本發(fā)明涉及建筑結(jié)構(gòu)工程技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種鋼管柱與鋼筋混凝土柱加梁的轉(zhuǎn)換節(jié)點及含有其的建筑。

背景技術(shù)：

混合結(jié)構(gòu)體系是近年來在國內(nèi)迅速發(fā)展起來的一種新型結(jié)構(gòu)體系,主要用于高部及超高部建筑結(jié)構(gòu)。與混凝土結(jié)構(gòu)相比,其在降低結(jié)構(gòu)自重、減少結(jié)構(gòu)斷面尺寸、改善結(jié)構(gòu)受力性能、加快施工進度等方面具有明顯的優(yōu)勢；與純鋼結(jié)構(gòu)相比,其又具有防火性能好、綜合用鋼量小、風荷載作用舒適度好的特點。混合結(jié)構(gòu)由于其優(yōu)越的性能廣泛應用于高部建筑中。

節(jié)點是連接梁和柱的關(guān)鍵部位。梁和柱的內(nèi)力通過節(jié)點傳遞，因此節(jié)點工作的安全可靠是保證結(jié)構(gòu)正常工作的前提。目前，鋼管混凝土柱與鋼筋混凝土梁的節(jié)點形式主要是梁鋼筋貫通節(jié)點、環(huán)梁節(jié)點、外加強環(huán)牛腿節(jié)點、雙梁節(jié)點等。由于技術(shù)限制，每類節(jié)點都有相應的優(yōu)勢和缺點，梁鋼筋貫通節(jié)點的缺點是鋼管壁開孔對鋼管承載力有削弱，所以鋼管壁開孔處需設(shè)加勁板，施工較為復雜，穿過鋼管的鋼筋影響混凝土的澆筑，節(jié)點工藝性較差。環(huán)梁節(jié)點的缺點是由于僅依靠環(huán)梁分配彎矩，鋼管混凝土柱在正常狀態(tài)下參與彎矩分配的能力不強，節(jié)點的剛度較差，并且當比如環(huán)梁節(jié)點應用于邊柱時，將造成環(huán)梁突出立面，影響建筑美觀。外加強環(huán)牛腿節(jié)點的缺點是梁端梁縱筋需與加強環(huán)焊接時，現(xiàn)場焊接工作量較大，且工藝復雜，焊縫要求高，節(jié)點在實用中適應性和靈活性較差。雙梁節(jié)點的缺點是造成梁系布置復雜化，另一方面又造成樓蓋布置不雅觀，影響建筑外觀和使用。目前為止，鋼管混凝土得到廣泛的應用，但鋼管混凝土梁柱節(jié)點的研究并不完善，鋼管混凝土節(jié)點在實際應用中存在構(gòu)造復雜、施工難度高、造價高、等問題限制了鋼管混凝土發(fā)展。

在大跨屋蓋網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)中，很多建筑采用部分鋼管柱結(jié)構(gòu)，即結(jié)構(gòu)上部采用鋼管柱作為大跨度屋蓋的承重構(gòu)件，以增加上部結(jié)構(gòu)的塑性變形能力，下部采用鋼筋混凝土柱以減小用鋼量，節(jié)約經(jīng)濟，鋼管柱與鋼筋混凝土柱在某一部進行轉(zhuǎn)換。但關(guān)于此類轉(zhuǎn)換的方法和措施，現(xiàn)行的規(guī)范尚未涉及，工程領(lǐng)域的應用亦難以達到成熟、可靠、規(guī)范。

