基于开孔纵肋的钢管混凝土柱-钢梁外隔板式节点结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于开孔纵肋的钢管混凝土柱‑钢梁外隔板式节点结构，包括钢管混凝土柱、位于钢管混凝土柱外侧的钢梁和连接于钢管混凝土柱与钢梁之间的梁柱连接构造，钢管混凝土柱与钢梁呈垂直布设；钢管混凝土柱包括矩形钢管柱、四组分别布设在矩形钢管柱四个内侧壁上的开孔纵肋和填充于矩形钢管柱内的核心混凝土结构；梁柱连接构造包括上部外隔板和下部外隔板，上部外隔板与下部外隔板均套装在矩形钢管柱外侧；钢梁上部外端与上部外隔板紧固连接，且钢梁下部外端与下部外隔板紧固连接。本实用新型专利技术构造简单、设计合理且施工简便、使用效果好，传力明确，能有效缓解钢管混凝土柱‑钢梁节点存在的应力集中和变形集中问题，抗震性能优良。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于建筑施工
，尤其是涉及一种基于开孔纵肋的钢管混凝土柱-钢梁外隔板式节点结构。
技术介绍
随着经济社会的迅速发展，大、中城市土地资源不断减少，中、低层建筑已经不再满足城市的功能要求以及人们日剧增长的生活需求。因此，高层、超高层建筑在我国大、中城市中不断兴建。我国绝大部分大、中城市都位于抗震设防区，因此如何提高高层、超高层建筑的抗震性能，成为一个建造工程领域的热点论题。在框架结构中，柱、梁连接节点(也称为梁柱节点)是保证梁与柱协同工作并形成结构整体的关键部件，它的受力性能直接影响结构体系的刚度、稳定性和承载能力，梁柱节点核心区为立柱和横梁的相交区域。在地震作用下，节点受到水平、竖向剪力和弯矩的共同作用，受力相当复杂，且节点破坏后果非常严重，甚至直接导致整个建筑倒塌。钢-混组合结构具有强度高、自重轻、抗震性能好等一系列优点，现已广泛用于高层、超高层建筑中。钢管混凝土柱-钢梁节点是高层组合结构中常见的节点形式。当前，典型的钢管混凝土柱与钢梁的连接节点形式有内隔板式节点、隔板贯通式节点和外隔板式节点。其中，内隔板式节点需要内部施焊，焊接困难，焊接质量不易保证，而且隔板的存在也影响节点区混凝土的浇筑质量，因此，其抗震性能往往得不到保证。隔板贯通式节点的柱钢管需在节点处断开，其节点域构造复杂，且由于贯穿隔板的存在而影响节点区域混凝土浇筑质量的问题仍未得到解决。外隔板式节点区域构造简单，混凝土浇筑方便，但是节点柱角附近的钢管和隔板处应力集中现象严重，抗震性能也难以令人满意。因此，需要一种兼有钢构件连接方便、混凝土浇筑质量容易得到保证、且抗震性能良好等优点的钢管混凝土柱-钢梁节点结构。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于开孔纵肋的钢管混凝土柱-钢梁外隔板式节点结构，其构造简单、设计合理且施工简便、使用效果好，传力明确，能有效缓解钢管混凝土柱-钢梁节点存在的应力集中和变形集中问题，抗震性能优良。