專利名稱：貫通鋼板式方鋼管混凝土柱與工字鋼梁節(jié)點(diǎn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑工程技術(shù)領(lǐng)域的鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)，具體是一種貫通 鋼板式方鋼管混凝土柱與工字鋼梁節(jié)點(diǎn)。
技術(shù)背景鋼管混凝土結(jié)構(gòu)是一種新型結(jié)構(gòu)體系，它充分發(fā)揮了鋼管和混凝土兩種材料 的長處，具有承載力高、塑性和韌性好、施工方便等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用在單層和多層工業(yè)廠房柱、設(shè)備構(gòu)架柱、高層建筑和橋梁等結(jié)構(gòu)中。特別是近年來，隨 著住宅鋼結(jié)構(gòu)的推廣和應(yīng)用，以鋼管混凝土柱與鋼梁形成的框架結(jié)構(gòu)體系在工程 實(shí)踐中逐漸得到應(yīng)用與發(fā)展，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。目前，我國的《矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(CECS159: 2004)提供的用 于方鋼管混凝土柱鋼梁連結(jié)節(jié)點(diǎn)主要由內(nèi)隔板式、外隔板式等形式節(jié)點(diǎn)。但到目 前為止，現(xiàn)有技術(shù)中方鋼管混凝土柱與鋼梁的連接存在以下不足(1) 內(nèi)隔板式節(jié)點(diǎn)中的內(nèi)隔板與梁的翼緣在同一水平面內(nèi)時(shí)，節(jié)點(diǎn)滿足剛性 節(jié)點(diǎn)的要求，但這種節(jié)點(diǎn)當(dāng)管柱邊長較大時(shí)才能采用。因?yàn)楫?dāng)邊長較小時(shí)不僅焊 接困難，而且將妨礙管內(nèi)混凝土的澆筑。另外，梁翼緣與內(nèi)隔板在柱壁同一處兩 側(cè)施加熔透焊縫，鋼材經(jīng)歷兩次熱加工，產(chǎn)生較大的焊接殘余應(yīng)力，使得節(jié)點(diǎn)處 的鋼材容易產(chǎn)生分層或脆性破壞。(2) 影響建筑外觀和使用。現(xiàn)澆樓蓋梁板的節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造經(jīng)常與建筑外觀和使 用功能有沖突，并造成樓蓋梁板的布置不靈活，如外隔板節(jié)點(diǎn)，該種節(jié)點(diǎn)施工簡 單、傳力明確，且不受鋼管邊長的限制，但需要足夠大的水平環(huán)板以保證節(jié)點(diǎn)的 強(qiáng)度，用鋼量比內(nèi)隔板節(jié)點(diǎn)大。并且應(yīng)用于邊角柱時(shí)，水平環(huán)板不僅妨礙墻板的 安裝，而且造成加強(qiáng)環(huán)突出建筑立面，使得室內(nèi)外節(jié)點(diǎn)處有凸角，影響觀感，需 要靠裝飾或吊頂來解決。(3) 節(jié)點(diǎn)力學(xué)性能和施工的簡易性、經(jīng)濟(jì)性不能兩全。在實(shí)際應(yīng)用中，有些 節(jié)點(diǎn)類型力學(xué)性能較好，節(jié)點(diǎn)的整體剛度也高，但材料用量大，施工復(fù)雜。(4)節(jié)點(diǎn)應(yīng)用的不靈活。目前工程中所應(yīng)用的節(jié)點(diǎn)均只適用于常規(guī)情況，對 較為特殊的樓蓋布置，如各梁的標(biāo)高與高度不同等情況，其應(yīng)用就受到了限制。經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，苗紀(jì)奎等在《山東建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào)》2005 年第3期第64頁上發(fā)表了 "方鋼管混凝土柱一鋼梁節(jié)點(diǎn)形式探討" 一文，該文中 提出了一種方鋼管混凝土柱和鋼梁的一種節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)為隔板貫通方鋼管混凝 土柱壁，方鋼管混凝土柱壁與隔板焊接，鋼梁腹板與方鋼管混凝土柱壁通過連接板釆用高強(qiáng)度摩擦型螺栓連接，鋼梁翼緣與外伸的內(nèi)隔板焊接。