一种巨型钢管混凝土斜柱与斜撑转换节点结构制造技术

本发明专利技术提供一种巨型钢管混凝土斜柱与斜撑转换节点结构，包括斜支柱(1)、框架柱(18)、斜撑(19)、转换构件及框架梁(8)，斜撑(19)固定连接在转换构件上，框架柱固定连接在转换构件上，转换构件固定设置于斜支柱顶端，框架梁固接或铰接连接在转换构件上转换构件包括依次固定连接的椭圆转换件、大圆变小圆转换件以及圆变方转换件，椭圆转换件与斜支柱连接，大圆变小圆转换件与斜撑连接，圆变方转换件与框架柱连接，斜支柱、框架柱、斜撑中均设置有环形加劲肋板和纵向加劲肋板，转换构件中设置平行于斜撑面竖内肋板、垂直于斜撑面竖内肋板、环形加劲肋板，斜支柱与转换构件通过水平圆形转换肋板和竖向弧形转换肋板连接。

A Transfer Joint Structure of Giant Concrete Filled Steel Tubular Inclined Columns and Braces

The invention provides a conversion joint structure of a giant concrete filled steel tubular oblique column and a diagonal brace, which comprises an oblique column (1), a frame column (18), a diagonal brace (19), a conversion member and a frame beam (8), a diagonal brace (19) fixed on the conversion member, a frame column fixed on the conversion member, a conversion member fixed at the top of the oblique column, and a frame beam fixed or articulated on the conversion member. Including the elliptical converter, the large circle to small circle converter and the circular square converter, the elliptical converter to the oblique support, the large circle to small circle converter to the oblique support, the circular square converter to the frame column, the oblique support, the frame column and the oblique support are all provided with the ring stiffener plate and the longitudinal stiffener plate, and the vertical inner rib parallel to the oblique support plane is arranged in the conversion member. The slab, the vertical inner rib plate perpendicular to the diagonal support surface, the ring stiffening rib plate, the diagonal support and the transfer member are connected by the horizontal circular transfer rib plate and the vertical arc transfer rib plate.