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种基于开孔纵肋的钢管混凝土柱-钢梁外隔板式节点结构，其特征在于：包括钢管混凝土柱、位于所述钢管混凝土柱外侧的钢梁和连接于所述钢管混凝土柱与钢梁之间的梁柱连接构造，所述钢管混凝土柱与钢梁呈垂直布设；所述钢管混凝土柱包括矩形钢管柱、四组分别布设在矩形钢管柱的四个内侧壁上的开孔纵肋和填充于矩形钢管柱内的核心混凝土结构，四组所述开孔纵肋均浇筑于核心混凝土结构内，四组所述开孔纵肋中所有开孔纵肋的结构和尺寸均相同；每组所述开孔纵肋均包括一个或多个平行布设的开孔纵肋，所述开孔纵肋沿矩形钢管柱的长度方向进行布设；所述开孔纵肋为长条形钢肋板，所述长条形钢肋板与其所布设矩形钢管柱的内侧壁呈垂直布设，所述长条形钢肋板的外侧壁焊接固定在矩形钢管柱的内侧壁上，所述长条形钢肋板的中部由上至下开有多个通孔，多个所述通孔布设在同一直线上；所述矩形钢管柱、开孔纵肋和核心混凝土结构的长度均相同，所述核心混凝土结构的顶端和四组所述开孔纵肋的顶端均与矩形钢管柱的顶端相平齐，且核心混凝土结构的底端和四组所述开孔纵肋的底端均与矩形钢管柱的底端相平齐；所述梁柱连接构造包括上部外隔板和位于所述上部外隔板正下方的下部外隔板，所述上部外隔板与所述下部外隔板均套装在矩形钢管柱外侧，所述上部外隔板与所述下部外隔板呈平行布设且二者均与矩形钢管柱呈垂直布设；所述上部外隔板与所述下部外隔板均为钢板且二者均焊接固定在矩形钢管柱上，所述上部外隔板与所述下部外隔板的中部均开有供矩形钢管柱穿过的钢管柱安装孔；所述钢梁的上部外端与所述上部外隔板紧固连接，且钢梁的下部外端与所述下部外隔板紧固连接。上述基于开孔纵肋的钢管混凝土柱-钢梁外隔板式节点结构，其特征是：所述钢梁位于矩形钢管柱的中部外侧，所述矩形钢管柱的长度为钢梁高度的1.5倍～2.5倍。上述基于开孔纵肋的钢管混凝土柱-钢梁外隔板式节点结构，其特征是：所述开孔纵肋的厚度不大于矩形钢管柱的壁厚，且矩形钢管柱的壁厚越大，所述开孔纵肋的厚度越大；多个所述通孔由上至下呈均匀布设，且多个所述通孔的结构和尺寸均相同；所述通孔为圆形、椭圆形、圆端形、方形或槽形。上述基于开孔纵肋的钢管混凝土柱-钢梁外隔板式节点结构，其特征是：还包括m道由上至下布设在四组所述开孔纵肋上的箍筋，m道所述箍筋呈平行布设，m道所述箍筋均与矩形钢管柱呈垂直布设，其中m为正整数且m≥3；m道所述箍筋均浇筑于核心混凝土结构内；所述长条形钢肋板上所开通孔的数量为m个，m道所述箍筋分别自每个所述长条形钢肋板上所开的m个所述通孔内穿过。上述基于开孔纵肋的钢管混凝土柱-钢梁外隔板式节点结构，其特征是：所述上部外隔板与所述下部外隔板的结构和尺寸均相同且二者均包括套装在矩形钢管柱外侧的外环板和布设在所述外环板外侧且用于连接钢梁的外侧连接板，所述外环板为矩形且其与所述外侧连接板布设在同一平面上，所述外侧连接板的数量与钢梁的数量相同；所述外环板与所述外侧连接板焊接固定为一体或加工制作为一体。上述基于开孔纵肋的钢管混凝土柱-钢梁外隔板式节点结构，其特征是：所述钢梁的数量为N个，其中N为正整数且N＝1、2、3或4；N个所述钢梁分别布设在矩形钢管柱的N个侧壁外侧，每个所述钢梁均与其所布设矩形钢管柱的侧壁呈垂直布设。上述基于开孔纵肋的钢管混凝土柱-钢梁外隔板式节点结构，其特征是：还包括焊接固定在矩形钢管柱外侧壁中部且用于连接钢梁的腹板连接板，所述腹板连接板的数量与钢梁的数量相同；所述腹板连接板固定于所述上部外隔板与所述下部外隔板之间；所述腹板连接板为矩形钢板且其沿矩形钢管柱的长度方向布设，所述腹板连接板均与其所布设矩形钢管柱的外侧壁呈垂直布设，所述腹板连接板的上下部分别焊接固定在所述上部外隔板和所述下部外隔板上；所述钢梁的外端与腹板连接板紧固连接。