专利名称：矩形钢管混凝土柱与钢板剪力墙节点结构及施工方法
技术领域：
本发明属于建筑结构领域，尤其涉及到钢板剪力墙与矩形钢管混凝土柱节点的连 接方法。
背景技术：
矩形钢管混凝土是在矩形钢管内填充混凝土而形成的构件，它主要用于建筑中的 框架柱。矩形钢管混凝土具有承载力高、延性好、抗震性能优越等优点，与圆钢管混凝土相 比，还具有截面抗弯刚度大、抗弯能力好、节点构造简单、易于装修等优点。随着建筑物高度 的增加，特别对于高层建筑，水平风荷载或地震荷载成为结构设计的控制因素，因此抗侧力 构件的选择在高层建筑中显得尤为重要。近年来，钢板剪力墙以其稳定的耗能能力，快捷的 施工方式受到广泛关注。钢板剪力墙特别对于薄钢板剪力墙，当其与周边的框架柱和梁都 连接时，周边框架对钢板有很好的锚固作用，能充分发挥钢板剪力墙的屈曲后性能。矩形钢管混凝土框架和钢板剪力墙都具有较高的承载力、良好的延性和耗能能 力，两者共同使用能够实现强强联合，能有效提高结构体系的抗侧力能力。目前还未见有 关矩形钢管混凝土柱和钢板剪力墙的节点连接方式的记载，钢板剪力墙在层间侧移角较大 时，钢板受拉在对角线上形成拉力带，若钢板和矩形钢管混凝土的钢管直接相连，钢管中的 钢板在拉力作用下易出现平面外失稳，造成钢管混凝土柱的早期破坏，同时钢板剪力墙中 的拉力带不能充分开展，承载力不能有效发挥。
发明内容
本发明目的是提出一种矩形钢管混凝土柱与钢板剪力墙的有效连接方法，可以避 免矩形钢管混凝土柱中的钢管壁被拉屈破坏，通过矩形钢管混凝土柱有效的锚固钢板剪 力墙，使得钢板剪力墙的拉力带充分开展，充分发挥其承载力和延性。实现本发明技术方案的结构是在矩形钢管混凝土框架和钢板剪力墙节点部分设 置鱼尾板，将与矩形钢管混凝土柱相连的鱼尾板延伸至钢管混凝土柱内部，在延伸到钢管 混凝土柱内部的鱼尾板上焊接抗剪连接件，钢管混凝土柱外部的鱼尾板与钢板剪力墙相连 接，钢板剪力墙的作用力通过鱼尾板上的抗剪连接件直接传递给矩形钢管混凝土柱，避免 钢管壁直接承受钢板剪力墙产生的作用力。本发明的施工方法是，在鱼尾板与矩形钢管混凝土柱的钢管焊接时，将钢管在鱼 尾板的焊接位置断开，再在鱼尾板上焊接抗剪连接件，而后将带有抗剪连接件的鱼尾板插 入开有竖缝的矩形空钢管中，然后用双面侧焊缝连接钢管与鱼尾板；在施工现场，将焊有鱼 尾板的空钢管安装定位后，钢板剪力墙采用焊接或螺栓连接的方式与鱼尾板相连，而后在 矩形钢管内浇筑混凝土，待混凝土硬化后，实现矩形钢管混凝土柱与钢板剪力墙的有效连 接。这种节点连接方法不仅适用于钢板剪力墙与矩形钢管混凝土柱的节点，也适用于 钢板混凝土组合剪力墙与矩形钢管混凝土柱的节点。
该节点连接方式具有以下优点1、通过把鱼尾板插入矩形钢管中，并在鱼尾板上焊接抗剪连接件，有效避免了钢 板剪力墙的内力直接作用在钢管壁上，避免了钢管的局部拉屈破坏；有效地把钢板内力直 接传递给矩形钢管混凝土柱；2、钢管混凝土柱能作为钢板剪力墙的有效锚固边界，使钢板剪力墙上的拉力带充 分开展，充分发挥了钢板剪力墙的屈曲后性能，提高了承载力和延性。
图1为矩形钢管混凝土柱与钢板剪力墙的节点连接示意图
具体实施例方式下面结合附图详细说明本发明的
