本發(fā)明涉及鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點，具體為用對穿鋼棒的多腔體鋼管混凝土柱-鋼梁面外塞焊裝配式連接節(jié)點。

背景技術(shù)：

鋼管混凝土柱就是把混凝土灌入鋼管中并搗實以加大鋼管的強度和剛度，其是鋼管及其核心混凝土能共同承受外荷載作用的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，按截面形式不同，可分為圓鋼管混凝土，方、矩形鋼管混凝土和多邊形鋼管混凝土等。其承載高、延性好，抗震性能優(yōu)越，并且施工方便，工期大大縮短；多腔體鋼管混凝土組合柱則是將鋼管內(nèi)部空間分隔為多個混凝土腔體，更好的提高了其結(jié)構(gòu)強度和剛度。

但是現(xiàn)有的多腔體鋼管混凝土組合柱均為平面內(nèi)連接節(jié)點，當(dāng)其作為中間柱設(shè)置時，需要在平面外連接鋼梁進行結(jié)構(gòu)設(shè)置，目前沒有對應(yīng)的連接節(jié)點滿足其應(yīng)力、抗震性能及其使用要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種用對穿鋼棒的多腔體鋼管混凝土柱-鋼梁面外塞焊裝配式連接節(jié)點，裝配化程度高，便于施工，結(jié)構(gòu)可靠穩(wěn)定，增大了節(jié)點剛度。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

用對穿鋼棒的多腔體鋼管混凝土柱-鋼梁面外塞焊裝配式連接節(jié)點，包括多腔鋼管混凝土組合柱，以及平面內(nèi)鋼梁體和平面外鋼梁；所述的多腔鋼管混凝土組合柱包括兩個對稱設(shè)置的柱腹板，兩端分別與柱腹板內(nèi)側(cè)連接的至少一個柱加勁板，以及固定兩個柱腹板的柱腹板側(cè)部固定件；柱加勁板將柱腹板和柱腹板側(cè)部固定件圍成的組合柱內(nèi)部分為多個腔體；每個柱腹板外側(cè)呈十字型連接固定有節(jié)點側(cè)板；柱腹板和節(jié)點側(cè)板上設(shè)置有對穿的焊接通孔；多腔鋼管混凝土組合柱內(nèi)設(shè)置有若干兩端伸出焊接通孔且焊接固定的鋼棒，多腔鋼管混凝土組合柱內(nèi)澆注有混凝土；所述的平面內(nèi)鋼梁體的連接端插入到兩個節(jié)點側(cè)板之間固定連接；所述的平面外鋼梁的連接端設(shè)置夾板，夾板的一端通過螺栓與平面外鋼梁固定，另一端垂直焊接端板，端板上設(shè)置有與焊接通孔對應(yīng)的塞焊孔，鋼棒伸出端插入塞焊孔后與端板塞焊固定。

優(yōu)選的，兩個柱腹板內(nèi)側(cè)中間設(shè)置一個柱加勁板；鋼棒均勻?qū)ΨQ設(shè)置在柱加勁板的兩側(cè)。

優(yōu)選的，節(jié)點側(cè)板呈切角設(shè)置，節(jié)點側(cè)板與柱腹板的中部寬度大于節(jié)點側(cè)板外伸端的寬度，節(jié)點側(cè)板與柱腹板的中部經(jīng)斜邊過渡到節(jié)點側(cè)板外伸端。

進一步，平面內(nèi)鋼梁體的連接端插入節(jié)點側(cè)板外伸端之間焊接固定，且與柱腹板側(cè)部固定件呈間隙設(shè)置，間隙的距離小于斜邊過渡部分的長度；節(jié)點側(cè)板外伸端上下側(cè)邊至少高出平面內(nèi)鋼梁體對應(yīng)側(cè)翼緣10mm。

優(yōu)選的，平面內(nèi)鋼梁體的連接端設(shè)置有連接端板，平行固定在上下翼緣上的連接板，以及設(shè)置在上下兩個連接板之間的加固角鋼；連接板與連接端板連接；平面內(nèi)鋼梁體通過連接端板、連接板和加固角鋼與節(jié)點側(cè)板焊接固定。

優(yōu)選的，所述的柱腹板側(cè)部固定件為柱側(cè)板，柱側(cè)板的兩端分別與兩個柱腹板的同一端固定連接，柱側(cè)板的外側(cè)與柱腹板的端部平齊。

