄壁钢管I的内部中空，其截面呈“十字形”。
[0042]参见图2，所述槽形型钢的边缘具有卷边6。所述卷边6分布在异形冷弯薄壁钢管I的内壁，直接作为异形冷弯薄壁钢管I的加