專利名稱：一種方鋼管混凝土柱與鋼梁的連接節(jié)點的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及建筑工程使用的鋼與混凝土組合方式，尤其是一種方鋼管混凝土柱與鋼梁的連接節(jié)點。
背景技術(shù)：
根據(jù)鋼管混凝土柱與鋼梁連接的受力點，其連接節(jié)點類型可以分為以下幾種類型(I)鉸接節(jié)點梁只傳遞支座剪力給鋼管混凝土柱；(2)半剛性節(jié)點受カ過程中梁和鋼管混凝土柱軸線的夾角發(fā)生改變，即兩者之間有相對轉(zhuǎn)角位移，從而可能引起內(nèi)力重分布；(3)剛接節(jié)點剛接節(jié)點需保證在受カ過程中，梁和鋼管混凝土柱軸線的夾角保持不 變。目前，剛接節(jié)點是我國建筑工程中應(yīng)用最為廣泛的一種節(jié)點形式，我國《矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(CECS159:2004)提供的用于方鋼管混凝土柱與鋼梁的連接節(jié)點主要有內(nèi)隔板式、外隔板式等形式。這種節(jié)點形式受カ性能好，整體剛度大。然而上個世紀九十年代發(fā)生在美國洛杉磯(1994)、日本阪神(1995)和土耳其(1999)的地震中，傳統(tǒng)的剛性連接節(jié)點受到較為嚴重的破壞，使國內(nèi)學者對半剛性節(jié)點的研究力度加大，出現(xiàn)了穿筋式的鋼管混凝土柱與鋼梁的連接節(jié)點，這種節(jié)點形式有以下優(yōu)點(1)由于考慮了節(jié)點區(qū)域的相對變形，可以緩和桿件內(nèi)的應(yīng)カ集中；(2)在地震荷載作用下，節(jié)點部位的能量耗散作用可降低結(jié)構(gòu)的位移反應(yīng)；(3)更易于災(zāi)后修復(fù)工作的操作；(4)相對于完全鋼接或鉸接，設(shè)計更接近于結(jié)構(gòu)的工作情況；(5)施工與質(zhì)量管理更容易操作等。但上述半剛性節(jié)點，在焊接應(yīng)力集中和焊接變形，以及節(jié)點的延性和耗能能力等方面還有待于更進一歩的改進。

實用新型內(nèi)容本實用新型的任務(wù)在于解決現(xiàn)有技術(shù)中方鋼管混凝土柱與鋼梁的連接節(jié)點實施方式存在的不足，提供一種方鋼管混凝土柱與鋼梁的連接節(jié)點。其技術(shù)解決方案是一種方鋼管混凝土柱與鋼梁的連接節(jié)點，包括一根方鋼管混凝土柱、兩根エ字型鋼梁和若干段碳纖維筋；在各型鋼梁的上翼緣和下翼緣上分別設(shè)置有一號角鋼，一號角鋼通過螺栓連接在翼緣上，在各型鋼梁的腹板上設(shè)置有二號角鋼，二號角鋼通過螺栓連接在腹板上；在一號角鋼上設(shè)置有用于牽拉碳纖維筋的角鋼纖維筋通孔，在二號角鋼上設(shè)置有用干與方鋼管混凝土柱的柱壁連接的二號角鋼螺栓孔；在各方鋼管混凝土柱的柱壁上分別開設(shè)對應(yīng)上述角鋼纖維筋通孔的柱壁纖維筋通孔和對應(yīng)上述二號角鋼螺栓孔的柱壁螺栓孔，在方鋼管混凝土柱相対的兩側(cè)柱壁上開設(shè)的柱壁纖維筋通孔數(shù)量相同，一一對應(yīng)，且相對應(yīng)的ー對柱壁纖維筋通孔所在的位置正相対；上述兩根型鋼梁中的一根型鋼梁連接在方鋼管混凝土柱的一側(cè)柱壁上，其通過二號角鋼使用螺栓將型鋼梁固定連接在方鋼管混凝土柱上，另ー根型鋼梁連接在方鋼管混凝土柱的相對ー側(cè)柱壁上，其通過二號角鋼使用螺栓將型鋼梁固定連接在方鋼管混凝土柱上；碳纖維筋分別穿經(jīng)任何ー組位置正對的纖維筋通孔，對任何一段碳纖維筋來說，其穿經(jīng)路徑是其中一根型鋼梁上的角鋼纖維筋通孔、ー側(cè)柱壁上的柱壁纖維筋通孔、方鋼管混凝土柱腔、另ー側(cè)柱壁上的柱壁纖維筋通孔和另一根型鋼梁上的角鋼纖維筋通孔，碳纖維筋的兩端分別固定在對應(yīng)端的角鋼纖維筋通孔處，對方鋼管混凝土柱兩側(cè)的型鋼進行牽拉固定。