内置FRP筋连接装置的双钢管混凝土梁柱节点及安装方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及建筑结构领域，本发明专利技术的内置FRP筋连接装置的双钢管混凝土梁柱节点，包括双钢管柱、工字梁、节点连接件、内撑件和外环板；双钢管柱包括内钢管和外钢管；节点连接件包括连接内管和连接外套盘，连接内管和连接外套盘均为圆钢管；内撑件为柱状结构，两端沿圆周均布有螺栓孔；外环板包括相互垂直的水平部和环状部；上下层双钢管柱通过节点连接件和内撑件连接，内撑件的两端分别插入上下内钢管中，FRP筋依次穿过环状部、外钢管、连接内管和内钢管后固定在内撑件的螺栓孔内。本发明专利技术利用FRP筋的优越抗拉性能和抗疲劳荷载能力，有效提高了节点的抗震耗能能力，增强了结构的安全性和承载能力。

【技术实现步骤摘要】
内置FRP筋连接装置的双钢管混凝土梁柱节点及安装方法
本专利技术涉及建筑结构领域，具体而言，涉及一种双钢管混凝土梁柱节点及该节点的安装方法。
技术介绍
随着社会现代化的不断推进，建筑结构不断向更高、更大的方向发展，钢管混凝土柱，因优越的结构性能，被广泛用于高层和超高层建筑中，其中双钢管混凝土柱不仅有效的减小了结构自重，还具有非常好的力学性能，具有巨大的发展潜力和实用性。双管混凝土柱节点处是柱与柱、梁与柱连接的关键部位，对于整个结构的安全和结构性能十分重要。现有连接方式多为钢管直接焊接，焊接现场施工要求高，且质量不好控制，焊接残余应力大，在地震作用时，可能会发生钢管的局部屈曲，导致节点的变形过大，造成结构失效。
技术实现思路
本专利技术的技术效果能够克服现有双管混凝土梁柱节点连接方式的不足,提供一种内置FRP筋连接装置的双钢管混凝土梁柱节点。为了实现上述目的，本专利技术的内置FRP筋连接装置的双钢管混凝土梁柱节点，包括双钢管柱、工字梁、节点连接件、内撑件和外环板；双钢管柱包括内钢管和外钢管，内钢管置于外钢管内，外钢管的外侧近节点端垂直固定设有连接耳Ⅰ；节点连接件包括连接内管和连接外套盘，连接内管和连接外套盘均为圆钢管，连接内管置于连接外套盘内且二者通过条形连接件连接，连接内管的两端伸出连接外套盘，伸出的部分其上设置有通孔，连接外套盘的内径大于外钢管的外径，连接外套盘的外侧中间位置垂直固定设有连接耳Ⅱ，连接耳Ⅱ上下两侧的连接外套盘上均开有凹槽；内撑件为柱状结构，两端沿圆周均布有螺栓孔；外环板包括相互垂直的水平部和环状部；上下层双钢管柱通过节点连接件和内撑件连接，内撑件的两端分别插入上下内钢管中，内钢管插入连接内管中，外钢管插入连接外套盘中，使连接耳Ⅰ插入连接外套盘的凹槽中；双钢管柱和工字梁通过对称的上下两组外环板连接，外环板的环状部与外钢管相贴合，FRP筋依次穿过环状部、外钢管、连接内管和内钢管后固定在内撑件的螺栓孔内，工字梁的腹板与连接耳Ⅰ和连接耳Ⅱ固定连接，工字梁的翼板与水平部固定连接。优选地，工字梁的腹板与连接耳Ⅰ和连接耳Ⅱ通过连接板Ⅰ连接，它们之间通过螺栓固定,在连接腹板的同时，加强了上下层外钢管的连接。优选地，工字梁的翼板与外环板的水平部通过连接板Ⅱ连接，它们之间通过螺栓固定。优选地，FRP筋两端均带有外螺纹,一端与内撑件螺纹连接，另一端安装有螺母。优选地，内撑件包括两端的圆构件和中间的连接杆,两端的圆构件通过连接杆连接，圆构件上沿圆周均布有螺栓孔。优选地，内撑件的高度与连接内管的高度相同，内撑件两端的螺栓孔与连接内管两端的通孔相对应。FRP为优质塑料复合材料，优选地，FRP筋为碳纤维增强复合材料。优选地，双钢管内浇筑的混凝土为钢纤维混凝土。