本发明专利技术提供了一种上层混凝土柱与下层钢管混凝土柱的转换节点，节点为上层混凝土柱及下层钢管混凝土柱的连接点，钢管柱向上伸入混凝土柱内，混凝土柱环绕连接有混凝土环梁，混凝土柱内的竖向钢筋锚入混凝土环梁内，钢管柱外壁焊接有环形牛腿。本发明专利技术还提供一种节点的转换方法。本发明专利技术提出的环形牛腿结构简化了转换结构的构造，降低施工难度，使得施工质量容易控制。同时，本发明专利技术将下层钢管柱直接向上延伸至上层混凝土柱内，并把上层混凝土竖向钢筋在节点核心区内直接与钢管柱焊接，通过混凝土环梁对节点区的包裹增强了节点整体性，提高了转换节点的安全储备，体现了建筑结构抗震设计中强柱弱梁和强节点弱构件要求，且外观效果好。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种结构柱，特别涉及结构柱中上层为混凝土柱和下层为钢管混凝土柱的转换节点，还涉及该节点的实施方法。
技术介绍
在某些钢筋混凝土建筑中，底层或者下部楼层公共空间内的结构柱被设计成直径较小的钢管混凝土柱。这种设计增强了建筑的现代感，提高了公共大空间的通透性和视觉效果，但为节省造价或由于建筑外观的要求，钢管混凝土柱上部楼层的梁和柱仍旧为混凝土结构，特别是由于受力原因，上层混凝土柱的直径往往会大于下层钢管混凝土柱的直径，形成上大下小的不利情况。这种情况下，上层大直径混凝土柱与下层小直径钢管混凝土柱的转换节点必须是可靠的，同时是便于施工、质量容易控制的。针对上述情况，目前常用的转换形式是：在下层钢管混凝土柱的柱顶焊接环形封顶板，并通过三角形加劲肋把环形封顶板与钢管柱外壁连接成为支承平台。在下层钢管柱内壁上焊接环形短钢筋，采用螺旋箍筋套住环形短钢筋并将环形短钢筋向上伸入并贯穿整个节点核心区。上部混凝土柱的竖向钢筋伸入节点核心区锚固，上部混凝土柱的箍筋在节点核心区内加密。楼面混凝土框架梁的梁端竖向加腋，竖向加腋的高度与节点核心区的高度相同，把楼面混凝土框架梁的纵向钢筋伸入节点核心区锚固。楼面框架梁之间采用水平加腋，在水平加腋环内配置U型箍筋和水平钢筋。但是，以上所述的目前的上层大直径混凝土柱与下层小直径钢管混凝土柱的转换方式存在以下缺点：1、构造过于复杂，施工难度大，施工质量较难控制：节点核心区内存在与下层钢管柱相连的环形短钢筋及其螺旋箍、上层混凝土的竖向钢筋及加密的箍筋、楼层混凝土框架梁的纵向钢筋、水平加腋环内的U型钢筋和水平钢筋，这么多类型的钢筋的存在造成核心区内钢筋数量过密，给钢筋的绑扎及混凝土浇筑带来困难。上层楼面混凝土框架梁在节点核心区存在竖向加腋和水平加腋，给模板的架设及混凝土的浇筑带来困难。上述由于构造复杂造成的施工困难会导致现场施工质量难以保障。2、节点核心区与下层钢管柱连接的整体性较差，影响节点的可靠性：上层混凝土框架梁和混凝土柱都是通过节点核心区与下层钢管柱的连接把上部的荷载传递给下层钢管混凝土柱的，因此节点核心区与下层钢管柱的连接是至关重要的。目前的连接方式在此位置正好是两种材料，即钢材和混凝土材料的水平交界面，且仅通过环形封顶板及环形短钢筋完成节点核心区与下层钢管柱的连接，节点整体性较差且安全储备不足，不利于建筑结构抗震的强柱弱梁和强节点弱构件要求的落实。3、节点外观不理想：节点核心区的高度等于上层混凝土柱竖向钢筋的锚固长度，因此节点核心区高度较高，相应的梁端的竖向加腋也会较高，如果由于净高的原因导致吊顶高度不够，会造成节点区结构构件突出吊顶的情况，会影响节点区域的外观和建筑净高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题是提供一种构造简单、可靠性好、整体稳定性强、美观度高的上层混凝土柱与下层钢管混凝土柱的转换节点，为此，本专利技术采用以下技术方案：所述节点为上层混凝土柱及下层钢管混凝土柱的连接点，所述节点区域为水平方向的混凝土梁，该混凝土梁为楼面梁；所述钢管柱向上伸入混凝土柱内，所述混凝土柱环绕连接有混凝土环梁，所述混凝土柱内的竖向钢筋锚入混凝土环梁内；所述钢管柱外壁焊接有环形牛腿，所述环形牛腿包括上环板、下环板及上环板下环板之间的加强肋板。