專利名稱：一種型鋼混凝土組合梁與鋼管混凝土柱連接節點的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種建筑構件節點，特別是涉及一種型鋼混凝土組合梁與鋼管混凝土 柱連接節點。
背景技術：
在建筑領域中，節點核心區是建筑主體結構的重要組成部分。在地震等其它荷載 力的作用下，框架結構一旦發生破壞，破壞部位大多是在節點區，因此，節點的“質量”是決 定框架受力特點的關鍵因素。
型鋼混凝土組合梁與鋼管混凝土柱所形成的節點是整個主體結構的核心區，這是 由建筑功能和結構要求所決定的，由于型鋼混凝土組合梁與鋼管混凝土柱節點的受力比較 復雜，具體主要承受剪力、壓力和彎矩的共同作用，通常需要在設計過程中考慮節點過早地 出現剪切和壓縮的脆性破壞的情況，以保證節點具有足夠的強度和延性，目前很多項目多 采用鋼筋混凝土梁柱節點，但是，鋼筋混凝土梁柱的梁截面較大，使得建筑空間凈高減小， 限制了建筑空間的利用性。
另外，對于鋼筋混凝土梁、鋼梁與鋼管混凝土柱的節點而言，一般采用環梁、雙梁 形式的節點，但是，受建筑外立面和變形縫的限制，環梁、雙梁形式的節點形式在該工程中 也不再適用，所以，該節點形式并無可供借鑒的作用。發明內容
本發明的目的在于提供一種結構簡單、能夠增加節點的強度和剛度、提高節點抗 剪及抗彎承載力、有效改善節點的延性、增強抗震能力及可提高建筑空間利用性的型鋼混 凝土組合梁與鋼管混凝土柱連接節點，可適用于中節點、邊節點及角節點。
本發明的上述目的通過如下的技術方案來實現一種型鋼混凝土組合梁與鋼管混 凝土柱連接節點，包括型鋼混凝土組合梁與鋼管混凝土柱，所述型鋼混凝土組合梁簡稱組 合梁，所述組合梁的鋼骨為工字鋼，其特征在于所述組合梁與鋼管混凝土柱的連接處增設 承重銷，所述承重銷主要由腹板與翼緣組成，所述腹板豎向設置并沿組合梁的縱向延伸，所 述翼緣分設于所述腹板的上下邊沿上，所述翼緣為水平設置的長形板體且與所述腹板同向 延伸使所述承重銷的橫截面呈“工”字形；所述承重銷至少一端與組合梁中的工字鋼相連， 而另一端穿過鋼管混凝土柱的鋼管圓心后固定。
本發明在組合梁和鋼管混凝土柱的節點增設承重銷，結構簡單，組合梁的剪力由 型鋼腹板全部承擔，彎矩由組合梁共同承擔，組合梁與鋼管的接觸面只傳遞壓力，不傳遞剪 力和拉力，能夠提高節點的抗剪及抗彎承載力、增加節點的強度和剛度、有效改善節點的延 性、增強結構的抗震能力；另外，在提高強度的同時減小了構件的截面，即可推廣使用型鋼 混凝土組合梁，大大提高了建筑空間的利用性。
作為本發明的一種實施方式，本發明適用于中節點，所述組合梁與鋼管混凝土柱 的連接處是中節點，所述組合梁由兩對梁體組成且每對梁體呈對稱分布，所述承重銷采用一對且其中一個承重銷穿過另一個承重銷的腹板，所述承重銷的各自一端分別與兩對梁體 中的工字鋼相連，而另一端則分別貫穿鋼管后與相對稱的梁體中的工字鋼相連。
作為本發明的另一種實施方式，本發明適用于角節點，所述組合梁與鋼管混凝土 柱的連接處是角節點，所述組合梁由兩個呈垂直的單梁組成，所述承重銷采用一對且其中 一個承重銷穿過另一個承重銷的腹板，所述承重銷的各自一端分別與兩個單梁中的工字鋼 相連，而另一端則分別穿入鋼管后與鋼管的內壁相連。
