矩形鋼管混凝土柱與鋼梁?jiǎn)芜吢菟ㄟB接節(jié)點(diǎn)及其施工方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種矩形鋼管混凝土柱與鋼梁?jiǎn)芜吢菟ㄟB接節(jié)點(diǎn)及其施工方法，包括矩形鋼管柱與鋼梁，所述鋼梁端部焊接有端板，所述端板通過(guò)緊固件安裝固定于鋼管柱側(cè)壁，所述端板與鋼管柱上沿縱向成對(duì)開設(shè)有若干相對(duì)應(yīng)的螺栓孔，所述鋼管柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)設(shè)置有加強(qiáng)構(gòu)造，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有以下有益效果：該類新型節(jié)點(diǎn)承載力高、塑性延性好、耗能能力高、力學(xué)性能可靠；與采用外加強(qiáng)環(huán)的剛性節(jié)點(diǎn)相比，該類鋼管混凝土柱與鋼梁?jiǎn)芜吢菟ㄟB接節(jié)點(diǎn)不需要現(xiàn)場(chǎng)焊接，除了澆筑混凝土外所有的加工工序均在工廠完成，因此加工質(zhì)量更可靠；該類鋼管混凝土柱與鋼梁?jiǎn)芜吢菟ㄟB接節(jié)點(diǎn)，具有現(xiàn)場(chǎng)安裝方便、施工速度快的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】矩形鋼管混凝土柱與鋼梁?jiǎn)芜吢菟ㄟB接節(jié)點(diǎn)及其施工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一類建筑結(jié)構(gòu)中的框架節(jié)點(diǎn)，具體涉及到一種矩形鋼管混凝土柱與鋼梁?jiǎn)芜吢菟ㄟB接節(jié)點(diǎn)及其施工方法。

【背景技術(shù)】
[0002]加強(qiáng)環(huán)式剛性節(jié)點(diǎn)是鋼管混凝土柱-鋼梁節(jié)點(diǎn)中應(yīng)用最為廣泛的一種節(jié)點(diǎn)形式，該類節(jié)點(diǎn)具有承載力高、剛度大、傳力路徑簡(jiǎn)潔明確等優(yōu)點(diǎn)，但該類節(jié)點(diǎn)的現(xiàn)場(chǎng)焊接工作量大，焊縫質(zhì)量不易保證，因此采用螺栓連接的鋼管混凝土柱-鋼梁半剛性節(jié)點(diǎn)正引起越來(lái)越多研究者和工程師的關(guān)注。而鋼管為封閉截面，普通螺栓難以直接應(yīng)用于管結(jié)構(gòu)中，這導(dǎo)致采用螺栓連接的鋼管混凝土柱-鋼梁半剛性節(jié)點(diǎn)的形式較少。單邊螺栓緊固件的出現(xiàn)，可很好地解決以上問(wèn)題，該類螺栓具有單邊擰緊、施工方便、受力性能可靠等優(yōu)點(diǎn)。但和單邊螺栓直接相連的矩形鋼管管壁在面外集中荷載的作用下容易發(fā)生局部屈曲破壞，因此采用單邊螺栓連接的鋼管混凝土柱-鋼梁節(jié)點(diǎn)的承載力、剛度、延性和耗能能力均較差。因此有必要采取一定的構(gòu)造措施來(lái)提高螺栓連接區(qū)域附近矩形鋼管管壁的局部穩(wěn)定性，從而提高該類節(jié)點(diǎn)的力學(xué)性能，推動(dòng)該類節(jié)點(diǎn)的推廣應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的采用單邊螺栓連接的鋼管混凝土柱-鋼梁節(jié)點(diǎn)存在的缺陷，提供一種承載力高、傳力簡(jiǎn)潔明確、構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工快速方便的矩形鋼管混凝土柱與鋼梁?jiǎn)芜吢菟ㄟB接節(jié)點(diǎn)及其施工方法。
[0004]本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的方案是，一種矩形鋼管混凝土柱與鋼梁?jiǎn)芜吢菟ㄟB接節(jié)點(diǎn)，包括矩形鋼管柱與鋼梁，所述鋼梁端部焊接有端板，所述端板通過(guò)緊固件安裝固定于鋼管柱側(cè)壁，所述端板與鋼管柱上沿縱向成對(duì)開設(shè)有若干相對(duì)應(yīng)的螺栓孔，所述鋼管柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)設(shè)置有加強(qiáng)構(gòu)造。
