钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁顶层节点连接结构的制作方法
【专利摘要】本发明涉及结构工程【技术领域】，具体涉及一种钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁顶层节点连接结构。它包括钢管混凝土柱和与之连接的钢筋混凝土梁，钢管混凝土柱包括钢管，钢管内设有环向加劲板和竖向加劲肋，钢管外部设有柱端过渡板，柱端过渡板通过高强螺栓与设在钢筋混凝土梁上部的上主筋连接板和下部的下主筋连接板连接，相邻两钢筋混凝土梁的连接处设有节点抗剪钢筋。本发明钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁连接节点采用高强螺栓连接，浇筑混凝土，增强了梁柱受力及塑性变形能力，现场焊接量较小，施工简单，具有延性好、制作安装简便、便于震后修复等优点，在大型公共建筑等领域具有良好的应用前景。
【专利说明】钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁顶层节点连接结构
【技术领域】
[0001]本发明涉及结构工程【技术领域】，具体涉及一种钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁顶层节点连接结构。
【背景技术】
[0002]现有技术中钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁连接节点已较成熟。目前，国内已有很多采用钢管混凝土柱和钢筋混凝土梁或型钢梁连接的工程实例:在钢管柱上焊接的环形牛腿与钢筋混凝土梁主筋焊接连接；或是在钢管柱上焊接的连接板与钢筋混凝土梁主筋直接焊接等。
[0003]上述钢管柱上焊接的环形牛腿或连接板都是直接与钢筋混凝土梁的主筋连接，虽然结构简单，但这些连接方式不能很好地解决工程中梁柱受力和塑性变形(耗能)的问题，在遇到罕遇地震荷载作用下，梁柱节点刚性太强不利于耗能滑移，很容易被破坏，而且现有技术中对于钢管混凝土柱和钢筋混凝土梁连接节点的受力研究及节点构造资料不多。随着大跨度结构需求的增加，钢管混凝土柱和钢筋混凝土梁连接结构应用越来越多。但是钢管混凝土柱节点的构造复杂且种类繁多，国内至今尚没有一套适用面广的构造形式和相应的计算方法来满足钢管混凝土结构发展的需要。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提出一种钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁顶层节点连接结构，该结构能够有效增强梁柱受力及塑性变形能力。
[0005]本发明采用的技术方案是:一种钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁顶层节点连接结构，包括钢管混凝土柱和与其连接的钢筋混凝土梁，钢管混凝土柱包括钢管，所述钢管内设有环向加劲板，环向加劲板与钢管连接处设有竖向加劲肋，所述钢管外部与环向加劲板对应的位置横向设有柱端过渡板，所述钢筋混凝土梁上部设有上主筋连接板、下部设有下主筋连接板，上主筋连接板和下主筋连接板的一端开有若干长圆孔，上、下两端的柱端过渡板通过高强螺栓分别与上主筋连接板和下主筋连接板的一端连接，上主筋连接板和下主筋连接板的另一端与所述钢筋混凝土梁内的上排钢筋、下排钢筋连接，相邻两钢筋混凝土梁的素混凝土区域设有节点抗剪钢筋。
[0006]优选地，所述钢筋混凝土梁内设腰筋和箍筋，腰筋横向焊接在钢管管壁上，箍筋包裹整个钢筋混凝土梁截面直到主筋连接板处。
[0007]优选地，所述钢管外壁固定有栓钉。
[0008]优选地，所述环向加劲板上开设有透气孔。
[0009]优选地，所述高强螺栓安装后，长圆孔的缝隙内填充聚氨酯有机材料。
[0010]优选地，所述节点抗剪钢筋包括抗剪U型钢筋、C型钢筋和钢筋固定件，C型钢筋上下两端的弯折段分别与上下两端的柱端过渡板底部焊接，并用钢筋固定件固定，C型钢筋的外侧横向穿插斜向钢筋。[0011]优选地，所述抗剪U型钢筋和钢筋固定件均固定在钢管侧壁上。
[0012]上述钢管混凝土柱和钢筋混凝土梁内的各结构安装、焊接好后，在施工现场浇筑混凝土，形成一个整体。
[0013]本发明在钢管内设置横向加劲板和竖向加劲肋，增强了钢管柱承受应力的能力，钢管外侧设置过渡板，过渡板与钢筋混凝土梁上设的主筋连接板之间采用长圆孔及高强螺栓连接，增强了梁柱的塑性变形能力。在遇到地震梁柱受到冲击时，高强螺栓在长圆孔内有一定的滑动位移，对梁柱受到的冲击力有一定的缓冲作用，从而能够防止梁柱被破坏，出现整体倒塌的情况。
[0014]本发明钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁连接节点采用长圆孔和高强螺栓连接，管内及梁上浇筑混凝土，现场焊接量较小，施工简单，具有延性好、制作安装简便、便于震后修复等优点，在大型公共建筑等领域具有良好的应用前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明平面结构示意图。
[0016]图2为图1中A-A向剖面结构示意图。
[0017]图3为图1中B-B向剖面结构示意图。
[0018]图4为图1中C-C向剖面结构示意图。
[0019]图5为图1中D-D向剖面结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
[0021]如图1所示，本发明包括钢管混凝土柱I和与之连接的钢筋混凝土梁2，钢筋混凝土梁2与钢管混凝土柱I的连接处的素混凝土区域内设有节点抗剪钢筋，节点抗剪钢筋将节点区混凝土形成混凝土环向整体结构。
