圆钢管混凝土柱顶层不等高梁节点的制作方法

本申请涉及建筑施工，尤其涉及一种圆钢管混凝土柱顶层不等高梁节点。

背景技术：

1、圆钢管混凝土柱是一种高效的结构构件，通过将混凝土填充在圆形钢管中，使得钢管和混凝土共同承受荷载。在同等荷载前置条件下，通过对钢筋混凝土柱和圆钢管混凝土柱的结构进行对比分析计算可知，圆钢管混凝土柱的结构可明显降低截面尺寸，并且圆钢管混凝土柱具有良好的力学与抗震性能以及施工简易等优点。

2、针对圆钢管混凝土柱顶层节点的构造，相关技术中仅明确圆钢管混凝土柱顶层与钢筋混凝土梁连接做法，对于圆钢管混凝土柱顶层中间节点不等高梁的一侧为型钢混凝土梁，其余三侧为钢筋混凝土梁的节点的情况，具有一定的局限性，无法解决圆钢管混凝土柱顶层不等高梁的中间节点和边节点中含有型钢混凝土梁和钢筋混凝土梁导致强度、刚度和稳定性不高的问题。

技术实现思路

1、本申请提供一种圆钢管混凝土柱顶层不等高梁节点，以解决圆钢管混凝土柱顶层不等高梁的中间节点和边节点中含有型钢混凝土梁和钢筋混凝土梁导致强度、刚度和稳定性不高的问题。

2、本申请提供一种圆钢管混凝土柱顶层不等高梁节点，包括：圆钢管混凝土柱、型钢混凝土梁、钢筋混凝土梁以及加强环板。

3、所述型钢混凝土梁设置在所述圆钢管混凝土柱的一侧；所述钢筋混凝土梁分别设置在所述圆钢管混凝土柱的其余三侧；在所述圆钢管混凝土柱顶层设置不同高度的所述加强环板，且每个所述加强环板均延伸至所述型钢混凝土梁和/或所述钢筋混凝土梁内；所述钢筋混凝土梁内设置有型钢短梁，所述型钢混凝土梁内设置有型钢梁，所述加强环板连接所述型钢短梁和所述型钢梁。

4、通过所述加强环板将所述型钢混凝土梁内所述型钢梁和所述钢筋混凝土梁内所述型钢短梁连接为一体，可有效提高柱顶层节点的承载力，加强节点的整体强度、刚度和稳定性，解决圆钢管混凝土柱顶层不等高梁的中间节点和边节点中含有型钢混凝土梁和钢筋混凝土梁导致强度、刚度和稳定性不高的问题。

5、可选的，所述加强环板的数目为多个，多个所述加强环板分别位于所述型钢混凝土梁和所述钢筋混凝土梁的节点区域。

6、多个所述加强环板可均匀提高各个节点区域的稳定性和承载力。

7、可选的，所述圆钢管混凝土柱顶层不等高梁节点包括加劲肋板和混凝土浇筑孔；所述加劲肋板和所述混凝土浇筑孔设置在多个所述加强环板之间。

8、所述加劲肋板用于进一步增强结构稳定性和承载力。所述混凝土浇筑孔用于浇筑混凝土。

9、可选的，所述型钢混凝土梁包括型钢混凝土梁上部纵筋和型钢混凝土梁下部纵筋；所述型钢混凝土梁上部纵筋和所述型钢混凝土梁下部纵筋平行设置；所述型钢混凝土梁上部纵筋依次贯穿锚固器和所述圆钢管混凝土柱；所述型钢混凝土梁下部纵筋一部分依次贯穿所述锚固器和所述圆钢管混凝土柱；所述型钢混凝土梁下部纵筋另一部分绕过所述圆钢管混凝土柱。

10、所述型钢混凝土梁下部纵筋另一部分绕过所述圆钢管混凝土柱可减少贯穿所述圆钢管混凝土柱，便于施工。

11、可选的，所述钢筋混凝土梁包括钢筋混凝土梁上部纵筋和钢筋混凝土梁下部纵筋；所述钢筋混凝土梁上部纵筋和所述钢筋混凝土梁下部纵筋平行设置；所述钢筋混凝土梁上部纵筋和所述钢筋混凝土梁下部纵筋分别贯穿所述锚固器并与所述加强环板焊接，所述钢筋混凝土梁的钢筋端头与钢筋套筒连接。

12、所述钢筋混凝土梁上部纵筋和所述钢筋混凝土梁下部纵筋的连接方式荷载传递路径明确，无需贯穿所述圆钢管混凝土柱，施工简单，不削弱所述圆钢管混凝土柱和节点的力学性能，减少应力集中现象，可较好实现钢管壁和混凝土的协同作用，充分利用所述圆钢管混凝土柱承载力高的优势，提高节点的承载力和抗震性能，进一步提高所述圆钢管混凝土柱顶层不等高梁节点区域的安全可靠性和延性。

