高耗能钢管混凝土梁柱节点结构及施工方法技术

本发明专利技术涉及一种高耗能钢管混凝土梁柱节点结构及施工方法。钢管混凝土结构截面面积小，若同时采用钢管混凝土梁和柱，连接节点面积较小，易应力集中，可靠性差。本结构包括钢管混凝土柱和空心钢管混凝土梁，空心钢管混凝土梁的一端连接到钢管混凝土柱的侧壁；钢管混凝土柱包括竖向方管，竖向方管内浇筑有混凝土；空心钢管混凝土梁包括内方管和外方管，内方管和外方管之间浇筑有混凝土；竖向方管的侧壁设置有剪力钉，一端固定到竖向方管的近梁壁，另一端插入内方管和外方管之间并埋入内方管和外方管之间的混凝土内。本结构能够有效增强钢管混凝土柱梁节点的受力强度，并配有可更换的低屈服点钢板，加强自身的耗能性，并且便于安装维护。装维护。装维护。

【技术实现步骤摘要】
高耗能钢管混凝土梁柱节点结构及施工方法


[0001]本专利技术涉及土木工程
，具体涉及一种高耗能钢管混凝土梁柱节点结构及施工方法。

技术介绍

[0002]钢管混凝土结构，是指在钢管中填充混凝土而形成的结构构件，钢管和混凝土共同承受外荷载。其中，混凝土抗压强度高，但抗弯能力很弱，钢管的抗弯能力强且具有良好的弹塑性，但在受压时容易失稳而丧失轴向抗压能力。将二者结合组成的钢管混凝土结构，能发挥钢管和混凝土各自的结构优势，克服各自的性能缺陷，在受力过程中能相互制约，钢管对混凝土的制约使混凝土处于三向受压状态，混凝土则提高了钢管抵抗屈曲的能力，大幅提高了承载能力。
[0003]在梁柱结构体系中采用钢管混凝土柱的工程实践目前比较常见，但钢管混凝土梁柱节点基本上都是钢管混凝土柱与钢梁、混凝土梁的节点，少有钢管混凝土柱与钢管混凝土梁的节点连接。这是因为，钢管混凝土结构的截面面积较小，若同时采用钢管混凝土梁与钢管混凝土柱，连接节点的连接面积较小，容易导致应力集中，可靠性差，耗能性能差，影响整个结构体系的稳定性。因此，若同时采用钢管混凝土梁与钢管混凝土柱，需提出合理安全的结构方案解决连接节点的可靠性问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种高耗能钢管混凝土梁柱节点结构及施工方法，实现钢管混凝土柱和钢管混凝土梁的连接，克服连接节点因连接面积小而导致的应力集中、可靠性差、耗能性能差等问题。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：
[0006]高耗能钢管混凝土梁柱节点结构，所述结构包括竖向的钢管混凝土柱和水平的空心钢管混凝土梁，所述空心钢管混凝土梁的一端连接到所述钢管混凝土柱的侧壁；
[0007]所述钢管混凝土柱包括竖向方管，所述竖向方管内浇筑有混凝土；
[0008]所述空心钢管混凝土梁包括内方管和外方管，所述内方管和所述外方管之间浇筑有混凝土；
[0009]所述竖向方管的侧壁设置有剪力钉，所述剪力钉的一端固定到所述竖向方管的近梁壁，所述剪力钉的另一端插入所述内方管和所述外方管之间并埋入所述内方管和所述外方管之间的混凝土内。
[0010]进一步的，所述竖向方管的近梁壁设置有两个加强板，两个所述加强板位于所述外方管的上下两侧，并通过高强度螺栓固定到所述外方管的上壁或下壁。
[0011]进一步的，所述竖向方管的近梁壁设置有两个斜向的低屈服点钢板，两个所述低屈服点钢板位于所述外方管的上下两侧；
[0012]所述低屈服点钢板的一端通过高强度螺栓固定到所述竖向方管的近梁壁，所述低
屈服点钢板的另一端通过高强度螺栓固定到所述外方管的上壁或下壁。
[0013]进一步的，所述内方管的内侧底部设置有波纹管，所述波纹管沿所述内方管的长度方向布置，所述波纹管通过波纹管夹具固定到所述内方管；
[0014]所述波纹管内部设置有预应力钢束；所述预应力钢束的一端穿过所述竖向方管，端部通过预应力锚具锚固在所述竖向方管的远梁壁；所述预应力钢束的另一端穿过所述内方管端部设置的锚固板并通过预应力锚具锚固。
[0015]进一步的，所述竖向方管的前后两壁设置有夹板，所述夹板的近梁端设置有内凸部；
[0016]所述夹板通过螺纹柱固定到所述竖向方管的前壁或后壁，所述内凸部通过高强度螺栓固定到所述外方管的前壁或后壁。
[0017]进一步的，所述竖向方管的近梁壁设置有螺栓套筒组件，所述螺栓套筒组件包括方框架，所述方框架上设置有水平的螺栓套筒，所述螺栓套筒的端部弯折形成螺栓套筒换向接口；
[0018]所述方框架位于所述内方管和所述外方管之间，所述加强板上的高强度螺栓端部和所述夹板上的高强度螺栓端部插入所述螺栓套筒换向接口。
[0019]进一步的，所述竖向方管的前后两壁设置有侧向支撑，所述侧向支撑位于所述夹板下方并支撑所述夹板。
[0020]进一步的，所述侧向支撑呈U形，包围在所述竖向方管外；
[0021]所述侧向支撑包括U形的上框架和U形的下框架，所述上框架和所述下框架之间通过竖向的肋板连接；