由此可見，上述鋼管柱與鋼筋混凝土柱加鋼筋混凝土梁的轉(zhuǎn)換節(jié)點在結(jié)構(gòu)、方法、與使用上顯然仍存在缺陷，亟待加以進一步改進。為了合理確定鋼筋混凝土梁與鋼管柱的連接形式，鋼管柱與鋼筋混凝土柱的轉(zhuǎn)換形式，驗證此類節(jié)點的安全性、可靠性、可實施性，創(chuàng)設(shè)一種技術(shù)先進，受力合理、安全可靠地鋼管柱與鋼筋混凝土柱加鋼筋混凝土梁的轉(zhuǎn)換節(jié)點，成為當前業(yè)界急需改進的目標。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的第一個技術(shù)問題是提供一種傳力明確、構(gòu)造簡單、且延性好的鋼管柱與鋼筋混凝土柱加梁的轉(zhuǎn)換節(jié)點，以提高節(jié)點的連接質(zhì)量，增大鋼管柱與鋼筋混凝土柱加梁的工作協(xié)同性，從而克服鋼管柱與鋼筋混凝土柱加梁的轉(zhuǎn)換節(jié)點的不足。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

鋼管柱與鋼筋混凝土柱加梁的轉(zhuǎn)換節(jié)點，其中，位于上部的鋼管柱部分下插至位于下部的鋼筋混凝土柱，所述鋼管柱外壁焊接有牛腿，鋼筋混凝土梁的縱向受力鋼筋通過焊接于牛腿上與鋼管柱連接。

進一步地，所述位于下部的鋼筋混凝土柱內(nèi)的縱向受力鋼筋焊接于所述鋼管柱下插部分的內(nèi)壁或外壁。

進一步地，所述牛腿包括牛腿上翼緣、牛腿下翼緣及連接上、下翼緣的牛腿腹板，所述鋼筋混凝土梁的縱向受力鋼筋包括上側(cè)雙排縱向受力鋼筋、下側(cè)雙排縱向受力鋼筋；所述牛腿上、下翼緣下側(cè)分別焊接附加翼緣；所述上側(cè)上排縱向受力鋼筋/下側(cè)上排縱向受力鋼筋與上翼緣/下翼緣在翼緣上表面通過焊接連接，所述上側(cè)下排縱向受力鋼筋/下側(cè)下排縱向受力鋼筋與上翼緣/下翼緣的附加翼緣上表面通過焊接連接。

進一步地，所述牛腿上、下翼緣下側(cè)分別通過搭接板焊接所述附加翼緣。

進一步地，所述牛腿包括牛腿上翼緣、牛腿下翼緣及連接上、下翼緣的牛腿腹板，三者呈工字型；所述鋼管柱內(nèi)與牛腿上、下翼緣相對應位置分別設(shè)置內(nèi)環(huán)板，所述內(nèi)環(huán)板與鋼管柱內(nèi)壁焊接連接；所述鋼管柱內(nèi)與牛腿腹板對應位置設(shè)置有縱向加勁肋，所述縱向加勁肋與內(nèi)環(huán)板、鋼管柱內(nèi)壁焊接連接。

進一步地，所述牛腿包括牛腿上翼緣、牛腿下翼緣及連接上、下翼緣的牛腿腹板，所述牛腿腹板兩側(cè)分別焊接腰筋立板；在所述鋼筋混凝土梁內(nèi)還布置有通長腰筋，所述通長腰筋與腰筋立板焊接連接。

進一步地，所述鋼管柱包括上部圓柱形鋼管，中間錐形鋼管及下插段圓柱形鋼管，三者焊接連接，所述鋼管柱與鋼筋混凝土梁的節(jié)點處為錐形鋼管。

進一步地，所述鋼管柱的外壁上、在鋼筋混凝土梁上下范圍內(nèi)沿環(huán)向和縱向設(shè)置多個栓釘；所述鋼管柱的內(nèi)壁上、在鋼筋混凝土梁的上邊至鋼管柱下插范圍內(nèi)沿環(huán)向和縱向設(shè)置多個栓釘。

進一步地，所述鋼管柱內(nèi)節(jié)點區(qū)及鋼管柱下插范圍內(nèi)填充混凝土。

本發(fā)明要解決的第二個技術(shù)問題是提供一種安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟且采用鋼管柱與鋼筋混凝土柱加梁形式的建筑。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種建筑，包括位于上部的鋼管柱及位于下部的鋼筋混凝土柱、鋼筋混凝土梁，三者的轉(zhuǎn)換節(jié)點采用上述的轉(zhuǎn)換節(jié)點。