[0005]進(jìn)一步的，所述緊固件為單邊螺栓。
[0006]進(jìn)一步的，所述加強(qiáng)構(gòu)造為約束拉桿、外加強(qiáng)板或內(nèi)置短H型鋼中的任意一種。
[0007]進(jìn)一步的，所述外加強(qiáng)板由兩塊槽鋼組成，所述內(nèi)置短H型鋼其截面寬度和高度均略小于鋼管柱截面內(nèi)側(cè)壁的寬度和高度，其長(zhǎng)度略大于鋼梁截面高度。
[0008]進(jìn)一步的，所述槽鋼腹板處成對(duì)開設(shè)有若干與鋼梁和端板相配合的螺栓孔。
[0009]進(jìn)一步的，所述鋼管柱截面形式為矩形冷彎鋼管或矩形直縫焊接鋼管。
[0010]一種鋼管混凝土柱與鋼梁?jiǎn)芜吢菟ㄟB接節(jié)點(diǎn)的施工方法，包括以下步驟:
(1)將鋼梁與端板焊接牢固；
(2)在矩形鋼管柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)設(shè)置加強(qiáng)構(gòu)造，當(dāng)加強(qiáng)構(gòu)造為外加強(qiáng)板時(shí)，首先將兩塊槽鋼與鋼管柱采用圍焊可靠連接，然后在鋼管柱、加強(qiáng)板和端板相應(yīng)位置處開設(shè)螺栓孔，以用于安裝單邊螺栓；當(dāng)加強(qiáng)構(gòu)造為內(nèi)置短H型鋼時(shí)，首先將短H型鋼塞入節(jié)點(diǎn)核心處，并與鋼管柱內(nèi)壁點(diǎn)焊，然后在鋼管柱、內(nèi)置短H型鋼和端板相應(yīng)位置處開設(shè)螺栓孔，以用于安裝單邊螺栓；當(dāng)加強(qiáng)構(gòu)造為約束拉桿時(shí)，首先在鋼管柱上開設(shè)塞焊孔，約束拉桿在開孔處通過(guò)塞焊孔與鋼管柱兩側(cè)管壁可靠連接，然后在鋼管柱和端板相應(yīng)位置處開設(shè)螺栓孔，以用于安裝單邊螺栓；
(3)將焊接好端板的鋼梁吊裝至指定位置，使用扭矩扳手上緊單邊螺栓，將鋼管柱與端板可靠連接；
(4)在鋼管柱內(nèi)澆筑混凝土，完成節(jié)點(diǎn)施工。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有以下有益效果:該類新型節(jié)點(diǎn)承載力高、塑性延性好、耗能能力高、力學(xué)性能可靠；與采用外加強(qiáng)環(huán)的剛性節(jié)點(diǎn)相比，該類鋼管混凝土柱與鋼梁?jiǎn)芜吢菟ㄟB接節(jié)點(diǎn)不需要現(xiàn)場(chǎng)焊接，除了澆筑混凝土外所有的加工工序均在工廠完成，因此加工質(zhì)量更可靠；該類鋼管混凝土柱與鋼梁?jiǎn)芜吢菟ㄟB接節(jié)點(diǎn)，具有現(xiàn)場(chǎng)安裝方便、施工速度快的優(yōu)點(diǎn)，有利于實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明專利進(jìn)一步說(shuō)明。
[0013]圖1是加強(qiáng)構(gòu)造采用外加強(qiáng)板實(shí)施結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1的A-A截面首I]視圖；
圖3是加強(qiáng)構(gòu)造采用內(nèi)置短H型鋼實(shí)施結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是圖3的B-B截面剖視圖；
圖5是加強(qiáng)構(gòu)造采用約束拉桿實(shí)施結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是圖5的C-C截面剖視圖；
圖中標(biāo)號(hào)，1-鋼管柱；2_混凝土 ；3-端板；4-鋼梁；5_單邊螺栓；6_外加強(qiáng)板；7_內(nèi)置短H型鋼；8_約束拉桿。

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0015]如圖1?6所示，一種矩形鋼管混凝土柱與鋼梁?jiǎn)芜吢菟ㄟB接節(jié)點(diǎn)，包括矩形鋼管柱I與鋼梁4，所述鋼梁4端部焊接有端板3，所述端板3通過(guò)緊固件安裝固定于鋼管柱I側(cè)壁，所述端板3與鋼管柱I上沿縱向成對(duì)開設(shè)有若干相對(duì)應(yīng)的螺栓孔，所述鋼管柱I節(jié)點(diǎn)核心區(qū)設(shè)置有加強(qiáng)構(gòu)造。
[0016]在本實(shí)施例中，所述緊固件為單邊螺栓5。
