一种钢管约束钢筋混凝土环梁节点

本发明涉及一种钢-混凝土组合结构施工技术，属建筑结构，具体涉及一种钢管约束钢筋混凝土环梁节点。

背景技术：

1、钢管约束钢筋混凝土柱是在钢筋混凝土柱外侧额外设置钢管，且外包钢管在框架梁柱节点附近断开，钢管不直接参与受力、主要对其包围的钢筋混凝土起约束作用的一种钢-混组合构件。钢管约束混凝土柱继承了钢管混凝土柱承载力高、抗震性能优越等特点；同时，由于钢管在梁柱节点断开，钢管约束混凝土柱和钢筋混凝土梁的连接较为方便，设计和施工均较为灵活，具有较好的应用前景。

2、由于施工简单经济，整体刚度、防水性能、抗震性能好，现浇钢筋混凝土梁板体系仍在我国占主导地位，因此建立与之相适应的组合结构体系一直是组合结构的研究热点。钢管混凝土柱和型钢混凝土柱兼具承载力高，抗震性能优越，造价适中等特点，是组合结构中最常用的两种竖向承重构件形式。由于钢管混凝土柱的外侧为连续钢管，与钢筋混凝土梁连接时尚存在一些技术难题：采用穿筋式节点形式时，环梁钢筋分布密集，构造复杂，施工难度大，梁内多排纵筋时更是难以处理；采用外环板式节点形式时，用钢量较大，经济效果不理想，且梁内纵筋需现场与环板焊接来保证锚固性能，施工费用较高；两种形式的连接均会在节点处形成凸起的环梁，影响建筑观感。而对于型钢混凝土柱，其与钢筋混凝土梁连接时型钢腹板需局部开洞来保证梁纵筋穿过节点区；当节点三个或四个方向均设置有钢筋混凝土梁时，还需在翼缘上焊接机械连接套筒或设置钢牛腿以保证与梁纵筋形成可靠连接，构造复杂，施工困难。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种钢管约束钢筋混凝土环梁节点，其目的是解决传统组合柱与钢筋混凝土梁连接复杂的技术难题，即在保证节点区具有足够强度、刚度和延性的前提下，减小传统环梁节点尺寸，降低设计与施工的复杂度，提高结构的整体性。

2、为解决上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种钢管约束钢筋混凝土环梁节点包括钢管约束钢筋混凝土柱上柱、钢管约束钢筋混凝土柱下柱、内置钢管环梁节点、钢筋混凝土第一框架梁和钢筋混凝土第二框架梁；

4、其中钢管约束钢筋混凝土柱上柱、钢管约束钢筋混凝土柱下柱分别位于内置钢管环梁节点上下两侧；

5、内置钢管环梁节点的外侧周向设置有两组钢筋混凝土第一框架梁和钢筋混凝土第二框架梁，钢筋混凝土第一框架梁和钢筋混凝土第二框架梁之间的两两垂直设置；

6、所述内置钢管环梁节点包括环梁混凝土、环梁箍筋、内置钢管、栓钉、构造箍筋、架立筋；内置钢管架设于构造箍筋内，栓钉固定连接在内置钢管外侧，架立筋与构造箍筋绑定成整体，环梁混凝土浇筑于构造箍筋外，环梁箍筋设置在环梁混凝土的上侧。

7、进一步地，钢管约束钢筋混凝土柱上柱包括上柱钢管、上柱混凝土、柱纵筋和上柱箍筋，柱纵筋和上柱箍筋组成上柱钢筋笼，上柱混凝土浇筑于上柱钢管内，上柱钢管与上柱钢筋笼组成钢管约束钢筋混凝土柱上柱；钢管约束钢筋混凝土柱下柱包括下柱钢管、下柱混凝土、柱纵筋和下柱箍筋，下柱箍筋和柱纵筋组成下柱钢筋笼，下柱混凝土浇筑于下柱钢管内，下柱钢管与下柱钢筋笼组成下柱；上柱钢筋笼和下柱钢筋笼组成的整体贯通节点区且不中断。

8、进一步地，内置钢管内径等于柱箍筋内径。

9、进一步地，内置钢管不小于柱钢管的厚度；当钢筋混凝土第一框架梁与钢筋混凝土第二框架梁截面高度差小于1/4钢筋混凝土第一框架梁截面高度且小于200mm时，内置钢管的数量为一个，其高度不大于钢筋混凝土第二框架梁最下排上部纵筋至钢筋混凝土第二框架梁最上排下部纵筋的距离。