作為本發明的又一種實施方式，本發明適用于邊節點，所述組合梁與鋼管混凝土 柱的連接處是邊節點，所述組合梁由一對呈對稱分布的梁體和一與該梁體呈垂直的單梁組 成，所述承重銷采用一對且其中一個承重銷穿過另一個承重銷的腹板，一個承重銷的一端 與其中一個梁體中的工字鋼相連，而另一端則貫穿鋼管后與相對稱的梁體中的工字鋼相 連；另一個承重銷的一端與單梁中的工字鋼相連，而另一端則穿入鋼管后與鋼管的內壁相 連。
本發明在滿足受力要求的前提下，可進一步降低成本，作為本發明的一種改進，所 述承重銷位于所述鋼管內的部分為承重銷內段，而位于所述鋼管外的部分為承重銷外段， 所述承重銷內段的翼緣根據計算需要逐漸收窄至其寬度至少與承重銷內段的腹板厚度相 同。
為了便于施工，作為本發明的進一步改進，本發明所述承重銷內段的翼緣與承重 銷外段的翼緣獨立設置，且二者相對應分別固定在所述鋼管的內外壁上，所述設于呈對稱 分布的梁體之間的承重銷為雙頭式承重銷，所述雙頭式承重銷內段的翼緣自其兩端向中部 收窄；所述設于單梁與鋼管混凝土柱之間的承重銷為單頭式承重銷，所述單頭式承重銷自 其與單梁中工字鋼的連接端向另一端收窄。
本發明還可以做以下改進，所述承重銷的腹板自其與組合梁中工字鋼的連接部位 逐漸加厚成厚板體，即按照L1 =L2=I 6減薄至與組合梁中工字鋼腹板的厚度相同。本發明 根據實際受力情況，通過計算確定承重銷的腹板是否需要加厚。
本發明所述組合梁中設有鋼筋，所述鋼筋包括縱筋和箍筋，所述縱筋分面筋和底 筋，所述箍筋緊箍縱筋，所述縱筋穿過設于鋼管管壁上的縱筋開孔伸入鋼管內并錨固在混 凝土中。
本發明所述的縱筋開孔與縱筋之間的間隙、鋼管上承重銷穿過的通孔與承重銷之 間的間隙均需要焊接密實。焊接形式優選采用對接焊縫封固，以達到與母材等同的強度。
作為本發明的一種改進，位于所述承重銷腹板下邊沿上的翼緣是下翼緣，所述承 重銷外段的下翼緣與所述鋼管的外壁之間根據需要增設有加勁板。加勁板的設置具體根據 受力情況確定，加勁板可進一步提聞節點的承載力。
本發明還可以有以下實施方式
所述承重銷的腹板與組合梁中工字鋼的腹板通過高強螺栓連接，該連接處位于距 所述鋼管大于等于I倍梁高的位置；所述承重銷的翼緣與組合梁中工字鋼的翼緣對應焊 接。
所述縱筋開孔的設置位置與組合梁中面筋、底筋相對應而形成多組穿筋孔，每組 穿筋孔沿鋼管的圓周分布且位于同一弧段上，分別位于每組穿筋孔兩端的縱筋開孔所對應 的圓心角小于或者等于60°，每組穿筋孔的各縱筋開孔的孔徑之和小于或者等于鋼管橫截面圓形周長的20%，所述縱筋開孔的孔徑為D :1. 2d彡D彡2d，其中，d是縱筋的直徑。
與現有技術相比，本發明具有如下顯著的效果
⑴本發明在組合梁和鋼管混凝土柱的節點增設承重銷，組合梁的剪力由型鋼腹板全部承擔，彎矩由組合梁共同承擔，組合梁與鋼管的接觸面只傳遞壓力，不傳遞剪力和拉力，能夠提高節點的抗剪及抗彎承載力，鋼筋、型鋼、鋼管與混凝土整體共同受力，增加了節點的強度和剛度。
⑵本發明有效改善了節點的延性，增強了結構的抗震能力，實現了 “強節點柔構件”的設計原則。
⑶本發明在提高強度的同時減小了構件的截面，即可將型鋼混凝土組合梁廣泛推廣使用，大大提高了建筑空間的利用性。
⑷本發明在承重銷外段與鋼管之間增設加勁板，能夠進一步提高節點的承載力。
(5)本發明結構簡單、施工方便,可適用于中節點、邊節點及角節點的各種不同節點形式，因此適用范圍較廣，可為其它類似工程提供參考。
