49] 圖中：1_鋼管，2-U形鋼，3-貫通隔板，4-負彎矩鋼筋，5-套筒，6-水平加勁板， 7_連接板，8-高強螺栓，9-抗剪連接件，10-焊縫，11-圓弧倒角，12-澆筑孔，13-透氣孔， 14-鋼管混凝土柱，15-組合梁。
【具體實施方式】
[0050] 為能清楚說明本方案的技術特點，下面通過【具體實施方式】，并結合其附圖，對本方 案進行闡述。
[0051] 切肢：是指按要求將U形鋼的底板切去一部分。
[0052] 組合梁：是指外包U形鋼混凝土組合梁的簡稱。
[0053] 高強螺栓：是指高強度的螺栓，屬于一種標準件。一般情況下，高強螺栓可承受的 載荷比同規格的普通螺栓要大。
[0054] 一種鋼管混凝土柱與外包U形鋼混凝土組合梁連接節點，如圖所示，它包括貫通 隔板3和水平加勁板6,所述貫通隔板3和水平加勁板6上分別設置有澆筑孔12和透氣孔 13,保證鋼管1內混凝土澆筑的順利進行。所述貫通隔板3中沿組合梁15長度方向的相對 兩端分別與切肢后的U形鋼2底板通過對接焊縫連接，以保證焊縫10不易開裂，提高連接 強度和抗震性能。所述U形鋼2底板的切肢長度為：沿組合梁15的長度方向，貫通隔板3 的一端伸出鋼管1外壁的長度，以保證貫通隔板3與U形鋼2底板能夠準確的實現對接焊。 所述貫通隔板3的上下兩端面分別與上下兩鋼管1焊接，上下兩鋼管1與貫通隔板3的上 下兩端面的焊接為帶剖口的對接焊縫連接，以保證焊縫不易開裂，提高連接強度。
[0055] 為了減輕U形鋼2底板與貫通隔板3連接處的應力水平，貫通隔板3在隔板變截 面處設置圓弧倒角11，所述圓弧倒角11的半徑大于或等于35mm。所述貫通隔板3和U形 鋼2底板的對接焊縫10與圓弧倒角11的圓弧端點之間的距離L大于或等于20mm，以使焊 縫10遠離貫通隔板3的變截面處，減少應力集中對焊縫10的影響。
[0056] 所述鋼管1中沿組合梁15長度方向的相對兩端分別對應設置有可與負彎矩鋼筋 4端部活動連接的套筒5,優選套筒5與負彎矩鋼筋4端部的活動連接為螺紋連接，所述套 筒5與鋼管1的外壁焊接，優選套筒5與鋼管1外壁采用的焊接方式為部分焊透與角接組 合焊縫連接。所述套筒5的中心線與負彎矩鋼筋4的中心線重合，套筒5與負彎矩鋼筋4 的端部螺紋連接，負彎矩鋼筋4的端部進行車絲處理后直接擰入套筒5內，即與套筒5連接 的負彎矩鋼筋4在節點處斷開，這種結構形式可以降低因在鋼管1側壁上開孔造成對鋼管 1承載力的削弱，同時又可以減少焊接工作量、便于施工與實現裝配化。
[0057] 所述水平加勁板6位于鋼管1內腔與套筒5位置對應處，且水平加勁板6的周邊 與鋼管1內壁焊接固定，通過水平加勁板6可以實現荷載的有效傳遞。
[0058] 為了減少現場焊接工作量，所述U形鋼2的兩側板通過高強螺栓8連接有連接板 7,所述連接板7通過焊接方式與鋼管混凝土柱14中的鋼管1外壁連接，優選連接板7與鋼 管混凝土柱14中的鋼管1外壁的焊接方式為角焊，該焊接工作在工廠內完成。
[0059] 所述鋼管1的橫截面為矩形、圓形或多邊形，該節點的適用范圍比較廣。
[0060] 下面通過具體實驗來說明本發明的有益效果。
[0061] -、試件說明
[0062] 表1試驗試件尺寸
[0065] 注：表中試件尺寸單位均為mm
