方钢管混凝土柱-钢梁耗能角钢螺栓连接节点制造技术

本发明专利技术公开了一种方钢管混凝土柱

【技术实现步骤摘要】
方钢管混凝土柱
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钢梁耗能角钢螺栓连接节点


[0001]本专利技术涉及装配式内置CFRP圆管的方钢管混凝土柱
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钢梁耗能角钢螺栓连接节点领域，具体涉及一种方钢管混凝土柱
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钢梁耗能角钢螺栓连接节点。

技术介绍

[0002]装配式钢管混凝土结构具有承载能力高、刚度大、韧性好、造价较低等优点，其在工厂生产制造预制构件，在现场装配成钢管混凝土建筑，施工方式具有施工周期短、节能环保、节省人力物力等优点。框架梁柱节点是结构的关键部位，是指梁柱交汇的节点及附近区域，其在梁柱之间担任传力枢纽，属于框架结构中的重要部位。目前随着装配式钢管混凝土结构的广泛使用，发现其存在连接节点施工复杂、整体性、抗震性能较差及不可更换等问题。为解决上述问题，亟需研发出一种新型钢管混凝土结构梁柱连接节点，在保证梁柱连接质量的同时，使其具有施工便捷、传力明确、抗震性能优异等优点，促进装配式钢管混凝土结构的可持续发展。