通過采用上述的技術(shù)方案，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點：

(1)本發(fā)明通過上部鋼管柱小部分延伸至下部鋼筋混凝土柱，在保證受力合理，結(jié)構(gòu)安全的基礎(chǔ)上，降低了鋼材用量，節(jié)省了經(jīng)濟；通過將鋼筋混凝土梁縱向受力鋼筋焊接于牛腿上，增強梁柱錨固性能，使梁內(nèi)彎矩可以有效傳遞到節(jié)點區(qū)。

(2)本發(fā)明通過上部鋼管柱在下部鋼筋混凝土柱下插段鋼管與下部鋼筋混凝土柱內(nèi)的縱向受力鋼筋焊接，增加了轉(zhuǎn)換節(jié)點的連接可靠性，使內(nèi)力可以在轉(zhuǎn)換節(jié)點處有效傳遞。

(3)本發(fā)明通過改進牛腿的形式，鋼筋混凝土梁上下兩側(cè)雙排縱向受力鋼筋可以分別焊接于牛腿翼緣及附加翼緣上側(cè)，有效的解決了由于仰焊而產(chǎn)生的施工困難問題。

(4)本發(fā)明通過在鋼管柱內(nèi)、牛腿上下翼緣相對應位置分別設(shè)置內(nèi)環(huán)板，增加了梁端彎矩向鋼管柱內(nèi)傳遞效率，減小了鋼管壁應力集中；同時配合與縱向加勁肋，效果更加顯著。

(5)本發(fā)明通過設(shè)置腰筋立板，使牛腿結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固，同時與通長腰筋配合，增加了鋼筋混凝土梁與鋼管柱的連接可靠性，傳力效果更好。

(6)本發(fā)明通過在鋼管柱內(nèi)壁外壁設(shè)置栓釘，進一步增加了機械咬合力和摩擦力，有效解決鋼管與混凝土協(xié)同性差的問題。

附圖說明

上述是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚地了解本發(fā)明的技術(shù)手段，以下結(jié)合附圖與具體實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細說明。

圖1是上部鋼管柱與下部鋼管混凝土柱加鋼筋混凝土梁的轉(zhuǎn)換節(jié)點立體示意圖；

圖2是圖1的I-I剖面示意圖；

圖3是圖1的II-II剖面示意圖；

圖4是圖1的III-III剖面示意圖；

圖5是圖1的IV-IV剖面示意圖；

圖6是圖1的A-A剖面示意圖；

圖7是圖1的B-B剖面示意圖；

圖8是圖1中牛腿詳圖；

圖中1-鋼管柱，2-鋼筋混凝土柱，3-內(nèi)環(huán)板，4-牛腿翼緣，5-附加翼緣，6-搭接板，7-牛腿腹板，8-錐形鋼管，9-梁縱向受力鋼筋，10-栓釘，11-柱縱向受力鋼筋，12-下插段鋼管，13-腰筋立板，縱向加勁肋14，腰筋15。

具體實施方式

參照圖1至圖8所示，位于上部的鋼管柱1部分下插至位于下部的鋼筋混凝土柱2，鋼管柱1外壁焊接有鋼牛腿，鋼筋混凝土梁的梁縱向受力鋼筋9通過焊接于鋼牛腿(主要是牛腿翼緣4)上與鋼管柱1連接。通過上述鋼管柱1與鋼筋混凝土柱2的插接、鋼筋混凝土梁與鋼管柱1通過梁縱向受力鋼筋9與鋼牛腿的連接，實現(xiàn)了三者節(jié)點的有效轉(zhuǎn)換，具有受力合理、傳力明確的優(yōu)點。

上述鋼管柱1包括上部圓柱形鋼管，中間錐形鋼管8及呈圓柱形的下插段鋼管12，三者焊接連接，鋼管柱1與鋼筋混凝土梁的節(jié)點處為錐形鋼管8。其中，上部鋼管柱可增加上部結(jié)構(gòu)延性、重量，下部轉(zhuǎn)換為鋼筋混凝土柱較為經(jīng)濟，因為鋼管柱和鋼筋混凝土柱的尺寸不一樣，有的比鋼筋混凝土柱大、有的比鋼筋混凝土柱小，所以中間用錐形鋼管連接較為合理。