10、进一步地，内置钢管厚度不小于柱钢管的厚度，当钢筋混凝土第一框架梁与钢筋混凝土第二框架梁高度差大于1/4钢筋混凝土第一框架梁高度或大于200mm时，内置钢管的数量为两个。

11、进一步地，当内置钢管的数量为1个时，栓钉在竖向排列上不少于2排；当内置钢管的数量为2个时，每个内置钢管上栓钉在竖向排列上至少为1排。

12、进一步地，环梁混凝土中内置构造箍筋，构造箍筋的形状为圆形或方形，环梁混凝土中构造箍筋的层数不少于两层。

13、进一步地，构造箍筋与架立筋绑定成整体，架立筋直径不小于构造箍筋直径，架立筋数量不少于四根。

14、进一步地，内置钢管环梁节点为圆柱体或立方体结构。

15、进一步地，上柱钢管、内置钢管、下柱钢管可用钢板或无缝钢管焊接制成。

16、与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

17、本发明一种钢管约束钢筋混凝土环梁节点包括点包括钢管约束钢筋混凝土柱上柱、钢管约束钢筋混凝土柱下柱、内置钢管环梁节点、钢筋混凝土第一框架梁和钢筋混凝土第二框架梁；其中钢管约束钢筋混凝土柱上柱、钢管约束钢筋混凝土柱下柱分别位于内置钢管环梁节点上下两侧；内置钢管环梁节点的外侧周向设置有两组钢筋混凝土第一框架梁和钢筋混凝土第二框架梁，钢筋混凝土第一框架梁和钢筋混凝土第二框架梁之间的两两垂直设置；所述内置钢管环梁节点包括环梁混凝土、环梁箍筋、内置钢管、栓钉、构造箍筋、架立筋；内置钢管架设于构造箍筋内，栓钉固定连接在内置钢管外侧，架立筋与构造箍筋绑定成整体，环梁混凝土浇筑于构造箍筋外，环梁箍筋设置在环梁混凝土的上侧。环梁节点内置钢管可代替传统钢筋混凝土梁柱节点中的箍筋，避免了高烈度设防区节点箍筋较密时施工困难的技术难题，其具有整体性好、设计灵活、适用性好、施工便捷等特点；钢管约束钢筋混凝土环梁节点，主要受力部件为节点区内置钢管，环梁的主要功能在于使节点区内置钢管和梁柱形成整体，其本身不需要过多参与受力，故节点环梁的外凸尺寸较小，整体建筑观感较好，由于梁筋均穿过节点区，节点的整体性较好，符合结构受力要求。

18、进一步地，钢管约束钢筋混凝土柱上柱包括上柱钢管、上柱混凝土、柱纵筋和上柱箍筋，柱纵筋和上柱箍筋组成上柱钢筋笼，上柱混凝土浇筑于上柱钢管内，上柱钢管与上柱钢筋笼组成钢管约束钢筋混凝土柱上柱；钢管约束钢筋混凝土柱下柱包括下柱钢管、下柱混凝土、柱纵筋和下柱箍筋，下柱箍筋和环梁箍筋组成下柱钢筋笼，下柱混凝土浇筑于下柱钢管内，下柱钢管与下柱钢筋笼组成下柱；上柱钢筋笼和下柱钢筋笼组成的整体贯通节点区且不中断，节点的整体性较好，符合结构受力要求；

19、进一步地，内置钢管内径等于柱箍筋内径，以起到替代节点区箍筋的作用；

20、进一步地，内置钢管不小于柱钢管的厚度；当钢筋混凝土第一框架梁与钢筋混凝土第二框架梁截面高度差小于1/4钢筋混凝土第一框架梁截面高度且小于200mm时，内置钢管的数量为一个，其高度不大于钢筋混凝土第二框架梁最下排上部纵筋至钢筋混凝土第二框架梁最上排下部纵筋的距离，以便于钢筋混凝土框架梁纵筋穿过。

21、进一步地，内置钢管厚度不小于柱钢管的厚度；当钢筋混凝土第一框架梁与钢筋混凝土第二框架梁高度差大于1/4钢筋混凝土第一框架梁高度或大于200mm时，内置钢管的数量为两个，环梁内的钢管独立成段，钢管加厚即可实现节点区的有效加强，调整钢管高度即能保证梁纵筋直接穿过节点区，且适用于横纵框架梁尺寸不同时的多种复杂工况，设计灵活，可进一步降低施工难度。

22、本发明的其他优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。