在采用以上技术方案的基础上，本专利技术还可以采用以下进一步方案：所述上环板、下环板及加强肋板为钢板制成，其钢板厚度不小于钢管柱的壁厚。所述环形牛腿为环设在钢管柱外周，其直径不大于上层混凝土柱的直径。所述环形牛腿下环板的标高与混凝土梁的梁底标高相同，环形牛腿上端钢管柱的长度H取上层层高的三分之一，且不小于1米。混凝土环梁内设置有上环箍、外环箍、环梁纵筋及拉筋，所述上环箍位于环形牛腿上方且贯穿整个混凝土环梁的宽度方向，外环箍位于环形牛腿外侧且贯穿整个混凝土环梁的高度方向，环梁纵筋围绕钢管柱形成圆箍。所述上层的混凝土柱中的上层柱竖向钢筋伸入混凝土环梁，所述上层柱竖向钢筋的焊接段与钢管柱外币焊接固定。所述混凝土梁内设置包括混凝土梁纵向面筋、混凝土梁纵向底筋、混凝土梁腰筋和混凝土梁箍筋，所述混凝土梁纵向面筋位于混凝土梁的上部的纵向筋，所述混凝土纵向面筋包括外侧的贯穿节点区第一纵向面筋及中部的末端锚固在混凝土环梁内的第二纵向面筋，所述混凝土梁腰筋位于混凝土纵梁的中部，所述混凝土梁底筋位于混凝土梁底部，所述混凝土梁腰筋和所述混凝土梁底筋末端均伸入锚固在混凝土环梁内。本专利技术还需解决的技术问题是提供一种上述上层混凝土柱和钢管混凝土柱的节点的转换方法，它包括以下步骤：S101在钢管柱上部焊接环形牛腿，所述环形牛腿包括上环板、下环板、加强肋板组成；S102在钢管柱节点区绑扎环梁钢筋并将上层柱竖向钢筋与钢管柱外壁在焊接段焊接；所述环梁钢筋包括环梁纵筋和环梁箍筋，所述环梁纵筋围绕钢管柱形成圆箍；所述环梁箍筋包括上环箍和外环箍以及拉筋，上环箍位于环形牛腿上方且贯穿整个混凝土环梁的宽度方向，外环箍位于环形牛腿外侧且贯穿整个混凝土环梁的高度方向，所述上层柱竖向钢筋在节点区域弯折并在焊接段与钢管柱外壁焊接；S103架设混凝土梁钢筋；混凝土梁钢筋包括混凝土梁面筋、混凝土梁腰筋、混凝土梁底筋、混凝土梁箍筋，所述混凝土梁纵向面筋位于混凝土梁的上部的纵向筋，所述混凝土纵向面筋包括外侧的贯穿节点区第一纵向面筋及中部的末端锚固在混凝土环梁内的第二纵向面筋，所述混凝土梁腰筋位于混凝土纵梁的中部，所述混凝土梁底筋位于混凝土梁底部，所述混凝土梁腰筋和所述混凝土梁底筋末端均伸入锚固在混凝土环梁内。S104浇筑钢管柱内的混凝土，浇筑混凝土环梁和混凝土梁的混凝土，位于楼层上部的上层柱竖向钢筋及钢管柱外露，按照普通钢筋混凝土结构的施工方法，完成上部楼层柱的混凝土浇筑。进一步的，所述环形牛腿的钢板厚度不小于钢管柱的壁厚，环形牛腿的高度B根据上层混凝土柱与下层钢管混凝土柱的面积差产生的竖向力承载力差值计算获得；所述环形牛腿的直径不大于与上层混凝土柱的直径；所述环形牛腿下环板的标高与混凝土梁的梁底标高相同，环形牛腿上端钢管柱的长度取上层层高的三分之一，且不小于1米。由于采用了本专利技术的技术方案，本专利技术提出的环形牛腿结构简化了转换结构的构造，降低施工难度，使得施工质量容易控制。取消了以往技术手段中的加密箍筋、U型钢筋、水平钢筋等，大幅减少了节点核心区内的钢筋数量和钢筋类型，便于钢筋的绑扎和混凝土的浇筑。同时，本专利技术将下层钢管柱直接向上延伸至上层混凝土柱内，并把上层混凝土竖向钢筋在节点核心区内直接与钢管柱焊接，通过混凝土环梁对节点区的包裹增强了节点整体性，提高了转换节点的安全储备，体现了建筑结构抗震设计中强柱弱梁和强节点弱构件要求，且外观效果好。附图说明图1为本专利技术所述上层混凝土柱与下层钢管混凝土柱的转换节点的示意图。图2为图1的A-A剖视图。图3为本专利技术所述环形牛腿及钢管柱的示意图。图4为图3的1-1剖视图。