本专利技术的另一个目的是提供一种上述节点的安装方法，包括如下步骤：第一步：将节点连接件安装于下层的双钢管柱的上方，使内钢管插入连接内管中，外钢管插入连接外套盘中，外钢管的连接耳Ⅰ插入连接外套盘的凹槽中；第二步：将内撑件的底部安装于下层双钢管的内钢管中，将FRP筋依次穿过外钢管、连接内管、内钢管后旋入内撑件下方的螺纹孔中；第三步：将上层双钢管柱安装于节点连接件上方，使内撑件的上端插入上方内钢管内，上方的内钢管下端插入连接内管的上端中，上方的外钢管插入连接外套盘的上端中，外钢管的连接耳Ⅰ插入连接外套盘的凹槽中，将FRP筋依次穿过外钢管、连接内管、内钢管后旋入内撑件上方的螺纹孔中；第四步：将连接耳Ⅱ和上下两个连接耳Ⅰ通过连接板Ⅰ连接到一起，至此上下层双钢管柱的连接完成；第五步：在双钢管柱内浇筑混凝土，浇筑的混凝土为钢纤维混凝土，以减缓混凝土中裂缝的产生；第六步：安装上下两组对称的外环板，将外环板的环状部与外钢管通过已插入的FRP筋连接，在FRP筋端部安装上螺母；第七步：安装工字梁，将翼板与外环板的水平部通过连接板Ⅱ连接，腹板与连接板Ⅰ连接。本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术的内撑件加强了节点强度，在节点处提供内部支撑，可以防止内部钢管屈曲，在双钢管柱内形成“竹节”作用，提高了柱子的整体强度；(2)本专利技术通过碳纤维FRP筋增强了混凝土与双钢管的连接；(3)本专利技术中的连接耳使梁与柱的连接不是孤立的连接在中间的节点连接件上，而是将梁腹板同上下柱和节点一同连接，一同承担梁端竖向荷载，并同时将上下柱和节点连接件连接固定，大大增强了柱的上下连接，增强了节点的整体性和强度；(4)本专利技术利用FRP筋的优越抗拉性能和抗疲劳荷载能力，有效提高了节点的抗震耗能能力，使用钢纤维混凝土，则减缓了混凝土中裂缝的产生，提高抗剪性能，增强了结构的安全性和承载能力。附图说明图1是本专利技术结构示意图；图2是双钢管柱结构示意图；图3是节点连接件结构示意图；图4是内撑件结构示意图之一；图5是内撑件结构示意图之二；图6是外环板结构示意图；图7是本专利技术的结构爆炸图；图8是本专利技术局部连接示意图之一；图9是本专利技术局部连接示意图之二；图10是安装步骤图；其中，上述附图包括以下附图标记：1、双钢管柱；11、内钢管；12、外钢管；13、连接耳Ⅰ；2、工字梁；3、节点连接件；31、连接内管；32、连接外套盘；33、条形连接件；34、连接耳Ⅱ；35、凹槽；4、内撑件；41、圆构件；42、连接杆；5、外环板；51、水平部；52、环状部；53、连接板Ⅰ；54、连接板Ⅱ。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。实施例1如图1所示，本专利技术的内置FRP筋连接装置的双钢管混凝土梁柱节点,包括双钢管柱1、工字梁2、节点连接件3、内撑件4和外环板5。如图2所示，双钢管柱1包括内钢管11和外钢管12，内钢管和外钢管均为圆钢管，外钢管的近节点端垂直固定设有连接耳Ⅰ13，即上层外钢管的底部和下层外钢管的顶部的外表面皆垂直固定设有连接耳Ⅰ13，连接耳Ⅰ13的数量与所要连接的工字梁2的数量一致，本实施例中以连接四个工字梁2为例，四个连接耳Ⅰ13沿圆周均布；上层外钢管的底部和下层外钢管的顶部上皆设置有用于连接的FRP筋通孔。如图3所示，节点连接件3包括连接内管31和连接外套盘32，连接内管和连接外套盘均为圆钢管，二者通过条形连接件33连接，连接内管31的两端伸出连接外套盘32，伸出的部分其上设置有通孔，连接外套盘32的内径大于外钢管12的外径，连接外套盘32上垂直固定有连接耳Ⅱ34，连接耳Ⅱ34上下两侧的连接外套盘上均开有凹槽35。如图4所示，内撑件4为柱状结构，两端沿圆周均布有螺栓孔，为了减少用材及减轻重量，可以在内撑件的外围设置凹槽。内撑件4的高度与连接内管31的高度相同，内撑件4两端的螺栓孔与连接内管31两端的通孔相对应。