一种外隔板式方钢管混凝土柱与h型钢梁节点施工方法
【技术领域】
[0001]本发明属于建筑工程技术领域，特别涉及一种腹板贯通的外隔板式方钢管混凝土柱与H型钢梁节点。
【背景技术】
[0002]钢管混凝土柱是随建筑结构发展而产生的一种新的结构形式，充分利用混凝土和钢材的材料性能优势，内填混凝土可以有效防止钢管柱壁失稳，钢管的套箍作用又可以限制混凝土的侧向膨胀，从而在不增加柱截面尺寸的前提下显著提升柱子的承载能力。钢管混凝土柱的几何形式规整美观，与钢梁的连接施工方便，材料利用程度高，节约成本。因此，钢管混凝土钢梁组合的框架结构已被广泛应用于国内各类建筑中，良好的力学性能和几何形式使其拥有独特优势。
[0003]节点是框架结构中的传力枢纽，其强度决定柱与梁的连接是否可靠，能否有效传递剪力和弯矩，关系到整个框架结构的安全性。因此节点是结构设计中的关键部位。《矩形钢管混凝土结构技术规程》(CECS159:2004)推荐了四种节点形式，即带短梁内隔板式、内隔板式、外隔板式、外伸内隔板式。四种节点已经被广泛应用与实际工程中，收效良好，但仍存在一定问题和改进空间。
[0004]节点的构造形式决定了其优势和不足。外隔板节点柱内构造简单，施工更加方便，但柱外隔板尺寸较大，容易造成室内凸角，影响美观。内隔板式和带短梁内隔板式节点外形更加规整，但内隔板的存在使柱内构造复杂，隔板上须有通气孔和浇注孔，且焊接过程繁琐，给施工造成不便。带短梁式内隔板节点还需要在柱外焊接短钢梁，短梁再与钢梁连接，施工更加复杂，会造成成本的相对增加。隔板贯通节点外形相对规整，但内部依然复杂，且只有钢梁翼缘贯通柱截面，钢梁腹板被柱壁打断，梁端剪力大部分由钢管柱腹板承担，没有充分发挥节点核心区的抗剪作用。
【发明内容】
[0005]针对现有节点形式存在的问题，本发明提供了一种用于连接方钢管混凝土柱和H型钢梁的节点形式及施工方法。该节点形式有效结合了规程推荐的四种节点的优势，并作出相应改进，综合考虑了节点的外形的美观、施工的方便快捷和受力传力的明确高效。本发明的技术方案如下:
[0006]—种外隔板式方钢管混凝土柱与H型钢梁节点施工方法，分为工厂预制和现场施工两部分，其中，
[0007]工厂预制部分为:
[0008]I)根据方钢管混凝土柱的尺寸和H型钢梁翼缘宽度加工两块外隔板(4)，使外隔板中心方形孔尺寸小于柱内壁尺寸；
[0009]2)在贯通腹板(7)的两端预留螺栓孔，用于穿过高强螺栓；
[0010]3)将贯通腹板(7)竖直焊接在两块外隔板4中间；
[0011]4)核心区钢管柱壁被贯通腹板(7)分为两个C字型部分，预加工这两个C字型部分，并焊接于外隔板(4)中间、贯通腹板(7)两侧，以上工序预制成一个节点模块。
[0012]现场施工部分为:
[0013]5)将钢管柱的下半部分立于预定位置，称之为下钢管柱，将预制的节点模块焊接于在下钢管柱上方，注意下钢管柱应与核心区的两部分C字钢管位置相对；
[0014]6)用高强螺栓将连接板(8)连接在贯通腹板(7)的预留螺栓孔处，再用高强螺栓将钢梁腹板(3)与连接板(8)的相连；
[0015]7)腹板固定好后，焊接钢梁翼缘(2)与外隔板(4);
[0016]8)从外隔板(4)的中间孔浇筑内填混凝土 (5)，施工完成。
[0017]本发明具有的特点和积极效果是:
[0018](I)减小外隔板的尺寸的同时不减小节点的承载能力，改善室内观感；
[0019](2)钢管柱内的内肋在起到内隔板的作用同时不影响柱内混凝土的浇筑，且省去了原内隔板浇注孔和通气孔共5个孔的繁琐工序；
[0020](3)钢梁腹板贯通钢管柱，可以有效提升节点的抗剪性能。同时由于浇注孔的扩大，腹板的厚度不会对柱内混凝土的浇筑产生影响；
[0021](4)节点形式简单，在提升性能的同时不会对施工造成过多不便，也不会增加过多成本。
[0022]综上所述，采用本发明方法制作的腹板贯通的外隔板式方钢管混凝土柱与钢梁节点，可以减小外隔板尺寸，提升美观程度，改善节点抗剪性能，同时不会造成施工不便。此节点能够使H型钢梁与方钢管混凝土柱可靠连接，有效传递弯矩和剪力，满足节点强度要求。
【附图说明】
[0023]图1为本发明实施不意图的俯视图；
[0024]图2为本发明实施示意图的正视图。
【具体实施方式】
[0025]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与【具体实施方式】，进一步阐述本发明。
[0026]如图1、图2所示的节点形式，所述节点包括如下部分:I为钢管柱、2为钢梁翼缘、3为钢梁腹板、4为外隔板、5为柱内混凝土、6为外隔板在柱内形成的内肋、7为柱内的腹板、8为连接板、9为螺栓。