图5为本专利技术所述转换节点区绑扎的环梁钢筋并将上层柱竖向钢筋与钢管柱在焊接段的焊接示意图。图6为图5的2-2剖视图。图7为本专利技术所述混凝土梁内纵向钢筋锚入混凝土环梁的示意图。图8为图7的3-3剖视图。图9位本专利技术所述浇筑钢管混凝土柱和混凝土环梁、和混凝土梁的混凝土的示意图。图10为图9的4-4剖视图。图11为本本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种上层混凝土柱与下层钢管混凝土柱的转换节点，所述转换节点为上层混凝土柱(1)及下层钢管混凝土柱(2)的连接点，其特征在于所述下层钢管混凝土柱(2)的钢管柱(4)部分向上伸入上层混凝土柱(1)，所述转换节点区域水平方向连接有混凝土梁(3)，该混凝土梁(3)为楼面梁，所述下层钢管混凝土柱(2)环绕连接有混凝土环梁(5)。所述钢管柱(4)外壁焊接有环形牛腿(9)，所述环形牛腿(9)包括上环板(10)、下环板(11)及上环板下环板之间的加强肋板(12)。
【技术特征摘要】
1.一种上层混凝土柱与下层钢管混凝土柱的转换节点，所述转换节点为上层混凝土柱(1)及下层钢管混凝土柱(2)的连接点，其特征在于所述下层钢管混凝土柱(2)的钢管柱(4)部分向上伸入上层混凝土柱(1)，所述转换节点区域水平方向连接有混凝土梁(3)，该混凝土梁(3)为楼面梁，所述下层钢管混凝土柱(2)环绕连接有混凝土环梁(5)。所述钢管柱(4)外壁焊接有环形牛腿(9)，所述环形牛腿(9)包括上环板(10)、下环板(11)及上环板下环板之间的加强肋板(12)。2.根据权利要求1所述的一种上层混凝土柱与下层钢管混凝土柱的转换节点，其特征在于所述上环板(10)、下环板(11)及加强肋板(12)为钢板制成，其钢板厚度不小于钢管柱(4)的壁厚。3.根据权利要求1所述的一种上层混凝土柱与下层钢管混凝土柱的转换节点，其特征在于所述环形牛腿(9)为环设在钢管柱(4)外周，其直径D不小于上层混凝土柱(1)的直径。4.根据权利要求1所述的一种上层混凝土柱与下层钢管混凝土柱的转换节点，其特征在于所述环形牛腿(9)下环板(10)的标高与混凝土梁(3)的梁底标高相同，环形牛腿(9)上端钢管柱(4)的长度H取上层层高的三分之一，且不小于1米。5.根据权利要求1所述的一种上层混凝土柱与下层钢管混凝土柱的转换节点，其特征在于混凝土环梁(5)内设置有上环箍(13)、外环箍(14)、环梁纵筋(15)及拉筋(16)，所述上环箍(13)位于环形牛腿(9)上方且贯穿整个混凝土环梁(5)的宽度方向，外环箍(14)位于环形牛腿(9)外侧且贯穿整个混凝土环梁(5)的高度方向，环梁纵筋(15)围绕钢管柱(4)形成圆箍。6.根据权利要求1所述的一种上层混凝土柱与下层钢管混凝土柱的转换节点，其特征在于所述上层混凝土柱(1)中的上层柱竖向钢筋(17)伸入混凝土环梁(5)，所述上层柱竖向钢筋(17)的焊接段(18)与钢管柱(4)外壁焊接固定，所述焊接段(18)的位置在混凝土环梁(5)内。7.根据权利要求1所述的一种上层混凝土柱与下层钢管混凝土柱的转换节点，其特征在于所述混凝土梁(3)内设置包括混凝土梁纵向面筋(6)、混凝土梁纵向底筋(7)、混凝土梁腰筋(8)和混凝土梁箍筋(19)，所述混凝土梁纵向面筋(6)位于混凝土梁(3)的上部，所述混凝土纵向面筋(6)包括外侧的贯穿节点区第一纵向面筋(20)及中部的末端锚固在混凝土环梁内的第二纵向面筋(2...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡凌华，龚铭，包风，赵亮亮，
申请(专利权)人：大象建筑设计有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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