[发明专利]一种钢管-钢筋混凝土叠合框架结构体系

说明书

技术领域

本发明属于土木工程中的结构工程领域，特别涉及一种钢管-钢筋混凝土叠合框架结构体系。

背景技术

近年来，随着我国经济的快速发展和建筑结构技术的不断提高，各地对高层、超高层建筑和标志性建筑的需求不断增加，使得巨型结构的建设有了前所未有的发展。目前，巨型结构采用的主要类型包括，钢筋混凝土结构、纯钢结构和钢-混凝土组合结构。其中，钢管混凝土、钢骨混凝土等组合结构，由于能充分发挥钢、混凝土两种材料各自的优势，具有强度高、刚度大、性能优越、经济效益好等优势，在巨型结构中得到越来越广泛的应用。巨型结构作为重要大型建筑，其在各类灾害中的安全是人们生命财产的保障。由于巨型结构质量大，在地震中承受的作用力也相对较大；同时，巨型结构多为高层、超高层，消防难度大，对耐火性能提出了更高的要求。采用更合理的结构体系，提高巨型结构的抗灾性能，成为现代建筑发展的新需求。因此，迫切需要一种传力明确、整体性能好、能满足各项建筑功能，同时具有良好抗震和耐火性能的结构体系，来适应巨型结构发展的要求。

一种钢管-钢筋混凝土叠合框架结构体系，其梁、柱均采用中空钢管外包钢筋混凝土形成的叠合构件。柱的内中空钢管可以是圆形或矩形截面；梁的内中空钢管采用方形截面。中空截面减少了混凝土的填充，有效减轻了结构自重；同时，外包混凝土对钢管提供了相对良好的防火和防腐保护。因此，该类结构具有截面开展、刚度大、自重轻、抗震优越、耐火和耐腐蚀性能好等优点，适用于大型高层、超高层结构等巨型结构的主体结构体系。利用钢管-钢筋混凝土叠合框架结构体系，是改善巨型结构自重大、抗震性能差、耐火性能差的有效途径。

发明内容

本发明的目的在于解决背景技术中所述的巨型结构自重大、抗震性能差、耐火性能差的问题，提供一种截面开展、刚度大、自重轻、抗震优越、耐火和耐腐蚀性能好的钢管-钢筋混凝土叠合框架结构体系。中空钢管-外包钢筋混凝土截面开展，两种材料间存在组合作用，在压荷载和弯荷载作用下的承载力高、刚度大。钢管内部不填充混凝土，在对整体刚度影响较小的前提下，有效地减小了结构的自重，从而降低了结构在地震中受到的作用力。比热容大、升温慢的外包混凝土在火灾中可以对内部的钢管和钢筋提供较好的保护作用，大大改善了结构的耐火性能。同时，由于混凝土对钢管的保护，结构的耐久性能也相对较好。因此，这种钢管-钢筋混凝土叠合框架结构体系力学性能好，抗震、耐火性能优越，适用于在大型高层、超高层巨型结构中应用。

本发明的特征在于，是包括框架结构、框架-剪力墙结构和悬挂结构在内的任意一个结构形式中的梁柱体系，包括框架柱2、框架梁3和作为梁、柱连接节点的节点4，其中：

框架柱2，是一种内中空钢管-外包钢筋混凝土的框架柱，内部采用柱中空钢管201，在所述柱中空钢管201外包有柱混凝土202，在所述柱混凝土202的每个角沿纵向至少布置一根柱纵筋203，在所述柱混凝土202内自上到下箍有多圈柱箍筋204，

框架梁3，是一种内中空钢管-外包钢筋混凝土的框架梁，内部采用梁中空钢管301，在所述梁中空钢管301外包有梁混凝土302，在所述梁混凝土302的每个角沿横向至少布置一根梁纵筋303，在所述梁混凝土302内从左到右箍有多圈梁箍筋304，

节点4，框架柱2内的柱中空钢管201和框架梁3内的梁中空钢管301的连接区域设有外加强环板401，所述框架柱2的柱中空钢管201贯通，把所述梁中空钢管301通过所述外加强环板401焊接在所述柱中空钢管201上，所述柱纵筋203上下贯通布置，所述柱箍筋204在节点区的圈数加密，所述梁纵筋303绕过所述柱中空钢管201，所述梁箍筋304在节点区的圈数加密。

在外加强环板401上有加劲肋。

在梁纵筋303无法绕过框架柱2的柱中空钢管201时，是直接用钢筋连接器焊接在所述柱中空钢管201上的。

所述框架柱2内的柱中空钢管201的横截面是圆形或矩形。

所述框架梁3内的梁中空钢管301的横截面是矩形。

所述框架柱2内的柱中空钢管201和框架梁3内的梁中空钢管301的材料是普通钢材或高强钢材。

所述框架柱2内的柱混凝土202和框架梁3内的梁混凝土302的材料是普通混凝土或高强混凝土。

所述外加强环板401向框架柱2内的柱中空钢管201内径向延伸，形成内加强环板。

本发明的有益效果为：