新型鋼管混凝土梁柱節(jié)點的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型鋼管混凝土梁柱節(jié)點，包括上鋼管、預(yù)置節(jié)點和下鋼管，所述預(yù)置節(jié)點的上、下端面分別與上鋼管和下鋼管連接設(shè)置，所述預(yù)置節(jié)點與鋼筋連接。本發(fā)明提供一種新型鋼管混凝土梁柱節(jié)點，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，安裝效率高，滿足“強節(jié)點，弱構(gòu)件”的抗震設(shè)計原則。
【專利說明】
新型鋼管混凝土梁柱節(jié)點
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)的連接節(jié)點。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼管混凝土結(jié)構(gòu)是將混凝土填入薄壁鋼管中形成的一種鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)，能夠充分利用鋼材和混凝土的各自優(yōu)點，改善構(gòu)件的力學(xué)性能，具有承載力高、延性好、抗震性能優(yōu)越等特點。目前被廣泛應(yīng)用于高層建筑、橋梁結(jié)構(gòu)和海洋平臺等工程中。
[0003]在我國，推廣應(yīng)用鋼管混凝土柱的關(guān)鍵之一是解決鋼管混凝土柱與鋼筋混凝土梁的連接問題。為了保證梁柱節(jié)點具有足夠的強度和延性，以及滿足“強節(jié)點，弱構(gòu)件”的抗震設(shè)計原則，鋼管混凝土梁柱節(jié)點需要進行優(yōu)化設(shè)計。
[0004]本節(jié)點的主要目標(biāo)是基于鋼管混凝土結(jié)構(gòu)梁-柱節(jié)點的研究現(xiàn)狀及已有的成果，使其在能滿足正常承載能力的基礎(chǔ)上，對地震作用等引起的不良效應(yīng)也具有良好的抵抗能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種新型鋼管混凝土梁柱節(jié)點，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，安裝效率高，滿足“強節(jié)點，弱構(gòu)件”的抗震設(shè)計原則。
[0006]技術(shù)方案:為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]新型鋼管混凝土梁柱節(jié)點，包括上鋼管、預(yù)置節(jié)點和下鋼管，所述預(yù)置節(jié)點的上、下端面分別與上鋼管和下鋼管連接設(shè)置，所述預(yù)置節(jié)點與鋼筋連接。
[0008]進一步的技術(shù)方案，所述預(yù)置節(jié)點包括中心管、上環(huán)板和下環(huán)板，所述上環(huán)板和下環(huán)板為上、下平行對應(yīng)設(shè)置的十字形結(jié)構(gòu)，所述上環(huán)板和下環(huán)板套設(shè)在中心管的外圍，且上環(huán)板與下環(huán)板之間通過若干加強連接筋一體化連接。
[0009]進一步的技術(shù)方案，所述上環(huán)板的十字形結(jié)構(gòu)的相鄰端部通過圓弧形過渡加強筋一體連接，所述上環(huán)板的十字形結(jié)構(gòu)的相鄰端部通過圓弧形過渡加強筋一體連接;位于所述上環(huán)板和下環(huán)板的同一豎直方向上的十字形結(jié)構(gòu)的端部上、下構(gòu)成四個牛腿端部，四個所述牛腿端部分別與對應(yīng)鋼筋連接。
[0010]進一步的技術(shù)方案，所述牛腿端部由上至下設(shè)置若干排鋼筋限位孔，所述鋼筋限位孔的通孔方向平行于水平面，所述鋼筋限位孔中對應(yīng)固定設(shè)置有鋼筋套筒，鋼筋與鋼筋套筒螺紋連接設(shè)置。
[0011]進一步的技術(shù)方案，所述預(yù)置節(jié)點與上鋼管和下鋼管之間用螺栓通過法蘭盤進行連接。
[0012]進一步的技術(shù)方案，所述上鋼管、預(yù)置節(jié)點和下鋼管的內(nèi)部填實混凝土。
[0013]進一步的技術(shù)方案，所述預(yù)置節(jié)點和鋼筋的整體外圍通過混凝土保護層澆筑。
[0014]有益效果:本發(fā)明的優(yōu)點如下:
