一种混凝土异形柱与钢梁连接节点的制作方法

本实用新型涉及一种混凝土异形柱与钢梁连接节点，属于结构工程技术领域。

背景技术：

框架结构建筑空间布置灵活，因而在我国建筑领域中有着广泛的应用。在框架结构中使用异形柱替代传统的矩形截面柱，可避免室内柱楞突出，增加室内有效使用空间。然其与普通矩形柱相比，柱肢较窄，一般在200mm～300mm之间，不利于配置过多的钢筋或设置与钢梁翼缘对应的水平隔板，否则不利于混凝土的振捣密实，且混凝土易开裂，较窄的柱肢截面还伴有节点核心区抗剪能力不足的问题。因此，为进一步推广混凝土异形柱框架结构的应用，需研究开发一种受力合理、传力明确、构造简单且具有较高抗剪承载力和抗震性能的混凝土异形柱框架节点。

技术实现要素：

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种混凝土异形柱与钢梁连接节点，该节点受力合理、传力明确、构造简单且具有较高抗剪承载力和抗震性能。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种混凝土异形柱与钢梁连接节点，包括固定在节点区、截面尺寸与混凝土异形柱相同的外包异形钢管，所述外包异形钢管套装在混凝土异形柱的钢筋笼上，在所述外包异形钢管内设有横向固定筋，所述横向固定筋的两端与所述外包异形钢管的侧壁通过塞焊缝连接，所述外包异形钢管和所述混凝土异形柱的钢筋笼一起埋设在混凝土异形柱的混凝土实体中，所述外包异形钢管的外侧面与混凝土异形柱的外侧面平齐，在所述外包异形钢管与钢梁相对的外侧面上焊接有与钢梁连接的钢牛腿，所述钢牛腿的两侧均通过牛腿连接板与所述外包异形钢管连接。

在所述外包异形钢管的内侧面上设有混凝土结合结构。

所述混凝土结合结构为设置在所述外包异形钢管内侧面上的花纹。

所述混凝土结合结构为垂直固定在所述外包异形钢管内侧面上的多个板状构件或多个柱状构件。

所述横向固定筋的两端均设有倒角。

所述钢梁是采用H型钢制成的，所述钢牛腿是采用H型钢制成的，所述钢牛腿和所述钢梁上、下翼缘以及腹板一一对应地对接。

所述钢牛腿上、下翼缘连柱端的宽度与混凝土异形柱柱肢厚度相同，连梁端的宽度与所述钢梁的宽度相同，在所述钢牛腿上、下翼缘的两侧各设置有一块竖直布置的所述牛腿连接板。

所述钢牛腿上、下翼缘靠近钢梁的部分为逐渐收窄的渐变段，两侧设有光滑圆弧过渡段。

所述牛腿连接板与钢牛腿连接的端部上下两侧设有倒角。

所述钢牛腿的上翼缘和所述钢梁的上翼缘焊接，所述钢牛腿的下翼缘和所述钢梁的下翼缘焊接，所述钢牛腿的腹板和所述钢梁的腹板采用腹板连接板和高强螺栓连接。

本实用新型具有的优点和积极效果是：

一)横向固定筋的布置增强了外管壁的平面外约束，有效地防止了钢管壁受力时的屈曲，且其体积较小，不会对混凝土的浇筑造成太大影响，可以保证外包异形钢管和混凝土异形柱的可靠连接，提高节点的抗剪承载力和抗震性能。二)牛腿连接板和H型钢牛腿翼缘变截面的设置优化了传统节点的传力路径，使塑性铰外移，避免了梁柱节点直接连接时柱管壁的撕裂破坏，进一步提高了节点的延性。

三)只在节点核心区设置外包异形钢管，有效地控制了用钢量，提高了材料利用率，更利于推广异形柱结构在装配式建筑中的应用。

四)混凝土异形柱在节点区加设外包异形钢管，易于实现机械连接，装配化程度高，现场无湿作业，运输方便。钢筋笼、外包异形钢管、牛腿连接板和H型钢牛腿等部件皆可在工厂预制完成，现场只需将制作成型的混凝土异形柱与钢梁通过干式连接形成梁柱节点，所有焊接工作全部在外部进行，便于施焊和控制焊缝的质量。

五)该节点构造简单，易于制成标准件进行工业化生产，可以缩短模板制造周期，降低成本。

综上所述，本实用新型具有受力合理、构造简单、便于构件加工、安装的特点，能够有效提高混凝土异形柱与钢梁连接节点的抗剪承载力和抗震性能，有利于推广异形柱结构体系在装配式建筑中应用。

附图说明

图1为本实用新型的混凝土异形柱与钢梁连接节点示意图；

图2为本实用新型的混凝土异形柱配筋外包异形钢管结构示意图；

图3为本实用新型的混凝土异形柱结构示意图。

图中：1、外包异形钢管；2、钢筋笼；3、横向固定筋；4、混凝土实体；5、钢牛腿；6、牛腿连接板；7、腹板连接板；8、钢梁。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1～图3，一种混凝土异形柱与钢梁连接节点，包括固定在节点区、截面尺寸与混凝土异形柱相同的外包异形钢管1，所述外包异形钢管1套装在混凝土异形柱的钢筋笼2上，在所述外包异形钢管1内设有横向固定筋3，所述横向固定筋3的两端与所述外包异形钢管1的侧壁通过塞焊缝连接，所述外包异形钢管1和所述混凝土异形柱的钢筋笼2一起埋设在混凝土异形柱的混凝土实体4中，所述外包异形钢管1的外侧面与混凝土异形柱的外侧面平齐，在所述外包异形钢管1与钢梁8相对的外侧面上焊接有与钢梁8连接的钢牛腿5，所述钢牛腿5的两侧均通过牛腿连接板6与所述外包异形钢管1连接。上述外包异形钢管可以在支模时采用模板固定在节点区。

在本实施例中，当外包异形钢管1管壁较薄时，为保证横向固定筋3与外包异形钢管1的可靠连接，横向固定筋3两端可做适当倒角处理，外包异形钢管1预留塞焊孔也应符合《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002技术要求。为了增加混凝土实体4和外包异形钢管1的结合力，在所述外包异形钢管1的内侧面上设有混凝土结合结构。所述混凝土结合结构可以为设置在所述外包异形钢管1内侧面上的花纹，也可以为垂直固定在所述外包异形钢管1内侧面上的多个板状构件或多个柱状构件。当所述钢梁8是采用H型钢制成的H型钢梁时，所述钢牛腿5也应采用H型钢制成，所述钢牛腿5和所述钢梁8上、下翼缘以及腹板一一对应地对接，这种对接是钢结构之间的连接，非常方便，可有多种连接方式。例如，所述钢牛腿5的上翼缘和所述钢梁8的上翼缘焊接，所述钢牛腿5的下翼缘和所述钢梁8的下翼缘焊接，所述钢牛腿5的腹板和所述钢梁8的腹板采用腹板连接板7和高强螺栓连接。在本实施例中，推荐所述钢牛腿5上、下翼缘连柱端的宽度与混凝土异形柱柱肢厚度相同，连梁端的宽度与所述钢梁8的宽度相同，在所述钢牛腿5上、下翼缘的两侧各设置有一块竖直布置的所述牛腿连接板6。所述钢牛腿5上、下翼缘靠近钢梁8的部分为逐渐收窄的渐变段，两侧设有光滑圆弧过渡段，可以减少应力集中。所述牛腿连接板6与钢牛腿连接的端部上下两侧设有倒角，可减小焊接影响区，避免应力集中。

尽管上面结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。