[发明专利]钢管混凝土柱‑钢梁外隔板式节点结构及其施工方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑施工技术领域，尤其是涉及一种钢管混凝土柱-钢梁外隔板式节点结构及其施工方法。

背景技术

随着经济社会的迅速发展，大、中城市土地资源不断减少，中、低层建筑已经不再满足城市的功能要求以及人们日剧增长的生活需求。因此，高层、超高层建筑在我国大、中城市中不断兴建。我国绝大部分大、中城市都位于抗震设防区，因此如何提高高层、超高层建筑的抗震性能，成为一个建造工程领域的热点论题。在框架结构中，柱、梁连接节点(也称为梁柱节点)是保证梁与柱协同工作并形成结构整体的关键部件，它的受力性能直接影响结构体系的刚度、稳定性和承载能力，梁柱节点核心区为立柱和横梁的相交区域。在地震作用下，节点受到水平、竖向剪力和弯矩的共同作用，受力相当复杂，且节点破坏后果非常严重，甚至直接导致整个建筑倒塌。

钢-混组合结构具有强度高、自重轻、抗震性能好等一系列优点，现已广泛用于高层、超高层建筑中。钢管混凝土柱-钢梁节点是高层组合结构中常见的节点形式。当前，典型的钢管混凝土柱与钢梁的连接节点形式有内隔板式节点、隔板贯通式节点和外隔板式节点。其中，内隔板式节点需要内部施焊，焊接困难，焊接质量不易保证，而且隔板的存在也影响节点区混凝土的浇筑质量，因此，其抗震性能往往得不到保证。隔板贯通式节点的柱钢管需在节点处断开，其节点域构造复杂，且由于贯穿隔板的存在而影响节点区域混凝土浇筑质量的问题仍未得到解决。外隔板式节点区域构造简单，混凝土浇筑方便，但是节点柱角附近的钢管和隔板处应力集中现象严重，抗震性能也难以令人满意。

因此，需要一种兼有钢构件连接方便、混凝土浇筑质量容易得到保证、且抗震性能良好等优点的钢管混凝土柱-钢梁节点结构。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种钢管混凝土柱-钢梁外隔板式节点结构，其构造简单、设计合理且施工简便、使用效果好，传力明确，能有效缓解钢管混凝土柱-钢梁节点存在的应力集中和变形集中问题，抗震性能优良。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种钢管混凝土柱-钢梁外隔板式节点结构，其特征在于：包括钢管混凝土柱、位于所述钢管混凝土柱外侧的钢梁和连接于所述钢管混凝土柱与钢梁之间的梁柱连接构造，所述钢管混凝土柱与钢梁呈垂直布设；

所述钢管混凝土柱包括矩形钢管柱、四组分别布设在矩形钢管柱的四个内侧壁上的开孔纵肋和填充于矩形钢管柱内的核心混凝土结构，四组所述开孔纵肋均浇筑于核心混凝土结构内，四组所述开孔纵肋中所有开孔纵肋的结构和尺寸均相同；每组所述开孔纵肋均包括一个或多个平行布设的开孔纵肋，所述开孔纵肋沿矩形钢管柱的长度方向进行布设；所述开孔纵肋为长条形钢肋板，所述长条形钢肋板与其所布设矩形钢管柱的内侧壁呈垂直布设，所述长条形钢肋板的外侧壁焊接固定在矩形钢管柱的内侧壁上，所述长条形钢肋板的中部由上至下开有多个通孔，多个所述通孔布设在同一直线上；所述矩形钢管柱、开孔纵肋和核心混凝土结构的长度均相同，所述核心混凝土结构的顶端和四组所述开孔纵肋的顶端均与矩形钢管柱的顶端相平齐，且核心混凝土结构的底端和四组所述开孔纵肋的底端均与矩形钢管柱的底端相平齐；

所述梁柱连接构造包括上部外隔板和位于所述上部外隔板正下方的下部外隔板，所述上部外隔板与所述下部外隔板均套装在矩形钢管柱外侧，所述上部外隔板与所述下部外隔板呈平行布设且二者均与矩形钢管柱呈垂直布设；所述上部外隔板与所述下部外隔板均为钢板且二者均焊接固定在矩形钢管柱上，所述上部外隔板与所述下部外隔板的中部均开有供矩形钢管柱穿过的钢管柱安装孔；

所述钢梁的上部外端与所述上部外隔板紧固连接，且钢梁的下部外端与所述下部外隔板紧固连接。

上述钢管混凝土柱-钢梁外隔板式节点结构，其特征是：所述钢梁位于矩形钢管柱的中部外侧，所述矩形钢管柱的长度为钢梁的梁体高度的1.5倍～2.5倍；

所述钢梁的数量为N个，其中N为正整数且N＝1、2、3或4；N个所述钢梁分别布设在矩形钢管柱的N个侧壁外侧，每个所述钢梁均与其所布设矩形钢管柱的侧壁呈垂直布设。

上述钢管混凝土柱-钢梁外隔板式节点结构，其特征是：所述开孔纵肋的厚度不大于矩形钢管柱的壁厚，且矩形钢管柱的壁厚越大，所述开孔纵肋的厚度越大；多个所述通孔由上至下呈均匀布设，且多个所述通孔的结构和尺寸均相同；所述通孔为圆形、椭圆形、圆端形、方形或槽形。