在上述方鋼管混凝土柱相対的兩側(cè)柱壁上開設(shè)的柱壁螺栓孔數(shù)量相同，一一對應(yīng)，且相對應(yīng)的一對柱壁螺栓孔所在的位置正相対。在上述碳纖維筋上涂覆有保護層，保護層是采用樹脂基類隔水膠材質(zhì)制成的。在上述碳纖維筋的兩端分別設(shè)置有進行錨固連接的錨固件。本實用新型具有以下有益技術(shù)效果
本實用新型能夠進ー步提高連接節(jié)點的整體抗彎和抗剪能力，使連接節(jié)點更具延性和耗能能力，從而使其抗震性能更好。
以下結(jié)合附圖
與具體實施方式
對本實用新型作更進ー步說明圖I為本實用新型中的方鋼管混凝土柱與鋼梁的連接節(jié)點的一種實施方式的結(jié)構(gòu)原理示意圖，示出了其局部結(jié)構(gòu)。圖2示出了圖I方式的ー種正立面結(jié)構(gòu)。圖3示出了圖I方式的ー種平面結(jié)構(gòu)。
具體實施方式
結(jié)合圖I、圖2與圖3，一種方鋼管混凝土柱與鋼梁的連接節(jié)點，包括一根方鋼管混凝土柱I、兩根エ字型鋼梁2和若干段碳纖維筋3。在各型鋼梁的上翼緣和下翼緣上分別設(shè)置有一號角鋼4，一號角鋼通過螺栓連接在翼緣上，在各型鋼梁的腹板上設(shè)置有二號角鋼5，二號角鋼通過螺栓連接在腹板上。在一號角鋼上設(shè)置有用于牽拉碳纖維筋的角鋼纖維筋通孔，在二號角鋼上設(shè)置有用干與方鋼管混凝土柱的柱壁連接的二號角鋼螺栓孔。在各方鋼管混凝土柱的柱壁上分別開設(shè)對應(yīng)上述角鋼纖維筋通孔的柱壁纖維筋通孔和對應(yīng)上述二號角鋼螺栓孔的柱壁螺栓孔，在方鋼管混凝土柱相対的兩側(cè)柱壁上開設(shè)的柱壁纖維筋通孔數(shù)量相同，一一對應(yīng)，且相對應(yīng)的ー對柱壁纖維筋通孔所在的位置正相対。上述兩根型鋼梁中的一根型鋼梁連接在方鋼管混凝土柱的一側(cè)柱壁上，其通過二號角鋼使用螺栓將型鋼梁固定連接在方鋼管混凝土柱上，另ー根型鋼梁連接在方鋼管混凝土柱的相對ー側(cè)柱壁上，其通過二號角鋼使用螺栓將型鋼梁固定連接在方鋼管混凝土柱上。碳纖維筋分別穿經(jīng)任何ー組位置正對的纖維筋通孔，對任何一段碳纖維筋來說，其穿經(jīng)路徑是其中一根型鋼梁上的角鋼纖維筋通孔、一側(cè)柱壁上的柱壁纖維筋通孔、方鋼管混凝土柱腔、另ー側(cè)柱壁上的柱壁纖維筋通孔和另一根型鋼梁上的角鋼纖維筋通孔，碳纖維筋的兩端分別固定在對應(yīng)端的角鋼纖維筋通孔處，對方鋼管混凝土柱兩側(cè)的型鋼進行牽拉固定。在上述碳纖維筋的兩端分別設(shè)置有進行錨固連接的錨固件6，錨固件可選用鋼套筒，將鋼套筒分別套在一段碳纖維筋的兩端，此時可施加少量預(yù)應(yīng)力，然后采用擠壓的方式進行徑向擠壓形成錨固連接。在上述方鋼管混凝土柱相対的兩側(cè)柱壁上開設(shè)的柱壁螺栓孔數(shù)量相同，一一對應(yīng)，且相對應(yīng)的ー對柱壁螺栓孔所在的位置正相対。在上述碳纖維筋上涂覆有保護層，保護層是采用樹脂基類隔水膠材質(zhì)制成的，以達到更好的防水和耐腐蝕性能。