一种伞状钢结构转换梁柱节点

1.本实用新型涉及建筑结构领域，尤其是涉及一种伞状钢结构转换梁柱节点。


背景技术：

2.由于世界各地经济的不断发展，高层建筑结构的应用越来越广泛，其建筑功能主要集中于商业办公与酒店公寓等方面，商业办公楼往往要求底部楼层通透，尽量减少结构构件，这就给建筑结构的设计带来了巨大的难度与挑战。传统的常规结构体系已无法满足建筑设计的要求，为了适应不同建筑概念对结构带来的挑战，结构工程师需要进行建筑结构设计的革新，解决新型的建筑造型带来的结构受力问题，增强结构形式与建筑概念的融合，满足建筑整体的安全性、适用性与耐久性，实现结构成就建筑之美。
3.针对高品质办公希望底部楼层通透，外框架尽量减少结构构件，必然导致外框架大量的竖向构件无法落地，结构必然需要在底部设置转换层，由于竖向转换柱数量少，导致大量转换梁与一根转换柱集中连接，传力路径集中，进而使得应力集中受力，结构稳定性差，且空间狭小，容易发生交汇碰撞，不易安装，节点设计困难。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的传力路径集中和空间狭小的缺陷而提供一种伞状钢结构转换梁柱节点，节省空间，安全性好，稳定性好，便于节点设计。
5.本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
6.一种伞状钢结构转换梁柱节点，包括钢管混凝土柱和若干根呈伞状固定在钢管混凝土柱上的转换梁，所述的转换梁包括腹板以及分别设置在腹板上侧和下侧的上翼缘板和下翼缘板，所述的钢管混凝土柱的上端部设有封头板，所述的封头板下方设有套在钢管混凝土柱上的外环板，所述的上翼缘板与封头板连接，所述的下翼缘板与外环板连接，所述的腹板与外环板和钢管混凝土柱连接。
7.进一步地，所述的上翼缘板沿水平方向设置，所述下翼缘板的高度朝钢管混凝土柱中心轴方向逐渐下降。
8.进一步地，所述的下翼缘板包括朝钢管混凝土柱中心轴方向依次连接的第一下翼缘板、第二下翼缘板和第三下翼缘板，所述的第三下翼缘板与外环板连接。
9.进一步地，所述的第一下翼缘板水平设置，所述的第二下翼缘板和第三下翼缘板朝钢管混凝土柱中心轴方向向下倾斜设置。
10.进一步地，所述的上翼缘板和下翼缘板之间设有竖直的加劲板。
11.进一步地，所述的腹板两侧各设置2块加劲板，所述的2块加劲板分别设置在第一下翼缘板和第二下翼缘板的连接处以及第二下翼缘板和第三下翼缘板的连接处。
12.进一步地，所述的外环板和钢管混凝土柱之间设有若干块支撑板，所述的若干块支撑板沿环向均匀设置在钢管混凝土柱上。
13.进一步地，所述的封头板的直径大于钢管混凝土柱的直径。
14.进一步地，钢管混凝土柱内壁设有和外环板位于同一水平面的内隔板，所述的封头板上设有第一浇捣孔，所述的内隔板上设有第二浇捣孔。
15.进一步地，所述的上翼缘板与封头板边缘连接，所述的腹板和下翼缘板与外环板的上表面连接。
16.与现有技术相比，本实用新型具有以如下有益效果：
17.(1)本实用新型将若干根转换梁呈伞状固定在钢管混凝土柱上，转换梁包括腹板、上翼缘板和下翼缘板，钢管混凝土柱的上端部设有封头板，封头板下方设有套在钢管混凝土柱上的外环板，上翼缘板与封头板固定，下翼缘板和腹板端部设置在外环板上，在安装时直接将下翼缘板和腹板搭在外环板上，不需要额外的辅助支撑，操作简便，由外环板完全支撑住下翼缘板和腹板，结构稳定，抗震性能好，腹板与钢管混凝土柱连接，实现了多根转换梁与钢管混凝土柱固定连接以及更少的竖向构件落地，提高建筑的通透性，节省空间，同时增加了转换梁的传力路径，避免出现多根转换梁汇交产生的应力集中受力问题和交汇碰撞问题，安全性和稳定性好，节点设计更简单；
18.(2)本实用新型采用变截面的转换梁，上翼缘板沿水平方向设置，下翼缘板的高度朝钢管混凝土柱中心轴方向逐渐下降，结构稳定，减小了转换梁远离钢管混凝土柱的端部截面积，释放建筑空间，使得建筑物外立面更加通透；
19.(3)本实用新型采用三段弯折变化的转换梁，下翼缘板包括依次连接的第一下翼缘板、第二下翼缘板和第三下翼缘板，第三下翼缘板与外环板连接，第一下翼缘板水平设置，第二下翼缘板和第三下翼缘板朝钢管混凝土柱中心轴方向向下倾斜设置，转换梁的截面积朝钢管混凝土柱中心轴方向逐渐增大，释放建筑空间，结构简单且稳定，制作简单，成本低；
20.(4)本实用新型在上翼缘板和下翼缘板之间设有竖直的加劲板，加劲板设置于第一下翼缘板和第二下翼缘板的连接处以及第二下翼缘板和第三下翼缘板的连接处，提高了转换梁的刚度，结构稳定；
21.(5)本实用新型在外环板和钢管混凝土柱之间设有若干块支撑板，若干块支撑板沿环向均匀设置在钢管混凝土柱上，提高了转换梁与外环板连接区域的刚度，降低外环板的应力，结构稳定；
