專(zhuān)利名稱(chēng)：圓碳纖維增強(qiáng)塑料鋼管混凝土柱與鋼框架梁的鋼環(huán)板節(jié)點(diǎn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種建筑節(jié)點(diǎn)構(gòu)造形式，特別是涉及一種通過(guò)鋼 環(huán)板連接圓碳纖維增強(qiáng)塑料鋼管混凝土柱與鋼框架梁的節(jié)點(diǎn)形式。
技術(shù)背景圓碳纖維增強(qiáng)塑料(Carbon Fiber Reinforced Plastic,簡(jiǎn)稱(chēng)CFRP)鋼管混凝土柱是指在圓截面CFRP鋼復(fù)合管內(nèi)澆筑素混凝土而形成的 以承受壓力為主的建筑結(jié)構(gòu)用構(gòu)件。這種構(gòu)件允許采用薄壁鋼管，可 以進(jìn)一步減輕結(jié)構(gòu)自重；也可以解決CFRP筒混凝土結(jié)構(gòu)脆性破壞的 不足，同時(shí)，其耐腐蝕性、耐久性較好，以上優(yōu)點(diǎn)決定了圓CFRP鋼 管混凝土構(gòu)件具有良好的應(yīng)用前景。而在應(yīng)用過(guò)程中，必然涉及到圓 CFRP鋼管混凝土柱與目前應(yīng)用較多的鋼框架梁的連接節(jié)點(diǎn)問(wèn)題，該 節(jié)點(diǎn)與已有的鋼管混凝土柱與鋼框架梁的連接節(jié)點(diǎn)的主要區(qū)別是，首 先應(yīng)保證節(jié)點(diǎn)區(qū)的混凝土受到足夠的約束，再就是應(yīng)盡量減少粘貼 CFRP后的焊接量。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于圓CFRP鋼管混凝土柱與 鋼框架梁的鋼環(huán)板連接節(jié)點(diǎn)。其通過(guò)鋼環(huán)板在圓CFRP鋼管混凝土柱 和鋼框架梁之間傳遞力和彎矩，管與管之間采用螺紋連接，便于機(jī)械 化生產(chǎn)和現(xiàn)場(chǎng)施工，減少了施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)量，避免了粘結(jié)碳纖維織物 后的焊接。本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的-圓碳纖維增強(qiáng)塑料鋼管混凝土柱與鋼框架梁的鋼環(huán)板節(jié)點(diǎn)，所述 節(jié)點(diǎn)包括圓碳纖維增強(qiáng)塑料鋼管混凝土、鋼箍、鋼環(huán)板及其腹板和鋼 框架梁；鋼環(huán)板及其腹板在圓碳纖維增強(qiáng)塑料鋼管混凝土柱和鋼框架 梁之間，鋼環(huán)板焊接在節(jié)點(diǎn)區(qū)鋼管外壁上，在節(jié)點(diǎn)間鋼管外壁上機(jī)械 粘貼碳纖維織物，鋼框架梁連接在鋼環(huán)板及其腹板上。如上所述的圓碳纖維增強(qiáng)塑料鋼管混凝土柱與鋼框架梁的鋼環(huán) 板節(jié)點(diǎn)，纖維織物粘貼在節(jié)點(diǎn)間鋼管外壁上，纖維方向與柱軸線夾角 可介于0 90。之間，圓鋼管之間采用螺紋連接。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)與效果是1. 本實(shí)用新型的管與管之間采用螺紋連接，便于機(jī)械化生產(chǎn)和 現(xiàn)場(chǎng)施工，減少了施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)量，避免了粘結(jié)碳纖維織物后的焊接。2. 本實(shí)用新型在節(jié)點(diǎn)區(qū)沿圓周加焊通長(zhǎng)的鋼箍，保證了該處混 凝土受到足夠的約束。3. 本實(shí)用新型采用了鋼環(huán)板，有利于改善節(jié)點(diǎn)區(qū)的受力性能。


圖1為在工廠制備完畢的節(jié)點(diǎn)間圓CFRP鋼管示意圖；圖2為在工廠制備完畢的節(jié)點(diǎn)區(qū)圓鋼管與鋼環(huán)板及其腹板連接 后的示意圖；圖3為節(jié)點(diǎn)的最終形式示意圖。
具體實(shí)施方式
