[发明专利]一种外包复材缠绕管双钢管混凝土节点及其制备方法

说明书

本发明涉及一种外包复材缠绕管双钢管混凝土节点，包括主构件、至少一个副构件，主构件的结构与副构件的结构相同，均包括从外向内依次设置的复材缠绕管层、外钢管层、混凝土层和内钢管层；混凝土层通过浇筑的形式设置在内钢管层和外钢管层之间；外钢管层和内钢管层之间设置有多个连接部件，连接部件将内钢管层和外钢管层固定连接形成双钢管节段；副构件的双钢管节段与主构件的双钢管节段外钢管外侧壁固定连接。本发明还涉及一种外包复材缠绕管双钢管混凝土节点的制备方法。本发明拼接方便，施工工艺简单，易于加工制造，属于建筑结构技术领域。

技术领域

本发明涉及一种建筑结构，具体涉及一种外包复材缠绕管双钢管混凝土节点，还涉及一种外包复材缠绕管双钢管混凝土节点的制备方法。

背景技术

复材-混凝土-钢双壁空心管构件是滕锦光教授提出的一种组合构件，由外部的复材缠绕管、内部的钢管及两者之间的夹层混凝土组成，具有耐腐蚀性能好、抗震能力强的优点。该组合构件中的复材管、钢管不仅作为构件的受力部件，还可用作浇筑夹层混凝土的模板，实现免模施工，简化施工流程、节约施工成本。

然而，如何实现不同复材-混凝土-钢双壁空心构件之间的可靠连接，是限制其大规模工程应用的重大技术难题。有学者提出了一种用于此类构件连接的节点及其建造方法，为解决该问题提供了一种可行的技术方案。该方法首先将主杆的复材管在需要与支杆连接的对应位置开孔，然后套入主杆的钢管。随后，需通过调整主杆钢管的位置，将主杆与支杆连接的部位移动到开孔处，再通过焊接等方式将支杆钢管与主杆钢管连接。重复此过程，直到所有支杆钢管均与主杆钢管连接。最后将各支杆的复材管套在各支杆的钢管外侧，在需要的区域(如钢管连接段)补充浇筑混凝土，完成节点的建造。

上述方法虽然可以实现部分简单节点的连接(如平面节点)，但其技术不足之处也是显而易见的：其一，上述建造方法需要多次调整主杆内钢管层的相对位置，并临时固定以连接支杆内钢管层到主杆内钢管层，工序繁琐。在支杆数量较多的时候，该问题尤其突出。其二，该节点的连接形式受到建造方法的限制。在建造过程中，为接长已连接至主杆钢管上的支杆钢管，需要在主杆复材管上预留洞口，同时还要求支杆钢管只能在主杆复材管开孔的范围内移动，主杆钢管可移动范围也受到主杆复材管内空间限制，从而使得节点内支杆位置不可以任意设置，否则将无法建造；以上技术不足表明，该方法在建造空间节点(各杆件轴线不共面)或是具有多根杆件的平面节点(各杆件轴线共面)等复杂结构节点时，施工过程将十分困难，甚至是不可能实现的。

现有的复材管生产工艺(如缠绕工艺、手糊工艺)已经可以实现在外形复杂模具表面直接缠绕制作复材管，因此，可以使用更易于加工制作的钢构件制成所需要节点的外形，然后以此为模具在钢构件外表面直接缠绕制作复材管。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种拼接方便，施工工艺简单，易于加工制造的外包复材缠绕管双钢管混凝土节点及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种外包复材缠绕管双钢管混凝土节点，包括主构件、至少一个副构件，主构件的结构与副构件的结构相同，均包括从外向内依次设置的复材缠绕管层、外钢管层、混凝土层和内钢管层；混凝土层通过浇筑的形式设置在内钢管层和外钢管层之间；外钢管层和内钢管层之间设置有多个连接部件，连接部件将内钢管层和外钢管层固定连接形成双钢管节段；副构件的双钢管节段与主构件的双钢管节段外钢管外侧壁固定连接。

作为一种优选，连接部件选用纵向加劲肋、横向加劲肋、焊钉中的一种或多种组合；主构件中，多个连接部件沿内钢管层的外侧周向分布连接内钢管层和外钢管层的钢管；副构件中，多个连接部件沿内钢管层的外侧周向分布，多个连接部件均位于内钢管层远离主构件的一端部，并连接内钢管层和外钢管层的钢管；主构件与副构件的连接处，主构件的内钢管层和外钢管层之间设置多个连接部件。设置在主构件与副构件连接处的连接部件，不仅起到固定主构件内外钢管的作用，还可将副构件传来的荷载传递到主构件内钢管，使内外钢管协同受力，起到加强节点、增强节点整体性的作用。