CN100547183C - 用于梁柱连接的圆钢管混凝土柱节点及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于梁柱连接的圆钢管混凝土柱节点及其制造方法，它主要包括圆钢管混凝土柱和与该柱连接的钢梁，圆钢管混凝土柱包括圆钢管和填入该圆钢管中的混凝土，在与钢管混凝土柱连接的钢梁梁端上设有一端板，该钢管混凝土柱与所述端板之间设有带肋的找平钢板，找平钢板固接于圆钢管上，端板、找平钢板以及圆钢管通过一穿过柱心的高强螺栓连接在一起。本发明成本低廉、力学性能好、设计简洁方便、施工难度小，且能避免现场焊接、提高连接质量和施工效益。
Description
技术领域
本发明主要涉及到一种建筑结构构件，特指一种用于圆钢管混凝土柱钢梁结构连接的节点。
背景技术
钢管混凝土具有强度高，延性好，耐疲劳，抗冲击，易施工等优越性，因此该项技术已成功应用于高层、大跨、重载和抗震防爆等工程中。而圆钢管混凝土柱更具有套箍作用强，受压时径(宽)厚比可以较大等优点而倍受青睐。但是圆钢管混凝土柱钢梁结构体系的传统节点型式比较复杂，成为了制约其广泛应用的瓶颈。
现有技术中，圆钢管柱与钢梁的连接节点主要采用翼缘焊接、腹板焊接或螺栓连接的柱贯通节点型式和梁贯通节点型式。但是梁贯通式节点由于梁的贯通造成柱的削弱较大，妨碍了核心混凝土的浇灌与振捣，带来了施工的不便。现有的柱贯通式节点型式主要有外加劲环式，内加强环式，锚定式，十字板式，其传力机理可以归纳如下：
剪力传递：主要靠焊接在柱壁的竖向加劲肋通过高强螺栓或对焊与钢梁腹板连接来进行剪力传递。
弯矩传递：主要通过翼缘与柱表或柱上外加强环板焊接来实现弯矩传递。在柱内翼缘高度加设环向加劲肋或锚定板将弯矩产生的拉力部分传递给核心混凝土。
1994年美国Northridge地震和1996年日本Kobe地震中，柱贯通式焊接节点遭受严重的开裂与脆性破坏，也就暴露了其主要缺陷：
1.现场焊接焊缝质量难以保证，存在裂缝、欠焊、熔化不足或不良、夹渣及气孔，由于梁端腹板下翼缘处工艺孔偏小，使下翼缘焊缝在施焊时实际上中断等缺陷，其缺陷又不易检查。另外，焊接对钢管柱的热影响较大，容易造成脆性破坏，影响节点的延性；
2.连接部位的钢材存在三向应力，无法形成侧向收缩或剪切滑移，梁柱节点的高应力区集中在梁翼缘的坡口焊缝处；
3.节点对结构灵活布置的适应性较差，例如，当节点周边钢梁的高度不同或梁面标高不一致时，节点构造较为复杂。
4.传力不合理，梁翼缘的拉力不能有效地传递给核心混凝土，主要由钢管柱壁承受，造成柱的局部屈曲变形较大，影响柱的承载能力。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术中存在的施工难度大以及由焊接引起的脆性破坏严重等问题，本发明提供一种成本低廉、力学性能好、设计简洁方便、施工难度小，且能避免现场焊接、提高连接质量和施工效益的用于梁柱连接的钢管混凝土柱节点及其制造方法。
为了解决上述技术问题，本发明提出的解决方案为：一种用于梁柱连接的圆钢管混凝土柱节点，它主要包括圆钢管混凝土柱和与该柱连接的钢梁，所述圆钢管混凝土柱包括圆钢管和填入该圆钢管中的混凝土，其特征在于：在与钢管混凝土柱连接的钢梁梁端上设有一端板，该钢管混凝土柱与所述端板之间设有带肋的找平钢板，所述找平钢板固接于圆钢管上，所述端板、找平钢板以及圆钢管通过一穿过柱心的高强螺栓连接在一起。
所述找平钢板上的肋可用竖肋或横肋。
一种用于梁柱连接的圆钢管混凝土柱节点的制造方法，其特征在于施工步骤为：①将端板和找平钢板叠在一起钻螺栓孔，再通过找平钢板定位圆钢管上的螺栓孔位置并钻成螺栓孔；②在找平钢板上焊上找平肋，再将带肋钢板焊接到圆钢管表面，端板焊接于与钢管混凝土柱连接的钢梁梁端；③用穿过柱心的高强螺栓将端板、找平钢板以及圆钢管连成一体，并处理高强螺栓表面避免浇灌柱时与柱核心混凝土的粘结，然后浇灌圆钢管混凝土柱的核心混凝土；④当核心混凝土达到一定强度时，张拉高强螺栓至预拉力。
与现有技术相比，本发明改变了长期以来圆钢管柱与钢梁连接采用焊接的思路，避免了焊接带来的相关破坏，其优点在于：
1.本发明的节点有效地解决了圆钢管柱与钢梁连接的问题，节省肋柱内横隔板，并能很好的实现梁柱间的传力。梁端弯矩由高强螺栓承担，剪力由端板与找平钢板间的摩擦力承担，另外螺栓还可以分担部分剪力，传力简单明晰，易于设计，又能很好的保证节点的整体刚性和承载能力；
