專利名稱：鋼管混凝土節(jié)段式外套節(jié)點及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是土木工程中連接鋼管混凝土柱和梁的連接節(jié)點，具體涉及的是鋼管混凝土節(jié)段式外套節(jié)點及其施工方法。
二背景技術(shù)：
在鋼管中澆灌混凝土就形成了鋼管混凝土構(gòu)件，這是把鋼管和混凝土兩種材料融合在一起而形成的組合構(gòu)件。受壓時，鋼管內(nèi)的混凝土由于受到鋼管的約束，處于三向受壓狀態(tài)，三向受壓混凝土不但縱向抗壓強度得到提高，而且彈性模量也得到提高，并增加了塑性。對于鋼管來說，由于混凝土的密貼，充分保證了鋼管不會發(fā)生局部屈曲，可使折算應(yīng)力達到鋼材的屈服強度，充分發(fā)揮鋼管的強度承載力?？梢钥闯?，鋼管混凝土構(gòu)件不但充分發(fā)揮了兩種材料的優(yōu)點，相互彌補了對方的弱點，而且還顯示了新的優(yōu)異的工作性能抗壓強度高、塑性性能好、抗震性能優(yōu)異。由于鋼管混凝土的優(yōu)異性能，該項技術(shù)己成功應(yīng)用于高層、大跨、重載和抗震防爆等工程中。但是鋼管混凝土柱鋼梁結(jié)構(gòu)體系的傳統(tǒng)節(jié)點卻成為制約了鋼管混凝土構(gòu)件廣泛應(yīng)用的瓶頸?，F(xiàn)有節(jié)點一般由鋼管混凝土柱和與該柱連接的鋼梁構(gòu)成，鋼管混凝土柱與橫向的鋼梁通過連接件在節(jié)點交接，鋼管柱與連接件在工廠中焊好，施工時向鋼管柱中填入混凝土。如現(xiàn)有節(jié)點中錨定板式節(jié)點，構(gòu)造簡單，施工方便，也較省材料，但其力學(xué)性能并不理想；又如抗剪環(huán)環(huán)梁節(jié)點，其施工和經(jīng)濟上的優(yōu)點極為突出，但其節(jié)點的剛度有限，在復(fù)雜應(yīng)力情況下的工作性能差。四川汶川大地震使人們對房屋的抗震性提出了更高的要求，為了確保結(jié)構(gòu)的安全使用，必須遵守"強柱、弱梁、節(jié)點更強"的設(shè)計原則，必須保證結(jié)構(gòu)達極限時，破壞首先發(fā)生在梁內(nèi)，而節(jié)點在梁和柱破壞之前，保持安全不破壞。
三
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種鋼管混凝土節(jié)段式外套節(jié)點，另一個目的是提供鋼管混凝土節(jié)段式外套節(jié)點的施工方法，用于提高節(jié)點的強度。
3本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 一種鋼管混凝土節(jié)段式外套 節(jié)點包括鋼管混凝土柱和與該柱連接的鋼梁，鋼管混凝土柱由鋼管內(nèi)填入混凝 土形成，鋼管由上柱鋼管與下柱鋼管通過連接套連接，連接套與下柱鋼管為分 體的，連接套外安裝上、下加強環(huán)板，上加強環(huán)板和下加強環(huán)板之間安裝豎向 連接板。
上述方案中的鋼管截面可為圓形或方形或矩形或多邊形。
上述鋼管混凝土節(jié)段式外套節(jié)點的施工方法，先澆注下柱鋼管混凝土，在 下柱鋼管的混凝土澆注后，再通過連接套將上柱鋼管與下柱鋼管連接起來，并 澆注上柱鋼管混凝土，然后再將鋼梁與連接套連接起來，用高強螺栓把鋼梁沿 縱向伸入上、下加強環(huán)板之間的突出部與連接套的豎向連接板連接起來，然后 用對接焊縫把鋼梁的上、下翼緣與加強環(huán)板相連接，此時上柱鋼管混凝土的強 度可以與下柱鋼管混凝土的強度不同，以滿足強節(jié)點弱構(gòu)件的需要。
有益效果
1、 本發(fā)明中的連接套與下柱鋼管為分體的，施工時，下柱鋼管混凝土與上 柱鋼管混凝土澆注的強度可以不同，可滿足強節(jié)點弱構(gòu)件的需要。