[0022]如图2所示，钢管混凝土柱I包括钢管101，钢管101内设有环向加劲板102，环向加劲板102上开设有混凝土浇筑孔103，环向加劲板102与钢管101连接处的底部设有竖向加劲肋106，钢管101外部与环向加劲板102对应的位置横向设有柱端过渡板104，钢管101外部固定有栓钉105。
[0023]如图4、图5所示，上、下两端的柱端过渡板104通过高强螺栓304分别与设在钢筋混凝土梁2上部的上主筋连接板301和设在钢筋混凝土梁2下部的下主筋连接板302连接，上主筋连接板301和下主筋连接板302上设有可供高强螺栓304穿过的长圆孔303，高强螺栓304安装后，长圆孔303的缝隙内填充聚氨酯有机材料305。
[0024]如图3所示，所述钢筋混凝土梁2上部设有上排钢筋201、下部设有下排钢筋203，上排钢筋201、下排钢筋203分别与上主筋连接板301、下主筋连接板302连接，钢筋混凝土梁2内设腰筋202和矩形箍筋204，腰筋202与钢管101连接，矩形箍筋204安装于整个钢筋混凝土梁2截面直到将主筋连接板包裹为止。
[0025]如图2、图5所示，节点抗剪钢筋包括抗剪钢筋401、C型钢筋402和钢筋固定件403，C型钢筋402上下两端的弯折段分别焊接在上下两端柱端过渡板104的底部，并用钢筋固定件403固定，C型钢筋402的外侧横向穿插斜向钢筋404。抗剪钢筋401和钢筋固定件403均固定在钢管101侧壁上。
[0026]本发明制作安装过程为:工厂制作钢管101，在其内部焊接环向加劲板102和竖向加劲肋106，环向加劲板102上预留透气孔103 (兼做混凝土浇筑孔)、在钢管外焊接柱端过渡板104和栓钉105。上主筋连接板301、下主筋连接板302分别与钢筋混凝土梁2中的上排钢筋201、下排钢筋203 —起制作，焊接连接，根据梁钢筋排数，对应的上下主筋过渡板可设置一个或两个。钢筋混凝土梁2中间腰筋202与钢管101进行焊接，矩形箍筋204与中间腰筋202连接，并贯穿整个钢筋混凝土梁2。钢管柱端过渡板104与上、下主筋过渡板301、302通过长圆孔303、高强螺栓304进行连接，焊接高强螺栓304后，长圆孔303的缝隙内填充聚氨酯有机材料305。钢管101外侧焊接抗剪钢筋401和钢筋固定件403，梁柱节点未配置钢筋的素混凝土区域内布置C型钢筋402，C型钢筋402通过钢筋固定件403固定，同时在C型钢筋外侧横向穿插斜向钢筋404。上述各构件焊接后，在施工现场定位安装，然后浇筑混凝土形成一个整体。
【权利要求】
1.一种钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁顶层节点连接结构，包括钢管混凝土柱(1)和与钢管混凝土柱(1)连接的钢筋混凝土梁(2)，钢管混凝土柱(1)包括钢管(101)，所述钢管(101)内设有环向加劲板(102)，环向加劲板(102)与钢管(101)连接处设有竖向加劲肋(106)，其特征在于:所述钢管(101)外部与环向加劲板(102)对应的位置横向设有柱端过渡板(104)，所述钢筋混凝土梁(2)上部设有上主筋连接板(301)、下部设有下主筋连接板(302 )，上主筋连接板(301)和下主筋连接板(302 )的一端开有若干长圆孔(303 )，上、下两端的柱端过渡板(104)通过高强螺栓(304)分别与上主筋连接板(301)和下主筋连接板(302)的一端连接，上主筋连接板(301)和下主筋连接板(302)的另一端与所述钢筋混凝土梁(2)内的上排钢筋(201)、下排钢筋(203)连接，相邻两钢筋混凝土梁(2)的素混凝土区域设有节点抗剪钢筋。
2.根据权利要求1所述的钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁顶层节点连接结构，其特征在于:所述钢筋混凝土梁(2)内设腰筋(202)和箍筋(204)，腰筋(202)焊接在钢管(101)管壁上，箍筋(204)包裹整个钢筋混凝土梁(2)截面直到主筋连接板处。
3.根据权利要求1所述的钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁顶层节点连接结构，其特征在于:所述钢管(101)外壁固定有栓钉(105)。
4.根据权利要求1所述的钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁顶层节点连接结构，其特征在于:所述环向加劲板(102)上开设有透气孔(103)。
5.根据权利要求1所述的钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁顶层节点连接结构，其特征在于:所述高强螺栓安装后，长圆孔(303)的缝隙内填充聚氨酯有机材料(305)。
6.根据权利要求1所述的钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁顶层节点连接结构，其特征在于:所述节点抗剪钢筋包括抗剪U型钢筋(401)、C型钢筋(402)和钢筋固定件(403)，C型钢筋(402)上下两端的弯折段分别与上下两端的柱端过渡板(104)底部焊接，并用钢筋固定件(403)固定，C型钢筋(402)的外侧横向穿插斜向钢筋(404)。
7.根据权利要求6所述的钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁顶层节点连接结构，其特征在于:所述抗剪U型钢筋(401)和钢筋固定件(403)均焊接在钢管(101)侧壁上。
【文档编号】E04B1/58GK103898984SQ201210570575
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年12月25日 优先权日:2012年12月25日
【发明者】周小华, 雷崇, 王金平, 沈婷, 罗会平, 朱炎兵, 王永伟 申请人:中铁第四勘察设计院集团有限公司