13、可选的，所述锚固器上设有多个孔位，所述孔位分别与所述型钢混凝土梁和所述钢筋混凝土梁的钢筋套接；所述孔位的直径大于所述型钢混凝土梁和所述钢筋混凝土梁的钢筋直径。

14、多个孔位的所述锚固器用于锚固所述型钢混凝土梁和所述钢筋混凝土梁的钢筋。

15、可选的，所述型钢短梁的长度为1.0倍的所述钢筋混凝土梁截面高度，所述型钢梁的长度为1.0倍的所述型钢混凝土梁截面高度；所述型钢梁的翼缘采用全熔透对接焊缝翼缘；所述型钢梁的腹板采用高强度螺栓摩擦型连接方式腹板。

16、充分利用所述型钢梁的刚度、强度和承载力，有效传递所述钢筋混凝土梁传来的弯矩和剪力，进而有效控制节点塑性铰出现的位置，实现将塑性铰的外移，将节点的破坏集中于截断位置，进而在截断位置产生弯曲裂缝，满足强柱弱梁，强节点弱构件的延性设计理念。

17、可选的，所述型钢梁的转角区域设有翼缘扩大部，所述翼缘扩大部与所述加强环板和所述锚固器的转角区域连接。

18、在所述型钢梁、所述加强环板和所述锚固器设置的转角区域采用型钢梁扩翼式连接，确保所述锚固器与所述型钢梁的有效焊接，减少转角区域由于应力集中而过早屈服，影响节点的受力性能及安全使用的情况。

19、可选的，所述加强环板的转角区域设有环板增大部，所述环板增大部与所述型钢短梁和所述锚固器的转角区域连接。

20、在所述型钢短梁、所述加强环板和所述锚固器设置的转角区域增大所述加强环板的宽度，确保所述锚固器与所述型钢短梁的有效焊接，减少转角区域由于应力集中而过早屈服，影响节点的受力性能及安全使用的情况。

21、可选的，所述型钢梁、所述型钢短梁以及所述加强环板上均设置有抗剪栓钉，所述型钢混凝土梁和所述钢筋混凝土梁均设置有梁箍筋加密区，位于所述型钢梁和所述型钢短梁的所述抗剪栓钉的长度等于所述梁箍筋加密区的长度，位于所述加强环板的所述抗剪栓钉与所述加强环板的平面夹角为45度。

22、在所述型钢梁、所述型钢短梁和所述加强环板上设置所述抗剪栓钉，分别有效增大所述型钢梁、所述型钢短梁以及所述加强环板与所述型钢混凝土梁和所述钢筋混凝土梁的粘结性，确保所述型钢梁、所述型钢短梁、所述加强环板以及所述抗剪栓钉与所述型钢混凝土梁和所述钢筋混凝土梁的协同工作，减少混凝土发生较大的滑移，提高节点区域的安全性。

23、由以上技术方案可知，本申请提供一种圆钢管混凝土柱顶层不等高梁节点，包括：圆钢管混凝土柱、型钢混凝土梁、钢筋混凝土梁以及加强环板；所述型钢混凝土梁设置在所述圆钢管混凝土柱的一侧；所述钢筋混凝土梁分别设置在所述圆钢管混凝土柱的其余三侧；在所述圆钢管混凝土柱顶层设置不同高度的所述加强环板，且每个所述加强环板均延伸至所述型钢混凝土梁和/或所述钢筋混凝土梁内；所述钢筋混凝土梁内设置有型钢短梁，所述型钢混凝土梁内设置有型钢梁，所述加强环板连接所述型钢短梁和所述型钢梁，通过所述加强环板将所述型钢梁和所述型钢短梁连接为一体，提高节点区域的承载力，以解决圆钢管混凝土柱顶层不等高梁的中间节点和边节点中含有型钢混凝土梁和钢筋混凝土梁导致强度、刚度和稳定性不高的问题。

技术特征：

1.一种圆钢管混凝土柱顶层不等高梁节点，其特征在于，包括：圆钢管混凝土柱(1)、型钢混凝土梁(2)、钢筋混凝土梁(3)以及加强环板(5)；

2.根据权利要求1所述的圆钢管混凝土柱顶层不等高梁节点，其特征在于，所述加强环板(5)的数目为多个，多个所述加强环板(5)分别位于所述型钢混凝土梁(2)和所述钢筋混凝土梁(3)的节点区域。