上述螺栓和碳纖維筋均可選用現(xiàn)有的高強螺栓和高強碳纖維筋。下面說明ー種與本實用新型有關(guān)的方鋼管混凝土柱與鋼梁的連接方法，包括如下步驟a制備若干根型鋼梁；在各型鋼梁的上翼緣和下翼緣上分別設(shè)置一號角鋼，一號角鋼通過螺栓連接在翼緣上，在各型鋼梁的腹板上設(shè)置二號角鋼，二號角鋼通過螺栓連接在腹板上；在一號角鋼上設(shè)置用于牽拉碳纖維筋的角鋼纖維筋通孔，在二號角鋼上設(shè)置用干與方鋼管混凝土柱的柱壁連接的二號角鋼螺栓孔。該步驟中，對于ー根一號角鋼來說，可并列設(shè)置兩個或兩個以上的角鋼纖維筋通孔，以供多根碳纖維筋進行牽拉固定，以及并列設(shè)置兩個或兩個以上的一號角鋼螺栓孔，用以使用多根螺栓將一號角鋼固定在翼緣上。該步驟中，各型鋼梁均設(shè)置兩根二號角鋼，分別位于腹板的兩側(cè)，各二號角鋼分別設(shè)置有兩組二號角鋼螺栓孔，各組二號角鋼螺栓孔均有兩個或兩個以上并列的螺栓孔，其中ー組二號角鋼螺栓孔用于與柱壁連接，另ー組二號角鋼螺栓孔用于與腹板連接。 b制備若干根方鋼管混凝土柱；在各方鋼管混凝土柱的柱壁上分別開設(shè)對應(yīng)上述角鋼纖維筋通孔的柱壁纖維筋通孔和對應(yīng)上述二號角鋼螺栓孔的柱壁螺栓孔；在方鋼管混凝土柱相対的兩側(cè)柱壁上開設(shè)的柱壁纖維筋通孔數(shù)量相同，一一對應(yīng)，且相對應(yīng)的ー對柱壁纖維筋通孔所在的位置正相対。該步驟中，可在方鋼管混凝土柱相対的兩側(cè)柱壁上開設(shè)的柱壁螺栓孔數(shù)量相同，一一對應(yīng)，且相對應(yīng)的ー對柱壁螺栓孔所在的位置正相対。c選取步驟a中的兩根型鋼梁和步驟b中的一根方鋼管混凝土柱；將其中一根型鋼梁連接在方鋼管混凝土柱的一側(cè)柱壁上，即通過二號角鋼使用螺栓將型鋼梁固定連接在方鋼管混凝土柱上，將另ー根型鋼梁連接在方鋼管混凝土柱的相對ー側(cè)柱壁上，即通過ニ號角鋼使用螺栓將型鋼梁固定連接在方鋼管混凝土柱上；然后，使用碳纖維筋分別穿經(jīng)任何ー組位置正對的纖維筋通孔，對任何一段碳纖維筋來說，其穿經(jīng)路徑是其中一根型鋼梁上的角鋼纖維筋通孔、一側(cè)柱壁上的柱壁纖維筋通孔、方鋼管混凝土柱腔、另ー側(cè)柱壁上的柱壁纖維筋通孔和另一根型鋼梁上的角鋼纖維筋通孔，碳纖維筋的兩端分別固定在對應(yīng)端的角鋼纖維筋通孔處，對方鋼管混凝土柱兩側(cè)的型鋼梁進行牽拉固定。該步驟中，可在碳纖維筋上涂覆保護層，保護層采用樹脂基類隔水膠材質(zhì)，以達到更好的防水和耐腐蝕性能。該步驟中，可在碳纖維筋的兩端分別使用錨固件對其進行錨固連接，錨固件可選用鋼套筒，將鋼套筒分別套在一段碳纖維筋的兩端，此時可施加少量預(yù)應(yīng)力，然后采用擠壓的方式進行徑向擠壓形成錨固連接。上述步驟a可在鋼結(jié)構(gòu)加工廠中完成，可以批量生產(chǎn)，然后運輸?shù)渐ǖ剡M行組裝施工。上述方式中未述及的有關(guān)技術(shù)內(nèi)容采取或借鑒已有技術(shù)即可實現(xiàn)。需要說明的是，在本說明書的教導(dǎo)下本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以作出這樣或那樣的容易變化方式，諸如等同方式，或明顯變形方式。