如图6所示，外环板5包括相互垂直的水平部51和环状本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内置FRP筋连接装置的双钢管混凝土梁柱节点，其特征在于，/n包括双钢管柱(1)、工字梁(2)、节点连接件(3)、内撑件(4)和外环板(5)；/n双钢管柱(1)包括内钢管(11)和外钢管(12)，内钢管(11)置于外钢管(12)内，外钢管(12)的外侧近节点端垂直固定设有连接耳Ⅰ(13)；/n节点连接件(3)包括连接内管(31)和连接外套盘(32)，连接内管(31)和连接外套盘(32)均为圆钢管，连接内管(31)置于连接外套盘(32)内且二者通过条形连接件(33)连接，连接内管(31)的两端伸出连接外套盘(32)，伸出的部分其上设置有通孔，连接外套盘(32)的内径大于外钢管(12)的外径，连接外套盘(32)的外侧中间位置垂直固定设有连接耳Ⅱ(34)，连接耳Ⅱ(34)上下两侧的连接外套盘(32)上均开有凹槽(35)；/n内撑件(4)为柱状结构，两端沿圆周均布有螺栓孔；/n外环板(5)包括相互垂直的水平部(51)和环状部(52)；/n上下层双钢管柱(1)通过节点连接件(3)和内撑件(4)连接，内撑件(4)的两端分别插入上下内钢管(11)中，上下两内钢管(11)分别插入连接内管(31)中，上下两外钢管(12)分别插入连接外套盘(32)中，使连接耳Ⅰ(13)插入凹槽(35)中；/n双钢管柱(1)和工字梁(2)通过对称的上下两组外环板(5)连接，外环板(5)的环状部(52)与外钢管(12)相贴合，FRP筋依次穿过环状部(52)、外钢管(12)、连接内管(31)和内钢管(11)后固定在内撑件(4)的螺栓孔内，工字梁(2)的腹板与连接耳Ⅰ(13)和连接耳Ⅱ(34)固定连接，工字梁(2)的翼板与水平部(51)固定连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种内置FRP筋连接装置的双钢管混凝土梁柱节点，其特征在于，
包括双钢管柱(1)、工字梁(2)、节点连接件(3)、内撑件(4)和外环板(5)；
双钢管柱(1)包括内钢管(11)和外钢管(12)，内钢管(11)置于外钢管(12)内，外钢管(12)的外侧近节点端垂直固定设有连接耳Ⅰ(13)；
节点连接件(3)包括连接内管(31)和连接外套盘(32)，连接内管(31)和连接外套盘(32)均为圆钢管，连接内管(31)置于连接外套盘(32)内且二者通过条形连接件(33)连接，连接内管(31)的两端伸出连接外套盘(32)，伸出的部分其上设置有通孔，连接外套盘(32)的内径大于外钢管(12)的外径，连接外套盘(32)的外侧中间位置垂直固定设有连接耳Ⅱ(34)，连接耳Ⅱ(34)上下两侧的连接外套盘(32)上均开有凹槽(35)；
内撑件(4)为柱状结构，两端沿圆周均布有螺栓孔；
外环板(5)包括相互垂直的水平部(51)和环状部(52)；
上下层双钢管柱(1)通过节点连接件(3)和内撑件(4)连接，内撑件(4)的两端分别插入上下内钢管(11)中，上下两内钢管(11)分别插入连接内管(31)中，上下两外钢管(12)分别插入连接外套盘(32)中，使连接耳Ⅰ(13)插入凹槽(35)中；
双钢管柱(1)和工字梁(2)通过对称的上下两组外环板(5)连接，外环板(5)的环状部(52)与外钢管(12)相贴合，FRP筋依次穿过环状部(52)、外钢管(12)、连接内管(31)和内钢管(11)后固定在内撑件(4)的螺栓孔内，工字梁(2)的腹板与连接耳Ⅰ(13)和连接耳Ⅱ(34)固定连接，工字梁(2)的翼板与水平部(51)固定连接。


2.根据权利要求1所述的内置FRP筋连接装置的双钢管混凝土梁柱节点，其特征在于，工字梁(2)的腹板与连接耳Ⅰ(13)、连接耳Ⅱ(34)通过连接板Ⅰ(53)连接。


3.根据权利要求1所述的内置FRP筋连接装置的双钢管混凝土梁柱节点，其特征在于，工字梁(2)的翼板与水平部(51)通过连接板Ⅱ(54)连接。


4.根据权利要求1所述的内置FRP筋连接装置的双钢管混凝土梁柱节点，其特征在于，FRP筋两端均带有外螺纹,一端与内撑件(4)螺纹连接，另一端安装有螺母。


5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：牟犇，周万求，金祖权，刘文锋，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：山东;37