該節(jié)點(diǎn)不足在于由于隔板貫通方鋼管混凝土柱壁，勢必造成焊接內(nèi)隔板時(shí)要在節(jié)點(diǎn)處將方鋼管混凝土柱截?cái)啵缓蠛透舭宸侄魏附?，造成了焊接工作量的增加；此外?nèi)隔板的存 在造成了節(jié)點(diǎn)處混凝土澆筑的困難，節(jié)點(diǎn)區(qū)混凝土的澆筑質(zhì)量得不到保證。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種貫通鋼板式方鋼管混凝土柱 與工字鋼梁節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)由于貫通鋼板的設(shè)置，可以有效的實(shí)現(xiàn)工字鋼梁塑性鉸 形成位置的外移，使工字鋼梁的破壞先于節(jié)點(diǎn)的破壞，保證了節(jié)點(diǎn)的安全，滿足 了 "強(qiáng)柱弱梁、節(jié)點(diǎn)更強(qiáng)"的設(shè)計(jì)原則。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括方鋼管混凝土柱、工字鋼梁 和貫通鋼板。貫通鋼板貫穿方鋼管混凝土柱壁板，貫通鋼板在方鋼管混凝土柱內(nèi) 的放置方式為豎置，并和工字鋼梁的腹板平行，高度和工字鋼梁的腹板高度相同， 貫通鋼板在方鋼管混凝土柱外面的外伸部分邊緣和工字鋼梁的翼緣平齊，工字鋼 梁的腹板不貫通方鋼管混凝土柱。所述方鋼管混凝柱壁板上，在貫通鋼板的位置開豎槽，該豎槽尺寸同貫通鋼 板，作為貫通鋼板穿過方鋼管混凝土柱壁板的通道。所述貫通鋼板采用雙面角焊縫和方鋼管混凝土柱壁板外壁相連。所述貫通鋼板在方鋼管混凝土柱外面的外伸部分采用坡口焊縫和工字鋼梁上 下翼緣相連。所述工字鋼梁腹板通過連接板采用高強(qiáng)度摩擦型螺栓和方鋼管混凝土柱連 接，工字鋼梁翼緣通過坡口焊縫同方鋼管混凝土柱焊接。 本發(fā)明的有益效果是(1)該種節(jié)點(diǎn)由于貫通鋼板外伸部分的存在，在工字鋼梁根部形成了一個(gè)箱形梁段，增大了梁根部的抗彎剛度，實(shí)現(xiàn)了工字鋼梁塑性鉸位置的外移，使工字 鋼梁的破壞先于節(jié)點(diǎn)的破壞，保證了節(jié)點(diǎn)的安全，實(shí)現(xiàn)了"強(qiáng)柱弱梁、節(jié)點(diǎn)更強(qiáng)" 的設(shè)計(jì)原則。(2)由于貫通鋼板是利用雙面角焊縫和方鋼管混凝土柱外壁相連的，方鋼管 混凝土柱內(nèi)部沒有焊縫。和內(nèi)隔板式節(jié)點(diǎn)相比，該節(jié)點(diǎn)構(gòu)造及加工簡單，加工及 構(gòu)造簡單。(3) 由于該節(jié)點(diǎn)在方鋼管混凝土柱只有兩道貫通鋼板穿過，增大了鋼板之間的距離，更加有利于方鋼管混凝土柱內(nèi)混凝土的澆筑，容易保證節(jié)點(diǎn)域混凝土的 澆筑質(zhì)量。(4) 該節(jié)點(diǎn)和外隔板式節(jié)點(diǎn)相比，工字鋼梁、鋼筋混凝土樓板和方鋼管混凝 土之間的連接構(gòu)造更加直接，減少了施工時(shí)焊接的工作量。并且可以改善與鋼筋 混凝土樓板連接部位的構(gòu)造，施工方便，且外觀好，易于裝修。


圖1是方鋼管混凝土柱工字鋼梁節(jié)點(diǎn)立面構(gòu)造圖； 圖2是方鋼管混凝土柱工字鋼梁節(jié)點(diǎn)區(qū)內(nèi)部構(gòu)造詳圖； 圖3是工字鋼梁與方鋼管混凝土柱連接詳圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案 為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù) 范圍不限于下述的實(shí)施例。如圖1-2所示，為方鋼管混凝土柱工字鋼梁節(jié)點(diǎn)處梁柱連結(jié)的結(jié)構(gòu)，圖中包 括工字鋼梁l、方鋼管混凝土柱2和貫通鋼板3。