钢管混凝土柱-钢梁外隔板式节点结构及其施工方法_2

文档序号:9928084阅读:来源:国知局
所布设矩形钢管柱的外侧壁呈垂直布设,每个所述腹板连接板的上下部分别焊 接固定在所述上部外隔板和所述下部外隔板上;所述钢梁的外端与腹板连接板紧固连接;m 道所述箍筋呈平行布设,m道所述箍筋均与矩形钢管柱呈垂直布设,其中m为正整数且m2 3; m道所述箍筋均浇筑于核心混凝土结构内;所述长条形钢肋板上所开通孔的数量为m个,m道 所述箍筋分别自每个所述长条形钢肋板上所开的m个所述通孔内穿过;所述通孔为槽形孔;
[0025] 步骤一中将四个所述矩形钢板焊接成矩形钢管柱后,还需对m道所述箍筋分别进 行安装,使每道箍筋均上开设的通孔于四组所述开孔纵肋上开设的多个通孔内;
[0026] 步骤二中进行梁柱连接构造焊接时,还需将四个所述腹板连接板分别焊接在矩形 钢管柱的四个外侧壁中部,并将四个所述腹板连接板分别与所述上部外隔板和所述下部外 隔板进行焊接固定;
[0027] 步骤三中进行钢梁连接时,还需将钢梁与腹板连接板紧固连接。
[0028] 本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0029] 1、结构简单、设计合理且施工成本较低。
[0030] 2、结构轻盈且抗震与抗扭性能良好,使用方式灵活。
[0031] 3、施工简便,不涉及钢管内部施焊问题,施工方法步骤简单,管内核心混凝土浇筑 质量容易保证。
[0032] 4、外隔板(包括上部外隔板与下部外隔板)的尺寸大幅减小,能有效减小对建筑使 用空间的占用。由于开孔纵肋可直接参与节点传力,改善节点的传力途径,因此外隔板的尺 寸较传统外隔板式节点可大大缩小、甚至取消,这样能有效减小外隔板对建筑使用空间的 占用以及对建筑功能的限制。
[0033] 5、传力合理,所设置的开孔纵肋不仅增强了矩形钢管柱与核心混凝土间的组合作 用、对矩形钢管柱有加劲作用,而且改善了节点的传力途径:开孔纵肋直接参与钢管混凝土 柱的纵向受力、使得钢梁翼缘的拉力均匀地传递至钢管混凝土柱,且将钢梁腹板的剪力传 递至核心混凝土结构(即梁柱节点的核心区)。因而,利用开孔纵肋增强矩形钢管柱的面外 稳定性,并相应大幅度增强结构抗剪能力,同时将整个钢管混凝土结构的各组成部分紧密 连成整体。同时,配合多道箍筋,将多道开孔纵肋有机连接为一体,进一步增强了整个钢管 混凝土结构的整体性。所设置的开孔纵肋不仅提高了核心混凝土的抗压强度,增强管壁的 稳定性;同时开孔纵肋充当了剪力件的作用,使钢管与混凝土连成整体,提高了钢与混凝土 的组合作用。
[0034] 6、节点处应力和应变集中得到缓解。开孔纵肋能有效传递节点内部的拉力和剪 力,并使得节点区域钢管与混凝土受力更加均匀,能够有效地缓解节点处柱角和外隔板应 力和变形集中,防止钢管曲和焊缝拉裂。
[0035] 7、抗震性能优越。由于开孔纵肋的使用使结构受力更为合理,在地震作用下,本发 明的滞回曲线饱满,具有较强的耗能能力,具有优越的抗震性能。
[0036] 8、施工方法步骤简单、设计合理且施工效率高、使用效果好,施工成型的钢管混凝 土柱-钢梁外隔板式节点结构构造简单、力学性能好且结构轻盈、占用空间小,并且具有混 凝土浇筑质量容易保证、节点传力明确且合理、节点处柱角和外隔板应力集中的现象得到 缓解等优点,具有优越的抗震性能,能有效解决现有梁柱节点施工质量不易保证、节点区域 易发生应力集中、抗震性能较差等问题。
[0037] 下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0038] 图1为本发明实施例1的结构示意图。
[0039]图2为本发明实施例1中钢管混凝土柱与钢梁的连接状态示意图。
[0040]图3为本发明实施例1中钢管混凝土柱与钢梁的侧部连接结构示意图。
[0041 ]图4为图3的俯视图。
[0042] 图5为图4的A-A剖视图。
[0043] 图6为本发明实施例1中开孔纵肋的结构示意图。
[0044] 图7为本发明实施例2中钢管混凝土柱与钢梁的连接状态示意图。
