[发明专利]一种冷弯多腔钢管混凝土异形柱与H型钢梁的刚性节点

说明书

本发明提供一种冷弯多腔钢管混凝土异形柱与H型钢梁的刚性节点，其加工工艺采用冷弯、焊接方式将薄壁钢板加工成异形柱的核心柱钢管，再以其为中心，将其侧面作为柱肢连接面，依次焊接冷弯成型的U形构件，之后在端部的柱钢管上焊接翼缘连接板以及短钢梁，以上的预制构件完成后将整体运至现场，完成其与框架梁之间的拼接组装，然后在这些管体的空腔中填充混凝土制得一字型、L型、T型或十字形冷弯多腔钢管混凝土异形柱与H形钢梁的刚性节点。本发明从加工效率与提高经济性两方面入手，使得该节点力学性能良好，施工方便，经济合理，是一种应用前景比较好的组合结构节点形式。

技术领域

本发明属于建筑结构构件领域，特别涉及一种钢-混凝土组合结构梁柱节点。

背景技术

异形柱目前在住宅、公寓、宿舍等建筑中应用较多，异形柱与相邻墙体齐平，使得建筑室内空间规整，有利于家具摆放，提高室内空间利用效率。但目前普遍应用的异形钢筋混凝土柱其抗震设计较为严格，最大使用高度和柱轴压比等设计指标远低于普通矩形钢筋混凝土柱。而节点往往是异形柱框架的薄弱环节，是决定异形柱框架结构体系力学性能优劣的重要因素。采用异形钢管混凝土柱能够显著改善异形柱框架结构体系的抗震性能。

但传统的异形钢管混凝土柱-H形钢梁刚性节点相对较高的用钢量使其经济性能低于异形钢筋混凝土柱框架结构。传统的外环梁节点占用更大的建筑空间，而内环节点则由于占用异形柱内部空间影响到混凝土性能。因此若要发挥出钢管混凝土异形柱梁柱节点的优势，需从经济性、占用建筑面积以及节点性能三个方面着手。

发明内容

本发明的目的是解决异形钢管混凝土柱及框架节点中钢板局部屈曲的不利影响，并降低用钢量以提高经济性能。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种冷弯多腔钢管混凝土异形柱与H型钢梁的刚性节点，它的加工工艺包括如下步骤：

1)截取一块矩形薄壁钢板，采用冷弯的加工方式将其弯折成横截面为矩形的空心钢管；

2)在上述空心钢管侧壁的搭接处采用对接焊缝使空心钢管的侧壁闭合，从而得到核心柱钢管；

3)再截取若干块矩形薄壁钢板，采用冷弯的加工方式分别将其弯折成若干个U型构件；每个所述U型构件具有两块侧板和一块底板；两块所述侧板相互平行，且垂直于底板；两块侧板之间的距离等于核心柱钢管某一侧面的宽度；

4)在核心柱钢管的一个或多个侧面上拼接U型构件，其拼接方式有四种：

4.1)当拼接成一字型冷弯多腔钢管时，将一个U型构件拼接到核心柱钢管的某一侧面上；采用单面坡口焊缝将这个U型构件的两块侧板分别与所拼接侧面的两条侧棱焊接，从而U型构件与该侧面结合成柱肢矩形钢管；

4.2)当拼接成L型冷弯多腔钢管时，核心柱钢管的两个相邻侧面分别拼接一个U型构件；每个U型构件的两块侧板分别与所拼接侧面的两条侧棱连接，其中连接在同一侧棱上的两块侧板采用熔透焊缝进行焊接，其他侧板采用单面坡口焊缝进行焊接；从而使得每个U型构件与所拼接侧面结合成柱肢矩形钢管；

4.3)当拼接成T型冷弯多腔钢管时，核心柱钢管的三个侧面分别拼接一个U型构件；每个U型构件的两块侧板分别与所拼接侧面的两条侧棱连接，其中连接在同一侧棱上的两块侧板采用熔透焊缝进行焊接，其他侧板采用单面坡口焊缝进行焊接；从而使得每个U型构件与所拼接侧面结合成柱肢矩形钢管；

4.4)当拼接成十字型冷弯多腔钢管时，核心柱钢管的四个侧面分别拼接一个U型构件；每个U型构件的两块侧板分别与所拼接侧面的两条侧棱连接，其中每条侧棱上的两块侧板采用熔透焊缝进行焊接，从而使得每个U型构件与所拼接侧面结合成柱肢矩形钢管；

5)在柱肢矩形钢管背向核心柱钢管的侧面上拼接一个U型构件；采用单面坡口焊缝将这个U型构件的开口处的棱边与所拼接侧面的两条棱边焊接，从而使得这个U型构件与所拼接侧面结合成端柱钢管；