[0022]所述上框架和所述下框架的端部设置有连接钢板，前后两个所述侧向支撑的所述连接钢板通过高强度螺栓连接。
[0023]另一方面，提供如所述的结构的施工方法，所述方法包括：
[0024]在钢管混凝土柱的竖向方管侧面焊接剪力钉和加强板，加强板位于剪力钉上下两侧，两侧夹板通过螺纹柱与钢管混凝土柱的竖向方管连接；
[0025]将螺栓套筒组件置于空心钢管混凝土梁内方管上相对位置，然后将空心钢管混凝土梁内钢管置于剪力钉内侧，再放置空心钢管混凝土梁外钢管，最后向内钢管和外钢管之间浇筑混凝土；
[0026]高强度螺栓穿过夹板内凸部及加强板和空心钢管混凝土梁对应的预留螺栓孔与螺栓套筒组件连接；
[0027]一对侧向支撑放置于夹板下部通过高强度螺栓连接；
[0028]预应力钢束穿过波纹管和钢管混凝土柱预留孔，然后进行锚固；
[0029]将低屈服点钢板通过高强度螺栓分别与钢管混凝土柱的竖向方管和空心钢管混凝土梁的外方管连接；
[0030]在竖向方管内浇筑浇筑混凝土。
[0031]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0032]本专利技术提供的高耗能钢管混凝土梁柱节点结构，能够有效增强钢管混凝土柱和钢管混凝土梁的连接节点受力强度，并配有可更换的低屈服点钢板，使低屈服点钢材在地震中率先屈服并充分耗能，以降低节点主体的损伤。另外，可在震后对低屈服点钢材进行更
换，便于安装维护。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。
[0034]图1是高耗能钢管混凝土梁柱节点结构的立体结构图。
[0035]图2是空心钢管混凝土梁的立体结构图。
[0036]图3是钢管混凝土柱的立体结构图。
[0037]图4是高耗能钢管混凝土梁柱节点结构的立面结构图。
[0038]图5是螺栓套筒组件的立体结构图。
[0039]图6是侧向支撑的立体结构图。
[0040]图中标识为：
[0041]1‑
钢管混凝土柱，2
‑
空心钢管混凝土梁，3
‑
剪力钉，4
‑
加强板，5
‑
夹板，6
‑
高强度螺栓，7
‑
预应力钢束，8
‑
侧向支撑，9
‑
波纹管，10
‑
螺栓套筒组件，11
‑
低屈服点钢板，12
‑
预应力锚具，13
‑
螺纹柱，14
‑
波纹管夹具，15本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.高耗能钢管混凝土梁柱节点结构，其特征在于：所述结构包括竖向的钢管混凝土柱(1)和水平的空心钢管混凝土梁(2)，所述空心钢管混凝土梁(2)的一端连接到所述钢管混凝土柱(1)的侧壁；所述钢管混凝土柱(1)包括竖向方管，所述竖向方管内浇筑有混凝土；所述空心钢管混凝土梁(2)包括内方管和外方管，所述内方管和所述外方管之间浇筑有混凝土；所述竖向方管的侧壁设置有剪力钉(3)，所述剪力钉(3)的一端固定到所述竖向方管的近梁壁，所述剪力钉(3)的另一端插入所述内方管和所述外方管之间并埋入所述内方管和所述外方管之间的混凝土内。2.根据权利要求1所述的结构，其特征在于：所述竖向方管的近梁壁设置有两个加强板(4)，两个所述加强板(4)位于所述外方管的上下两侧，并通过高强度螺栓(6)固定到所述外方管的上壁或下壁。3.根据权利要求2所述的结构，其特征在于：所述竖向方管的近梁壁设置有两个斜向的低屈服点钢板(11)，两个所述低屈服点钢板(11)位于所述外方管的上下两侧；所述低屈服点钢板(11)的一端通过高强度螺栓(6)固定到所述竖向方管的近梁壁，所述低屈服点钢板(11)的另一端通过高强度螺栓(6)固定到所述外方管的上壁或下壁。4.根据权利要求3所述的结构，其特征在于：所述内方管的内侧底部设置有波纹管(9)，所述波纹管(9)沿所述内方管的长度方向布置，所述波纹管(9)通过波纹管夹具(14)固定到所述内方管；所述波纹管(9)内部设置有预应力钢束(7)；所述预应力钢束(7)的一端穿过所述竖向方管，端部通过预应力锚具(12)锚固在所述竖向方管的远梁壁；所述预应力钢束(7)的另一端穿过所述内方管端部设置的锚固板并通过预应力锚具(12)锚固。5.根据权利要求4所述的结构，其特征在于：所述竖向方管的前后两壁设置有夹板(5)，所述夹板(5)的近梁端设置有内凸部；所述夹板(5)通过螺纹柱(13)固定到所述竖向方管的前壁或后壁，所述内凸部通过高强度螺栓(6)固定到所述外方管的前壁或后壁。6.根据权利要求5所述的结构，其特征在于：所述竖向方...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨航东，王立新，高升，汪珂，邵莹，侯勉望，曹伟，张海，高志宏，王鹏，高启义，
申请(专利权)人：中铁第一勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：