3.根据权利要求2所述的圆钢管混凝土柱顶层不等高梁节点，其特征在于，包括加劲肋板和混凝土浇筑孔；所述加劲肋板和所述混凝土浇筑孔设置在多个所述加强环板(5)之间。

4.根据权利要求1所述的圆钢管混凝土柱顶层不等高梁节点，其特征在于，所述型钢混凝土梁(2)包括型钢混凝土梁上部纵筋(12)和型钢混凝土梁下部纵筋(13)；所述型钢混凝土梁上部纵筋(12)和所述型钢混凝土梁下部纵筋(13)平行设置；所述型钢混凝土梁上部纵筋(12)依次贯穿锚固器(6)和所述圆钢管混凝土柱(1)；所述型钢混凝土梁下部纵筋(13)一部分依次贯穿所述锚固器(6)和所述圆钢管混凝土柱；所述型钢混凝土梁下部纵筋(13)另一部分绕过所述圆钢管混凝土柱(1)。

5.根据权利要求4所述的圆钢管混凝土柱顶层不等高梁节点，其特征在于，所述钢筋混凝土梁(3)包括钢筋混凝土梁上部纵筋(14)和钢筋混凝土梁下部纵筋(15)；所述钢筋混凝土梁上部纵筋(14)和所述钢筋混凝土梁下部纵筋(15)平行设置；所述钢筋混凝土梁上部纵筋(14)和所述钢筋混凝土梁下部纵筋(15)分别贯穿所述锚固器(6)并与所述加强环板(5)焊接，所述钢筋混凝土梁(3)的钢筋端头与钢筋套筒(7)连接。

6.根据权利要求5所述的圆钢管混凝土柱顶层不等高梁节点，其特征在于，所述锚固器(6)上设有多个孔位，所述孔位分别与所述型钢混凝土梁(2)和所述钢筋混凝土梁(3)的钢筋套接；所述孔位的直径大于所述型钢混凝土梁(2)和所述钢筋混凝土梁(3)的钢筋直径。

7.根据权利要求1所述的圆钢管混凝土柱顶层不等高梁节点，其特征在于，所述型钢短梁(4)的长度为1.0倍的所述钢筋混凝土梁(3)截面高度，所述型钢梁的长度为1.0倍的所述型钢混凝土梁(2)截面高度；所述型钢梁的翼缘采用全熔透对接焊缝翼缘；所述型钢梁的腹板采用高强度螺栓摩擦型连接方式腹板。

8.根据权利要求4所述的圆钢管混凝土柱顶层不等高梁节点，其特征在于，所述型钢梁的转角区域设有翼缘扩大部，所述翼缘扩大部与所述加强环板(5)和所述锚固器(6)的转角区域连接。

9.根据权利要求4所述的圆钢管混凝土柱顶层不等高梁节点，其特征在于，所述加强环板(5)的转角区域设有环板增大部，所述环板增大部与所述型钢短梁(4)和所述锚固器(6)的转角区域连接。

10.根据权利要求1所述的圆钢管混凝土柱顶层不等高梁节点，其特征在于，所述型钢梁、所述型钢短梁(4)以及所述加强环板(5)上均设置有抗剪栓钉(11)，所述型钢混凝土梁(2)和所述钢筋混凝土梁(3)均设置有梁箍筋加密区，位于所述型钢梁和所述型钢短梁(4)的所述抗剪栓钉(11)的长度等于所述梁箍筋加密区的长度，位于所述加强环板(5)的所述抗剪栓钉(11)与所述加强环板(5)的平面夹角为45度。

技术总结
本申请提供一种圆钢管混凝土柱顶层不等高梁节点，包括：圆钢管混凝土柱、型钢混凝土梁、钢筋混凝土梁以及加强环板；型钢混凝土梁设置在圆钢管混凝土柱的一侧；钢筋混凝土梁分别设置在圆钢管混凝土柱的其余三侧；在圆钢管混凝土柱顶层设置不同高度的加强环板，且每个加强环板均延伸至型钢混凝土梁和/或钢筋混凝土梁内；钢筋混凝土梁内设置有型钢短梁，型钢混凝土梁内设置有型钢梁，加强环板连接型钢短梁和型钢梁，通过加强环板将型钢梁和型钢短梁连接为一体，提高节点区域的承载力，以解决圆钢管混凝土柱顶层不等高梁的中间节点和边节点中含有型钢混凝土梁和钢筋混凝土梁导致强度、刚度和稳定性不高的问题。

技术研发人员：董淑卿,佘阳阳,徐刚,韩子俊,杨朋博,吴桐,张海刚,史继宁,刘睿,程思渊,杨西娜,李秀璋,原梦娜,郝原,解知彦,薛雪云
受保护的技术使用者：中国能源建设集团陕西省电力设计院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/12