本發(fā)明涉及一種鋼管混凝土柱與混凝土梁的節(jié)點(diǎn)連接結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種鋼管混凝土柱與混凝土梁的復(fù)合型節(jié)點(diǎn)及其施工方法。

背景技術(shù)：

在土木建筑工程中應(yīng)用鋼管混凝土柱已有多年歷史，鋼管混凝土柱具有高強(qiáng)度、性能優(yōu)越、施工簡便等特點(diǎn)，在高層、大跨、重載和抗震的建筑中，有較為廣泛的運(yùn)用。但也由于鋼管混凝土柱結(jié)構(gòu)形式的特殊性，混凝土梁與鋼管混凝土柱節(jié)點(diǎn)處的連接形式一直是重點(diǎn)和難點(diǎn)技術(shù)。

目前實(shí)際使用中，由于混凝土梁無法和鋼管柱直接組合，多采用梁斷開而柱連續(xù)的節(jié)點(diǎn)組合形式，這種節(jié)點(diǎn)形式由于梁的斷開，整體性能較差，并且由于梁-柱分離梁柱的剪力和彎矩?zé)o法有效的傳遞。

因此，亟待解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：本發(fā)明的第一目的是提供一種可有效傳遞上下鋼管軸向力、簡化節(jié)點(diǎn)、改善鋼管的屈曲形態(tài)和提高節(jié)點(diǎn)處的韌性、延性和抗剪能力的鋼管混凝土柱與混凝土梁的復(fù)合型節(jié)點(diǎn)。

本發(fā)明的第二目的是提供該鋼管混凝土柱與混凝土梁的復(fù)合型節(jié)點(diǎn)的施工方法。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所述的一種鋼管混凝土柱與混凝土梁的復(fù)合型節(jié)點(diǎn)，包括成十字交叉連接的鋼管混凝土柱和混凝土梁，該鋼管混凝土柱和混凝土梁的交叉處形成截面脹大的節(jié)點(diǎn)；該節(jié)點(diǎn)處、在鋼管混凝土柱的上下鋼管之間豎直設(shè)有復(fù)式增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，該復(fù)式增強(qiáng)結(jié)構(gòu)包括4組由開孔鋼板和開槽鋼板組成的增強(qiáng)單元，該增強(qiáng)單元分別設(shè)置在鋼管混凝土柱的上、下鋼管的四周內(nèi)壁。該復(fù)式增強(qiáng)結(jié)構(gòu)穿設(shè)在鋼管混凝土柱的上下鋼管內(nèi)，利用開孔孔鋼板來傳遞上下柱之間的軸力，同時利用開槽鋼板來提高節(jié)點(diǎn)處的抗剪性能，同時該復(fù)式增強(qiáng)結(jié)構(gòu)可改善了土柱鋼管的屈曲形態(tài)，提高了鋼混凝土的韌性和延性，使得整個體系受力性能得到很好的提升。

其中，所述增強(qiáng)單元包括對稱分布在上下鋼管內(nèi)壁表面的1個開孔鋼板和2個開槽鋼板，該開槽鋼板的寬度為開孔鋼板的寬度的1/2～1/3；所述混凝土梁的主筋穿過開孔鋼板上對應(yīng)的孔。該復(fù)合型節(jié)點(diǎn)通過開孔鋼板來支撐混凝土梁的受力主筋，開孔鋼板可以承擔(dān)梁柱傳遞給節(jié)點(diǎn)的剪力；由于開孔的存在，梁鋼筋可以穿過鋼板，節(jié)點(diǎn)中梁的整體性能得到了有效的提高；同時開孔鋼板兩側(cè)對稱設(shè)置的開槽鋼板，其寬度窄于開孔鋼板，可有效提高節(jié)點(diǎn)處的抗剪能力，增強(qiáng)混凝土的約束效應(yīng)。

優(yōu)選的，所述鋼管混凝土柱和混凝土梁的交叉節(jié)點(diǎn)處、垂直于復(fù)式增強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)有若干層鋼筋網(wǎng)片，該鋼筋網(wǎng)片由若干個鋼筋縱橫交錯構(gòu)成，且部分鋼筋穿過開孔鋼板上對應(yīng)的孔。該復(fù)合型節(jié)點(diǎn)利用復(fù)式增強(qiáng)結(jié)構(gòu)支撐多層鋼筋網(wǎng)片形成整體結(jié)構(gòu)增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)處的強(qiáng)度。