在上部鋼管柱1與下部鋼筋混凝土柱2之間的連接上，優(yōu)選地，將位于下部的鋼筋混凝土柱2內(nèi)的柱縱向受力鋼筋11焊接于鋼管柱下插部分(對應于下插段鋼管12)的內(nèi)壁或外壁，進一步增加了轉(zhuǎn)換節(jié)點的連接可靠性，使鋼管柱內(nèi)力可以在轉(zhuǎn)換節(jié)點處有效傳遞。

為了解決施工中遇到仰焊問題，在牛腿翼緣4(上翼緣、下翼緣)下側(cè)通過搭接板6分別焊接附加翼緣5。鋼筋混凝土梁的梁縱向受力鋼筋9包括上側(cè)雙排縱向受力鋼筋、下側(cè)雙排縱向受力鋼筋；上側(cè)上排縱向受力鋼筋/下側(cè)上排縱向受力鋼筋與上翼緣/下翼緣在翼緣上表面通過焊接連接，上側(cè)下排縱向受力鋼筋/下側(cè)下排縱向受力鋼筋與上翼緣/下翼緣的附加翼緣5上表面通過焊接連接。

為了減小鋼管壁內(nèi)力，增加梁端彎矩傳遞效率，在鋼管柱1內(nèi)與牛腿上、下翼緣相對應位置分別設(shè)置內(nèi)環(huán)板3，內(nèi)環(huán)板3與鋼管柱1內(nèi)壁焊接連接；在鋼管柱1內(nèi)與牛腿腹板7(與牛腿上、下翼緣呈工字型)對應位置設(shè)置有縱向加勁肋14，縱向加勁肋14與內(nèi)環(huán)板3、鋼管柱1內(nèi)壁焊接連接。

為了進一步增強牛腿結(jié)構(gòu)、同時增加鋼筋混凝土梁與鋼管柱1的連接可靠性及傳力性能，在牛腿腹板7兩側(cè)分別焊接腰筋立板13；在鋼筋混凝土梁內(nèi)還布置有通長的腰筋15，通長的腰筋15與腰筋立板13焊接連接。

為了增加了機械咬合力和摩擦力，有效解決鋼管與混凝土協(xié)同性差的問題，在鋼管柱1的外壁上、在鋼筋混凝土梁上下范圍內(nèi)(尤其是牛腿上下翼緣范圍內(nèi))沿環(huán)向和縱向設(shè)置多個栓釘10；在鋼管柱1的內(nèi)壁上、在鋼筋混凝土梁的上邊(尤其是內(nèi)環(huán)板3)至鋼管柱1下插范圍內(nèi)沿環(huán)向和縱向設(shè)置多個栓釘10。

本發(fā)明加工制作簡單，安裝焊接方便，具體實施過程為：

1、鋼管柱1、內(nèi)環(huán)板3、牛腿翼緣4、附加翼緣5、搭接板6、牛腿腹板7、栓釘10、腰筋立板13、縱向加勁肋14在鋼結(jié)構(gòu)工廠加工完成。

2、節(jié)點運至現(xiàn)場，進行定位。

3、梁縱向受力鋼筋9與牛腿翼緣4及附加翼緣5進行焊接，柱縱向受力鋼筋11與下插段鋼管12進行焊接，腰筋15與腰筋立板13進行焊接。

4、綁扎梁柱箍筋。

5、澆筑節(jié)點混凝土；其中，鋼管柱1內(nèi)節(jié)點區(qū)(牛腿上翼緣對應的內(nèi)環(huán)板3以下)及鋼管柱1下插范圍內(nèi)填充混凝土。

本發(fā)明上部鋼管柱與下部鋼筋混凝土柱加鋼筋混凝土梁轉(zhuǎn)換節(jié)點可用于任何需要此節(jié)點的建筑結(jié)構(gòu)體系，以提高該建筑結(jié)構(gòu)的安全性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許簡單修改、等同變化或修飾，均落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。