[发明专利]一种预制中空型钢混凝土柱与钢梁的连接节点及施工方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑工程领域，具体涉及一种预制中空型钢混凝土柱与钢梁的连接节点及施工方法。

背景技术

型钢混凝土作为一种复合材料在工程中应用十分广泛，它巧妙的发挥了组成材料各自的优点，具有良好的技术经济效果。受混凝土固有受力特性的影响，型钢混凝土应用于轴心受压或偏心受压构件尤其能发挥其优点，而应用于受弯构件时，它的优越性有所削弱，钢梁仍然是受弯构件的最佳选择。为充分发挥材料的性能，建造更加合理、经济的建筑结构，出现了采用型钢混凝土柱与钢梁的混合结构。不论在什么样的结构中，各种构件间的连接节点是整个结构中至关重要的组成部分，节点的性能影响整个结构的变形和内力分布，节点的破坏会引起结构的解体从而带来灾难性后果。所以，对节点的研究在建筑结构领域始终占有重要的一席之地。

中空型钢混凝土柱以及与其类似的中空夹层钢管混凝土柱或钢管混凝土叠合柱是近年来才出现的新结构形式，这些组合柱的共同特点是都有通长的位于截面中心的型钢构件，现有的一些组合柱与钢梁的连接方式尚有不足。廖飞宇申请了名为《面板约束式钢管混凝土叠合柱-钢梁连接节点及施工方法》的发明专利(申请号201210138408.6)，该发明通过在梁与柱节点核心区设置约束面板提高节点延性，梁的翼缘直接与内钢管相连，保证内力可靠传递。钢梁翼缘与内钢管的连接难度较大，尤其是钢梁翼缘较宽时内钢管需穿过钢梁翼缘，实施难度很大。对于采用预制装配的结构，该发明所提供的梁与柱连接方式并不适用，且钢约束面板耗钢量大，节点延性提高效果有限。韩林海等申请了名为《采用单向紧固螺栓的中空夹层钢管混凝土柱-钢梁节点》的发明专利(申请号200910090795.9)，该发明通过螺栓和端板组件将钢梁与柱连接，要求在柱壁上预留螺栓孔，制作及安装的精度要求高。组合柱内钢管的空间大小有限，单向螺栓穿过内、外钢管十分困难，甚至不可能，这是该发明最大的不足。武雷申请的《一种钢节点预制装配钢筋混凝土框架结构》发明专利(申请号201010150967.X)提供了一种连接预制混凝土梁和预制混凝土柱的钢节点，该节点连接形式复杂、材料消耗量大，且构件材料在节点处的不连续易在受力中产生意想不到的结果。何文辉等申请了名为《中空钢管混凝土柱与钢梁的连接节点及其施工方法》的发明专利(申请号201010237437.9)，该发明采用端板和对拉螺栓将柱两侧相对的钢梁与柱连接，可以避免施工现场的焊接作业。该发明尚有如下不足：其一，由于柱两侧的钢梁用同一组螺栓连接，螺栓失效会引起结构的连续破坏；其二，受限于柱的截面尺寸，很难布置足够多的螺栓以保证梁端达到全截面塑性，不能充分利用钢梁的材料强度；其三，实际应用中相互垂直的两个方向上均需布置钢梁并保持梁顶标高相同，必将产生两个方向上螺栓的相互碰撞冲突。郭明等申请了名为《复合截面钢管混凝土柱与钢梁的梁柱节点结构》的实用新型专利(申请号201220230419.2)，该实用新型提出的节点同样存在螺栓不容易安装的问题，同时，钢梁使外钢管壁平面外受拉压，节点的刚度与强度无法保证。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种预制中空型钢混凝土柱与钢梁的连接节点及施工方法，该连接节点及施工方法可以有效的保证连接节点的刚度及强度，同时连接节点的结构简单，便于施工。

为达到上述目的，本发明所述预制中空型钢混凝土柱与钢梁的连接节点，包括预制中空型钢混凝土柱、连接件、H型钢梁及两个水平连接盘；

所述预制中空型钢混凝土柱包括混凝土、中心钢管、纵向分布在中心钢管周围的纵向钢筋、以及绑扎在纵向钢筋上的箍筋；中心钢管、纵向钢筋及箍筋均包裹于混凝土内，中心钢管及纵向钢筋穿过水平连接盘，箍筋穿过连接件；

所述H型钢梁包括钢梁腹板、以及设于钢梁腹板上下两端的钢梁翼缘，钢梁翼缘与对应水平连接盘的外壁焊接；

所述连接件的一端与中心钢管的外壁焊接，另一端与钢梁腹板连接。

所述水平连接盘上设有中心孔及纵向钢筋孔，水平连接盘的外侧设有与钢梁翼缘焊接的钢板箍，中心钢管穿过中心孔，纵向钢筋穿过纵向钢筋孔。

所述连接件设有连接件腹板、以及与连接件腹板一侧的端面相连接的连接件翼缘，连接件腹板另一侧的端面与中心钢管的外壁焊接，连接件腹板上设有箍筋孔，箍筋穿过箍筋孔。

所述H型钢梁还包括钢梁腹板连接板，钢梁腹板连接板的一端与连接件翼缘焊接，另一端与钢梁腹板相连接。

所述钢梁腹板连接板及钢梁腹板均开设有孔，钢梁腹板连接板上的孔与钢梁腹板上的孔通过螺栓相连接。