再者，所述鋼筋網(wǎng)片上垂直穿設(shè)有若干個箍筋，其中位于鋼筋網(wǎng)片四個角處的箍筋為由鋼筋構(gòu)成的立柱式箍筋，位于鋼筋網(wǎng)片的四邊上的箍筋為由鋼筋構(gòu)成的方框式箍筋。該復(fù)合型節(jié)點(diǎn)，由于節(jié)點(diǎn)截面尺寸得到了增大，需在節(jié)點(diǎn)中設(shè)置鋼筋網(wǎng)片和箍筋確保復(fù)式增強(qiáng)結(jié)構(gòu)在使用中的穩(wěn)定，故利用箍筋與鋼筋網(wǎng)片的組合結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)處的約束力；箍筋可以有效的增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的混凝土約束效應(yīng)，且提高節(jié)點(diǎn)區(qū)域混凝土的抗剪能力；同時采用箍筋、鋼筋網(wǎng)片和復(fù)式增強(qiáng)結(jié)構(gòu)形成的組合骨架使得非連續(xù)的鋼管混凝土柱與混凝土梁的節(jié)點(diǎn)處受力合理，增強(qiáng)了節(jié)點(diǎn)處的強(qiáng)度和剛度，解決了節(jié)點(diǎn)混凝土抗裂性能不足的缺陷，消除了因鋼管斷開所帶來的弱化結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響。

優(yōu)選的，所述開孔鋼板的孔徑為鋼板寬度的1/3～2/3，開孔間距不超過孔徑的3倍。

一種鋼管混凝土柱與混凝土梁的復(fù)合型節(jié)點(diǎn)的施工方法，包括如下步驟：

a、預(yù)制開孔鋼板、開槽鋼板、鋼筋網(wǎng)片和箍筋；

b、將開孔鋼板、開槽鋼板焊接于非連續(xù)型的上、下鋼管內(nèi)，形成復(fù)式增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，將焊好后的鋼管固定到建筑結(jié)構(gòu)中；

c、將施工用的梁柱模板架設(shè)好后，架設(shè)相應(yīng)的梁鋼筋，并將梁鋼筋穿過開孔鋼板中的開孔；并在梁的主筋之間水平鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)片，鋼筋網(wǎng)片中的鋼筋穿過開孔鋼板中的開孔，在鋼筋網(wǎng)片上垂直穿設(shè)有箍筋；