2、 本發(fā)明傳力路徑簡潔明確、節(jié)點剛度大、承載力高，力學(xué)性能優(yōu)越；節(jié) 點加工制作簡單方便，便于管內(nèi)混凝土澆注，是一種綜合性能良好的節(jié)點；此 外，本發(fā)明的抗震性能好，在強地震作用下，梁端塑性鉸由節(jié)點區(qū)外移到加強 環(huán)的外緣，保護了節(jié)點區(qū)不受破壞，提高了結(jié)構(gòu)的安全可靠度。
四

圖1是本發(fā)明第一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1的A-A向剖面圖3是圖2的俯視圖4是本發(fā)明第二種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是圖4的B-B向剖面圖6是圖5的俯視圖；1上柱鋼管 2下柱鋼管 3連接套 4上加強環(huán)板 5下加強環(huán)板 6豎向連接板7鋼梁 8安裝定位環(huán)
五具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的說明-實施例1:
如圖1所示，這種鋼管混凝土節(jié)段式外套節(jié)點包括鋼管混凝土柱和與該柱 連接的鋼梁7，鋼管混凝土柱由鋼管內(nèi)填入混凝土形成，鋼管截面為圓形的，它 包括上柱鋼管1和下柱鋼管2，上柱鋼管1和下柱鋼管2的截面尺寸相等，兩鋼 管通過連接套3連接在一起，連接套3為筒狀的，連接套3與下柱鋼管2為分 體的；連接套3外上部安裝上加強環(huán)板4，連接套3外下部安裝下加強環(huán)板5， 加強環(huán)板的左右兩側(cè)水平向外延伸形成連接耳，該連接耳用于與鋼梁7固定連 接，上加強環(huán)板4和下加強環(huán)板5之間安裝豎向連接板6。這種鋼管混凝土節(jié)段 式外套節(jié)點為等截面形式的。這種鋼管混凝土節(jié)段式外套節(jié)點傳力明確，施工 便利，鋼材構(gòu)件可以在工廠制作，到現(xiàn)場安裝，施工速度快，縮短建設(shè)周期， 取得更好的經(jīng)濟效益。而且鋼管混凝土柱承載力較大，抗震性能良好，與鋼筋 混凝土柱相比可減小占用的空間。
參閱圖2、圖3所示，連接套3內(nèi)壁向內(nèi)凸起形成安裝定位環(huán)8，當(dāng)本發(fā)明 施工時，連接套的安裝定位環(huán)8能夠座于下柱鋼管2的上端，防止連接套3掉 落下來，便于施工。
上述實施例鋼管混凝土節(jié)段式外套節(jié)點的施工方法，先澆注下柱鋼管2混 凝土，在下柱鋼管2的混凝土澆注后，將連接套的安裝定位環(huán)8置于下柱鋼管 上，再通過連接套3將上柱鋼管1與下柱鋼管2連接起來，并澆注上柱鋼管1 混凝土，然后再將鋼梁7與連接套3連接起來，用高強螺栓把鋼梁7沿縱向伸 入上、下加強環(huán)板之間的突出部與連接套的豎向連接板6連接起來，然后用對 接焊縫把鋼梁7的上、下翼緣與加強環(huán)板相連接，此時上柱鋼管1混凝土的強 度可以與下柱鋼管2混凝土的強度不同，以滿足強節(jié)點弱構(gòu)件的需要。實施例2:
如圖2所示，這種鋼管混凝土節(jié)段式外套節(jié)點包括鋼管混凝土柱和與該柱 連接的鋼梁7，鋼管混凝土柱由鋼管內(nèi)填入混凝土形成，鋼管截面為方形的，它 包括上柱鋼管1和下柱鋼管2，上柱鋼管1和下柱鋼管2的截面尺寸相等，兩鋼 管通過連接套3連接在一起，連接套3也為方形的，它與下柱鋼管2為分體的，， 連接套3外上部安裝上加強環(huán)板4，連接套3外下部安裝下加強環(huán)板5，加強環(huán) 板也為方形的，加強環(huán)板的左右兩側(cè)水平向外延伸形成連接耳，上加強環(huán)板4 和下加強環(huán)板5之間安裝豎向連接板6。這種鋼管混凝土節(jié)段式外套節(jié)點為等截 面形式的。參閱圖5、圖6所示，本實施例中連接套3的內(nèi)壁也設(shè)計有安裝定位 環(huán)8。這種鋼管混凝土節(jié)段式外套節(jié)點傳力明確，施工便利，鋼材構(gòu)件可以在工 廠制作，到現(xiàn)場安裝，施工速度快，經(jīng)濟效益好。而且鋼管混凝土柱承載力較 大，抗震性能良好，與鋼筋混凝土柱相比可減小占用的空間。
本實施例的施工方法與實施例1相同。
實施例3:.