優(yōu)選的，所述的柱腹板側(cè)部固定件為矩形截面鋼管；矩形截面鋼管的正面和背面分別與兩個柱腹板的同一端固定連接，矩形截面鋼管的外側(cè)與柱腹板的端部平齊；或者矩形截面鋼管的內(nèi)側(cè)分別與兩個柱腹板的同一端固定連接，矩形截面鋼管的正面和背面分別與柱腹板平齊。

優(yōu)選的，夾板加持設(shè)置在平面外鋼梁的腹板上，螺栓穿過夾板和腹板連接固定。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：

本發(fā)明中的多腔鋼管混凝土組合柱，以及平面內(nèi)鋼梁體和平面外鋼梁均能夠在工廠中進行預(yù)制，并且多腔鋼管混凝土組合柱上的節(jié)點側(cè)板也能夠提前完成焊接，現(xiàn)場安裝只需定位塞焊裝配后進行澆筑，裝配化程度高；通過夾板和端板的使用，提高了平面外鋼梁連接的有效性，使節(jié)點域剛度增大，使梁柱連接更接近于剛接，提高了節(jié)點的抗震性能；并且塞焊后端板的立面平整，整體性強；通過夾板的設(shè)置能夠先進行夾板塞焊，再進行夾板與平面外鋼梁的固定連接，便于施工定位，提高現(xiàn)場裝配效率。

進一步的，平面內(nèi)鋼梁體通過角鋼與多腔鋼管混凝土組合柱相連，平面外鋼梁通過端板與多腔鋼管混凝土組合柱相連，這樣的連接方法降低了施工難度，易保證施工質(zhì)量。

進一步的，節(jié)點側(cè)板通過切角設(shè)置，配合斜邊過度，使側(cè)板傳力路徑更明確，同時省鋼，提高了經(jīng)濟效益。側(cè)板高出梁翼緣至少10mm，留出焊接距離。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實例中所述多腔鋼管混凝土組合柱的分解圖。

圖2為本發(fā)明實例中所述多腔鋼管混凝土組合柱的部分組裝圖。

圖3為本發(fā)明實例中所述多腔鋼管混凝土組合柱的組裝圖。

圖4為本發(fā)明實例中所述節(jié)點側(cè)板安裝示意圖。

圖5為本發(fā)明實例中所述節(jié)點側(cè)板裝配圖。

圖6為本發(fā)明實例中所述平面內(nèi)鋼梁體安裝示意圖。

圖7為本發(fā)明實例中所述平面外鋼梁安裝示意圖。

圖8為本發(fā)明實例中所述端板和夾板安裝示意圖。

圖9為本發(fā)明實例中所述夾板和平面外鋼梁安裝示意圖。

圖10為本發(fā)明實例中所述平面外鋼梁裝配圖。

圖11為本發(fā)明實例中所述節(jié)點對平面外鋼梁的正視圖。

圖12為圖11中1-1方向截面圖。

圖13為圖11中2-2方向截面圖。

圖14為本發(fā)明實例中所述節(jié)點在受力時的應(yīng)力云圖。

圖15為本發(fā)明實例中所述節(jié)點抗震性能測試時的力-位移圖。

圖中：1-多腔鋼管混凝土組合柱，11-柱腹板，12-柱側(cè)板，13-柱加勁板，2-鋼棒，3-節(jié)點側(cè)板，4-平面內(nèi)鋼梁體，5-平面外鋼梁，6-端板，7-夾板，8-螺栓。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明，所述是對本發(fā)明的解釋而不是限定。

本發(fā)明用對穿鋼棒的多腔體鋼管混凝土柱-鋼梁面外塞焊裝配式連接節(jié)點，包括多腔鋼管混凝土組合柱，以及平面內(nèi)鋼梁體4和平面外鋼梁5；

如圖1所示，多腔鋼管混凝土組合柱1包括兩個對稱設(shè)置的柱腹板11，兩端分別與柱腹板11內(nèi)側(cè)連接的至少一個柱加勁板13，以及固定兩個柱腹板11的柱腹板側(cè)部固定件；柱加勁板13將柱腹板11和柱腹板側(cè)部固定件圍成的組合柱內(nèi)部分為多個腔體；每個柱腹板11外側(cè)呈十字型連接固定有節(jié)點側(cè)板3；柱腹板11和節(jié)點側(cè)板3上設(shè)置有對穿的焊接通孔；多腔鋼管混凝土組合柱內(nèi)設(shè)置有若干兩端伸出焊接通孔且焊接固定的鋼棒2，多腔鋼管混凝土組合柱內(nèi)澆注有混凝土；如圖6所示，平面內(nèi)鋼梁體4的連接端插入到兩個節(jié)點側(cè)板3之間固定連接；如圖7、圖8、圖9和圖10所示，平面外鋼梁5的連接端設(shè)置夾板7，夾板7的一端通過螺栓8與平面外鋼梁5固定，另一端垂直焊接端板6，端板6上設(shè)置有與焊接通孔對應(yīng)的塞焊孔，鋼棒2伸出端插入塞焊孔后與端板6塞焊固定。本優(yōu)選實例中，夾板7加持設(shè)置在平面外鋼梁5的腹板上，螺栓8穿過夾板7和腹板連接固定。