[0066] 表中的試件A-1為本發明中的隔板貫通鋼筋套筒式節點；試件B-1為隔板貫通鋼 筋截斷式節點，其與本發明的區別為負彎矩鋼筋在節點區斷開；試件C-1為隔板貫通部分 鋼筋貫穿式節點，其與本發明的區別為一部分鋼筋在節點區斷開，一部分鋼筋貫穿節點區。 與試件A-1相比，試件B-1、C-1除了鋼筋的連接方式不同之外，U形鋼側板與鋼管壁的連接 方式也不相同，即試件A-1與鋼管壁通過連接板采用高強螺栓連接，而試件B-1、C-1與鋼管 壁直接采用角焊縫連接。
[0067] 二、試驗條件和方法
[0068] 試驗采用在鋼管1頂部施加豎向荷載，組合梁15端施加低周反復荷載的方式測試 節點的抗震性能。試驗時，將節點試件安裝在反力架內，鋼管1的下端放于與地面相連的球 鉸支座，該支座約束鋼管1底部的水平、豎向移動及平面外轉動，允許鋼管1底部在試件平 面內自由轉動。為了避免鋼管底部與支座偏心引起節點的附加彎矩，安裝試件時，盡量使鋼 管1截面形心與球鉸支座中心對齊。加載過程中，為了防止鋼管1發生側向偏移，在鋼管1 的頂部設置水平支撐，同時為了不約束鋼管1頂部的轉動，在支撐與鋼管1壁連接處設置線 鉸，即在左右支撐前端的角鋼背面焊接圓鋼，并設置長圓孔用緊固螺栓連接兩支撐。鋼管1 頂部豎向荷載由支承于加載短柱上的200噸油壓千斤頂提供，組合梁15端低周反復荷載由 兩個支承于反力架橫梁上的50噸MTS作動器施加，作動器的行程為± 350mm。
[0069] 三、三種試件的試驗數據對比
[0070] 通過對三種不同構造的節點進行低周反復荷載作用下的抗震性能試驗研宄，完整 記錄節點在彈性、屈服、強化和破壞階段的P-△滯回曲線、骨架曲線等試驗數據，考察各類 節點的承載力、延性、耗能能力等抗震性能指標，對比分析不同構造節點的抗震性能。
[0071] 1、荷載（P)_位移（A)滯回曲線：
[0072] 由三種節點試件的滯回曲線可以看出，試件A-1的滯回曲線最為飽滿，節點破壞 時的位移較大，表現出了較好的延性和耗能能力；而試件B-1由于部分鋼筋與外環板的連 接焊縫開裂，試件C-1由于貫穿鋼筋發生滑移、兩節點的變形發展都不充分，節點達到極限 荷載時位移較小。
[0073] 2、荷載（P)_位移（A)骨架曲線：
[0074] 由各節點試件骨架曲線確定的特征荷載和特征位移如表2所示，表中的正荷載值 表示梁承受正彎矩，負值表示梁承受負彎矩。
[0075] 表2各節點的特征荷載和特征位移
[0077] 由圖11、圖12、圖13和表2可以看出，試件A-1的承載能力明顯高于試件B-1、C_1。
[0078] 3、延性和耗能能力：
[0079] 表3試件的延性與耗能
[0081] 試件A-1的延性系數y、能量耗散系數E、等效粘滯阻尼系數he明顯大于試件B-1、 C-1，由此可見，試件A-1的延性和耗能能力明顯優于試件B-l、C-1，具有較好的抗震性能。
[0082] 本發明中未經描述的技術特征可以通過現有技術實現，在此不再贅述。本發明并 不僅限于上述【具體實施方式】，本領域普通技術人員在本發明的實質范圍內做出的變化、改 型、添加或替換，也應屬于本發明的保護范圍。
【主權項】
