本發明專利技術公開一種隅撐鋼板加勁矩形鋼管混凝土柱框架節點,包括薄壁矩形鋼管、現澆混凝土、工字鋼梁和隅撐鋼板加勁肋。隅撐加勁鋼板設置在節點核心區和柱鋼管端部塑性鉸區，加勁鋼板與鋼管內壁呈45度角焊接在鋼管壁三分點處，加勁矩形鋼管與工字鋼梁焊接并澆筑混凝土，形成隅撐鋼板加勁矩形鋼管混凝土柱框架節點。這種新型節點形式能夠有效延緩鋼管局部屈曲，提高對混凝土的約束效應，同時隅撐加勁肋能有效傳遞鋼梁翼緣的拉力，進而有效傳遞鋼梁彎矩，使節點滿足抗震設計要求。因此本發明專利技術是一種力學性能良好、施工方便、經濟合理的新型框架節點形式。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于一種建筑結構構件，特別涉及一種鋼-混凝土組合結構框架節點。
技術介紹
矩形鋼管混凝土柱及其框架節點作為新型組合結構構件，抗震性能優良，施工快捷方便，符合現階段我國建筑結構工業化發展的趨勢。矩形鋼管混凝土柱中鋼管和混凝土相互作用較強，材料利用效率較高。鋼管可以工廠化預制，并作為施工現場混凝土澆筑的模板，加快施工進度；火災情況下內部混凝土能夠吸收熱量，延緩鋼管溫度的上升，同時可在鋼管承載力下降后繼續承擔荷載。同時矩形鋼管混凝土柱框架節點形式簡單，承載力和抗震性能完全能滿足抗震設計要求。為了提高鋼-混凝土組合結構體系的經濟性能，降低鋼材用量，目前薄壁鋼管混凝土柱及其框架節點逐漸得到廣泛的研究和應用。但由于節點核心區和柱端部的鋼管易于發生局部屈曲，局部屈曲會降低鋼管與混凝土之間的相互作用，進而降低構件的整體承載力和抗震性能。
技術實現思路
為了提高矩形鋼管混凝土柱框架節點傳遞鋼梁彎矩的能力，進而達到“強節點弱構件”的設計要求，本專利技術提出了一種隅撐鋼板加勁矩形鋼管混凝土柱框架節點，即提出隅撐鋼板加勁肋構造措施，針對地震荷載作用下梁柱節點核心區發生剪切破壞和框架柱端部易出現塑性鉸的特點，建議該加勁肋在矩形鋼管混凝土柱框架節點核心區內和柱端部塑性鉸區設置，形成隅撐鋼板加勁矩形鋼管混凝土柱框架節點。這種新型節點形式能夠有效延緩鋼管局部屈曲，提高對混凝土的約束效應，同時隅撐加勁肋能有效傳遞鋼梁翼緣的拉力，進而有效傳遞鋼梁彎矩，使節點滿足抗震設計要求，因此本專利技術是一種力學性能良好、施工方便、經濟合理的新型框架節點形式。為實現本專利技術目的而采用的技術方案是這樣的，一種隅撐鋼板加勁矩形鋼管混凝土柱框架節點，包括隅撐加勁鋼板、柱鋼管、工字鋼梁和混凝土。所述柱鋼管由兩塊扣合并焊接在一起的槽鋼組成。所述柱鋼管上下兩端敞口、其內部是中空的腔體。每一塊槽鋼內焊接有兩塊隅撐加勁鋼板。每一塊所述隅撐加勁鋼板的左右兩邊均焊接在槽鋼的相鄰內壁。每一塊所述隅撐加勁鋼板與槽鋼的內壁呈45度角。所述柱鋼的四個側壁均被隅撐加勁鋼板分成三份。所述柱鋼管的外側壁焊接工字鋼梁。所述柱鋼管的內腔中澆筑混凝土。值得說明的是，本專利技術在矩形鋼管混凝土柱框架節點核心區和柱端部塑性鉸區的鋼管相鄰內壁設置隅撐加勁鋼板，延緩甚至限制鋼管的局部屈曲，提高混凝土的約束效應，同時將鋼梁翼緣的拉力有效傳遞給柱鋼管平行加載方向的兩側壁，進而有效傳遞梁柱內力。