[0017]在本實(shí)施例中，所述加強(qiáng)構(gòu)造為外加強(qiáng)板6、內(nèi)置短H型鋼7或約束拉桿8中的任意一種。
[0018]在本實(shí)施例中，所述外加強(qiáng)板6由兩塊槽鋼組成，所述內(nèi)置短H型鋼7其截面寬度和高度均略小于鋼管柱I截面內(nèi)側(cè)壁的寬度和高度，其長(zhǎng)度略大于鋼梁4截面高度。
[0019]在本實(shí)施例中，所述槽鋼腹板處成對(duì)開設(shè)有若干與鋼管柱I和端板3相配合的螺栓孔。
[0020]在本實(shí)施例中，所述鋼管柱I截面形式為矩形冷彎鋼管或矩形直縫焊接鋼管。
[0021]一種矩形鋼管混凝土柱與鋼梁?jiǎn)芜吢菟ㄟB接節(jié)點(diǎn)的施工方法，包括以下步驟:
(I)將鋼梁4與端板3焊接牢固； (2)在矩形鋼管柱I節(jié)點(diǎn)核心區(qū)設(shè)置加強(qiáng)構(gòu)造，當(dāng)加強(qiáng)構(gòu)造為外加強(qiáng)板6時(shí)，首先將兩塊槽鋼與鋼管柱I采用圍焊可靠連接，然后在鋼管柱1、外加強(qiáng)板6和端板3相應(yīng)位置處開設(shè)螺栓孔，以用于安裝單邊螺栓5 ;當(dāng)加強(qiáng)構(gòu)造為內(nèi)置短H型鋼7時(shí)，首先將短H型鋼7塞入節(jié)點(diǎn)核心處，并與鋼管柱I內(nèi)壁點(diǎn)焊，然后在鋼管柱1、內(nèi)置短H型鋼7和端板3相應(yīng)位置處開設(shè)螺栓孔，以用于安裝單邊螺栓5 ;當(dāng)加強(qiáng)構(gòu)造為約束拉桿8時(shí)，首先在鋼管柱I上開設(shè)塞焊孔，約束拉桿8在開孔處通過(guò)塞焊孔與鋼管柱I兩側(cè)管壁可靠連接，然后在鋼管柱I和端板3相應(yīng)位置處開設(shè)螺栓孔，以用于安裝單邊螺栓5 ；
(3)將焊接好端板3的鋼梁4吊裝至指定位置，使用扭矩扳手上緊單邊螺栓5，將鋼管柱I與端板3可靠連接；
(4)在鋼管柱I內(nèi)澆筑混凝土2，完成節(jié)點(diǎn)施工。
[0022]【具體實(shí)施方式】:
實(shí)施例1:
本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示，外加強(qiáng)板6由兩塊槽鋼組成，每塊槽鋼由三塊鋼板拼焊而成或者由一塊鋼板冷彎而成，首先將鋼梁4與端板3焊接牢固，接著將兩塊槽鋼與鋼管柱I管壁采用圍焊可靠連接，然后在鋼管柱I壁、槽鋼腹板及端板3相應(yīng)位置處開螺栓孔用于安裝單邊螺栓5，現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，將鋼梁4吊裝至指定位置，采用扭矩扳手上緊單邊螺栓5，將端板3、外加強(qiáng)板6和鋼管柱I壁三者可靠連接，最后在鋼管柱I內(nèi)澆筑混凝土 2，完成節(jié)點(diǎn)的施工。
[0023]實(shí)施例2:
本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)如圖3、圖4所示，首先制作內(nèi)置短H型鋼7，其截面寬度和高度均略小于鋼管柱I截面內(nèi)側(cè)壁的寬度和高度，其長(zhǎng)度略大于鋼梁3截面高度，接著將短H型鋼7塞入節(jié)點(diǎn)核心區(qū)，并同鋼管柱I內(nèi)壁點(diǎn)焊，然后將鋼梁4與端板3焊接牢固，并在鋼管柱I壁、內(nèi)置短H型鋼7及端板3相應(yīng)位置處開螺栓孔用于安裝單邊螺栓5，現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，將鋼梁3吊裝指定位置，采用扭矩扳手上緊單邊螺栓4，將端板3、內(nèi)置短H型鋼7的翼緣和鋼管柱I壁三者可靠連接，最后在鋼管柱I內(nèi)澆筑混凝土 2，完成節(jié)點(diǎn)的施工。
[0024]實(shí)施例3:
本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)如圖5、圖6所示，首先在鋼管柱I壁開塞焊孔，約束拉桿8在開孔處通過(guò)塞焊縫與兩側(cè)管壁可靠連接，接著將鋼梁4與端板3焊接牢固，然后在鋼管柱I壁及端板
3相應(yīng)位置處開螺栓孔用于安裝單邊螺栓5，現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，將鋼梁4吊裝至指定位置，采用扭矩扳手上緊單邊螺栓5，將端板3與鋼管柱I壁可靠連接，最后在鋼管柱I內(nèi)澆筑混凝土 2，完成節(jié)點(diǎn)的施工。
