[发明专利]一种PVC-FRP管-钢管混凝土柱与钢梁连接节点

说明书

本发明一种PVC‑FRP管‑钢管混凝土柱与钢梁连接节点，包括PVC‑FRP管、柱纵筋、柱箍筋、柱钢管、抗剪栓钉、钢管内混凝土、钢管外混凝土、节点区钢管、加劲肋板、暗牛腿、矩形箍筋、梯形箍筋、钢梁、高强螺栓、翼缘连接板、腹板连接板和法兰，PVC‑FRP管套接于柱钢管外端侧壁且沿柱钢管高度方向通过抗剪栓钉焊接紧固，节点区钢管沿钢管圆周方向焊接加劲肋板，柱钢管与节点区钢管通过法兰连接，暗牛腿焊接在节点区钢管端部的法兰上，并与钢梁通过高强螺栓连接，矩形箍筋与梯形箍筋通过箍筋开口相扣，本发明装置结构设计合理，节点传力路径明确可靠，能满足“强节点，弱构件”的设计原则，而且无需在钢梁腹板上开洞，施工方便。

技术领域

本发明涉及土木工程领域，具体涉及一种PVC-FRP管-钢管混凝土柱与钢梁连接节点。

背景技术

随着现代工程结构向高耸、大跨、复杂化发展，传统钢筋混凝土结构的承载力及施工技术等方面已经不能满足现代工程结构的需求。此外，长期服役的钢筋混凝土结构普遍存在混凝土腐蚀和钢筋锈蚀的现象，这些问题会导致混凝土结构性能劣化和耐久性下降。

PVC-FRP管混凝土柱是将FRP缠绕在PVC管上，向管内浇筑混凝土形成的新型组合柱。PVC-FRP管对核心混凝土起约束作用，同时， PVC-FRP管可以保护核心混凝土免受环境侵蚀。相比于普通混凝土柱， PVC-FRP管混凝土柱表现出优越的承载力和耐久性，可应用于桥梁工程、地下工程、海洋工程等工程结构中。然而，推广应用PVC-FRP管混凝土柱的关键问题之一是解决其与梁板构件的连接问题。

钢管混凝土核心柱即在柱钢筋笼内预先放置钢管然后浇筑混凝土形成的一种组合结构柱。在PVC-FRP管混凝土柱中设置钢管可以进一步提高普通混凝土柱的承载力，在节点区放置核心钢管便于与钢梁焊接或螺栓连接形成组合节点。但钢梁会阻断节点区箍筋，在钢梁上开洞会影响钢梁力的传递。此外，由于PVC-FRP管在节点区不连续，节点的承载力可能会有削弱。因此，如何对节点进行加强，保证节点在复杂受力环境下良好的受力性能是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种 PVC-FRP管-钢管混凝土柱与钢梁连接节点及其方法。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

一种PVC-FRP管-钢管混凝土柱与钢梁连接节点，包括PVC-FRP 管、柱纵筋、柱箍筋、柱钢管、抗剪栓钉、钢管内混凝土、钢管外混凝土、节点区钢管、加劲肋板、暗牛腿、矩形箍筋、梯形箍筋、钢梁、高强螺栓、翼缘连接板、腹板连接板和法兰。

所述PVC-FRP管套接于柱钢管外端侧壁且沿柱钢管高度方向通过抗剪栓钉焊接紧固，所述节点区钢管沿钢管圆周方向焊接加劲肋板，所述柱钢管与节点区钢管通过法兰连接，所述暗牛腿焊接在节点区钢管端部的法兰上，并与钢梁通过高强螺栓连接，所述矩形箍筋与梯形箍筋通过箍筋开口相扣，并浇筑混凝土形成扣环式八边形环梁，对节点区混凝土进行约束。

优选地，所述PVC-FRP管-钢管混凝土柱为圆PVC-FRP管-圆钢管、圆PVC-FRP管-矩形钢管、矩形PVC-FRP管-圆钢管以及矩形 PVC-FRP管-矩形钢管等截面形式的任意一种。

优选地，所述PVC-FRP管所采用的FRP为AFRP、BFRP、 CFRP、GFRP以及PFRP其中的任意一种。

优选地，所述柱钢管与节点区钢管可采用不同材质的钢材，节点区钢管的屈服强度不低于柱钢管的屈服强度。

优选地，所述钢管内混凝土与钢管外混凝土同期施工时，钢管内混凝土和钢管外混凝土可采用相同强度等级混凝土，钢管内混凝土强度等级也可高于钢管外混凝土强度等级。

优选地，所述钢管内混凝土与钢管外混凝土不同期施工时，钢管内混凝土可采用高强混凝土，且强度等级高于钢管外混凝土强度等级。