[发明专利]冷弯多腔钢管混凝土异形柱与U型组合梁的刚性连接节点

说明书

本发明提供冷弯多腔钢管混凝土异形柱与U型组合梁的刚性连接节点，其加工方法采用冷弯、焊接方式将薄壁钢板加工成核心柱钢管，再以其为中心，将其侧面作为柱肢连接面，焊接冷弯成型的U形构件，在端柱钢管上焊接翼缘连接板以及若干套筒，以上的预制构件完成后运至现场焊接负弯矩纵筋，然后与冷弯U型钢梁连接在一起，之后在这些钢管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U型钢梁的刚性连接节点。本发明的U型钢梁还可作为模板，其混凝土的浇筑无需另行支模，其工厂预制工序可减少现场施工时间，并且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。其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及其框架节点能够显著改善异形柱框架结构体系的抗震性能。

但异形钢管混凝土柱及其框架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，同时柱及节点钢板的局部屈曲不仅降低其自身承载力，而且降低对柱及节点混凝土的约束效应，从而对异形钢管混凝土框架结构整体的承载力和延性产生不利影响。因此异形钢管混凝土柱的发展和应用，需要从控制用钢量和提高材料利用效率两方面入手，发挥其力学性能良好、施工方便、经济合理的优势。

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，冷弯多腔钢管混凝土异形柱与U型组合梁的刚性连接节点，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；