上述基于开孔纵肋的钢管混凝土柱-钢梁外隔板式节点结构，其特征是：所述上部外隔板和所述下部外隔板与钢梁之间均以焊接方式进行连接，所述腹板连接板与钢梁之间以焊接方式或通过多个螺栓进行连接。上述基于开孔纵肋的钢管混凝土柱-钢梁外隔板式节点结构，其特征是：所述钢梁为工字梁且其包括上翼板、位于所述上翼板正下方的下翼板和连接于所述上翼板与所述下翼板之间的腹板，所述上部外隔板与所述上翼板固定连接且二者布设于同一平面上，所述下部外隔板与所述下翼板固定连接且二者布设于同一平面上，所述腹板连接板与所述腹板固定连接且二者呈平行布设。上述基于开孔纵肋的钢管混凝土柱-钢梁外隔板式节点结构，其特征是：所述开孔纵肋的宽度其中d2为矩形钢管柱的横截面宽度，矩形钢管柱的横截面长度为d3，d3≥d2；所述通孔为圆形且其孔径d4＝0.3d1～0.7d1，相邻两个所述通孔之间的间距L≥2d4。本技术与现有技术相比具有以下优点：1、结构简单、设计合理且施工成本较低。2、结构轻盈且抗震与抗扭性能良好，使用方式灵活。3、施工简便，不涉及钢管内部施焊问题，施工方法步骤简单，管内核心混凝土浇筑质量容易保证。4、外隔板(包括上部外隔板与下部外隔板)的尺寸大幅减小，能有效减小对建筑使用空间的占用。由于开孔纵肋可直接参与节点传力，改善节点的传力途径，因此外隔板的尺寸较传统外隔板式节点可大大缩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于开孔纵肋的钢管混凝土柱‑钢梁外隔板式节点结构，其特征在于：包括钢管混凝土柱、位于所述钢管混凝土柱外侧的钢梁(4)和连接于所述钢管混凝土柱与钢梁(4)之间的梁柱连接构造，所述钢管混凝土柱与钢梁(4)呈垂直布设；所述钢管混凝土柱包括矩形钢管柱(2)、四组分别布设在矩形钢管柱(2)的四个内侧壁上的开孔纵肋(1)和填充于矩形钢管柱(2)内的核心混凝土结构(3)，四组所述开孔纵肋(1)均浇筑于核心混凝土结构(3)内，四组所述开孔纵肋(1)中所有开孔纵肋(1)的结构和尺寸均相同；每组所述开孔纵肋(1)均包括一个或多个平行布设的开孔纵肋(1)，所述开孔纵肋(1)沿矩形钢管柱(2)的长度方向进行布设；所述开孔纵肋(1)为长条形钢肋板，所述长条形钢肋板与其所布设矩形钢管柱(2)的内侧壁呈垂直布设，所述长条形钢肋板的外侧壁焊接固定在矩形钢管柱(2)的内侧壁上，所述长条形钢肋板的中部由上至下开有多个通孔(10)，多个所述通孔(10)布设在同一直线上；所述矩形钢管柱(2)、开孔纵肋(1)和核心混凝土结构(3)的长度均相同，所述核心混凝土结构(3)的顶端和四组所述开孔纵肋(1)的顶端均与矩形钢管柱(2)的顶端相平齐，且核心混凝土结构(3)的底端和四组所述开孔纵肋(1)的底端均与矩形钢管柱(2)的底端相平齐；所述梁柱连接构造包括上部外隔板和位于所述上部外隔板正下方的下部外隔板，所述上部外隔板与所述下部外隔板均套装在矩形钢管柱(2)外侧，所述上部外隔板与所述下部外隔板呈平行布设且二者均与矩形钢管柱(2)呈垂直布设；所述上部外隔板与所述下部外隔板均为钢板且二者均焊接固定在矩形钢管柱(2)上，所述上部外隔板与所述下部外隔板的中部均开有供矩形钢管柱(2)穿过的钢管柱安装孔；所述钢梁(4)的上部外端与所述上部外隔板紧固连接，且钢梁(4)的下部外端与所述下部外隔板紧固连接。...