下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。
圖1是本發明實施例1的俯視示意圖(適用于邊節點)；
圖2是實施例1的側視示意圖3是圖1中A局部放大不意圖4是承重銷與鋼管連接示意圖5是本發明實施例2的俯視示意圖(適用于角節點)；
圖6是本發明實施例3的俯視示意圖(適用于中節點)。
具體實施方式
實施例1
如圖1 4所示，是本發明一種型鋼混凝土組合梁與鋼管混凝土柱連接節點，包括型鋼混凝土組合梁與鋼管混凝土柱2，型鋼混凝土組合梁簡稱組合梁，組合梁由鋼骨、鋼筋及混凝土組成，組合梁的鋼骨為工字鋼11，鋼管混凝土柱2的鋼管21與混凝土共同組成鋼管混凝土柱2，鋼管混凝土柱2中混凝土宜采用微膨脹混凝土、高性能混凝土，混凝土強度等級不應低于C30。在組合梁 與鋼管混凝土柱2的連接處增設承重銷，承重銷主要由腹板 31與翼緣32組成，腹板31豎向設置并沿組合梁的縱向延伸，翼緣32分設于腹板31的上下邊沿上，翼緣32為水平設置的長形板體且與腹板31同向延伸使承重銷的橫截面呈“工” 字形；承重銷至少一端與組合梁中的工字鋼11相連，而另一端穿過鋼管混凝土柱的鋼管21 圓心后固定。
本實施例適用于邊節點，組合梁與鋼管混凝土柱2的連接處是邊節點，組合梁由一對呈對稱分布的梁體12和一與該梁體12呈垂直的單梁13組成，承重銷采用一對且其中一個承重銷33穿過另一個承重銷34的腹板，一個承重銷34的一端與其中一個梁體12中的工字鋼11相連，而另一端則貫穿鋼管21后與相對稱的梁體12中的工字鋼11相連；另一個承重銷33的一端與單梁13中的工字鋼11相連，而另一端則穿入鋼管21后與鋼管21的內壁相連。承重銷與組合梁中的工字鋼相連具體是承重銷的腹板與組合梁中工字鋼的腹板通過螺栓連接，為便于施工，該連接處位于距鋼管大于等于I倍梁高的位置，再綁扎鋼筋與箍筋，鋼筋綁扎完成后澆注混凝土。螺栓采用高強螺栓7 ;承重銷與鋼管相連具體是承重銷的翼緣與組合梁中工字鋼的翼緣對應焊接，焊接形式采用焊縫焊接。
梁體、單梁中設有鋼筋，鋼筋包括縱筋4和箍筋，縱筋的配筋率不宜小于O. 30%。縱筋分面筋和底筋，箍筋緊箍縱筋，縱筋穿過設于鋼管21管壁上的縱筋開孔伸入鋼管21內并錨固在混凝土中。縱筋開孔的孔徑為D :1. 2d彡D彡2d，其中，d是縱筋的直徑。縱筋開孔的設置位置與組合梁中面筋、底筋相對應而形成多組穿筋孔，每組穿筋孔沿鋼管的圓周分布且位于同一弧段上，分別位于每組穿筋孔兩端的縱筋開孔所對應的圓心角小于或者等于 60°，每組穿筋孔的各縱筋開孔的孔徑之和小于或者等于鋼管橫截面圓形周長的20%。另外，縱筋開孔與縱筋之間的間隙、鋼管上承重銷穿過的通孔與承重銷之間的間隙均需要焊接密實。焊接形式采用對接焊縫封固，以達到與母材等同的強度。
梁體、單梁中工字鋼的混凝土保護層厚度不宜小于100mm，縱筋的凈間距及縱筋與工字鋼的最小凈距不應小于30mm，且不小于粗骨料最大粒徑的1. 5倍及縱筋直徑的1. 5倍。 工字鋼腹板高度不小于450mm時，需要在梁側面配置縱向構造腰筋10。