【技术实现步骤摘要】
一种巨型钢管混凝土斜柱与斜撑转换节点结构
本专利技术涉及建筑结构
，特别是一种超高层建筑结构用巨型支撑框架结构。
技术介绍
随着高层、超高层建筑的功能和形式不断往多样化的方向发展，转换层的应用也越来越广泛。斜柱转换结构具有转换构件，其主要承受轴向荷载，具有传力路径短、转换构件截面尺寸较小的特点，有利于建筑空间的使用，因而具有广泛的应用前景。此外，因为转换构件主要承受轴向荷载，所以适合采用钢管混凝土构件。钢管混凝土构件尺寸比传统钢筋混凝土构件小，且节省模板、不需绑扎钢筋，施工进度快、施工质量有保证。斜柱转换结构的斜柱和支柱均采用钢管混凝土构件时，称为钢管混凝土斜柱转换结构。节点作为钢管混凝土斜柱转换结构中的重要部位，其力学性能和构造方法的研究成果少，成为制约钢管混凝土斜柱转换结构应用的瓶颈。根据转换构件类型的不同，现有斜柱转换结构节点主要分为钢筋混凝土斜柱转换节点、型钢混凝土斜柱转换节点和钢管混凝土斜柱转换节点三种类型。1.转换构件为钢筋混凝土构件的斜柱转换节点斜柱和支柱均为钢筋混凝土构件，斜柱、支柱、楼盖梁的钢筋交汇于节点处，节点区混凝土一次浇捣成形。斜柱、楼盖梁的内力通过钢筋和混凝土直接传递至节点区，然后传递至支柱，节点的整体性好。不过，在实际应用中存在不足，主要为：(1)构件截面尺寸大，影响建筑空间的使用。斜柱转换结构中的斜柱承担上部结构传来的荷载，内力较大，且与竖直方向的倾角越大斜柱内力越大。钢筋混凝土构件的承载力较低，为了满足安全性的要求，斜柱的截面尺寸和节点的体积均较大，将造成转换楼层建筑使用空间的减少以及管道通行的不便。(2)节点施工难度大。虽然钢筋混凝土斜柱转换节点的整体性较好，但多根斜柱、支柱、楼盖梁的钢筋在节点区汇集、锚固，节点区钢筋密集、绑扎困难，施工质量难保证。节点区体积大，混凝土浇捣密实性难保证，且浇捣时水化热高、温度应力较大，对裂缝控制不利。此外，混凝土结构施工过程需要支模作业，工期较长。2.转换构件为型钢混凝土构件的斜柱转换节点斜柱和支柱均为型钢混凝土构件，斜柱、支柱、楼盖梁的钢筋、型钢交汇于节点处，节点区混凝土一次浇捣成形。斜柱、楼盖梁的内力通过型钢、钢筋和混凝土直接传递至节点区，然后传递至支柱，节点的整体性好。这类型节点的转换构件采用型钢混凝土，截面比钢筋混凝土构件小，有利于建筑空间的使用。不过，节点处有多根斜柱、支柱的型钢和钢筋、以及楼盖梁的钢筋汇集，节点区钢筋密集、绑扎困难，施工难度大，质量难保证。3.转换构件为钢管混凝土构件的斜柱转换节点斜柱和支柱均采用钢管混凝土，楼盖梁一般采用钢梁或型钢混凝土梁，梁与节点的连接方式与一般的钢管混凝土节点相同。竖向荷载通过斜柱与支柱的连接传递，梁端弯矩通过节点内隔板或外加强环进行传递，梁端剪力通过梁腹板与支柱或斜柱钢管的连接进行传递。工程中已应用的钢管混凝土斜柱转换结构主要有以下三种类型，各有优缺点：(1)斜柱与支柱相贯式节点。斜柱和支柱可分别采用矩形和圆形截面钢管混凝土柱，也可均采用圆形截面钢管混凝土柱，对构件截面形状的要求较低。支柱侧面开洞口，斜柱从支柱侧面与支柱相贯连接，节点区设内隔板或外环板，楼盖梁在节点区与支柱连接、或直接与斜柱连接，斜柱、节点、支柱的混凝土一次或分段浇捣完成。支柱侧面开洞削弱了支柱截面，且造成相贯区域的应力分布复杂化。斜柱内力以轴力为主，从侧面传递内力给支柱时，对支柱产生水平向剪切分力，以及支柱与斜柱相贯界面的竖向剪切分力。水平向剪切分力由支柱截面抗剪承载力或节点区的内隔板承担，竖向剪切分力由钢管焊缝与相贯界面的混凝土抗剪强度承担，传力路径较明确，但传力单元多、造成节点区应力分布复杂，容易形成薄弱截面。与斜柱位于同一平面的楼盖梁只能与斜柱连接，不能直接与支柱连接，将进一步造成节点区域传力的不明确。若节点区通过外环板连接不同方向楼盖梁，将使节点区范围大大增加，影响建筑外观和使用。(2)斜柱与支柱对接式节点。