貫通鋼板3在方鋼管混凝土柱2 內(nèi)的放置方式為豎置，并和工字鋼梁1的腹板平行，高度和工字鋼梁l的腹板高 度相同，邊緣和工字鋼梁1的翼緣平齊，貫通鋼板3在方鋼管混凝土柱外面的外 伸部分邊緣采用雙面角焊縫和方鋼管混凝土柱2壁板外壁相連。如圖3所示，工字鋼梁1的腹板通過連接板采用高強(qiáng)度摩擦型螺栓和方鋼管 混凝土柱連接，工字鋼梁1的翼緣通過坡口焊縫同方鋼管混凝土柱連接，貫通鋼 板3采用坡口焊縫和工字鋼梁翼緣連接。具體實(shí)施步驟如下(1 )將貫通鋼板3在方鋼管混凝土柱2壁板上定位；(2) 根據(jù)貫通鋼板3在方鋼管混凝土柱2管壁上的定位尺寸，開與貫通鋼板 3尺寸相同的豎槽，作為貫通鋼板3穿過方鋼管混凝土柱2壁板的通道。(3) 將工字鋼梁1連接到方鋼管混凝土柱2上；(4) 將貫通鋼板3插入方鋼管混凝土柱2管壁上的豎槽，采用雙面角焊縫和 方鋼管混凝土柱2壁板外壁焊接在一起；(5) 采用坡口焊縫將貫通鋼板3在方鋼管混凝土柱外面的外伸部分和工字鋼 梁3的上下翼緣焊接在一起。該種節(jié)點(diǎn)形式在浙江湖州某高層商住樓中得到應(yīng)用，該住宅樓高約120米， 建筑面積20000平方米，采用方鋼管混凝土柱鋼梁結(jié)構(gòu)。應(yīng)用該種節(jié)點(diǎn)后，施工 速度加快了25%,節(jié)點(diǎn)焊接工作量節(jié)省了 35%，綜合造價(jià)降低約7%左右。
權(quán)利要求
1、一種貫通鋼板式方鋼管混凝土柱與工字鋼梁節(jié)點(diǎn)，包括方鋼管混凝土柱和工字鋼梁及貫通鋼板，其特征是貫通鋼板貫穿方鋼管混凝土柱壁板，貫通鋼板在方鋼管混凝土柱內(nèi)的放置方式為豎置，并和工字鋼梁的腹板平行，高度和工字鋼梁的腹板高度相同，貫通鋼板在方鋼管混凝土柱外面的外伸部分邊緣和工字鋼梁的翼緣平齊。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的貫通鋼板式方鋼管混凝土柱與工字鋼梁節(jié)點(diǎn)，其特 征是所述方鋼管混凝柱壁板上，在貫通鋼板的位置設(shè)有豎槽，尺寸同貫通鋼板， 作為貫通鋼板穿過方鋼管混凝土柱壁板的通道。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的貫通鋼板式方鋼管混凝土柱與工字鋼梁節(jié)點(diǎn)， 其特征是所述貫通鋼板和方鋼管混凝土柱壁板外壁通過雙面角焊縫相連。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的貫通鋼板式方鋼管混凝土柱與工字鋼梁節(jié)點(diǎn)，其特 征是所述貫通鋼板在方鋼管混凝土柱外面的外伸部分與工字鋼梁上下翼緣通過 坡口焊縫連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的貫通鋼板式方鋼管混凝土柱與工字鋼梁節(jié)點(diǎn)，其特 征是所述工字鋼梁腹板通過連接板采用摩擦型螺栓和方鋼管混凝土柱連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的貫通鋼板式方鋼管混凝土柱與工字鋼梁節(jié)點(diǎn)，其特 征是所述工字鋼梁翼緣通過坡口焊縫同方鋼管混凝土柱連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種建筑工程技術(shù)領(lǐng)域的貫通鋼板式方鋼管混凝土柱與工字鋼梁節(jié)點(diǎn)，包括方鋼管混凝土柱、工字鋼梁和貫通鋼板。貫通鋼板貫穿方鋼管混凝土柱壁板，貫通鋼板在方鋼管混凝土柱內(nèi)的放置方式為豎置，并和工字鋼梁的腹板平行，高度和工字鋼梁的腹板高度相同，貫通鋼板在方鋼管混凝土柱外面的外伸部分邊緣和工字鋼梁的翼緣平齊。本發(fā)明提高節(jié)點(diǎn)的整體抗剪和抗彎承載力，并保證方鋼管混凝土柱和工字鋼梁的共同工作。
文檔編號E04B1/18GK101265724SQ20081003521
公開日2008年9月17日 申請日期2008年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月27日
發(fā)明者劉明路, 斌 肖, 趙金城 申請人:上海交通大學(xué)