d、在上、下鋼管內(nèi)澆筑混凝土形成鋼管混凝土柱，再澆筑混凝土形成混凝土梁，以及該混凝土梁和鋼管混凝土柱的交叉節(jié)點(diǎn)。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)：首先該復(fù)式增強(qiáng)結(jié)構(gòu)穿設(shè)在鋼管混凝土柱的上下鋼管內(nèi)，利用開孔孔鋼板來傳遞上下柱之間的軸力，同時利用開槽鋼板來提高節(jié)點(diǎn)處的抗剪性能，同時該復(fù)式增強(qiáng)結(jié)構(gòu)可改善了土柱鋼管的屈曲形態(tài)，提高了鋼混凝土的韌性和延性，使得整個體系受力性能得到很好的提升；其次該復(fù)合型節(jié)點(diǎn)通過開孔鋼板來支撐混凝土梁的受力主筋，開孔鋼板可以承擔(dān)梁柱傳遞給節(jié)點(diǎn)的剪力；由于開孔的存在，梁鋼筋可以穿過鋼板，節(jié)點(diǎn)中梁的整體性能得到了有效的提高；同時開孔鋼板兩側(cè)對稱設(shè)置的開槽鋼板，其寬度窄于開孔鋼板，可有效提高節(jié)點(diǎn)處的抗剪能力，增強(qiáng)混凝土的約束效應(yīng)；再者該復(fù)合型節(jié)點(diǎn)中增設(shè)多層鋼筋網(wǎng)片，且各鋼筋穿過開孔鋼板中的對應(yīng)孔，利用復(fù)式增強(qiáng)結(jié)構(gòu)支撐多層鋼筋網(wǎng)片形成整體結(jié)構(gòu)增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)處的強(qiáng)度；然后該復(fù)合型節(jié)點(diǎn)，由于節(jié)點(diǎn)截面尺寸得到了增大，需在節(jié)點(diǎn)中設(shè)置鋼筋網(wǎng)片和箍筋確保復(fù)式增強(qiáng)結(jié)構(gòu)在使用中的穩(wěn)定，故利用箍筋與鋼筋網(wǎng)片的組合結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)處的約束力；箍筋可以有效的增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的混凝土約束效應(yīng)，且提高節(jié)點(diǎn)區(qū)域混凝土的抗剪能力；同時采用箍筋、鋼筋網(wǎng)片和復(fù)式增強(qiáng)結(jié)構(gòu)形成的組合骨架使得非連續(xù)的鋼管混凝土柱與混凝土梁的節(jié)點(diǎn)處受力合理，增強(qiáng)了節(jié)點(diǎn)處的強(qiáng)度和剛度，解決了節(jié)點(diǎn)混凝土抗裂性能不足的缺陷，消除了因鋼管斷開所帶來的弱化結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響；進(jìn)一步該復(fù)合型節(jié)點(diǎn)滿足了“強(qiáng)柱弱梁，節(jié)點(diǎn)更強(qiáng)”的設(shè)計原則，可以有效傳遞上層軸力，受力機(jī)理明確，并為整體結(jié)構(gòu)提供了一個剛度較大，抗剪、抗彎性能優(yōu)越的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)；最后該復(fù)合型節(jié)點(diǎn)的施工方便、制作簡單，且施工建造成本低廉，優(yōu)于現(xiàn)有的節(jié)點(diǎn)連接方案。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中隱去混凝土梁的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明中隱去鋼管混凝土柱和混凝土梁的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明中設(shè)有復(fù)式增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的鋼管混凝土柱的俯視圖；

圖5為本發(fā)明中鋼筋網(wǎng)片和箍筋的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明中鋼筋網(wǎng)片的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明中爆炸示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。

如圖1、圖2和圖7所示，本發(fā)明一種鋼管混凝土柱與混凝土梁的復(fù)合型節(jié)點(diǎn)，包括成十字交叉連接的鋼管混凝土柱1和混凝土梁2，該鋼管混凝土柱1和混凝土梁2的交叉處形成截面脹大的節(jié)點(diǎn)3，且所述交叉節(jié)點(diǎn)3處的截面尺寸大于鋼管混凝土柱或混凝土梁的截面尺寸。在鋼管混凝土柱1和混凝土梁2的交叉節(jié)點(diǎn)3處，且在鋼管混凝土柱1的上下鋼管之間豎直設(shè)有用于傳遞上下鋼管內(nèi)的軸力的復(fù)式增強(qiáng)結(jié)構(gòu)4。如圖4所示，上述復(fù)式增強(qiáng)結(jié)構(gòu)4包括4組由開孔鋼板401和開槽鋼板402組成的增強(qiáng)單元，該增強(qiáng)單元分別設(shè)置在鋼管混凝土柱1的上、下鋼管的四周內(nèi)壁。該復(fù)式增強(qiáng)結(jié)構(gòu)穿設(shè)在鋼管混凝土柱的上下鋼管內(nèi)，利用開孔孔鋼板來傳遞上下柱之間的軸力，同時利用開槽鋼板來提高節(jié)點(diǎn)處的抗剪性能，同時該復(fù)式增強(qiáng)結(jié)構(gòu)可改善了土柱鋼管的屈曲形態(tài)，提高了鋼混凝土的韌性和延性，使得整個體系受力性能得到很好的提升。

如圖2和圖3所示，增強(qiáng)單元包括對稱分布在上下鋼管內(nèi)壁表面的1個開孔鋼板401和2個開槽鋼板402，該開槽鋼板402的寬度為開孔鋼板401的寬度的1/2～1/3；所述混凝土梁的主筋穿過開孔鋼板401上對應(yīng)的孔。開孔鋼板401上的孔徑為鋼板寬度的1/3～2/3，開孔間距不超過孔徑的3倍。該復(fù)合型節(jié)點(diǎn)通過開孔鋼板來支撐混凝土梁的受力主筋，開孔鋼板可以承擔(dān)梁柱傳遞給節(jié)點(diǎn)的剪力；由于開孔的存在，梁鋼筋可以穿過鋼板，節(jié)點(diǎn)中梁的整體性能得到了有效的提高；同時開孔鋼板兩側(cè)對稱設(shè)置的開槽鋼板，其寬度窄于開孔鋼板，可有效提高節(jié)點(diǎn)處的抗剪能力，增強(qiáng)混凝土的約束效應(yīng)。