该类型节点只适用于斜柱和支柱均采用矩形截面钢管混凝土柱的情况，且一般只连接2根斜柱。支柱横截面面积与两斜柱相交处底部横截面总面积相等，斜柱下端与支柱各边钢板对接焊接，斜柱相交处均与竖向隔板焊接，竖向隔板与支柱钢管内侧焊接，节点区设内隔板或外环板，楼盖梁在节点区与支柱连接，斜柱、节点、支柱的混凝土一次或分段浇捣完成。斜柱内力通过对接的钢管及混凝土直接传递，楼盖梁的梁端内力传递方式与普通钢管混凝土节点相同。该类型节点保证了支柱的完整性，传力路径简单、明确。不过，采用该连接方式时，只能采用矩形截面钢管混凝土构件，而矩形钢管对核心混凝土的约束效应较差，经济效益较低。(3)设内隔板的斜柱与支柱插入式节点，斜柱和支柱分别采用矩形和圆形截面钢管混凝土柱。两斜柱的钢板下端分别与从节点区外伸的竖向隔板侧面焊接、与节点区的竖向肋板的上端对接焊接；竖向隔板和竖向肋板相互焊接，且下端均与下内隔板焊接；节点区在对应楼盖梁上下翼缘高度处分别设置上、下两道内隔板和外加强环；楼盖梁在节点区与支柱连接；斜柱、节点、支柱的混凝土可一次或分段浇捣完成。斜柱端与梁端弯矩通过内隔板、外环板传递，斜柱竖向荷载通过竖向隔板和肋板传递至节点区，再通过下内隔板和混凝土以局部压力的形式传递至支柱。该类型节点保证了支柱的完整性，能实现矩形截面斜柱与圆形截面支柱的连接，从而不影响上部建筑使用空间、提高支柱的承载能力，传力路径简单、明确。不过，节点核心区设置了上、下内隔板，焊接工作量较大，且当支柱截面尺寸较小时，焊接施工和混凝土浇捣困难，施工质量难以保证。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的上述问题，本专利技术提供一种巨型钢管混凝土斜柱与斜撑转换节点结构。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种巨型钢管混凝土斜柱与斜撑转换节点结构，包括斜支柱(1)、框架柱(18)、斜撑(19)、转换构件及框架梁(8)，所述斜撑(19)固定连接在转换构件上，所述框架柱(18)固定连接在转换构件上，所述转换构件固定设置于斜支柱(1)顶端，所述框架梁(8)固接或铰接连接在转换构件上。优选的，所述转换构件包括三部分：椭圆转换件(7)、大圆变小圆转换件(12)以及圆变方转换件(13)，所述椭圆转换件(7)与所述斜支柱(1)连接，所述大圆变小圆转换件(12)与所述斜撑(19)连接，所述圆变方转换件(13)与所述框架柱(18)连接，所述椭圆转换件(7)与所述大圆变小圆转换件(12)固定连接，所述大圆变小圆转换件(12)与所述圆变方转换件(13)固定连接。优选的，所述转换构件包括平行于斜撑面竖内肋板(16)，所述斜撑(19)内具有纵向加劲肋板(14)，所述平行于斜撑面竖内肋板(16)与所述纵向加劲肋板(14)相对应，所述平行于斜撑面竖内肋板(16)固定连接到转换构件的内壁上，所述纵向加劲肋板(14)固定连接到转换构件的外壁上。优选的，所述转换构件在所述斜撑(19)位置设置水平圆形加劲肋板(11)，所述水平圆形加劲肋板(11)与平行于斜撑面竖内肋板(16)固定连接，所述水平圆形加劲肋板(11)与垂直于斜撑面竖内肋板(10)固定连接，所述斜撑(19)具有截面，其截面与转换构件固定连接。优选的，所述斜撑(19)为两个且为圆形斜撑，所述斜撑(19)的截面围成一圆弧切面，所述转换构件形成一圆弧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种巨型钢管混凝土斜柱与斜撑转换节点结构，其特征在于：包括斜支柱(1)、框架柱(18)、斜撑(19)、转换构件及框架梁(8)，所述斜撑(19)固定连接在转换构件上，所述框架柱(18)固定连接在转换构件上，所述转换构件固定设置于斜支柱(1)顶端，所述框架梁(8)固接或铰接连接在转换构件上。

【技术特征摘要】