進一步，兩塊所述槽鋼的連接處是熔透焊縫I。隅撐加勁鋼板與槽鋼的內壁的連接處是熔透焊縫II。進一步，隅撐加勁鋼板設置在節點核心區和柱端部塑性鉸區。進一步，槽鋼的鋼材采用Q235、Q345、Q390或Q420強度等級。進一步，工字鋼梁的鋼材采用Q235、Q345、Q390或Q420強度等級。進一步，混凝土采用普通混凝土、輕骨料混凝土或高性能混凝土。本專利技術提出的隅撐鋼板加勁矩形鋼管混凝土柱框架節點具有下列優點:1.與鋼筋混凝土框架節點相比具有承載力高、延性好、施工便捷等優勢，且鋼管可以工廠化預制，符合建筑結構工業化生產的發展趨勢。2.改善了普通矩形鋼管混凝土柱及節點核心區中鋼管對混凝土約束作用不強且不均勻的特點。普通矩形鋼管對混凝土的側向約束在鋼管角部最大，在鋼管壁中心附近最小，其他部位的側向約束介于兩者之間。設置加勁鋼板后，增強了對鋼管壁側向屈曲的限制效果，使得整個混凝土截面的側向約束分布增強且更為均勻，進而提高混凝土的抗壓強度。3.采用隅撐鋼板加勁的薄壁鋼管混凝土柱框架節點，力學性能能夠達到與采用較厚鋼管構件相近的力學性能，在降低鋼材用量的同時，具有相近的承載力、延性和抗震性能，提高組合結構框架節點的經濟性能。4.與目前普遍應用的豎向鋼板加勁肋相比，能夠充分發揮隅撐加勁鋼板優良的受拉性能，材料利用效率更高，更有效限制節點區鋼管的平面外位移，同時有效傳遞鋼梁的彎矩和剪力。與約束拉桿加勁肋相比其鋼管表面較為平整，減輕對室內空間的干擾并有利于節點區的可靠連接；避免了鋼管壁上大量開孔、澆筑混凝土易跑漿、施工工藝復雜等缺點。【附圖說明】圖1是隅撐鋼板加勁矩形鋼管混凝土柱框架節點示意圖。圖2是隅撐鋼板加勁矩形鋼管混凝土柱示意圖。圖3是隅撐鋼板加勁矩形鋼管混凝土柱焊接方式示意圖。圖4是隅撐鋼板加勁矩形鋼管混凝土柱框架節點平面圖。圖中:隅撐加勁鋼板1、柱鋼管2、槽鋼3、熔透焊縫I 4、熔透焊縫II 5、工字鋼梁6、混凝土 7。【具體實施方式】下面結合附圖和實施例對本專利技術作進一步說明，但不應該理解為本專利技術上述主題范圍僅限于下述實施例。在不脫離本專利技術上述技術思想的情況下，根據本領域普通技術知識和慣用手段，做出各種替換和變更，均應包括在本專利技術的保護范圍內。—種隅撐鋼板加勁矩形鋼管混凝土柱框架節點，其特征在于:包括隅撐加勁鋼板1、柱鋼管2、工字鋼梁6和混凝土 7。參見圖3，所述柱鋼管2由兩塊扣合并焊接在一起的槽鋼3組成(兩塊槽鋼3的槽口相對)。兩塊所述槽鋼3的連接處是熔透焊縫I 4。所述柱鋼管2上下兩端敞口、其內部是中空的腔體。兩塊槽鋼3焊接好之后，柱鋼管2內部的空腔是橫截面為矩形的立方柱體。參見圖2，所述柱鋼管2上下兩端敞口、其內部是中空的腔體。兩塊槽鋼3焊接好之后，柱鋼管2內部的空腔是橫截面為矩形的立方柱體。每一塊槽鋼3內焊接有兩塊隅撐加勁鋼板I。每一塊所述隅撐加勁鋼板I的左右兩邊均焊接在槽鋼3的相鄰內壁。