具体实施例方式本发明技具体结构是在矩形钢管混凝土框架和钢板剪力墙节点处设置连接件鱼 尾板2，鱼尾板呈矩形，其一端延伸至钢管混凝土柱内部，在延伸到钢管混凝土柱内部的鱼 尾板2的两侧焊接有抗剪连接件3，抗剪切件为栓钉、钢板、槽钢或弯筋形状构件；矩形钢管 混凝土框架外侧的矩形钢管1在与鱼尾板2相交的位置处断开，在此处采用侧焊缝焊接与 鱼尾板相连接。连接件鱼尾板2的另一端与钢板剪力墙上的钢板4相连接。本发明的具体施工方式如下首先，把抗剪连接件3焊接在矩形鱼尾板2的一端 上，矩形钢管1加工时在焊有鱼尾板2的位置处断开，将焊有抗剪连接件3的鱼尾板2的一 端插入矩形钢管1内部，采用侧焊缝焊接鱼尾板2与矩形钢管1。在施工现场，将焊有鱼尾 板的矩形钢管1安装就位后，连接鱼尾板2和钢板剪力墙中的钢板4，连接采用螺栓连接方 式或焊接连接方式。而后在矩形钢管1内浇筑混凝土 5，待混凝土硬化后形成钢管混凝土柱 和钢板剪力墙共同工作，协同受力。本发明采用的各种材料材质如下矩形钢管可以是焊接钢管或轧制钢管。矩形钢管、鱼尾板、剪力墙中的钢板可采用Q235钢材、Q345钢材、Q390钢材或Q420 钢材制成。抗剪连接件可采用Q235钢材、Q345钢材、Q390钢材或Q420钢材制成。混凝土可以是普通混凝土、轻骨料混凝土或高性能混凝土，其强度等级为 C30-C80。
权利要求
1.一种矩形钢管混凝土柱与钢板剪力墙节点结构，包括钢管混凝土柱、钢板剪力墙，其 特征是在矩形钢管混凝土框架和钢板剪力墙节点部分设置鱼尾板，将与矩形钢管混凝土 柱相连的鱼尾板延伸至矩形钢管混凝土柱内部，在延伸到矩形钢管混凝土柱内部的鱼尾板 上焊接抗剪连接件，钢管混凝土柱外部的鱼尾板与钢板剪力墙相连接，钢板剪力墙的作用 力通过鱼尾板上的抗剪连接件直接传递给矩形钢管混凝土柱。
2.根据权利要求1所述的矩形钢管混凝土柱与钢板剪力墙节点结构，其特征是所述 的抗剪连接件为栓钉或钢板或槽钢或弯筋构件。
3.根据权利要求1所述的矩形钢管混凝土柱与钢板剪力墙节点结构，其特征是所述 的矩形钢管采用轧制钢管或采用焊接钢管。
4.根据权利要求1所述的矩形钢管混凝土柱与钢板剪力墙节点结构，其特征是所述 的矩形钢管、鱼尾板、抗剪连接件、钢板屈服强度采用Q235钢材或Q345钢材或Q390钢材或 Q420钢材制成。
5.根据权利要求1所述的矩形钢管混凝土柱与钢板剪力墙节点结构，其特征是所述 的钢板剪力墙与鱼尾板的连接采用螺栓连接方式或焊接连接方式。
6.根据权利要求1所述的矩形钢管混凝土柱与钢板剪力墙节点结构，其特征是这种 节点连接结构适用于钢板混凝土组合剪力墙与矩形钢管混凝土柱的节点。
7.一种矩形钢管混凝土柱与钢板剪力墙节点结构的施工方法，其特征是在鱼尾板与 矩形钢管混凝土柱的钢管焊接时，将钢管在鱼尾板的焊接位置断开，再在鱼尾板上焊接抗 剪连接件，而后将带有抗剪连接件的鱼尾板插入开有竖缝的矩形空钢管中，然后用双面侧 焊缝连接钢管与鱼尾板；在施工现场，将焊有鱼尾板的空钢管安装定位后，将钢板剪力墙与 鱼尾板相连，而后在矩形钢管内浇筑混凝土，待混凝土硬化后，实现矩形钢管混凝土柱与钢 板剪力墙的有效连接。
8.根据权利要求7所述的矩形钢管混凝土柱与钢板剪力墙节点结构的施工方法，其特 征是所述的混凝土为普通混凝土或轻骨料混凝土或高性能混凝土，强度等级为C30-C80。
全文摘要
矩形钢管混凝土柱与钢板剪力墙节点结构及施工方法，属于建筑结构领域。解决矩形钢管混凝土柱与钢板剪力墙连接时矩形钢管混凝土柱中钢管壁易被拉屈破坏的问题。其方案是将连接用的鱼尾板一端延伸至矩形钢管混凝土柱内部，并在鱼尾板此端上焊接抗剪连接件，防止钢板剪力墙的内力直接作用在矩形钢管壁上，有效避免钢管的局部屈曲，实现剪力墙上的力有效传递给矩形钢管混凝土柱。同时矩形钢管混凝土作为钢板剪力墙的有效嵌固边界，使钢板剪力墙充分发挥其承载力和耗能能力，两者能更好的协同工作。
文档编号E04B2/64GK102094472SQ20111004290
公开日2011年6月15日 申请日期2011年2月23日 优先权日2011年2月23日
发明者宋明志, 徐觉慧, 戎芹, 李然, 谢东, 郭兰慧 申请人:哈尔滨工业大学