承重銷位于鋼管21內的部分為承重銷內段，而位于鋼管21外的部分為承重銷外段，承重銷外段的翼緣與組合梁中工字鋼11的翼緣14等寬，承重銷內段的翼緣逐漸收窄為長條狀，翼緣的收窄部是39，在本實施例中，翼緣收窄后的寬度等同于承重銷內段腹板31 的厚度，承重銷內段的翼緣50與承重銷外段的翼緣60獨立設置，且二者相對應分別固定在鋼管21的內外壁上，設于呈對稱分布的梁體12之間的承重銷34為雙頭式承重銷，雙頭式承重銷內段的翼緣自其兩端向中部收窄；設于單梁13與鋼管混凝土柱2之間的承重銷33 為單頭·式承重銷，單頭式承重銷自其與單梁13中工字鋼11的連接端向另一端收窄，參見圖4。
承重銷33、34的腹板自其與組合梁中工字鋼11的連接部位逐漸加厚成厚板體，即按照L1 =L2=I 6減薄至與組合梁中工字鋼腹板20的厚度相同，參見圖3。可根據實際受力情況，通過計算確定承重銷的腹板是否需要加厚。
位于承重銷33、34腹板下邊沿上的翼緣是下翼緣，承重銷外段的下翼緣5與鋼管 21的外壁之間增設有加勁板6。加勁板的設置具體根據受力情況確定，加勁板可進一步提聞節點的承載力。
鋼管、工字鋼及承重銷的材質可采用Q235鋼材、Q345鋼材、Q390鋼材或Q420鋼材的一種。
實施例2
如圖5所示，本實施例與實施例1的區別之處在于組合梁與鋼管混凝土柱的連接處是角節點，組合梁由兩個呈垂直的單梁15組成，承重銷采用一對且其中一個承重銷35穿過另一個承重銷36的腹板，承重銷35、36的各自一端分別與兩個單梁15中的工字鋼11相連，而另一端則分別穿入鋼管21后與鋼管21的內壁相連。
實施例3
如圖6所示，本實施例與實施例1的區別之處在于組合梁與鋼管混凝土柱的連接處是中節點，組合梁由兩對梁體16組成且每對梁體呈對稱分布，兩對梁體16互相垂直，承重銷采用一對且其中一個承重銷37穿過另一個承重銷38的腹板,承重銷37、38的各自一 端分別與兩對梁體16中的工字鋼11相連，而另一端則分別貫穿鋼管21后與相對稱的梁體 16中的工字鋼11相連。
本發明的實施方式不限于此，根據本發明的上述內容，按照本領域的普通技術知 識和慣用手段，在不脫離本發明上述基本技術思想前提下，本發明還具有多種形式的修改、 替換或變更，均落在本發明權利保護范圍之內。
權利要求
1.一種型鋼混凝土組合梁與鋼管混凝土柱連接節點，包括型鋼混凝土組合梁與鋼管混凝土柱，所述型鋼混凝土組合梁簡稱組合梁，所述組合梁的鋼骨為工字鋼，其特征在于所述組合梁與鋼管混凝土柱的連接處增設承重銷，所述承重銷主要由腹板與翼緣組成，所述腹板豎向設置并沿組合梁的縱向延伸，所述翼緣分設于所述腹板的上下邊沿上，所述翼緣為水平設置的長形板體且與所述腹板同向延伸使所述承重銷的橫截面呈“工”字形；所述承重銷至少一端與組合梁中的工字鋼相連，而另一端穿過鋼管混凝土柱的鋼管圓心后固定。
2.根據權利要求1所述的型鋼混凝土組合梁與鋼管混凝土柱連接節點，其特征在于 所述組合梁與混凝土柱的連接處是中節點，所述組合梁由兩對梁體組成且每對梁體呈對稱分布，所述承重銷采用一對且其中一個承重銷穿過另一個承重銷的腹板，所述承重銷的各自一端分別與兩對梁體中的工字鋼相連，而另一端則分別貫穿鋼管后與相對稱的梁體中的工字鋼相連。
3.根據權利要求1所述的型鋼混凝土組合梁與鋼管混凝土柱連接節點，其特征在于 所述組合梁與鋼管混凝土柱的連接處是角節點，所述組合梁由兩個呈垂直的單梁組成，所述承重銷采用一對且其中一個承重銷穿過另一個承重銷的腹板，所述承重銷的各自一端分別與兩個單梁中的工字鋼相連，而另一端則分別穿入鋼管后與鋼管的內壁相連。
