一种混凝土柱与钢梁连接的节点结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种混凝土柱与钢梁连接的节点结构，包括矩形钢管混凝土柱和工字型钢梁，以及在工字型钢梁上、下翼缘处的矩钢管混凝土柱内分别焊接开设有浇筑孔的内隔板，所述矩形钢管混凝土柱与工字型钢梁的上、下翼缘对接处焊接连接，所述工字型钢梁与所述矩形钢管混凝土柱的结合端处上、下翼缘各设置一与所述矩形钢管混凝土柱和工字型钢梁同时固定结合的上盖板和下盖板；与所述上盖板、下盖板端部平齐，沿工字型钢梁的轴向对其上下翼缘板分别切割成对称圆弧段。本实用新型提供一种混凝土柱与钢梁连接的节点结构，抗外力破坏性能强，特别是抗震性能强的混凝土柱与钢梁连接的节点结构。
【专利说明】一种混凝土柱与钢梁连接的节点结构
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及木工程结构设计【技术领域】，尤其涉及一种混凝土柱与钢梁连接的 节点结构。
【背景技术】
[0002] 随着建筑结构的发展以及住宅钢结构的推广和应用，以钢管混凝土柱与钢梁形成 的框架体系在工程实践中逐渐得到应用与发展。钢管混凝土结构作为一种新型结构体系， 充分发挥了钢管和混凝土两种材料的长处，具有承载力高、塑性和韧性好、施工方便等优 点，被广泛地应用在单层和多层工业厂房柱、高层建筑和桥梁等结构中。目前，我国《矩形钢 管混凝土结构技术规程》(CECS159:2004)提供的用于矩形钢管混凝土柱钢梁连接节点主要 有内隔板式、外隔板式、隔板贯通式等形式节点。但上述节点形式存在焊接残余应力大、节 点延性差等问题，在抗震作用下可能出现脆性破坏。因此，如何加强节点结构的力学强度， 改善抗外力破坏性能，提高整个框架结构是人们一直渴望解决的技术难题。 实用新型内容
[0003] 鉴于上述不足，本实用新型有必要提供一种抗外力破坏性能强，特别是抗震性能 强的混凝土柱与钢梁连接的节点结构。
[0004] 一种混凝土柱与钢梁连接的节点结构，包括矩形钢管混凝土柱和工字型钢梁，以 及在工字型钢梁上、下翼缘处的矩形钢管混凝土柱内分别焊接开设有浇筑孔的内隔板，所 述矩形钢管混凝土柱与工字型钢梁的上、下翼缘对接处焊接连接，所述工字型钢梁与所述 矩形钢管混凝土柱的结合端处上、下翼缘各设置一与所述矩形钢管混凝土柱和工字型钢梁 同时固定结合的上盖板和下盖板；与所述上盖板、下盖板端部平齐，沿工字型钢梁的轴向对 其上下翼缘板分别切割成对称圆弧段。
[0005] 进一步地，所述圆弧段圆弧的水平长度b取0. 80倍的梁高，圆弧宽度c取0. 2倍 的翼缘宽度，圆弧半径取1_____________________) Sc ?
[0006] 进一步地，所述内隔板四角设透气孔。
[0007] 进一步地，所述透气孔孔径为25mm。
[0008] 进一步地，所述烧筑孔孔径不小于200mm。
[0009] 进一步地，所述上盖板与所述矩形钢管混凝土柱相固定端的宽度小于工字型钢梁 上翼缘的宽度，所述下盖板与所述矩形钢管混凝土柱相固定端的宽度大于工字型钢梁下翼 缘的宽度。
[0010] 相较于现有技术，本实用新型的混凝土柱与钢梁连接的节点结构采用上盖板和下 盖板加强式且沿工字型钢梁的轴向对其上下翼缘板分别进行了对称的圆弧状切割，形成圆 弧段，一方面不但不需加大矩形钢管混凝土柱的截面，而且还可使加强式连接中的盖板和 下盖板厚度减小，工字型钢梁端焊缝质量较容易得到保证；另一方面不但工字型钢梁截面 的强度可以得到充分发挥，而且还可使工字型钢梁翼缘上的削弱深度减小，更好的保证塑 性铰在距离节点一端距离的梁上出现，从而避免由于节点变形能力的恶化导致的脆性破 坏，保护节点，增加结构的延性，更有利于耗散地震能量。所述矩形钢管混凝土柱焊接内隔 板，有效地传递工字型钢梁上下翼缘的拉力和压力，具有传力直接、节省钢材，保证建筑空 间等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 图1为本实用新型的混凝土柱与钢梁连接的节点结构立体示意图；
[0012] 图2为本实用新型的混凝土柱与钢梁连接的节点结构主视图；
[0013] 图3为图2的I-I向示意图；
[0014] 图中：1_矩形钢管混凝土柱；2-工字型钢梁；3-内隔板；4-坚向连接板；5-高强 螺栓；6-焊缝；7-上盖板；8-下盖板；9-圆弧段。
【具体实施方式】
[0015] 为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式 并配合附图详予说明。
[0016] 如图1所示，本实用新型的混凝土柱与钢梁连接的节点结构包括矩形钢管混凝土 柱1和工字型钢梁2,以及在工字型钢梁2上、下翼缘处的方钢管混凝土柱1内分别焊接开 设有浇筑孔31的内隔板3。所述矩形钢管混凝土柱1与工字型钢梁2的上下翼缘的焊接连 接，具体地采用坡口对接焊缝6连接。所述工字型钢梁2的腹板通过坚向连接板4焊接在 矩形钢管混凝土柱1上，并用高强螺栓5连接。所述矩形钢管混凝土柱1与内隔板3沿工 字型钢梁2翼缘平面方向与矩形钢管混凝土柱1坡口对接。
