一种工字形柱局部砼灌浆钢节点的制作方法

本实用新型属于建筑结构抗震设计领域，涉及一种局部砼灌浆工字形柱-H型梁钢节点。

背景技术：

当前钢铁产能严重过剩，亟需消化钢铁产能。众所周知，混凝土的抗压强度高，但抗弯能力很弱，而钢材，特别是型钢的抗弯能力强，具有良好的弹塑性，但在受压时容易失稳而丧失轴向抗压能力。而钢管混凝土在结构上能够将二者的优点结合在一起，可使混凝土处于侧向受压状态，其抗压强度可成倍提高，同时由于混凝土的存在，提高了钢管的刚度，两者共同发挥作用，从而大大地提高了承载能力。钢管混凝土是指在钢管中填充混凝土，且钢管及其核心混凝土能共同承受外荷载作用的结构构件。按截面形式不同，可分为圆钢管混凝土，方、矩形钢管混凝土和多边形钢管混凝土等。钢管混凝土作为一种新兴的组合结构，主要以轴心受压和作用力偏心较小的受压构件为主，被广泛使用于框架结构中，如厂房和高层建筑。

钢管混凝土柱中，钢管对其内部混凝土的约束作用使混凝土处于三向受压状态，提高了混凝土的抗压强度；钢管内部的混凝土又可以有效地防止钢管发生局部屈曲。研究表明，钢管混凝土柱的承载力高于相应的钢管柱承载力和混凝土柱承载力之和。钢管和混凝土之间的相互作用使钢管内部混凝土的破坏由脆性破坏转变为塑性破坏，构件的延性性能明显改善，耗能能力大大提高，具有优越的抗震性能。

但是对于型钢构造的梁柱节点而言，往往通过钢柱整体灌注混凝土形成钢管混凝土柱，导致钢节点自身重量增加，延性性能也有待提高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种工字形柱局部砼灌浆钢节点，使钢节点可以更灵活的运用于建筑结构的设计中，提高钢节点的抗震性能。

为达到上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

包括钢节点和局部灌浆用混凝土，所述钢节点包括工字形钢柱以及与工字形钢柱相连的H型钢梁；工字形钢柱的腹板两侧设置有蒙皮板，蒙皮板与工字形钢柱的两侧翼缘相连，工字形钢柱的腹板上设置有与蒙皮板相连的加劲肋，混凝土填充于由工字形钢柱的两侧翼缘、腹板及所述加劲肋与对应侧蒙皮板构成的两个箱体内；所述箱体(箱形区域)覆盖在工字形钢柱上与H型钢梁交汇的节点区域。

优选的，所述箱体中，加劲肋位于蒙皮板的上、下两侧，位于蒙皮板上侧的加劲肋上设置有与该箱体连通的灌浆孔，开孔的加劲肋只设置在箱形区域上端，以便灌浆，下端设置的加劲肋不开孔，以便形成用于灌浆的封闭箱形区域。

优选的，所述位于蒙皮板上侧的加劲肋上还设置有排气孔，以便于灌浆中排气。

优选的，所述蒙皮板采用钢板，与钢柱材料相同，方便焊接连接。

优选的，所述箱体内填充的混凝土的高度高于H型钢梁的高度，以增强节点强度。

优选的，所述蒙皮板与工字形钢柱的腹板平行，所述加劲肋与工字形钢柱的腹板垂直。所述蒙皮板与工字形钢柱的两侧翼缘平齐，蒙皮板的上、下侧与对应加劲肋平齐，方便通过焊接形成用于灌浆的封闭区域，省去模板材料，方便灌浆。

本实用新型的有益效果体现在：

本实用新型通过所述箱体在工字形钢柱上形成箱型截面，并通过对箱型截面浇灌混凝土，形成了局部灌混凝土加强节点，不仅增加了工字形钢柱的承载能力、避免了柱整体灌浆导致自重增加过大，而且能够有效提高节点延性及耗能能力；本实用新型所述工字形柱局部砼灌浆钢节点抗震性能好，且构造简单、施工便捷、造价低廉。

附图说明

图1为节点俯视图；

图2为节点箱形区域示意图；

图3为节点立体视图；

图中：1、工字形钢柱；2、钢梁；3、蒙皮板；4、开孔加劲肋；5、不开孔加劲肋；6、灌浆孔；7、排气孔；8、混凝土。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。

参见图1、图2以及图3，本实用新型所述工字形柱局部砼灌浆钢节点包括工字形钢柱1、H型钢梁2、蒙皮板3、开孔加劲肋4、不开孔加劲肋5以及混凝土8。工字形钢柱1与H型钢梁2通过焊接连接为钢节点(H型钢梁2具体连接在柱翼缘外侧面，且工字形钢柱1与H型钢梁2的腹板共面)，在钢节点的梁柱节点区域(梁、柱交汇处)，在工字形钢柱1的两个柱翼缘间平行于柱腹板方向焊接有两块蒙皮板3，在蒙皮板3的上、下两端分别焊接有开孔加劲肋4(带有灌浆孔6和排气孔7)、不开孔的加劲肋5，由蒙皮板3与柱翼缘、柱腹板和上、下两端的加劲肋围成两个对称排列于柱腹板两侧的箱体，使得在梁柱节点区域形成箱型截面，箱型截面内(即箱体内)通过灌浆孔6灌砼(混凝土8)，从而形成钢管混凝土截面形式(混凝土高度高于梁高)，对整个节点即为局部灌混凝土加强节点。

上述工字形柱局部砼灌浆钢节点的施工方法具体如下：

1)选取Q235的工字形钢柱1与Q235的H型钢梁2，通过角焊缝焊接在一起，形成钢节点；

2)在梁柱节点区域，在工字形钢柱1的两个柱翼缘间平行于柱腹板方向焊接两块蒙皮板3(材料为钢板)，蒙皮板3与柱翼缘平齐，蒙皮板3与柱翼缘平行的侧边采用坡口对接焊缝与柱翼缘相连；蒙皮板3与柱翼缘垂直的两侧边(即蒙皮板3上、下端侧边)之间的距离根据设计确定，至少覆盖梁柱节点区域；

3)在蒙皮板3上端与柱腹板之间(垂直于柱腹板方向)采用角焊缝焊接带有灌浆孔6和排气孔7的开孔加劲肋4(柱腹板两侧对应蒙皮板上端与柱翼缘垂直的侧边各焊接一个开孔加劲肋，共两块)；在蒙皮板3下端与柱腹板之间(垂直于柱腹板方向)采用角焊缝焊接不开孔加劲肋5(柱腹板两侧对应蒙皮板下端与柱翼缘垂直的侧边各焊接一个不开孔加劲肋，共两块)，开孔加劲肋4和不开孔加劲肋5与柱腹板及蒙皮板3均为焊接连接，加劲肋是与柱翼缘内侧紧密接触的，从而形成两个封闭的箱形区域；

4)在节点箱型截面内通过灌浆孔6灌注混凝土8，从而形成局部(箱形区域)钢管混凝土节点。

总之，本实用新型中设计的节点是将混凝土灌注在梁柱节点区域，而不是对钢柱整体灌砼，从而形成只在梁柱节点区域灌混凝土梁柱节点形式，该节点相比未灌砼的钢节点的承载能力高、抗震性能好；相比钢柱整体灌砼的钢节点具有轻质、延性高的优点。