本優(yōu)選實例中，如圖1所示，兩個柱腹板11內(nèi)側(cè)中間設(shè)置一個柱加勁板13；鋼棒2均勻?qū)ΨQ設(shè)置在柱加勁板13的兩側(cè)。如圖4和圖5所示，節(jié)點側(cè)板3呈切角設(shè)置，節(jié)點側(cè)板3與柱腹板11的中部寬度大于節(jié)點側(cè)板3外伸端的寬度，節(jié)點側(cè)板3與柱腹板11的中部經(jīng)斜邊過渡到節(jié)點側(cè)板3外伸端。

如圖12和圖13所示，平面內(nèi)鋼梁體4的連接端插入節(jié)點側(cè)板3外伸端之間焊接固定，且與柱腹板側(cè)部固定件呈間隙設(shè)置，間隙的距離小于斜邊過渡部分的長度；節(jié)點側(cè)板3外伸端上下側(cè)邊至少高出平面內(nèi)鋼梁體4對應(yīng)側(cè)翼緣10mm。平面內(nèi)鋼梁體4的連接端設(shè)置有連接端板，平行固定在上下翼緣上的連接板，以及設(shè)置在上下兩個連接板之間的加固角鋼；連接板與連接端板連接；平面內(nèi)鋼梁體4通過連接端板、連接板和加固角鋼與節(jié)點側(cè)板焊接固定。

如圖1所示，柱腹板側(cè)部固定件為柱側(cè)板12，柱側(cè)板12的兩端分別與兩個柱腹板11的同一端固定連接，柱側(cè)板12的外側(cè)與柱腹板11的端部平齊。

其中，柱腹板側(cè)部固定件還能夠為矩形截面鋼管；矩形截面鋼管的正面和背面分別與兩個柱腹板11的同一端固定連接，矩形截面鋼管的外側(cè)與柱腹板11的端部平齊；或者矩形截面鋼管的內(nèi)側(cè)分別與兩個柱腹板11的同一端固定連接，矩形截面鋼管的正面和背面分別與柱腹板11平齊。

具體的，鋼棒2與柱腹板11進行工廠焊接，如圖1、圖2所示，形成圖3所示的帶鋼棒2的多腔鋼管混凝土組合柱，隨后與節(jié)點側(cè)板3進行工廠焊接，如圖4所示，形成圖5所示的帶節(jié)點側(cè)板3、鋼棒2的多腔鋼管混凝土組合柱。用于上蓋板和下蓋板的連接板、以及加固角鋼、加勁肋、連接端板與鋼梁進行工廠焊接，形成圖6所示的平面內(nèi)鋼梁體4，平面內(nèi)鋼梁體4與節(jié)點側(cè)板3進行現(xiàn)場定位焊接，裝配過程如圖7所示。端板6與夾板7進行工廠焊接，并端板6與節(jié)點側(cè)板3在相應(yīng)孔位通過鋼棒2進行穿孔塞焊，隨后平面外鋼梁5通過螺栓8與夾板7進行連接。裝配過程如圖7所示，最終形成圖8所示的梁柱節(jié)點。如圖14所示，本發(fā)明的mises應(yīng)力云圖中能夠看出，節(jié)點應(yīng)力均勻，受力良好，滿足整體使用要求，如圖15所示，其耗能性好，延性強，抗震性能優(yōu)良。

本發(fā)明不僅裝配化程度高，帶節(jié)點側(cè)板的組合柱與鋼梁體均在工廠預(yù)制，現(xiàn)場安裝只需定位裝配。而且便于施工，平面內(nèi)鋼梁體4通過角鋼與組合柱相連，平面外鋼梁5通過夾板7、螺栓8與組合柱相連，這樣的連接方法降低了施工難度，易保證施工質(zhì)量。具有良好的耗能能力及抗震性能。節(jié)點側(cè)板3切角，使節(jié)點側(cè)板3傳利路徑更明確，同時省鋼，提高了經(jīng)濟效益。節(jié)點側(cè)板3高出梁翼緣10mm，留出焊接距離。