[0015]1.預(yù)置節(jié)點處完全斷開，整個節(jié)點可以預(yù)置，通過運用鋼結(jié)構(gòu)中常用的法蘭盤用于預(yù)置節(jié)點與上下鋼管的連接，該方法安全可靠，施工便捷。在施工現(xiàn)場該預(yù)置節(jié)點的安裝無需做額外的焊接工作，節(jié)省了焊接以及檢驗所需的資金，同時更大大縮短了施工工期。也符合現(xiàn)在提倡的建筑工業(yè)化的理念。
[0016]2.相比于傳統(tǒng)的外環(huán)節(jié)點，預(yù)置節(jié)點與上下鋼管的連接上有法蘭盤和外裹混凝土的雙重保護，更不容易發(fā)生連接的錯動，連接處的剛度進一步變強。預(yù)置節(jié)點通過整體澆筑和焊接法蘭盤而成，整體性強。相比于過去的節(jié)點更滿足“強柱弱梁”和“節(jié)點最強”的設(shè)計原則，利于結(jié)構(gòu)的抗震。
[0017]3.預(yù)置節(jié)點處的環(huán)板采用了圓弧形的過渡設(shè)計，該設(shè)計已有成熟的研究表明可以有效地減少應(yīng)力集中。并且將連接的薄弱處移至梁端的塑性鉸，避免在振動荷載作用下柱端先發(fā)生破壞而使柱子過早喪失了豎向承載力。
[0018]4.在梁端預(yù)置鋼筋限位裝置，便于節(jié)點與鋼筋的快速、準(zhǔn)確地連接。傳統(tǒng)的節(jié)點在節(jié)點處往往因為鋼筋的穿插導(dǎo)致施工困難，并且不方便混凝土澆筑。運用新型鋼筋套筒可以方便梁柱鋼筋的連接，滿足預(yù)置構(gòu)件的要求。
[0019]5.圖4，在地震水平力作用下，框架分析得到的彎矩圖里，框架柱腳彎矩和柱頂?shù)膹澗胤较蚴窍喾吹?，一正一?fù)經(jīng)過零，零點位置叫反彎點，反彎點都位于柱中點附近。因此，我們在進行節(jié)點設(shè)計的時候，預(yù)置節(jié)點與柱斷開的地方是個關(guān)鍵設(shè)計點。我們預(yù)想能將節(jié)點與柱的斷開位置設(shè)在反彎點附近，讓斷開點這個受力薄弱的地方?jīng)]有彎矩或彎矩較小，使節(jié)點受力合理。
【附圖說明】
[0020]附圖1為本發(fā)明的鋼管混凝土梁柱節(jié)點的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]附圖2為本發(fā)明澆筑后的節(jié)點示意圖；
[0022]附圖3為本發(fā)明的鋼筋套筒與鋼筋連接的示意圖，；
[0023]附圖4為框架在水平作用力下的彎矩圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進一步的說明。
[0025]如附圖1和3，新型鋼管混凝土梁柱節(jié)點，包括上鋼管1、預(yù)置節(jié)點2和下鋼管3，所述預(yù)置節(jié)點2與上鋼管I和下鋼管2之間用螺栓通過法蘭盤4進行連接，所述上鋼管1、預(yù)置節(jié)點2和下鋼管3的內(nèi)部填實混凝土，所述預(yù)置節(jié)點2與鋼筋9連接。所述預(yù)置節(jié)點2包括中心管、上環(huán)板和下環(huán)板，所述上環(huán)板和下環(huán)板為上、下平行對應(yīng)設(shè)置的十字形結(jié)構(gòu)，所述上環(huán)板和下環(huán)板套設(shè)在中心管的外圍，且上環(huán)板與下環(huán)板之間通過若干加強連接筋一體化連接。所述上環(huán)板的十字形結(jié)構(gòu)的相鄰端部通過圓弧形過渡加強筋6—體連接，所述上環(huán)板的十字形結(jié)構(gòu)的相鄰端部通過圓弧形過渡加強筋6—體連接。位于所述上環(huán)板和下環(huán)板的同一豎直方向上的十字形結(jié)構(gòu)的端部上、下構(gòu)成四個牛腿端部7，四個所述牛腿端部7分別與對應(yīng)鋼筋9連接。每個所述牛腿端部7由上至下設(shè)置若干排鋼筋限位孔5，所述鋼筋限位孔5的通孔方向平行于水平面，所述鋼筋限位孔5中對應(yīng)固定設(shè)置有鋼筋套筒8，鋼筋9與鋼筋套筒8螺紋連接設(shè)置。如圖2，所述預(yù)置節(jié)點2和鋼筋9的整體外圍通過混凝土保護層澆筑。
[0026]本發(fā)明的主要思路是順應(yīng)當(dāng)前建筑工業(yè)化的趨勢，采用現(xiàn)場施工簡便，有預(yù)制構(gòu)件的節(jié)點。于是采用了法蘭盤，鋼筋限位構(gòu)造等，盡可能采用機械連接。主要節(jié)點部分設(shè)計為預(yù)置節(jié)點，可以提高效率和可靠性。為避免應(yīng)力集中，環(huán)板以圓弧過渡，同時兼有變截面的效果，從而滿足在極限狀態(tài)下梁端產(chǎn)生塑性鉸的條件，來保證結(jié)構(gòu)在地震作用下的安全性能。
