本實(shí)用新型涉及建筑結(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(diǎn)及含有其的建筑。

背景技術(shù)：

混合結(jié)構(gòu)體系是近年來(lái)在國(guó)內(nèi)迅速發(fā)展起來(lái)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(jìn)度等方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)；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(fēng)荷載作用舒適度好的特點(diǎn)。混合結(jié)構(gòu)由于其優(yōu)越的性能廣泛應(yīng)用于高部建筑中。

節(jié)點(diǎn)是連接梁和柱的關(guān)鍵部位。梁和柱的內(nèi)力通過(guò)節(jié)點(diǎn)傳遞，因此節(jié)點(diǎn)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(diǎn)形式主要是梁鋼筋貫通節(jié)點(diǎn)、環(huán)梁節(jié)點(diǎn)、外加強(qiáng)環(huán)牛腿節(jié)點(diǎn)、雙梁節(jié)點(diǎn)等。由于技術(shù)限制，每類(lèi)節(jié)點(diǎn)都有相應(yīng)的優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)，梁鋼筋貫通節(jié)點(diǎn)的缺點(diǎn)是鋼管壁開(kāi)孔對(duì)鋼管承載力有削弱，所以鋼管壁開(kāi)孔處需設(shè)加勁板，施工較為復(fù)雜，穿過(guò)鋼管的鋼筋影響混凝土的澆筑，節(jié)點(diǎn)工藝性較差。環(huán)梁節(jié)點(diǎn)的缺點(diǎn)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(qiáng)，節(jié)點(diǎn)的剛度較差，并且當(dāng)比如環(huán)梁節(jié)點(diǎn)應(yīng)用于邊柱時(shí)，將造成環(huán)梁突出立面，影響建筑美觀。外加強(qiáng)環(huán)牛腿節(jié)點(diǎn)的缺點(diǎn)是梁端梁縱筋需與加強(qiáng)環(huán)焊接時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)焊接工作量較大，且工藝復(fù)雜，焊縫要求高，節(jié)點(diǎn)在實(shí)用中適應(yīng)性和靈活性較差。雙梁節(jié)點(diǎn)的缺點(diǎn)是造成梁系布置復(fù)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(yīng)用，但鋼管混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)的研究并不完善，鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)在實(shí)際應(yīng)用中存在構(gòu)造復(fù)雜、施工難度高、造價(jià)高、等問(wèn)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(jì)，鋼管柱與鋼筋混凝土柱在某一部進(jìn)行轉(zhuǎn)換。但關(guān)于此類(lèi)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(yīng)用亦難以達(dá)到成熟、可靠、規(guī)范。

由此可見(jiàn)，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(diǎn)在結(jié)構(gòu)、方法、與使用上顯然仍存在缺陷，亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。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(yàn)證此類(lèi)節(jié)點(diǎn)的安全性、可靠性、可實(shí)施性，創(chuàng)設(shè)一種技術(shù)先進(jìn)，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(diǎn)，成為當(dāng)前業(yè)界急需改進(jìn)的目標(biāo)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種傳力明確、構(gòu)造簡(jiǎn)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(diǎn)，以提高節(jié)點(diǎn)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(diǎn)的不足。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

鋼管柱與鋼筋混凝土柱加梁的轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)，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(guò)焊接于牛腿上與鋼管柱連接。

進(jìn)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(jìn)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(guò)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(guò)焊接連接。

進(jìn)一步地，所述牛腿上、下翼緣下側(cè)分別通過(guò)搭接板焊接所述附加翼緣。

進(jìn)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(duì)應(yīng)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(duì)應(yīng)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(jìn)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(zhǎng)腰筋，所述通長(zhǎng)腰筋與腰筋立板焊接連接。

進(jìn)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(diǎn)處為錐形鋼管。

進(jìn)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(gè)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(gè)栓釘。

進(jìn)一步地，所述鋼管柱內(nèi)節(jié)點(diǎn)區(qū)及鋼管柱下插范圍內(nèi)填充混凝土。

本實(shí)用新型要解決的第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)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(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下技術(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(diǎn)采用上述的轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)。

通過(guò)采用上述的技術(shù)方案，本實(shí)用新型至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)本實(shí)用新型通過(guò)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(jì)；通過(guò)將鋼筋混凝土梁縱向受力鋼筋焊接于牛腿上，增強(qiáng)梁柱錨固性能，使梁內(nèi)彎矩可以有效傳遞到節(jié)點(diǎn)區(qū)。

(2)本實(shí)用新型通過(guò)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(diǎn)的連接可靠性，使內(nèi)力可以在轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)處有效傳遞。

(3)本實(shí)用新型通過(guò)改進(jìn)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(wèn)題。

(4)本實(shí)用新型通過(guò)在鋼管柱內(nèi)、牛腿上下翼緣相對(duì)應(yīng)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(yīng)力集中；同時(shí)配合與縱向加勁肋，效果更加顯著。

(5)本實(shí)用新型通過(guò)設(shè)置腰筋立板，使牛腿結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固，同時(shí)與通長(zhǎng)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)本實(shí)用新型通過(guò)在鋼管柱內(nèi)壁外壁設(shè)置栓釘，進(jìn)一步增加了機(jī)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(wèn)題。

附圖說(shuō)明

上述是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚地了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)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(diǎn)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(shí)施方式

參照?qǐng)D1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(guò)焊接于鋼牛腿(主要是牛腿翼緣4)上與鋼管柱1連接。通過(guò)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(guò)梁縱向受力鋼筋9與鋼牛腿的連接，實(shí)現(xiàn)了三者節(jié)點(diǎn)的有效轉(zhuǎn)換，具有受力合理、傳力明確的優(yōu)點(diǎn)。

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(diǎn)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(jì)，因?yàn)殇摴苤弯摻罨炷林某叽绮灰粯樱械谋蠕摻罨炷林?、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(duì)應(yīng)于下插段鋼管12)的內(nèi)壁或外壁，進(jìn)一步增加了轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)的連接可靠性，使鋼管柱內(nèi)力可以在轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)處有效傳遞。

為了解決施工中遇到仰焊問(wèn)題，在牛腿翼緣4(上翼緣、下翼緣)下側(cè)通過(guò)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(guò)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(guò)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(duì)應(yīng)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(duì)應(yīng)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(jìn)一步增強(qiáng)牛腿結(jié)構(gòu)、同時(shí)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(zhǎng)的腰筋15，通長(zhǎng)的腰筋15與腰筋立板13焊接連接。

為了增加了機(jī)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(wèn)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(gè)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(gè)栓釘10。

本實(shí)用新型加工制作簡(jiǎn)單，安裝焊接方便，具體實(shí)施過(guò)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(diǎn)運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)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(jìn)行焊接，柱縱向受力鋼筋11與下插段鋼管12進(jìn)行焊接，腰筋15與腰筋立板13進(jìn)行焊接。

4、綁扎梁柱箍筋。

5、澆筑節(jié)點(diǎn)混凝土；其中，鋼管柱1內(nèi)節(jié)點(diǎn)區(qū)(牛腿上翼緣對(duì)應(yīng)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。

本實(shí)用新型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(diǎn)可用于任何需要此節(jié)點(diǎn)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(jì)性。

以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型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(jiǎn)單修改、等同變化或修飾，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。