[0045] 图8为本发明实施例2中钢管混凝土柱与钢梁的侧部连接结构示意图。
[0046] 图9为图8的俯视图。
[0047] 图10为图9的A-A剖视图。
[0048]图11为本发明实施例3中钢管混凝土柱与钢梁的连接状态示意图。
[0049] 图12为本发明实施例3中钢管混凝土柱与钢梁的侧部连接结构示意图。
[0050] 图13为图12的俯视图。
[0051 ] 图14为图13的A-A剖视图。
[0052]图15为本发明实施例3中开孔纵肋的结构示意图。
[0053]图16为本发明箍筋的结构示意图。
[0054]图17为本发明对钢管混凝土柱-钢梁外隔板式节点结构进行施工时的方法流程框 图。
[0055] 附图标记说明:
[0056] 1 一开孔纵肋;2-矩形钢管柱;3-核心混凝土;
[0057] 4一钢梁; 5-水平外隔板;6-腹板连接板;
[0058] 7一预留螺检孔;8-螺检; 9一雜筋;
[0059] 10-通孔。
【具体实施方式】
[0060] 实施例1
[0061] 如图1、图2、图3、图4及图5所示的一种钢管混凝土柱-钢梁外隔板式节点结构,包 括钢管混凝土柱、位于所述钢管混凝土柱外侧的钢梁4和连接于所述钢管混凝土柱与钢梁4 之间的梁柱连接构造,所述钢管混凝土柱与钢梁4呈垂直布设。
[0062] 所述钢管混凝土柱包括矩形钢管柱2、四组分别布设在矩形钢管柱2的四个内侧壁 上的开孔纵肋1和填充于矩形钢管柱2内的核心混凝土结构3,四组所述开孔纵肋1均浇筑于 核心混凝土结构3内,四组所述开孔纵肋1中所有开孔纵肋1的结构和尺寸均相同;每组所述 开孔纵肋1均包括一个或多个平行布设的开孔纵肋1,所述开孔纵肋1沿矩形钢管柱2的长度 方向进行布设;如图6所示,所述开孔纵肋1为长条形钢肋板,所述长条形钢肋板与其所布设 矩形钢管柱2的内侧壁呈垂直布设,所述长条形钢肋板的外侧壁焊接固定在矩形钢管柱2的 内侧壁上,所述长条形钢肋板的中部由上至下开有多个通孔10,多个所述通孔10布设在同 一直线上;所述矩形钢管柱2、开孔纵肋1和核心混凝土结构3的长度均相同,所述核心混凝 土结构3的顶端和四组所述开孔纵肋1的顶端均与矩形钢管柱2的顶端相平齐,且核心混凝 土结构3的底端和四组所述开孔纵肋1的底端均与矩形钢管柱2的底端相平齐;
[0063] 所述梁柱连接构造包括上部外隔板和位于所述上部外隔板正下方的下部外隔板, 所述上部外隔板与所述下部外隔板均套装在矩形钢管柱2外侧,所述上部外隔板与所述下 部外隔板呈平行布设且二者均与矩形钢管柱2呈垂直布设;所述上部外隔板与所述下部外 隔板均为钢板且二者均焊接固定在矩形钢管柱2上,所述上部外隔板与所述下部外隔板的 中部均开有供矩形钢管柱2穿过的钢管柱安装孔;
[0064] 所述钢梁4的上部外端与所述上部外隔板紧固连接,且钢梁4的下部外端与所述下 部外隔板紧固连接。
[0065]本实施例中,所述钢管混凝土柱呈竖直向布设,所述钢梁4呈水平布设。
[0066]本实施例中,所述钢梁4位于矩形钢管柱2的中部外侧,所述矩形钢管柱2的长度为 钢梁4高度的1.5倍~2.5倍。
[0067] 实际施工时,所述钢梁4的数量为N个,其中N为正整数且N=l、2、3或4;N个所述钢 梁4分别布设在矩形钢管柱2的N个侧壁外侧,每个所述钢梁4均与其所布设矩形钢管柱2的 侧壁呈垂直布设。
[0068] 并且,N个所述钢梁4布设在同一平面上。
[0069] 本实施例中,N=l。
[0070] 实际施工时,可根据具体需要,对N的大小进行相应调整。
[0071] 本实施例中,所述开孔纵肋1的厚度不大于矩形钢管柱2的壁厚,且矩形钢管柱2的 壁厚越大,所述开孔纵肋1的厚度越大。
[0072] 本实施例中,所述矩形钢管柱2的横截面积为0.09m2~4m2且其壁厚为12mm~25mm。 所述长条形钢肋板的厚度为8mm~22mm。
[0073] 本实施例中,多个所述通孔10由上至下呈均匀布设,且多个所述通孔10的结构和 尺寸均相同。
[0074] 并且,所
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