2.这种节点施工工艺简单。只需现场用高强螺栓连接钢管柱与钢梁，对高强螺栓进行张拉，省了大量的现场焊接。现场施工难度和工作量大为减少，有利于提高施工效率，缩短工期。因避免了现场焊接也就避免由焊接缺陷和焊接施工工艺孔引起的应力集中问题，另外也就提高了结构在寒冷地区的可施工性。
3.节点应用灵活。对处理柱上连接标高或高度不同的梁时有特别优势。
附图说明
图1是本发明实施例1的圆钢管混凝土柱节点的侧面示意图；
图2是本发明实施例1的圆钢管混凝土柱节点的断面示意图；
图3是本发明图2中A-A线的剖面示意图；
图4是本发明图2中B-B线的剖面示意图；
图5是本发明实施例2的圆钢管混凝土柱节点的侧面示意图；
图6是本发明实施例2的圆钢管混凝土柱节点的断面示意图；
图7是本发明图6中C-C线的剖面示意图；
图8是本发明图6中D-D线的剖面示意图。
图例说明
1、圆钢管 2、端板
3、钢梁 4、找平钢板
5、找平竖肋 6、高强螺栓
7、找平横肋。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
实施例1：如图1至图4所示，本发明一种用于梁柱连接的圆钢管混凝土柱节点，它主要包括圆钢管混凝土柱和与该柱连接的钢梁3，圆钢管混凝土柱包括圆钢管1和填入该圆钢管1中的混凝土，在与圆钢管混凝土柱连接的钢梁3梁端上设有一端板2，该钢管混凝土柱与所述端板2之间设有带找平竖肋5的找平钢板4，找平钢板4固接于圆钢管1上，端板2、找平钢板4以及圆钢管1通过一穿过柱心的高强螺栓6连接在一起。
本发明的施工步骤为：①将端板2和找平钢板4叠在一起钻螺栓孔，再通过找平钢板4定位圆钢管1上的螺栓孔位置并钻成螺栓孔；②在找平钢板4上焊上找平竖肋5，再将带找平竖肋5的找平钢板4焊接到圆钢管1表面，找平竖肋5的高度根据找平钢板4到圆钢管1表面的距离设计，端板2焊接于与圆钢管混凝土柱连接的钢梁3梁端，焊接时，用坡口焊将端板2与钢梁3端部翼缘相连，用角焊将端板2与钢梁3端部腹板相连；③用穿过柱心的高强螺栓6将端板2、找平钢板4以及圆钢管1连成一体，并对高强螺栓6表面进行防粘结处理，然后浇灌圆钢管混凝土柱的核心混凝土；④当核心混凝土达到一定强度时，张拉高强螺栓6至预拉力。
实施例2：如图5至图8所示，本发明一种用于梁柱连接的圆钢管混凝土柱节点，它主要包括圆钢管混凝土柱和与该柱连接的钢梁3，圆钢管混凝土柱包括圆钢管1和填入该圆钢管1中的混凝土，在与圆钢管混凝土柱连接的钢梁3梁端上设有一端板2，该钢管混凝土柱与所述端板2之间设有带找平横肋7的找平钢板4，找平钢板4固接于圆钢管1上，端板2、找平钢板4以及圆钢管1通过一穿过柱心的高强螺栓6连接在一起。
本发明的施工步骤为：①将端板2和找平钢板4叠在一起钻螺栓孔，再通过找平钢板4定位圆钢管1上的螺栓孔位置并钻成螺栓孔；②在找平钢板4上焊上找平横肋7，再将带找平横肋7的找平钢板4焊接到圆钢管1表面，找平横肋7的高度根据找平钢板4到圆钢管1表面的距离设计，端板2焊接于与圆钢管混凝土柱连接的钢梁3梁端，焊接时，用坡口焊将端板2与钢梁3端部翼缘相连，用角焊将端板2与钢梁3端部腹板相连；③用穿过柱心的高强螺栓6将端板2、找平钢板4以及圆钢管1连成一体，并对高强螺栓6表面进行防粘结处理，然后浇灌圆钢管混凝土柱的核心混凝土；④当核心混凝土达到一定强度时，张拉高强螺栓6至预拉力。
Claims (3)
1、一种用于梁柱连接的圆钢管混凝土柱节点，它主要包括圆钢管混凝土柱和与该柱连接的钢梁，所述圆钢管混凝土柱包括圆钢管和填入该圆钢管中的混凝土，其特征在于：在与钢管混凝土柱连接的钢梁梁端上设有一端板，该钢管混凝土柱与所述端板之间设有带肋的找平钢板，所述找平钢板固接于圆钢管上，所述端板、找平钢板以及圆钢管通过一穿过柱心的高强螺栓连接在一起。
2、根据权利要求1所述的用于梁柱连接的钢管混凝土柱节点，其特征在于：所述找平钢板上的肋用竖肋或横肋。
3、一种用于梁柱连接的圆钢管混凝土柱节点的制造方法，其特征在于施工步骤为：①将端板和找平钢板叠在一起钻螺栓孔，再通过找平钢板定位圆钢管上的螺栓孔位置并钻成螺栓孔；②在找平钢板上焊上找平肋，再将带肋钢板焊接到圆钢管表面，端板焊接于与钢管混凝土柱连接的钢梁梁端；③用穿过柱心的高强螺栓将端板、找平钢板以及圆钢管连成一体，并对高强螺栓表面进行防粘结处理，然后浇灌圆钢管混凝土柱的核心混凝土；④当核心混凝土达到一定强度时，张拉高强螺栓至预拉力。
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