[0027]所述钢管柱I被外隔板4于钢梁翼缘位置处截断，外隔板中心的矩形孔边长小于钢管柱的边长，因此在柱内形成内肋6。内肋是外隔板的一部分。
[0028]所述钢梁翼缘2焊接于外隔板4。
[0029]所述钢管柱I被柱内的腹板7贯通，且腹板在钢管壁外伸出一端距离，通过连接板8与钢梁腹板3用高强螺栓9连接。注意腹板3、7应在翼缘焊缝下方预制圆弧切角，可以在焊缝处设置垫板，方便施工。
[0030]具体制作及施工方法分为工厂预制和现场施工两部分，工厂预制部分为:
[0031]I)根据方钢管混凝土柱的尺寸和H型钢梁翼缘宽度加工两块外隔板4，使外隔板中心方形孔尺寸小于柱内壁尺寸，并对方孔四角预制倒角;柱腹板外侧的外隔板较宽，钢梁翼缘较窄，将外隔板向较窄的外伸段过渡，外伸段与翼缘2齐宽；
[0032]2)在贯通腹板7的两端预留螺栓孔，其直径应略大于高强螺栓9的直径，预留孔的详细尺寸和数量需根据实际情况计算得到；
[0033]3)将贯通腹板7竖直焊接在两块外隔板4中间，类似H型钢梁的制作；
[0034]4)核心区钢管柱壁被贯通腹板7分为两个C字型部分，预加工这两个部分，并焊接于外隔板4中间、贯通腹板7两侧，以上工序形成一个节点模块。
[0035]现场施工部分为:
[0036]5)将钢管柱I的下半部分立于预定位置，将以上预制节点模块焊接于在下钢管柱上方，注意下钢管柱应与核心区的两部分C字钢管位置相对；
[0037]6)用高强螺栓将连接板8连接在贯通腹板7的预留螺栓孔处，再用高强螺栓将钢梁腹板3与连接板8的相连；
[0038]7)腹板固定好后，焊接钢梁翼缘2与外隔板4的外伸段；
[0039]8)从外隔板4的中间孔浇筑内填混凝土 5，施工完成。
[0040]综上所述，本发明是一种腹板贯通的外隔板式方钢管混凝土柱与钢梁节点，其节点模块可在工厂中预加工，现场拼装。此节点可以减小外隔板尺寸，提升美观程度，改善节点抗剪性能，同时不会造成施工不便。此节点能够使H型钢梁与方钢管混凝土柱可靠连接，有效传递弯矩和剪力，满足节点强度要求。
[0041]尽管上面结合附图对本发明的实施进行了描述，但是本发明并不局限于上述的【具体实施方式】，上述的【具体实施方式】仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种外隔板式方钢管混凝土柱与H型钢梁节点施工方法，分为工厂预制和现场施工两部分，其中，工厂预制部分为: 1)根据方钢管混凝土柱的尺寸和H型钢梁翼缘宽度加工两块外隔板(4)，使外隔板中心方形孔尺寸小于柱内壁尺寸； 2)在贯通腹板(7)的两端预留螺栓孔，用于穿过高强螺栓； 3)将贯通腹板(7)竖直焊接在两块外隔板4中间； 4)核心区钢管柱壁被贯通腹板(7)分为两个C字型部分，预加工这两个C字型部分，并焊接于外隔板(4)中间、贯通腹板(7)两侧，以上工序预制成一个节点模块。 现场施工部分为: 5)将钢管柱的下半部分立于预定位置，称之为下钢管柱，将预制的节点模块焊接于在下钢管柱上方，注意下钢管柱应与核心区的两部分C字钢管位置相对； 6)用高强螺栓将连接板(8)连接在贯通腹板(7)的预留螺栓孔处，再用高强螺栓将钢梁腹板(3)与连接板(8)的相连； 7)腹板固定好后，焊接钢梁翼缘(2)与外隔板(4); 8)从外隔板(4)的中间孔浇筑内填混凝土(5)，施工完成。2.根据权利要求1所述的节点施工方法，其特征在于，步骤I)中，还对方形孔四角预制倒角；柱腹板外侧的外隔板较宽，钢梁翼缘处的外隔板较窄，将外隔板向较窄的外伸段过渡，外伸段与钢梁翼缘齐宽。
【专利摘要】本发明涉及一种外隔板式方钢管混凝土柱与H型钢梁节点施工方法，包括：1)根据方钢管混凝土柱的尺寸和H型钢梁翼缘宽度加工两块外隔板(4)，使外隔板中心方形孔尺寸小于柱内壁尺寸；2)在贯通腹板(7)的两端预留螺栓孔，3)将贯通腹板(7)竖直焊接在两块外隔板4中间；4)核心区钢管柱壁被贯通腹板(7)分为两个C字型部分，预加工这两个C字型部分，并焊接于外隔板(4)中间、贯通腹板(7)两侧，形成节点模块；现场施工。本发明可以在减小外隔板的尺寸的同时不减小节点的承载能力；钢梁腹板贯通钢管柱，可以有效提升节点的抗剪性能。节点形式简单，在提升性能的同时不会对施工造成过多不便，也不会增加过多成本。
【IPC分类】E04B1/58
【公开号】CN105672487
【申请号】CN201610012505
【发明人】荣彬, 刘帅
【申请人】天津大学
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年1月7日