22.(6)本实用新型在钢管混凝土柱的上端部设置的封头板的直径大于钢管混凝土柱的直径，避免多根转换梁交汇而产生空间冲突，可连接的转换梁的数量更多；
23.(7)本实用新型在钢管混凝土柱内壁设有和外环板位于同一水平面的内隔板，提高钢管混凝土柱设置外环板处的刚度，结构稳定；
24.(8)本实用新型将上翼缘板与封头板边缘连接，腹板和下翼缘板与外环板的上表面连接，可先将腹板和下翼缘板搭在外环板上，再连接上翼缘板和封头板，安装简便。
附图说明
25.图1为本实用新型的结构示意图；
26.图2为转换梁的立体结构示意图；
27.图3为封头板的结构示意图；
28.图4为外环板和内隔板的结构示意图；
29.图5为转换梁的平面结构示意图；
30.图6为上部楼层外框架布置示意图；
31.图7为下部楼层外框架布置示意图；
32.图中标号说明：
33.1.封头板，2.外环板，3.钢管混凝土柱，4.支撑板，5.转换梁，6.内隔板，11.第一浇捣孔，51.腹板，52.上翼缘板，53.第一下翼缘板，54.加劲板，55.第二下翼缘板，56.第三下翼缘板，61.第二浇捣孔。
具体实施方式
34.下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
35.一种伞状钢结构转换梁柱节点，如图1、图2、图3和图4，包括钢管混凝土柱3和若干根呈伞状固定在钢管混凝土柱3上的转换梁5，转换梁5包括腹板51以及分别设置在腹板51上侧和下侧的上翼缘板52和下翼缘板，钢管混凝土柱3的上端部设有圆形的封头板1，该封头板1上设有用于浇捣混凝土的圆形第一浇捣孔11，封头板1下方设有套在钢管混凝土柱3上的外环板2，所有上翼缘板52与封头板1边缘固定连接，下翼缘板和腹板51固定在外环板2上表面，腹板51同时和钢管混凝土柱3侧壁连接，钢管混凝土柱3内壁设有和外环板2位于同一水平面的内隔板6，提高钢管混凝土柱3设置外环板2处的刚度，结构稳定，内隔板6上设有用于浇捣混凝土的圆形第二浇捣孔61。
36.伞状钢结构转换梁柱节点增加了转换梁5的传力路径，转换梁5可通过封头板1、外环板2以及钢管混凝土柱3传力，使得多根转换梁5同时交汇于钢管混凝土柱3，使得更少的竖向构件落地，提高建筑的通透性，同时扩大了节点的安装空间，使得节点设计更简单，避免出现多根转换梁5汇交产生的应力集中受力问题和交汇碰撞问题；
37.上翼缘板52沿水平方向设置，腹板51截面面积沿建筑物外立面向钢管混凝土柱3中心轴方向逐渐变大，结构稳定，腹板51的远离钢管混凝土柱3的端部较靠近钢管混凝土柱3处的根部截面积减小60％，释放建筑空间，使得建筑物外立面更加通透。
38.上翼缘板52和下翼缘板之间设有竖直的加劲板54，进一步地提高了结构的稳定性和刚度。
39.下外环板2和钢管混凝土柱3之间设有若干块支撑板4，若干块支撑板4沿环向均匀设置在钢管混凝土柱3上，提高了转换梁5与外环板2连接区域的刚度，降低了外环板2的15％的应力，结构稳定。
40.封头板1的直径大于钢管混凝土柱3的直径，避免多根转换梁5交汇而产生空间冲突。
41.图6为上部楼层外框架布置示意图，安装伞状钢结构转换梁柱节点时先通过封头板1上的第一浇捣孔11以及内隔板6上的第二浇捣孔61进行混凝土浇捣，待混凝土凝固后将转换梁5根部搭接在外环板2上，并将上翼缘板52和封头板1连接，然后将钢结构组合楼板搭建在上翼缘板52、封头板1和外环板2上。
42.图7为设置了伞状钢结构转换梁柱节点的下部楼层外框架布置示意图，仅有4根钢管混凝土柱3，结构通透。
43.实施例2
44.如图1、图2和图5，本实施例中翼缘板包括朝钢管混凝土柱3中心轴方向依次连接的第一下翼缘板53、第二下翼缘板55和第三下翼缘板56，第三下翼缘板56固定在外环板2上表面，第一下翼缘板53水平设置，第二下翼缘板55和第三下翼缘板56朝钢管混凝土柱3中心轴方向向下倾斜设置，腹板51两侧各设置2块加劲板54，2块加劲板54分别设置在第一下翼缘板53和第二下翼缘板55的连接处以及第二下翼缘板55和第三下翼缘板56的连接处。转换梁5的端部采用三段弯折变化，刚度大，结构稳定，截面设置加劲板54，进一步地提高了结构的稳定性和刚度。其它与实施例1相同。
45.实施例1和实施例2提出了一种伞状钢结构转换梁柱节点，实现了多根转换梁5与钢管混凝土柱3固定连接以及更少的竖向构件落地，提高建筑的通透性，同时增加了转换梁5的传力路径，避免出现多根转换梁汇交产生的应力集中受力问题和交汇碰撞问题，安全性和稳定性好，节点设计更简单。
46.以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。