[发明专利]钢管混凝土柱和钢梁之间灌浆连接节点及连接方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢管混凝土柱和钢梁之间灌浆连接节点及连接方法，尤其涉及一种应用在结构工程技术领域中、特别适用于装配式结构的钢管混凝土柱和钢梁之间的灌浆连接节点。

背景技术

钢管混凝土是在钢管内部浇筑混凝土形成一种组合结构。内部核心混凝土受到外部钢管的约束作用，其抗压性能显著提高；外部钢管受到内部混凝土的侧向支撑，局部稳定性能显著改善。与钢结构和钢筋混凝土结构相比，钢管混凝土结构具有承载力高、塑形和抗震性能优越、节省材料和施工简便等优点，近年来应用广泛。钢管混凝土柱和钢梁组成的构架是建筑结构中一种典型的承重结构体系。梁柱节点是保证钢管混凝土柱和钢梁协同工作、形成结构整体的关键部件。梁端轴力和弯矩都是由梁的翼缘以轴力的方式经连接件传递给柱。为避免钢管局部被拉坏或者降低对核心混凝土的约束作用，通常在与梁受拉翼缘对应部位设置加劲肋。加劲肋的主要形式有外加强环、内加强环、环板贯通、十字板等，但这些加劲肋加工制作比较繁琐和困难，除外加强环以外均需在钢管内部焊接。梁腹板与焊接在钢管混凝土柱侧的连接板栓接，梁翼缘与加强板或钢管壁焊接。近年来，我国推广住宅产业的装配化，已有学者建议采用穿心螺栓或者引进国外的单边螺栓进行钢管混凝土柱和钢梁的现场连接。然而已有试验表明采用穿心螺栓连接的钢管混凝土柱和钢梁节点的抗弯承载力较大，但转动刚度不符合刚性节点的要求。采用单边螺栓的节点制作安装比较简单，但因为钢管柱管壁与梁翼缘对应位置没有设置加劲措施，柱管壁在受拉螺栓附近存在局部受拉，节点的抗弯承载力和转动刚度均不符合刚性节点的要求。

发明内容

本发明目的在于提供一种连接整体性好，防止连接部位钢管壁局部传力，连接抗弯承载力和刚度大，施工简单，便于现场装配的钢管混凝土柱和钢梁之间灌浆连接节点及连接方法。

为了解决上述技术问题，本发明的一种技术方案是，一种钢管混凝土柱和钢梁之间灌浆连接节点，包括钢管混凝土柱、H型钢梁，所述钢管混凝土柱上套设有钢套管，钢套管与钢管混凝土柱同心且位于钢管混凝土柱外部，H型钢梁与钢套管相连接，钢套管与钢管混凝土柱之间设置有高强度灌浆层，钢套管内侧面及钢管混凝土柱外侧面均设置有环形抗剪键。

进一步的，H型钢梁的翼缘及腹板均与钢套管焊接。

进一步的，环形抗剪键与钢套管或钢管混凝土柱焊接。

进一步的，位于钢套管上的环形抗剪键设置在位于钢管混凝土柱上的环形抗剪键的上方，钢套管上的环形抗剪键与钢管混凝土柱上的环形抗剪键的连线与水平面构成的夹角不小于45度。

一种钢管混凝土柱和钢梁的连接方法，包括以下步骤：

（1）在钢管混凝土柱外侧面及钢套管内侧面焊接环形抗剪键，并保证安装完成后钢套管上的环形抗剪键与钢管混凝土柱上的环形抗剪键的连线与水平面构成的夹角不小于45度；

（2）将H型钢梁的翼缘及腹板与钢套管焊接制成一体；

（3）将钢套管套设在钢管混凝土柱上；

（4）在钢套管与钢管混凝土柱之间浇筑高强度灌浆料，将钢套管与钢管混凝柱连成一体。

进一步的，在步骤（1）中，环形抗剪键为圆钢或钢板制成。

进一步的，在步骤（1）中，位于钢套管上的环形抗剪键位于位于钢管混凝土柱上的环形抗剪键的上方。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：施工方便简单，可实现钢管混凝土结构的装配化施工；制作简单，无需在钢管内部或者外部设置加劲肋，也无需在钢管上钻孔；连接部位得到加强，节点整体性强，其承载性能和刚度均较好；避免了因钢管混凝土柱管壁局部受拉对其承载性能的影响，尤其适用于薄壁钢管混凝土柱与钢梁的连接。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的剖面图。

图中：

1-钢管混凝土柱；2-H型钢梁；3-钢套管；4-高强度灌浆层；5-环形抗剪键。

具体实施方式

如图1-2所示，一种钢管混凝土柱和钢梁之间灌浆连接节点，包括钢管混凝土柱1、H型钢梁2，所述钢管混凝土柱1上套设有钢套管3，钢套管3与钢管混凝土柱1同心且位于钢管混凝土柱1外部，H型钢梁2与钢套管3相连接，钢套管3与钢管混凝土柱1之间设置有高强度灌浆层4，钢套管3内侧面及钢管混凝土柱1外侧面均设置有环形抗剪键5。

在本实施例中，H型钢梁2的翼缘及腹板均与钢套管3焊接。