[0025]上列較佳實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種矩形鋼管混凝土柱與鋼梁?jiǎn)芜吢菟ㄟB接節(jié)點(diǎn)，包括矩形鋼管柱與鋼梁，其特征在于:所述鋼梁端部焊接有端板，所述端板通過(guò)緊固件安裝固定于鋼管柱側(cè)壁，所述端板與鋼管柱上沿縱向成對(duì)開設(shè)有若干相對(duì)應(yīng)的螺栓孔，所述鋼管柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)設(shè)置有加強(qiáng)構(gòu)造。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的矩形鋼管混凝土柱與鋼梁?jiǎn)芜吢菟ㄟB接節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述緊固件為單邊螺栓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的矩形鋼管混凝土柱與鋼梁?jiǎn)芜吢菟ㄟB接節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述加強(qiáng)構(gòu)造為約束拉桿、外加強(qiáng)板或內(nèi)置短H型鋼中的任意一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的矩形鋼管混凝土柱與鋼梁?jiǎn)芜吢菟ㄟB接節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述外加強(qiáng)板由兩塊槽鋼組成，所述內(nèi)置短H型鋼其截面寬度和高度均略小于鋼管柱截面內(nèi)側(cè)壁的寬度和高度，其長(zhǎng)度略大于鋼梁截面高度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的矩形鋼管混凝土柱與鋼梁?jiǎn)芜吢菟ㄟB接節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述槽鋼腹板處成對(duì)開設(shè)有若干與鋼梁和端板相配合的螺栓孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的矩形鋼管混凝土柱與鋼梁?jiǎn)芜吢菟ㄟB接節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述鋼管柱截面形式為矩形冷彎鋼管或矩形直縫焊接鋼管。
7.一種矩形鋼管混凝土柱與鋼梁?jiǎn)芜吢菟ㄟB接節(jié)點(diǎn)的施工方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將鋼梁與端板焊接牢固； (2)在矩形鋼管柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)設(shè)置加強(qiáng)構(gòu)造，當(dāng)加強(qiáng)構(gòu)造為外加強(qiáng)板時(shí)，首先將兩塊槽鋼與鋼管柱采用圍焊可靠連接，然后在鋼管柱、加強(qiáng)板和端板相應(yīng)位置處開設(shè)螺栓孔，以用于安裝單邊螺栓；當(dāng)加強(qiáng)構(gòu)造為內(nèi)置短H型鋼時(shí)，首先將短H型鋼塞入節(jié)點(diǎn)核心處，并與鋼管柱內(nèi)壁點(diǎn)焊，然后在鋼管柱、內(nèi)置短H型鋼和端板相應(yīng)位置處開設(shè)螺栓孔，以用于安裝單邊螺栓；當(dāng)加強(qiáng)構(gòu)造為約束拉桿時(shí)，首先在鋼管柱上開設(shè)塞焊孔，約束拉桿在開孔處通過(guò)塞焊孔與鋼管柱兩側(cè)管壁可靠連接，然后在鋼管柱和端板相應(yīng)位置處開設(shè)螺栓孔，以用于安裝單邊螺栓； (3)將焊接好端板的鋼梁吊裝至指定位置，使用扭矩扳手上緊單邊螺栓，將鋼管柱與端板可靠連接； (4)在鋼管柱內(nèi)澆筑混凝土，完成節(jié)點(diǎn)施工。
【文檔編號(hào)】E04B1/58GK104179256SQ201410468001
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月16日
【發(fā)明者】王志濱, 李德山, 陶忠, 韓林海 申請(qǐng)人:福州大學(xué)