如圖5和圖6所示，鋼管混凝土柱1和混凝土梁2的交叉節(jié)點(diǎn)處、垂直于復(fù)式增強(qiáng)結(jié)構(gòu)4設(shè)有若干層鋼筋網(wǎng)片5，該鋼筋網(wǎng)片5由若干個鋼筋縱橫交錯構(gòu)成，且各鋼筋分別穿過開孔鋼板401上對應(yīng)的孔。上述鋼筋網(wǎng)片5上垂直穿設(shè)有若干個箍筋6，其中位于鋼筋網(wǎng)片5四個角處的箍筋6為由鋼筋構(gòu)成的立柱式箍筋，位于鋼筋網(wǎng)片5的四邊上的箍筋6為由鋼筋構(gòu)成的方框式箍筋。該復(fù)合型節(jié)點(diǎn)中增設(shè)多層鋼筋網(wǎng)片，且各鋼筋穿過開孔鋼板中的對應(yīng)孔，利用復(fù)式增強(qiáng)結(jié)構(gòu)支撐多層鋼筋網(wǎng)片形成整體結(jié)構(gòu)增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)處的強(qiáng)度；然后該復(fù)合型節(jié)點(diǎn)，由于節(jié)點(diǎn)截面尺寸得到了增大，需在節(jié)點(diǎn)中設(shè)置鋼筋網(wǎng)片和箍筋確保復(fù)式增強(qiáng)結(jié)構(gòu)在使用中的穩(wěn)定，故利用箍筋與鋼筋網(wǎng)片的組合結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)處的約束力；箍筋可以有效的增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的混凝土約束效應(yīng)，且提高節(jié)點(diǎn)區(qū)域混凝土的抗剪能力；同時采用箍筋、鋼筋網(wǎng)片和復(fù)式增強(qiáng)結(jié)構(gòu)形成的組合骨架使得非連續(xù)的鋼管混凝土柱與混凝土梁的節(jié)點(diǎn)處受力合理，增強(qiáng)了節(jié)點(diǎn)處的強(qiáng)度和剛度，解決了節(jié)點(diǎn)混凝土抗裂性能不足的缺陷，消除了因鋼管斷開所帶來的弱化結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響。

一種鋼管混凝土柱與混凝土梁的復(fù)合型節(jié)點(diǎn)的施工方法，包括如下步驟：

a、預(yù)制開孔鋼板401、開槽鋼板402、鋼筋網(wǎng)片5和箍筋6；

b、將開孔鋼板401、開槽鋼板402焊接于非連續(xù)型的上、下鋼管內(nèi)，形成復(fù)式增強(qiáng)結(jié)構(gòu)4，將焊好后的鋼管固定到建筑結(jié)構(gòu)中；

c、將施工用的梁柱模板架設(shè)好后，架設(shè)相應(yīng)的梁鋼筋，并將梁鋼筋穿過開孔鋼板中的開孔；并在梁的主筋之間水平鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)片，鋼筋網(wǎng)片中的鋼筋穿過開孔鋼板中的開孔，在鋼筋網(wǎng)片上垂直穿設(shè)有箍筋；

d、在上、下鋼管內(nèi)澆筑混凝土形成鋼管混凝土柱1，再澆筑混凝土形成混凝土梁，以及該混凝土梁2和鋼管混凝土柱1的交叉節(jié)點(diǎn)3。

該復(fù)合型節(jié)點(diǎn)滿足了“強(qiáng)柱弱梁，節(jié)點(diǎn)更強(qiáng)”的設(shè)計原則，可以有效傳遞上層軸力，受力機(jī)理明確，并為整體結(jié)構(gòu)提供了一個剛度較大，抗剪、抗彎性能優(yōu)越的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)；同時該復(fù)合型節(jié)點(diǎn)的施工方便、制作簡單，且施工建造成本低廉，優(yōu)于現(xiàn)有的節(jié)點(diǎn)連接方案。