1.一种巨型钢管混凝土斜柱与斜撑转换节点结构，其特征在于：包括斜支柱(1)、框架柱(18)、斜撑(19)、转换构件及框架梁(8)，所述斜撑(19)固定连接在转换构件上，所述框架柱(18)固定连接在转换构件上，所述转换构件固定设置于斜支柱(1)顶端，所述框架梁(8)固接或铰接连接在转换构件上。2.根据权利要求1所述的一种巨型钢管混凝土斜柱与斜撑转换节点结构，其特征在于所述转换构件包括三部分：椭圆转换件(7)、大圆变小圆转换件(12)以及圆变方转换件(13)，所述椭圆转换件(7)与所述斜支柱(1)连接，所述大圆变小圆转换件(12)与所述斜撑(19)连接，所述圆变方转换件(13)与所述框架柱(18)连接，所述椭圆转换件(7)与所述大圆变小圆转换件(12)固定连接，所述大圆变小圆转换件(12)与所述圆变方转换件(13)固定连接。3.根据权利要求2所述的一种巨型钢管混凝土斜柱与斜撑转换节点结构，其特征在于所述转换构件包括平行于斜撑面竖内肋板(16)，所述斜撑(19)内具有纵向加劲肋板(14)，所述平行于斜撑面竖内肋板(16)与所述纵向加劲肋板(14)相对应，所述平行于斜撑面竖内肋板(16)固定连接到转换构件的内壁上，所述纵向加劲肋板(14)固定连接到转换构件的外壁上。4.根据权利要求3所述的一种巨型钢管混凝土斜柱与斜撑转换节点结构，其特征在于所述转换构件在所述斜撑(19)位置设置水平圆形加劲肋板(11)，所述水平圆形加劲肋板(11)与平行于斜撑面竖内肋板(16)固定连接，所述水平圆形加劲肋板(11)与垂直于斜撑面竖内肋板(10)固定连接，所述斜撑(19)具有截面，其截面与转换构件固定连接。5.根据权利要求1所述的一种巨型钢管混凝土斜柱与斜撑转换节点结构，其特征在于所述斜撑(19)为两个且为圆形斜撑，所述斜撑(19)的截面围成一圆弧切面，所述转换构件形成一圆弧截面，所述水平圆形加劲肋板(11)设置于圆弧截面的中部，两个弧形切面分别固定连接到两侧圆弧截面上，所述水平圆形加劲肋板(11)固定连接在转换构件的内壁上，所述斜撑(19)内设置环形加劲肋板(15)，所述环形加劲肋板(15)固定连接到斜撑(19)内壁上，斜撑(19)内纵向加劲肋板(14)固定连接在环形加劲肋板(15)上，所述斜撑(19)内纵向加劲肋板(14)与转换构件水平的水平圆形加劲肋板(11)相对应，两块加劲板互相垂直。6.根据权利要求4所述的一种巨型钢管混凝土斜柱与斜撑转换节点结构，其特征在于所述转换构件包含垂直于斜撑面竖内肋板(10)，其竖向两侧固定连接于转换构件内壁上，其下侧固定连接于所述水平圆形转换肋板(5)，其上侧固定连接于所述框架柱(18)内水平环板(17)，所述平行于斜撑面竖内肋板(16)，其竖向一侧固定连接于转换构件内壁上，其竖向一侧固定连接于垂直于斜撑面竖内肋板(10)上，其下侧固定连接于水平圆形转换肋板(5)，其上侧固定连接于所述框架柱(18)内的水平环板(17)。7.根据权利要求1所述的一种巨型钢管混凝土斜柱与斜撑转换节点结构，其特征在于所述斜支柱(1)为两个且为圆形斜柱，斜柱的截面包含横截面与竖截面，斜柱的横截面为弧形横切面，两斜柱的横截面围成一圆弧横切面，斜柱的竖截面为弧形竖切面，所述水平圆形转换肋板(5)围成一圆弧截面，弧形横切面固定连接到圆弧截面上，水平圆形转换肋板(5)圆弧截面尺寸应大于圆弧横切面尺寸，竖向弧形转换肋板(3)围成一弧形截面，两斜柱的弧形竖切面分别固定连接到竖向弧形转换肋板(3)两侧面弧形截面上，竖向弧形转换肋板(3)弧形截面尺寸应大于弧形竖切面尺寸。8.根据权利要求7所述的一种巨型钢管混凝土斜柱与斜撑转换节点结构，其特征在于所述斜支柱(1)内具有纵向加劲肋板(4)和环形加劲肋板(2)，平行于斜撑面竖内肋板(16...

【专利技术属性】
技术研发人员：张松，张同亿，王宁，肖自强，张特，
申请(专利权)人：中国中元国际工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11