[发明专利]方钢管混凝土柱与工字钢梁的套管式节点及其加工方法

说明书

技术领域

 本发明提供一种方钢管混凝土柱与工字钢梁的套管式节点及其加工方法，属于建筑结构工程领域。

背景技术

在采用钢管混凝土柱与工字钢梁的结构中，节点常用外加强环型，其优点是传力路径简洁明确、节点刚度大、承载力高、抗震性能好，在适当的截面设计下能较好地实现“强柱、弱梁、节点更强”的原则；其缺点是节点的外加强环突出柱肢，妨碍室内空间、且不便于外墙板的安装，不能满足住宅建筑的需要。

发明内容

发明目的

本发明提供一种方钢管混凝土柱与工字钢梁的套管式节点及其加工方法，其目的在于解决目前普通外加强环型节点尺寸大、妨碍室内空间、不便外墙板安装等方面存在的问题。

技术方案

一种方钢管混凝土柱与工字钢梁的套管式节点，其特征在于：主要由柱肢、柱壁套管、骨形梁端、翼缘侧板和工字钢梁构成；在柱肢的外壁设有柱壁套管，钢管混凝土柱通过设置在其外部的骨形梁端连接工字钢梁，翼缘侧板辅助连接骨形梁端与柱壁套管。

柱肢与柱壁套管通过焊缝连接，柱壁套管与骨形梁端及翼缘侧板通过焊缝连接，骨形梁端与工字钢梁之间为翼缘焊接和腹板螺栓连接的栓焊连接。

柱肢与柱壁套管通过上中下三道焊缝连接。

一种如上所述方钢管混凝土柱与工字钢梁的套管式节点的加工方法，其特征在于：该加工方法步骤如下：

（1）计算柱壁套管尺寸，确定套管的厚度、长度和焊缝尺寸；

（2）计算骨形梁端尺寸，确定骨形的半径、弦高和弦长；确定翼缘侧板的尺寸；

（3）套管两端加工成内倒角与柱壁形成单边V型坡口焊接，套管中部根据计算加工若干段椭圆槽与柱壁形成槽焊缝，完成柱壁套管、骨形梁端、翼缘侧板的焊接；

（4）现场按位置放好后焊接柱肢与柱壁套管，其他按正常施工步骤完成骨形梁端与工字钢梁连接、混凝土浇注。

优点及效果

本发明的优点和有益效果如下：

本发明节点构造简单，可实现工厂预制、改善劳动环境、提高生产质量；传力路径简洁明确、节点刚度大、承载力高、滞回曲线饱满、耗能能力大、延性好，能满足节点的抗震设计要求；节点不带加强环，方便室内空间利用和外墙板安装。

附图说明

图1为边节点结构立面图；

图2为边节点结构侧面图；

图3为中间节点结构立面图；

图4为中间节点结构侧面图。

附图标记说明：

1、柱肢，2、柱壁套管，3、骨形梁端，4、翼缘侧板，5、工字钢梁。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

如图1—图4中所示，本发明提供一种方钢管混凝土柱与工字钢梁的套管式节点，主要由柱肢1、柱壁套管2、骨形梁端3、翼缘侧板4和工字钢梁5构成；在钢管混凝土柱柱肢1的外壁设有柱壁套管2，钢管混凝土柱通过所述的骨形梁端3连接工字钢梁5，翼缘侧板4辅助连接骨形梁端3与柱壁套管2。

柱肢1与柱壁套管2通过焊缝连接，柱壁套管2与骨形梁端3及翼缘侧板4通过焊缝连接。

柱肢1与柱壁套管2可以通过上中下三道焊缝连接，以承担梁的剪力和弯矩。

骨形梁端3与工字钢梁5之间为翼缘焊接和腹板螺栓连接的栓焊连接。

本发明的这种节点构造简单，可工厂预制、改善劳动环境、提高生产质量；分析表明，承载能力高，滞回曲线饱满且几乎完全呈纺锤形，耗能能力大，节点延性好，能满足节点的抗震设计要求，可用于多层或小高层住宅建筑中。

本节点结构的加工方法是：①计算柱壁套管尺寸，确定套管的厚度、长度和焊缝尺寸。套管的壁厚建议取                                               ，其中t_c、t_f分别为柱管壁厚和工字钢梁翼缘厚；套管的高度建议取，其中h_b、D分别为工字钢梁截面高度和钢管混凝土柱的柱宽，h_D为套管超出梁面高度。套管两端加工成内倒角与柱壁形成单边V型坡口焊接，套管中部可根据承载力计算加工若干段椭圆槽与柱壁形成槽焊缝。套管可加强和保护柱在节点区不被先拉坏，改善柱壁板受拉引起的出平面屈曲，通过套管可有效承受梁翼缘拉力，较大地改善滞回性能，提高耗能能力。②计算骨形梁端尺寸，确定骨形的半径、弦高和弦长。梁端骨形连接处的参数及尺寸取值如下:，，，。节点采用削弱梁端的骨形连接，优点在于发生大震时，人为地引导塑性铰发生在梁端削弱处，避开焊缝连接处应力过大而破坏；提高了节点的延性，塑性铰出现后仍有稳定的弹塑性性能和良好的耗能能力。③在工厂完成柱壁套管、骨形梁端、翼缘侧板的焊接。梁端翼缘的侧板，可避免应力集中、确保梁翼缘的轴向应力均匀传到柱侧板上。④现场按位置放好后焊接柱肢与柱壁套管，其他按正常施工步骤完成骨形梁端与工字钢梁连接、混凝土浇注。