上述的變化方式均應(yīng)在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種方鋼管混凝土柱與鋼梁的連接節(jié)點，其特征在于包括一根方鋼管混凝土柱、兩根型鋼梁和若干段碳纖維筋；在各型鋼梁的上翼緣和下翼緣上分別設(shè)置有一號角鋼，一號角鋼通過螺栓連接在翼緣上，在各型鋼梁的腹板上設(shè)置有二號角鋼，二號角鋼通過螺栓連接在腹板上；在一號角鋼上設(shè)置有用于牽拉碳纖維筋的角鋼纖維筋通孔，在二號角鋼上設(shè)置有用于與方鋼管混凝土柱的柱壁連接的二號角鋼螺栓孔；在各方鋼管混凝土柱的柱壁上分別開設(shè)對應(yīng)上述角鋼纖維筋通孔的柱壁纖維筋通孔和對應(yīng)上述二號角鋼螺栓孔的柱壁螺栓孔，在方鋼管混凝土柱相對的兩側(cè)柱壁上開設(shè)的柱壁纖維筋通孔數(shù)量相同，一一對應(yīng)，且相對應(yīng)的一對柱壁纖維筋通孔所在的位置正相對；上述兩根型鋼梁中的一根型鋼梁連接在方鋼管混凝土柱的一側(cè)柱壁上，其通過二號角鋼使用螺栓將型鋼梁固定連接在方鋼管混凝土柱上，另一根型鋼梁連接在方鋼管混凝土柱的相對一側(cè)柱壁上，其通過二號角鋼使用螺栓將型鋼梁固定連接在方鋼管混凝土柱上；碳纖維筋分別穿經(jīng)任何一組位置正對的纖維筋通孔，對任何一段碳纖維筋來說，其穿經(jīng)路徑是其中一根型鋼梁上的角鋼纖維筋通孔、一側(cè)柱壁上的柱壁纖維筋通孔、方鋼管混凝土柱腔、另一側(cè)柱壁上的柱壁纖維筋通孔和另一根型鋼梁上的角鋼纖維筋通孔，碳纖維筋的兩端分別固定在對應(yīng)端的角鋼纖維筋通孔處，對方鋼管混凝土柱兩側(cè)的型鋼梁進行牽拉固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種方鋼管混凝土柱與鋼梁的連接節(jié)點，其特征在于在所述方鋼管混凝土柱相對的兩側(cè)柱壁上開設(shè)的柱壁螺栓孔數(shù)量相同，一一對應(yīng)，且相對應(yīng)的一對柱壁螺栓孔所在的位置正相對。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種方鋼管混凝土柱與鋼梁的連接節(jié)點，其特征在于在所述碳纖維筋上涂覆有保護層，保護層是采用樹脂基類隔水膠材質(zhì)制成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種方鋼管混凝土柱與鋼梁的連接節(jié)點，其特征在于在所述碳纖維筋的兩端分別設(shè)置有進行錨固連接的錨固件。
專利摘要本實用新型公開了一種方鋼管混凝土柱與鋼梁的連接節(jié)點，特征是包括一根方鋼管混凝土柱、兩根工字型鋼梁和若干段碳纖維筋；其中一根型鋼梁通過二號角鋼使用螺栓固定連接在方鋼管混凝土柱一側(cè)柱壁上上，另一根型鋼梁通過二號角鋼使用螺栓固定連接在方鋼管混凝土柱另一側(cè)柱壁上；碳纖維筋分別穿經(jīng)任何一組位置正對的纖維筋通孔，對任何一段碳纖維筋來說，其穿經(jīng)路徑是其中一根型鋼梁上的一號角鋼、方鋼管混凝土柱腔和另一根型鋼梁上的一號角鋼，碳纖維筋的兩端分別固定在對應(yīng)端的一號角鋼上，對方鋼管混凝土柱兩側(cè)的型鋼進行牽拉固定。本實用新型能夠進一步提高連接節(jié)點的整體抗彎和抗剪能力，使連接節(jié)點更具延性和耗能能力，從而使其抗震性能更好。
文檔編號E04B1/98GK202610986SQ20122022670
公開日2012年12月19日 申請日期2012年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月18日
發(fā)明者張穎, 薛林旭, 萬世軍, 劉新杰, 韓明輝 申請人:山東興華建設(shè)集團有限公司