下面參照附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示，在工廠將所需的節(jié)點(diǎn)間圓鋼管1兩端分別加工內(nèi)螺 紋2、外螺紋3，螺紋高度由計(jì)算確定；采用機(jī)械設(shè)備粘貼碳纖維織物4，制成圓CFRP鋼管，CFRP邊緣與螺紋應(yīng)有一定距離。如圖2所示，在工廠將所需的節(jié)點(diǎn)區(qū)圓鋼管5兩端分別加工內(nèi)螺 紋2、外螺紋3，螺紋高度與節(jié)點(diǎn)間圓鋼管兩端的螺紋高度相對(duì)應(yīng)； 將鋼箍6沿圓周通長(zhǎng)焊接于節(jié)點(diǎn)區(qū)鋼管外壁，鋼箍可以采用圓鋼、鋼 筋、扁鋼或帶鋼等，其截面尺寸等參數(shù)由計(jì)算確定；將鋼環(huán)板7及其 腹板8焊接在節(jié)點(diǎn)區(qū)鋼管外壁，環(huán)板形狀以及其它參數(shù)等由工程實(shí)際 確定。如圖3所示，將管對(duì)中、校平后，按照節(jié)點(diǎn)間鋼管l、節(jié)點(diǎn)區(qū)鋼 管5、節(jié)點(diǎn)間鋼管1的順序依次將管逐節(jié)擰好，將鋼框架梁的翼緣9 和腹板10分別連接到鋼環(huán)板7及其腹板8上，該處連接可以采用焊 接、螺栓連接或混合連接等形式；在螺紋位置人工粘貼碳纖維織物 11，并保證與原有碳纖維織物有一定的搭接長(zhǎng)度，同時(shí)厚度也可相應(yīng) 增加；最后澆筑素混凝土12。本實(shí)用新型的步驟與工藝條件為第一步按設(shè)計(jì)尺寸加工節(jié)點(diǎn)間鋼管，在鋼管兩端加工內(nèi)、外螺紋；第二步在節(jié)點(diǎn)間鋼管外壁(螺紋處除外)機(jī)械粘貼碳纖維織物， 制備成CFRP鋼管；第三步按設(shè)計(jì)尺寸加工節(jié)點(diǎn)區(qū)鋼管，在鋼管兩端加工內(nèi)、外螺紋；第四步將鋼箍焊接于節(jié)點(diǎn)區(qū)鋼管外壁，將鋼環(huán)板及其腹板焊接 在節(jié)點(diǎn)區(qū)鋼管外壁；第五步在施工現(xiàn)場(chǎng)將管逐節(jié)擰好；將鋼框架梁連接到鋼環(huán)板及 其腹板上；第六步在螺紋處人工粘貼碳纖維織物；澆筑核心混凝土。 本實(shí)用新型通過(guò)鋼環(huán)板及其腹板在圓CFRP鋼管混凝土柱和鋼 框架梁之間傳遞力和彎矩，鋼環(huán)板焊接在節(jié)點(diǎn)區(qū)鋼管外壁上，通過(guò)焊 縫傳遞力和彎矩，鋼框架梁連接在鋼環(huán)板及其腹板上，通過(guò)連接傳遞 力和彎矩;通過(guò)鋼箍增加對(duì)節(jié)點(diǎn)區(qū)混凝土的約束。可以機(jī)械制備CFRP 鋼管，也可以手工制備；鋼箍可以是圓鋼(鋼筋)，也可以是扁鋼(帶 鋼)，且道數(shù)可以是w (w是自然數(shù))；碳纖維織物可以是單向的， 也可以是雙向的；粘貼織物時(shí)，纖維方向與柱軸線夾角可以介于0 90°之間；圓鋼管之間采用螺紋連接。
權(quán)利要求1.圓碳纖維增強(qiáng)塑料鋼管混凝土柱與鋼框架梁的鋼環(huán)板節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述節(jié)點(diǎn)包括圓碳纖維增強(qiáng)塑料鋼管混凝土、鋼箍(6)、鋼環(huán)板(7)及其腹板和鋼框架梁；鋼環(huán)板及其腹板在圓碳纖維增強(qiáng)塑料鋼管混凝土柱和鋼框架梁之間，鋼環(huán)板焊接在節(jié)點(diǎn)區(qū)鋼管(5)外壁上，在節(jié)點(diǎn)間鋼管外壁上機(jī)械粘貼碳纖維織物，鋼框架梁連接在鋼環(huán)板及其腹板上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓碳纖維增強(qiáng)塑料鋼管混凝土柱與鋼 框架梁的鋼環(huán)板節(jié)點(diǎn)，其特征在于，纖維織物粘貼在節(jié)點(diǎn)間鋼管外壁 上，纖維方向與柱軸線夾角可介于0 90°之間，圓鋼管之間采用螺 紋連接。
專(zhuān)利摘要圓碳纖維增強(qiáng)塑料鋼管混凝土柱與鋼框架梁的鋼環(huán)板節(jié)點(diǎn)，涉及一種建筑節(jié)點(diǎn)構(gòu)造形式，該節(jié)點(diǎn)包括圓碳纖維增強(qiáng)塑料鋼管混凝土柱、鋼箍、鋼環(huán)板及其腹板和鋼框架梁；鋼環(huán)板及其腹板在圓碳纖維增強(qiáng)塑料鋼管混凝土柱和鋼框架梁之間，鋼環(huán)板焊接在節(jié)點(diǎn)區(qū)鋼管外壁上，鋼框架梁連接在鋼環(huán)板及其腹板上。鋼箍是圓鋼，也可是扁鋼，粘貼織物時(shí)，纖維方向與柱軸線夾角可介于0～90°之間，圓鋼管之間采用螺紋連接。本實(shí)用新型的管與管之間采用螺紋連接，便于機(jī)械化生產(chǎn)和現(xiàn)場(chǎng)施工，減少了施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)量，避免了粘結(jié)碳纖維織物后的焊接。
文檔編號(hào)E04B1/38GK201106227SQ20072001553
公開(kāi)日2008年8月27日 申請(qǐng)日期2007年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月29日
發(fā)明者任慶新, 凜 劉, 王慶利 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)建筑大學(xué)