【技术特征摘要】
1.一种基于开孔纵肋的钢管混凝土柱-钢梁外隔板式节点结构，其特征在于：包括钢管混凝土柱、位于所述钢管混凝土柱外侧的钢梁(4)和连接于所述钢管混凝土柱与钢梁(4)之间的梁柱连接构造，所述钢管混凝土柱与钢梁(4)呈垂直布设；所述钢管混凝土柱包括矩形钢管柱(2)、四组分别布设在矩形钢管柱(2)的四个内侧壁上的开孔纵肋(1)和填充于矩形钢管柱(2)内的核心混凝土结构(3)，四组所述开孔纵肋(1)均浇筑于核心混凝土结构(3)内，四组所述开孔纵肋(1)中所有开孔纵肋(1)的结构和尺寸均相同；每组所述开孔纵肋(1)均包括一个或多个平行布设的开孔纵肋(1)，所述开孔纵肋(1)沿矩形钢管柱(2)的长度方向进行布设；所述开孔纵肋(1)为长条形钢肋板，所述长条形钢肋板与其所布设矩形钢管柱(2)的内侧壁呈垂直布设，所述长条形钢肋板的外侧壁焊接固定在矩形钢管柱(2)的内侧壁上，所述长条形钢肋板的中部由上至下开有多个通孔(10)，多个所述通孔(10)布设在同一直线上；所述矩形钢管柱(2)、开孔纵肋(1)和核心混凝土结构(3)的长度均相同，所述核心混凝土结构(3)的顶端和四组所述开孔纵肋(1)的顶端均与矩形钢管柱(2)的顶端相平齐，且核心混凝土结构(3)的底端和四组所述开孔纵肋(1)的底端均与矩形钢管柱(2)的底端相平齐；所述梁柱连接构造包括上部外隔板和位于所述上部外隔板正下方的下部外隔板，所述上部外隔板与所述下部外隔板均套装在矩形钢管柱(2)外侧，所述上部外隔板与所述下部外隔板呈平行布设且二者均与矩形钢管柱(2)呈垂直布设；所述上部外隔板与所述下部外隔板均为钢板且二者均焊接固定在矩形钢管柱(2)上，所述上部外隔板与所述下部外隔板的中部均开有供矩形钢管柱(2)穿过的钢管柱安装孔；所述钢梁(4)的上部外端与所述上部外隔板紧固连接，且钢梁(4)的下部外端与所述下部外隔板紧固连接。2.按照权利要求1所述的基于开孔纵肋的钢管混凝土柱-钢梁外隔板式节点结构，其特征在于：所述钢梁(4)位于矩形钢管柱(2)的中部外侧，所述矩形钢管柱(2)的长度为钢梁(4)高度的1.5倍～2.5倍。3.按照权利要求1或2所述的基于开孔纵肋的钢管混凝土柱-钢梁外隔板式节点结构，其特征在于：所述开孔纵肋(1)的厚度不大于矩形钢管柱(2)的壁厚，且矩形钢管柱(2)的壁厚越大，所述开孔纵肋(1)的厚度越大；多个所述通孔(10)由上至下呈均匀布设，且多个所述通孔(10)的结构和尺寸均相同；所述通孔(10)为圆形、椭圆形、方形或槽形。4.按照权利要求1或2所述的基于开孔纵肋的钢管混凝土柱-钢梁外隔板式节点结构，其特征在于：还包括m道由上至下布设在四组所述开孔纵肋(1)上的箍筋(9)，m道所述箍筋(9)呈平行布设，m道所述箍筋(9)均与矩形钢管柱(2)呈垂直布设，...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱伟庆，崔越，衡江峰，刘永健，龙刚，张瑑芳，傅梅珍，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61