1. 一種鋼管混凝土柱與外包U形鋼混凝土組合梁連接節點，其特征在于：它包括貫通 隔板和水平加勁板，所述貫通隔板和水平加勁板上分別設置有澆筑孔和透氣孔，所述貫通 隔板中沿組合梁長度方向的相對兩端分別與切肢后的U形鋼底板通過對接焊縫連接，所述 貫通隔板的上下兩端面分別與上下兩鋼管焊接；所述鋼管中沿組合梁長度方向的相對兩端 分別對應設置有可與負彎矩鋼筋端部活動連接的套筒，所述套筒與鋼管的外壁焊接，所述 水平加勁板位于鋼管內腔與套筒位置對應處并與鋼管內壁焊接固定。2. 根據權利要求1所述的鋼管混凝土柱與外包U形鋼混凝土組合梁連接節點，其特征 在于：所述套筒的中心線與負彎矩鋼筋的中心線重合。3. 根據權利要求1或2所述的鋼管混凝土柱與外包U形鋼混凝土組合梁連接節點，其 特征在于：所述套筒與負彎矩鋼筋端部的活動連接為螺紋連接。4. 根據權利要求3所述的鋼管混凝土柱與外包U形鋼混凝土組合梁連接節點，其特征 在于：所述U形鋼的兩側板通過高強螺栓連接有連接板，所述連接板通過焊接方式與鋼管 混凝土柱中的鋼管外壁連接。5. 根據權利要求4所述的鋼管混凝土柱與外包U形鋼混凝土組合梁連接節點，其特征 在于：所述連接板與鋼管混凝土柱中的鋼管外壁的焊接方式為角焊。6. 根據權利要求4所述的鋼管混凝土柱與外包U形鋼混凝土組合梁連接節點，其特征 在于：所述U形鋼底板的切肢長度為：沿組合梁的長度方向，貫通隔板的一端伸出鋼管外壁 的長度。7. 根據權利要求6所述的鋼管混凝土柱與外包U形鋼混凝土組合梁連接節點，其特 征在于：所述貫通隔板在隔板變截面處設置圓弧倒角，所述圓弧倒角的半徑大于或等于 35mm〇8. 根據權利要求7所述的鋼管混凝土柱與外包U形鋼混凝土組合梁連接節點，其特征 在于：所述貫通隔板和U形鋼底板的對接焊縫與圓弧倒角的圓弧端點之間的距離L大于或 等于20_。9. 根據權利要求8所述的鋼管混凝土柱與外包U形鋼混凝土組合梁連接節點，其特征 在于：所述上下兩鋼管與貫通隔板的上下兩端面的焊接為帶剖口的對接焊縫連接，所述套 筒與鋼管外壁采用的焊接方式為部分焊透與角接組合焊縫連接。10. 根據權利要求9所述的鋼管混凝土柱與外包U形鋼混凝土組合梁連接節點，其特征 在于：所述鋼管的橫截面為矩形、圓形或多邊形。
【專利摘要】本發明提供了一種鋼管混凝土柱與外包U形鋼混凝土組合梁連接節點，為了避免鋼管壁產生層狀撕裂以及柱壁板的外表面變形，在組合梁底板處的鋼管內設置貫穿鋼管的貫通隔板，鋼管在貫通隔板處斷開，上下兩鋼管與貫通隔板的上下兩端面采用帶剖口的對接焊縫連接，U形鋼底板切肢后與貫通隔板采用對接焊縫連接，其焊縫不易開裂，連接強度高，抗震性能好。鋼管中沿組合梁長度方向的相對兩端分別對應設置有可與負彎矩鋼筋端部活動連接的套筒，套筒與鋼管的外壁焊接，這種結構形式可以降低因在鋼管側壁上開孔造成對鋼管承載力的削弱，同時又減少焊接工作量、便于施工與實現裝配化。為了有效傳遞荷載，在鋼管內腔與套筒位置對應處固定焊接有水平加勁板。
【IPC分類】E04B1/30, E04B1/58
【公開號】CN104912197
【申請號】CN201510329922
【發明人】林彥, 周學軍, 苗紀奎
【申請人】山東建筑大學
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年6月15日