隅撐加勁鋼板I與槽鋼3的內壁的連接處是熔透焊縫II 5。每一塊所述隅撐加勁鋼板I與槽鋼3的內壁合圍成一個腔體，這個腔體是三棱柱體。實施例中，隅撐加勁鋼板I設置在節點核心區和柱塑性鉸區。即矩形鋼管混凝土柱的端部塑性鉸區設置焊接在柱鋼管2 (或者說是槽鋼3)兩相鄰內壁上的斜置隅撐加勁鋼板1，利用加勁鋼板對鋼管壁的橫向約束力，延緩甚至限制鋼管的局部屈曲，提高對混凝土的約束效應，進而提高矩形鋼管混凝土的抗震性能。優選地，隅撐加勁鋼板I與槽鋼3的內壁呈45度角。所述柱鋼管2的外側壁焊接工字鋼梁6。實施例中，在柱鋼管2的四個側面均焊接工字鋼梁6，這些工字鋼梁6平行于水平面。所述柱鋼管2的內腔中澆筑混凝土 7。本專利技術施工時，柱鋼管2在工廠預制加工，先將鋼板兩側彎折呈90°，即得到槽鋼3，再將隅撐加勁鋼板I通過熔透焊縫4焊接在槽鋼3上下端的兩相鄰內壁上，隅撐加勁鋼板I在整個塑性鉸區和節點區通長分布。塑性鉸區長度可取與鋼管截面邊長尺寸相同。將兩個相同的加勁槽形鋼板在肢尖處采用通長的熔透焊縫5焊接成加勁矩形鋼管。將工字鋼梁6的翼緣和腹板與柱鋼管2焊接，形成框架節點的鋼結構構件。鋼管壁三分點處的隅撐加勁鋼板能夠限制鋼管壁的平面外位移，有效傳遞鋼梁翼緣的拉力。將鋼結構構件運到施工現場進行吊裝就位，澆筑混凝土 7形成隅撐鋼板加勁矩形鋼管混凝土柱框架節點。【主權項】1.一種隅撐鋼板加勁矩形鋼管混凝土柱框架節點，其特征在于:包括隅撐加勁鋼板(1)、柱鋼管(2)、工字鋼梁(6)和混凝土(7); 所述柱鋼管(2)由兩塊扣合并焊接在一起的槽鋼(3)組成；所述槽鋼(3)的長度方向垂直于水平面；所述柱鋼管(2)上下兩端敞口、其內部是中空的腔體； 每一塊槽鋼(3)內焊接有兩塊隅撐加勁鋼板(I);每一塊所述隅撐加勁鋼板(I)均是豎直的鋼板；每一塊所述隅撐加本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種隅撐鋼板加勁矩形鋼管混凝土柱框架節點，其特征在于：包括隅撐加勁鋼板(1)、柱鋼管(2)、工字鋼梁(6)和混凝土(7)；所述柱鋼管(2)由兩塊扣合并焊接在一起的槽鋼(3)組成；所述槽鋼(3)的長度方向垂直于水平面；所述柱鋼管(2)上下兩端敞口、其內部是中空的腔體；每一塊槽鋼(3)內焊接有兩塊隅撐加勁鋼板(1)；每一塊所述隅撐加勁鋼板(1)均是豎直的鋼板；每一塊所述隅撐加勁鋼板(1)的左右兩邊均焊接在槽鋼(3)的相鄰內壁；每一塊所述隅撐加勁鋼板(1)與槽鋼(3)的內壁呈45度角；所述柱鋼管(2)的外側壁焊接工字鋼梁(6)；所述柱鋼管(2)的內腔中澆筑混凝土(7)。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉界鵬，楊遠龍，周緒紅，何子奇，甘丹，
申請(專利權)人：重慶大學，
類型：發明
國別省市：重慶;85
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