4.根據權利要求1所述的型鋼混凝土組合梁與鋼管混凝土柱連接節點，其特征在于 所述組合梁與鋼管混凝土柱的連接處是邊節點，所述組合梁由一對呈對稱分布的梁體和一與該梁體呈垂直的單梁組成，所述承重銷采用一對且其中一個承重銷穿過另一個承重銷的腹板，一個承重銷的一端與其中一個梁體中的工字鋼相連，而另一端則貫穿鋼管后與相對稱的梁體中的工字鋼相連；另一個承重銷的一端與單梁中的工字鋼相連，而另一端則穿入鋼管后與鋼管的內壁相連。
5.根據權利要求2或3或4所述的型鋼混凝土組合梁與鋼管混凝土柱連接節點，其特征在于所述承重銷位于所述鋼管內的部分為承重銷內段，而位于所述鋼管外的部分為承重銷外段，所述承重銷內段的翼緣根據計算需要逐漸收窄至其寬度至少與承重銷內段的腹板厚度相同。
6.根據權利要求5所述的型鋼混凝土組合梁與鋼管混凝土柱連接節點，其特征在于 所述承重銷內段的翼緣與承重銷外段的翼緣獨立設置，且二者相對應分別固定在所述鋼管的內外壁上，所述設于呈對稱分布的梁體之間的承重銷為雙頭式承重銷，所述雙頭式承重銷內段的翼緣自其兩端向中部收窄；所述設于單梁與鋼管混凝土柱之間的承重銷為單頭式承重銷，所述單頭式承重銷自其與單梁中工字鋼的連接端向另一端收窄。
7.根據權利要求6所述的型鋼混凝土組合梁與鋼管混凝土柱連接節點，其特征在于 所述承重銷的腹板自其與組合梁中工字鋼的連接部位逐漸加厚成厚板體，即按照L1 =L2=I 6減薄至與組合梁中工字鋼腹板的厚度相同。
8.根據權利要求7所述的型鋼混凝土組合梁與鋼管混凝土柱連接節點，其特征在于 所述組合梁中設有鋼筋，所述鋼筋包括縱筋和箍筋，所述縱筋分面筋和底筋，所述箍筋緊箍縱筋，所述縱筋穿過設于鋼管管壁上的縱筋開孔伸入鋼管內并錨固在混凝土中。
9.根據權利要求8所述的型鋼混凝土組合梁與鋼管混凝土柱連接節點，其特征在于 位于所述承重銷腹板下邊沿上的翼緣是下翼緣，所述承重銷外段的下翼緣與所述鋼管的外壁之間根據需要增設加勁板。
10.根據權利要求9所述的型鋼混凝土組合梁與鋼管混凝土柱連接節點，其特征在于 所述縱筋開孔的設置位置與組合梁中面筋、底筋相對應而形成多組穿筋孔，每組穿筋孔沿鋼管的圓周分布且位于同一弧段上，分別位于每組穿筋孔兩端的縱筋開孔所對應的圓心角小于或者等于60°，每組穿筋孔的各縱筋開孔的孔徑之和小于或者等于鋼管橫截面圓形周長的20%，所述縱筋開孔的孔徑為D :1. 2d彡D彡2d，其中，d是縱筋的直徑。
全文摘要
本發明公開了一種型鋼混凝土組合梁與鋼管混凝土柱連接節點，包括型鋼混凝土組合梁與鋼管混凝土柱，型鋼混凝土組合梁簡稱組合梁，組合梁的鋼骨為工字鋼，組合梁與鋼管混凝土柱的連接處增設承重銷，承重銷主要由腹板與翼緣組成，腹板豎向設置并沿組合梁的縱向延伸，翼緣分設于所述腹板的上下邊沿上，翼緣為水平設置的長形板體且與所述腹板同向延伸使所述承重銷的橫截面呈“工”字形；承重銷至少一端與組合梁中的工字鋼相連，而另一端穿過鋼管混凝土柱的鋼管圓心后固定。本發明能夠提高節點的抗剪及抗彎承載力、增加節點的強度和剛度，可有效改善節點的延性、增強結構的抗震能力，而且提高了建筑空間的利用性。
文檔編號E04B1/58GK103061417SQ20121059256
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月29日 優先權日2012年12月29日
發明者徐其功, 王志嶺, 曹大燕, 鄧建強 申請人:廣東省建科建筑設計院, 廣東省建筑科學研究院