[发明专利]一种插入式梁支撑节点

说明书

技术领域

本发明涉及一种插入式梁支撑节点，主要应用于建筑结构中的多层及高层建筑的钢管混凝土组合柱。

背景技术

随着经济全球化，城市化水平的提高，城市人口密集度逐渐增大，使得大量高层不断涌现。这就迫切需要新的技术支持高层及多层建筑的设计与建设。

钢管混凝土利用钢管和混凝土两种材料在受力过程中的相互作用，即钢管对混凝土的约束作用使混凝土处于复杂应力状态，从而使混凝土的强度得以提高，塑性和韧性大为提高。同时，在钢管内部填充混凝土后，由于混凝土的支撑作用，可以避免或延缓钢管壁的屈曲。两种材料的结合弥补了各自的缺点，使得材料性能充分发挥。

随着社会的发展和生活水平的提高，人们对住宅的使用面积和美观性要求越来越高。传统的圆形或方形截面钢管混凝土柱，通常不能完全被墙体包围，柱脚很大一部分突出房间内部，占用一定的室内空间，使得家具摆设和房间布置受到一定限制。采用矩形截面钢管混凝土组合柱，可做到与墙同宽，解决了柱突出棱角的问题。

研究表明，一般形式的矩形钢管混凝土组合柱，钢管对核心混凝土的约束仅限于角点，在周边较弱，承载力相对较低。端柱为矩形钢管的多腔钢管混凝土组合柱在边缘设置约束构件以提高其承载力和耗能能力，横向设置加劲拉结措施，将柱身分隔为若干腔室，使钢板对混凝土的约束作用加强，同时减小钢板的宽厚比，防止或延缓钢板的局部屈曲。

发明内容

本发明的目的是提供一种施工简单、造价低廉的插入式梁支撑节点，解决传统柱室内突出棱角的问题，提高多腔体钢管混凝土组合柱的承载力及延性。延缓或避免由于钢管壁板局部屈曲导致的构件刚度承载力和延性的降低，充分发挥材料的性能。整体结构满足“强柱弱梁，强节点弱构件”的设计原则，节点具备多道抗震设防线，具备必要的强度、良好的变形能力和耗能能力。

为了实现上述目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种插入式梁支撑节点，包括H型钢组合梁，及设置在H型钢组合梁翼缘两侧的侧板，在两侧板之间、H型钢组合梁上翼缘端面上设有加劲板，加劲板两侧的侧板之间对称设有一个预设加强侧板的支撑方管，构成插入式梁支撑节点。

进一步，所述H型钢组合梁包括H型钢，以及在H型钢翼缘两侧设置的两对加劲肋，两对加劲肋与H型钢上下翼缘齐平，两对加劲肋设置在与H型钢翼缘相连接的两侧板边沿处。

进一步，所述预设加强侧板的支撑方管包括支撑方管，以及设在支撑方管端部左右两侧的加强侧板，左右加强侧板为上部一侧切去直角的矩形板，切去部分斜边与支撑方管一个侧边贴合，相对切去直角部分的对角的底边水平设置。

进一步，所述支撑方管与H型钢组合梁之间夹角为30°-60°。

进一步，所述加强侧板的宽度大于支撑方管的宽度。

本发明插入式梁支撑节点能够在支撑插入式装配的多腔钢管混凝土组合柱支撑框架体系中应用。

本发明可以取得如下有益效果：

1)H型钢组合梁与插入式组合支撑与多腔钢管混凝土组合柱同宽，避免室内柱突出棱角，可增大房间使用面积与美观性。

2)在H型钢组合梁上通过两侧板夹持两个预设加强侧板的支撑方管，将水平梁(H型钢)和斜梁(支撑方管)牢固连接，作为整个钢管混凝土柱的边缘约束构件，可提高其承载力及耗能能力。

3)在支撑方管上焊接预设加强侧板，再整体插入至H型钢组合梁上，提高了构件的承载力及延性。该结构在支撑插入式装配的多腔钢管混凝土组合柱支撑框架体系中应用，现场施工方便，不损伤多腔钢管混凝土组合柱，省材省力。

4)由于本发明应用于多腔钢管混凝土组合柱上，钢管对混凝土有较强的约束作用，柱身整体的承载力以及延性均比较好，实现了强柱弱梁的设计要求。

5)整体结构满足“强柱弱梁，强节点弱构件”的设计原则，节点具备多道抗震设防线，避免因部分构件破坏而导致整体体系破坏，同时也具备必要的强度、良好的变形能力和耗能能力。

附图说明

图1是本发明插入式梁支撑节点结构示意图；

图2(a)-(c)是H型钢组合梁结构示意图；

图3(a)-(b)是预设加强侧板的支撑方管结构示意图；

图4(a)-(b)是H型钢组合梁与插入支撑方管组合梁支撑节点结构示意图；

图5是本发明应用在支撑插入式装配的多腔钢管混凝土组合柱支撑框架体系示意图。

图6是(a)-(c)为梁屈服破坏过程示意图；

图7是节点的滞回曲线示意图。