技术实现思路

[0003]为解决上述现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供方钢管混凝土柱
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钢梁耗能角钢螺栓连接节点，以解决现有技术中存在的问题。
[0004]为达到上述目的，本专利技术的技术方案为：
[0005]一种装配式内置CFRP圆管的方钢管混凝土柱
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钢梁耗能角钢螺栓连接节点，包括钢梁、内置CFRP圆管的方钢管混凝土柱、外环板、抗剪腹板以及可更换的耗能角钢连接件；其中，
[0006]所述的可更换的耗能角钢连接件包括不等边角钢以及构造腹板，不等边角钢长边与构造腹板通过高强螺栓固定连接；
[0007]所述的钢梁为焊接H型钢梁，钢梁的上翼缘、下翼缘分别与不等边角钢短边通过高强螺栓固定连接；钢梁的腹板与不等边角钢长边对接后，通过高强螺栓固定连接；
[0008]所述的方钢管混凝土柱上设置有抗剪腹板、上部外环板和下部外环板，所述的外环板与所述的不等边角钢短边通过高强螺栓固定连接；所述的抗剪腹板与所述的不等边角钢长边通过高强螺栓固定连接。
[0009]进一步的，所述的不等边角钢的厚度为钢梁翼缘厚度的0.755～0.895倍，宽度为钢梁翼缘宽度的0.4
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0.5倍；
[0010]进一步的，所述的构造腹板与不等边角钢长边通过高强螺栓固定连接，高度和厚度与钢梁腹板的高度和厚度相同；
[0011]进一步的，所述的抗剪腹板的厚度与钢梁的腹板厚度相同；
[0012]进一步的，所述的方钢管混凝土柱的内部设置CFRP圆管，CFRP圆管内填充混凝土，CFRP圆管为三层管，内径为方钢管截面的0.5
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0.7倍，高度与方钢管的高度相同；
[0013]进一步的，所述的外环板的厚度为角钢厚度的1.5倍；
[0014]进一步的，所述的抗剪腹板、上部外环板和下部外环板与方钢管焊接的焊缝为双面角焊缝或全熔透焊缝
[0015]进一步的，所述的抗剪腹板、构造腹板和预制钢梁之间预留5mm至10mm的空间。
[0016]本专利技术还提供了一种上述装配式混凝土可更换梁柱节点连接结构的拼装方法，包括以下步骤：
[0017]S1：将所述的预制方钢管混凝土柱、抗剪腹板、上部外环板和下部外环板在工厂焊接预制；
[0018]S2：将所述的不等边角钢和构造腹板通过高强螺栓组装形成可更换的耗能角钢连接件；
[0019]S3：将所述的工厂预制方钢管混凝土牛腿柱与可更换的耗能角钢连接件搭接后，通过高强螺栓将抗剪腹板、上部外环板和下部外环板与不等边角钢固定连接；
[0020]S4：将所述的预制钢梁与更换的耗能角钢连接件搭接后，通过高强螺栓将钢梁腹板、钢梁上翼缘和钢梁下翼缘与不等边角钢固定连接；
[0021]相对于现有技术，本专利技术的有益效果为：
[0022]1、本专利技术利用外环板节点破坏处位于环板变截面的特点，采用可现场组装的耗能角钢连接件连接H型钢梁与方钢管混凝土柱，该耗能部件可拆卸，方便震后的维修更换，梁柱连接节点传力机制明确，抗震性能较好，能够确保结构安全可靠。
[0023]2、本专利技术中通过方钢管混凝土柱内置CFRP圆管，可延缓节点的强度退化，延长混凝土的弹性工作期，提高结构整体的抗失稳能力。
[0024]3、本专利技术中节点方钢管混凝土柱与外环板和抗剪腹板的连接于工厂中进行，所述的可更换的耗能角钢连接件与H型钢梁和方钢管混凝土柱均采用高强螺栓连接，避免现场焊接作业，保证施工质量，提升施工效率。
[0025]本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
[0026]图1为本专利技术组合结构示意图；
[0027]图2为本专利技术正面结构示意图；
[0028]图3为本专利技术的可更换的耗能角钢连接件的组装示意图；
[0029]图4为本专利技术方钢管混凝土柱外伸牛腿与可更换的耗能角钢连接件的连接示意图；
[0030]图5为本专利技术钢梁与可更换的耗能角钢连接件的连接示意图；
[0031]图6为滞回曲线；
[0032]图7为节点塑性铰产生位置。
具体实施方式
[0033]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术技术方案做进一步详细描述：
[0034]如图1
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7所示，
[0035]一种装配式内置CFRP圆管的方钢管混凝土柱
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钢梁耗能角钢螺栓连接节点，包括
包括预制方钢管混凝土柱1、上部外环板2、下部外环板3、抗剪腹板4、可更换的耗能角钢连接件5、预制钢梁6，其中，CFRP圆管预埋于方钢管混凝土柱的核心区，CFRP圆管为三层管，内径为方钢管截面的0.5
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0.7倍，高度与方钢管的高度相同，能有效约束核心区混凝土，使其处于三向受力状态，延长混凝土弹性工作时间，增强节点抗震能力，提高结构的抗失稳能力，确保结构安全可靠。
[0036]方钢管混凝土柱1设有抗剪腹板4、上部外环套管板2和下部外环套管板3，上部外环套管板2与下部外环套管板3平行、结构相同，厚度为不等边角钢51厚度的1.5倍；2个抗剪腹板4分别位于方钢管相背的两侧，其中，抗剪腹板4和预制钢梁6腹板的厚度相同；所述的2个抗剪腹板4、上部外环套管板2与下部外环套管板3通过工厂内焊接的方式与方钢管混凝土柱1连接，连接所用的焊缝均为双面角焊缝或全熔透焊缝。
[0037]参照附图2所示，所述的可更换的耗能角钢连接件5包括4个不等边角钢51、1个构造腹板52，其中不等边角钢51和构造腹板52上开设有若干螺栓孔，不等边角钢51左右对称分别固定于构造腹板52上下两侧，不等边角钢51的长边与构造腹板52由高强螺栓B1连接，组装成可更换的耗能梁段。其中，构造腹板52和预制钢梁6的腹板高度和厚度相同；不等边角钢51宽度为预制钢梁6翼缘的0.4
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0.5倍，厚度为钢梁翼缘厚度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种方钢管混凝土柱
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钢梁耗能角钢螺栓连接节点，其特征在于：包括预制方钢管混凝土柱(1)、上部外环板(2)、下部外环板(3)、抗剪腹板(4)、可更换的耗能角钢连接件(5)、预制钢梁(6)；其中，所述的预制方钢管混凝土柱(1)内置CFRP圆管，CFRP圆管内填充混凝土，方钢管设有平行的上部外环板(2)和下部外环板(3)；所述的上部外环板(2)和下部外环板(3)结构相同；所述的抗剪腹板(4)焊接在方钢管相背的两侧；所述的可更换的耗能角钢连接件(5)包括不等边角钢(51)、构造腹板(52)及高强螺栓，所述的不等边角钢(51)与抗剪腹板(4)、上部外环板(2)和下部外环板(3)通过高强螺栓固定连接；所述的预制钢梁(6)为焊接H型梁，钢梁的上翼缘、下翼缘和腹板分别与所述的可更换的耗能角钢连接件(5)通过高强螺栓固定连接。2.根据权利要求1一种方钢管混凝土柱
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钢梁耗能角钢螺栓连接节点，其特征在于，所述的可更换的耗能角钢连接件(5)选用的不等边角钢(51)厚度为预制钢梁(6)翼缘厚度的0.775～0.895倍，所述的不等边角钢(51)的宽度为预制钢梁(6)翼缘宽度的0.4
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0.5倍。3.根据权利要求1一种方钢管混凝土柱
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钢梁耗能角钢螺栓连接节点，其特征在于，所述的可更换的耗能角钢连接件选用的构造腹板(52)与不等边角钢(51)通过高强螺栓固定连接；所述的构造腹板(52)厚度和高度与预制钢梁(6)腹板的厚度和高度相同。4.根据权利要求1一种方钢管混凝土柱
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钢梁耗能角钢螺栓连接节点，其特征在于，所述的抗剪腹板(4)厚度与预制钢梁(6)的腹板厚度相同。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：李帼昌，覃壮文，邱增美，
申请(专利权)人：沈阳建筑大学，
类型：发明
国别省市：