如圖3所示，這種鋼管混凝土節(jié)段式外套節(jié)點為變截面形式的，它包括鋼 管混凝土柱和與該柱連接的鋼梁7，鋼管混凝土柱由鋼管內(nèi)填入混凝土形成，鋼 管截面為矩形的，它包括上柱鋼管1和下柱鋼管2，上柱鋼管1和下柱鋼管2的 截面尺寸不相等，上柱鋼管1細，下柱鋼管2粗，兩鋼管通過連接套連接在一 起，連接套3與下柱鋼管2為分體的，連接套3上下兩端截面尺寸不相等，參 閱圖3，連接套3上細下粗，中間為變徑的過渡段，連接套3外上部安裝上加強 環(huán)板4，連接套3外下部安裝下加強環(huán)板5，加強環(huán)板也為矩形的，加強環(huán)板的 左右兩側(cè)水平向外延伸形成連接耳，上加強環(huán)板4和下加強環(huán)板5之間安裝豎 向連接板6。連接套3中間的過渡段的上、下端口均設(shè)計有安裝定位環(huán)8，以便 于施工。當(dāng)框架結(jié)構(gòu)體系接近頂層的柱子所承受的軸力較小，采用和底層柱子 相同的截面，將造成材料浪費，造價增高，因此，為降低造價，避免不必要的 損失，采用本實施方式中提供的鋼管混凝土節(jié)段式外套節(jié)點，可實現(xiàn)縮小柱子 截面尺寸的目的。
本實施例的施工方法與實施例1相同。
權(quán)利要求
1、一種鋼管混凝土節(jié)段式外套節(jié)點，它包括鋼管混凝土柱和與該柱連接的鋼梁(7)，鋼管混凝土柱由鋼管內(nèi)填入混凝土形成，其特征在于所述的鋼管由上柱鋼管(1)與下柱鋼管(2)通過連接套(3)連接，連接套(3)與下柱鋼管(2)為分體的，連接套(3)外安裝上、下加強環(huán)板，上加強環(huán)板(4)和下加強環(huán)板(5)之間安裝豎向連接板(6)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鋼管混凝土節(jié)段式外套節(jié)點，其特征在于所述 的鋼管截面為圓形或方形或矩形或多邊形。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋼管混凝土節(jié)段式外套節(jié)點，其特征在于 所述的上柱鋼管(1)和下柱鋼管(2)的截面尺寸相等。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋼管混凝土節(jié)段式外套節(jié)點，其特征在于所述 的連接套(3)內(nèi)壁向內(nèi)凸起形成安裝定位環(huán)(8)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋼管混凝土節(jié)段式外套節(jié)點，其特征在于 所述的上柱鋼管(1)和下柱鋼管(2)的截面尺寸不相等，連接套(3)上下兩 端截面尺寸不相等，中間為變徑的過渡段。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋼管混凝土節(jié)段式外套節(jié)點，其特征在于所述 的連接套(3)中間過渡段的上、下端口均設(shè)計有安裝定位環(huán)(8)。
7、 一種權(quán)利要求l所述的鋼管混凝土節(jié)段式外套節(jié)點的施工方法，其特征 在于先澆注下柱鋼管(2)混凝土，在下柱鋼管(2)的混凝土澆注后，再通 過連接套(3)將上柱鋼管(1)與下柱鋼管(2)連接起來，并澆注上柱鋼管(1) 混凝土，然后再將鋼梁(7)與連接套(3)連接起來，用高強螺栓把鋼梁(7) 沿縱向伸入上、下加強環(huán)板之間的突出部與連接套的豎向連接板(6)連接起來， 然后用對接焊縫把鋼梁(7)的上、下翼緣與加強環(huán)板相連接。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋼管混凝土節(jié)段式外套節(jié)點的施工方法，其特征 在于所述的上柱鋼管(1)混凝土的強度與下柱鋼管(2)混凝土的強度不同。
全文摘要
本發(fā)明涉及的是鋼管混凝土節(jié)段式外套節(jié)點及其施工方法，是土木工程中連接鋼管混凝土柱和梁的連接節(jié)點及其施工方法，這種鋼管混凝土節(jié)段式外套節(jié)點包括鋼管混凝土柱和與該柱連接的鋼梁，鋼管混凝土柱由鋼管內(nèi)填入混凝土形成，鋼管由上柱鋼管與下柱鋼管通過連接套連接，連接套與下柱鋼管為分體的，連接套外安裝上、下加強環(huán)板，上加強環(huán)板和下加強環(huán)板之間安裝豎向連接板。本發(fā)明中的連接套與下柱鋼管為分體的，施工時，下柱鋼管混凝土與上柱鋼管混凝土澆注的強度可以不同，可滿足強節(jié)點弱構(gòu)件的需要。另外，本發(fā)明傳力路徑簡潔明確、節(jié)點剛度大、承載力高，力學(xué)性能優(yōu)越，抗震性能好，加工制作簡單方便。
文檔編號E04B1/18GK101476348SQ200810209748
公開日2009年7月8日 申請日期2008年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月22日
發(fā)明者劉迎春, 張文福, 濤 楊, 靜 計, 趙文艷 申請人:大慶石油學(xué)院