[0027]現(xiàn)場施工連接方式:
[0028]1、在施工現(xiàn)場先連接好柱子中間的縱向鋼筋；
[0029]2、預(yù)置節(jié)點與上、下鋼管用螺栓通過法蘭盤進行連接；
[0030]3、再通過鋼筋套筒使預(yù)置節(jié)點與四個方向的混凝土鋼筋梁連接并進行整個節(jié)點外圍混凝土保護層的澆筑，其中法蘭盤并沒有一齊澆進去；
[0031 ] 4、最后在上、下鋼管和預(yù)置節(jié)點中心填實混凝土。
[0032]本發(fā)明的優(yōu)點:
[0033]1、施工方便，現(xiàn)場不需任何的焊接工作，也不需要穿鋼筋和打孔，用到了鋼筋套筒，現(xiàn)場可以很輕松的進行連接。
[0034]2、該預(yù)置節(jié)點基于外環(huán)式鋼筋混凝土節(jié)點進行設(shè)計，擁有外環(huán)式受力可靠、結(jié)構(gòu)簡單的特點。
[0035]3、預(yù)置節(jié)點部分由施工前預(yù)制完成，大大提高施工的精度。
[0036]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.新型鋼管混凝土梁柱節(jié)點，其特征在于:包括上鋼管(1)、預(yù)置節(jié)點(2)和下鋼管(3)，所述預(yù)置節(jié)點(2)的上、下端面分別與上鋼管(I)和下鋼管(3)連接設(shè)置，所述預(yù)置節(jié)點(2)與鋼筋(9)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述所述新型鋼管混凝土梁柱節(jié)點，其特征在于:所述預(yù)置節(jié)點(2)包括中心管、上環(huán)板和下環(huán)板，所述上環(huán)板和下環(huán)板為上、下平行對應(yīng)設(shè)置的十字形結(jié)構(gòu)，所述上環(huán)板和下環(huán)板套設(shè)在中心管的外圍，且上環(huán)板與下環(huán)板之間通過若干加強連接筋一體化連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述所述新型鋼管混凝土梁柱節(jié)點，其特征在于:所述上環(huán)板的十字形結(jié)構(gòu)的相鄰端部通過圓弧形過渡加強筋(6) —體連接，所述上環(huán)板的十字形結(jié)構(gòu)的相鄰端部通過圓弧形過渡加強筋(6)—體連接;位于所述上環(huán)板和下環(huán)板的同一豎直方向上的十字形結(jié)構(gòu)的端部上、下構(gòu)成四個牛腿端部(7)，四個所述牛腿端部(7)分別與對應(yīng)鋼筋(9)連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述所述新型鋼管混凝土梁柱節(jié)點，其特征在于:所述牛腿端部(7)由上至下設(shè)置若干排鋼筋限位孔(5)，所述鋼筋限位孔(5)的通孔方向平行于水平面，所述鋼筋限位孔(5)中對應(yīng)固定設(shè)置有鋼筋套筒(8)，鋼筋(9)與鋼筋套筒(8)螺紋連接設(shè)置。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述新型鋼管混凝土梁柱節(jié)點，其特征在于:所述預(yù)置節(jié)點(2)與上鋼管(I)和下鋼管(2)之間用螺栓通過法蘭盤(4)進行連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述新型鋼管混凝土梁柱節(jié)點，其特征在于:所述上鋼管(I)、預(yù)置節(jié)點(2)和下鋼管(3)的內(nèi)部填實混凝土。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述新型鋼管混凝土梁柱節(jié)點，其特征在于:所述預(yù)置節(jié)點(2)和鋼筋(9)的整體外圍通過混凝土保護層澆筑。
【文檔編號】E04B1/58GK105926775SQ201610298602
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月6日
【發(fā)明人】潘金龍, 劉興, 林宏磊, 羅保宏
【申請人】東南大學(xué)