[0017] 所述矩形钢管混凝土柱1包括方钢管和方钢管内部浇筑的混凝土。所述矩形钢管 由四块钢板采用坡口的对接焊缝焊接而成；所述混凝土为普通混凝土、高强混凝土或自密 实混凝土。
[0018] 所述工字型钢梁2与所述矩形钢管混凝土柱1的结合端处上、下翼缘各设置一与 所述矩形钢管混凝土柱1和工字型钢梁2同时固定结合的上盖板7和下盖板8 ;与所述上 盖板7、下盖板8端部平齐，沿工字型钢梁2的轴向对其上下翼缘板分别进行了对称的圆弧 状切割，形成圆弧段9。切割表面粗糙度低于500微英尺，没有刻痕、凿疤或者别的一些不连 续的痕迹，转角处要打磨光滑；所述圆弧段9圆弧的水平长度b取0. 80倍的梁高，圆弧宽度 C取0. 2倍的翼缘宽度，圆弧半径取i-1 8c s
[0019] 所述上盖板7与所述矩形钢管混凝土柱1相固定端的宽度小于工字型钢梁2上翼 缘的宽度。所述下盖板8与所述矩形钢管混凝土柱1相固定端的宽度大于工字型钢梁2下 翼缘的宽度。
[0020] 所述内隔板3开设有浇筑孔31。
[0021] 所述上盖板7、下盖板8,与所述矩形钢管混凝土柱1、工字型钢梁2的上下翼缘均 通过高强螺栓固定；同时，上盖板7与所述矩形钢管混凝土柱1相固定端的宽度小于工字型 钢梁2上翼缘的宽度；下盖板8与所述矩形钢管混凝土柱1相固定端的宽度大于工字型钢 梁2下翼缘的宽度。
[0022] 进一步地，为了保证节点处混凝土的浇筑质量，在内隔板3四角设透气孔（图未 示），其孔径为25mm。
[0023] 进一步地，为了方便内填混凝土施工，所述内隔板3上的浇筑孔31孔径应不小于 200mm〇
[0024] 本实用新型的混凝土柱与钢梁连接的节点结构具有如下优点：
[0025] -、采用上盖板7和下盖板8加强式且沿工字型钢梁2的轴向对其上下翼缘板分 别进行了对称的圆弧状切割，形成圆弧段9, 一方面不但不需加大矩形钢管混凝土柱1的截 面，而且还可使加强式连接中的盖板7和下盖板8厚度减小，工字型钢梁2端焊缝质量较容 易得到保证；另一方面不但工字型钢梁2截面的强度可以得到充分发挥，而且还可使工字 型钢梁2翼缘上的削弱深度减小。更好的保证塑性铰在距离节点一端距离的梁上出现，从 而避免由于节点变形能力的恶化导致的脆性破坏，保护节点，增加结构的延性，更有利于耗 散地震能量。
[0026] 二、所述上盖板7和下盖板8与工字型钢梁2上、下翼缘采用高强螺栓连接，能够 有效地避免工地焊缝所造成的对节点抗震性能的不利影响，更有利于实现塑性铰外移。
[0027] 三、所述矩形钢管混凝土柱1焊接内隔板3,有效地传递工字型钢梁2上下翼缘的 拉力和压力，具有传力直接、节省钢材，保证建筑空间等优点。
[0028] 以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围， 凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相 关的【技术领域】，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【权利要求】
1. 一种混凝土柱与钢梁连接的节点结构，其特征在于：包括矩形钢管混凝土柱和工字 型钢梁，以及在工字型钢梁上、下翼缘处的矩形钢管混凝土柱内分别焊接开设有浇筑孔的 内隔板，所述矩形钢管混凝土柱与工字型钢梁的上、下翼缘对接处焊接连接，所述工字型钢 梁与所述矩形钢管混凝土柱的结合端处上、下翼缘各设置一与所述矩形钢管混凝土柱和工 字型钢梁同时固定结合的上盖板和下盖板；与所述上盖板、下盖板端部平齐，沿工字型钢梁 的轴向对其上下翼缘板分别切割成对称圆弧段。
2. 根据权利要求1所述的混凝土柱与钢梁连接的节点结构，其特征在于：所述圆弧 段圆弧的水平长度b取0. 80倍的梁高，圆弧宽度c取0. 2倍的翼缘宽度，圆弧半径取
3. 根据权利要求1所述的混凝土柱与钢梁连接的节点结构，其特征在于：所述内隔板 四角设透气孔。
4. 根据权利要求3所述的混凝土柱与钢梁连接的节点结构，其特征在于：所述透气孔 孔径为25mm。
5. 根据权利要求1所述的混凝土柱与钢梁连接的节点结构，其特征在于：所述浇筑孔 孔径不小于200mm。
6. 根据权利要求1-5任意一项所述的混凝土柱与钢梁连接的节点结构，其特征在于： 所述上盖板与所述矩形钢管混凝土柱相固定端的宽度小于工字型钢梁上翼缘的宽度，所述 下盖板与所述矩形钢管混凝土柱相固定端的宽度大于工字型钢梁下翼缘的宽度。
【文档编号】E04B1/58GK204199440SQ201420363426
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年7月2日 优先权日:2014年7月2日
【发明者】杨慧 申请人:山东科技大学