本發(fā)明涉及鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點，具體為一種采用對穿鋼棒的多腔鋼管混凝土柱-鋼梁平面外裝配式連接節(jié)點。

背景技術(shù)：

鋼管混凝土柱就是把混凝土灌入鋼管中并搗實以加大鋼管的強度和剛度，其是鋼管及其核心混凝土能共同承受外荷載作用的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，按截面形式不同，可分為圓鋼管混凝土，方、矩形鋼管混凝土和多邊形鋼管混凝土等。其承載高、延性好，抗震性能優(yōu)越，并且施工方便，工期大大縮短；多腔體鋼管混凝土組合柱則是將鋼管內(nèi)部空間分隔為多個混凝土腔體，更好的提高了其結(jié)構(gòu)強度和剛度。

但是現(xiàn)有的多腔體鋼管混凝土組合柱均為平面內(nèi)連接節(jié)點，當其作為中間柱設(shè)置時，需要在平面外連接鋼梁進行結(jié)構(gòu)設(shè)置，目前沒有對應(yīng)的連接節(jié)點滿足其應(yīng)力、抗震性能及其使用要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種采用對穿鋼棒的多腔鋼管混凝土柱-鋼梁平面外裝配式連接節(jié)點，裝配化程度高，便于施工，結(jié)構(gòu)可靠穩(wěn)定，增大了節(jié)點剛度。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種采用對穿鋼棒的多腔鋼管混凝土柱-鋼梁平面外裝配式連接節(jié)點，包括多腔鋼管混凝土組合柱，以及平面內(nèi)鋼梁體和平面外鋼梁；

所述的多腔鋼管混凝土組合柱包括兩個對稱設(shè)置的柱腹板，兩端分別與柱腹板內(nèi)側(cè)連接的至少一個加勁板，以及固定兩個柱腹板的柱腹板側(cè)部固定件；加勁板將柱腹板和柱腹板側(cè)部固定件圍成的組合柱內(nèi)部分為多個腔體；每個柱腹板外側(cè)呈十字型連接固定有節(jié)點側(cè)板；柱腹板和節(jié)點側(cè)板上設(shè)置有對穿的連接通孔；多腔鋼管混凝土組合柱內(nèi)設(shè)置有若干貫通柱體且兩端對應(yīng)連接通孔焊接的鋼棒，多腔鋼管混凝土組合柱內(nèi)澆注有混凝土，鋼棒的兩端設(shè)置套絲的凹槽；

所述的平面內(nèi)鋼梁體的連接端插入到兩個節(jié)點側(cè)板之間固定連接；

所述的平面外鋼梁的連接端焊接端板，端板上設(shè)置有與連接通孔對應(yīng)的安裝孔，螺栓依次穿過端板、節(jié)點側(cè)板和柱腹板與鋼棒對應(yīng)端部的凹槽螺紋固定連接。

優(yōu)選的，兩個柱腹板內(nèi)側(cè)中間設(shè)置一個加勁板；鋼棒均勻?qū)ΨQ設(shè)置在加勁板的兩側(cè)。

優(yōu)選的，節(jié)點側(cè)板呈切角設(shè)置，節(jié)點側(cè)板與柱腹板的中部寬度大于節(jié)點側(cè)板外伸端的寬度，節(jié)點側(cè)板與柱腹板的中部經(jīng)斜邊過渡到節(jié)點側(cè)板外伸端。

進一步，平面內(nèi)鋼梁體的連接端插入節(jié)點側(cè)板的外伸端之間并焊接固定，且與柱腹板側(cè)部固定件呈間隙設(shè)置，間隙的距離小于斜邊過渡部分的長度；節(jié)點側(cè)板外伸端上下側(cè)邊至少高出平面內(nèi)鋼梁體對應(yīng)側(cè)翼緣10mm。

優(yōu)選的，平面內(nèi)鋼梁體的連接端設(shè)置有連接端板，平行固定在上下翼緣上的連接板，以及設(shè)置在上下兩個連接板之間的加固角鋼；連接板與連接端板連接；平面內(nèi)鋼梁體通過連接端板、連接板和加固角鋼與節(jié)點側(cè)板焊接固定。

優(yōu)選的，所述的柱腹板側(cè)部固定件為柱側(cè)板，柱側(cè)板的兩端分別與兩個柱腹板的同一端固定連接，柱側(cè)板的外側(cè)與柱腹板的端部平齊。

優(yōu)選的，所述的柱腹板側(cè)部固定件為矩形截面鋼管；矩形截面鋼管的正面和背面分別與兩個柱腹板的同一端固定連接，矩形截面鋼管的外側(cè)與柱腹板的端部平齊；或者矩形截面鋼管的內(nèi)側(cè)分別與兩個柱腹板的同一端固定連接，矩形截面鋼管的正面和背面分別與柱腹板平齊。

優(yōu)選的，螺栓和端板之間設(shè)置有墊片。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：

本發(fā)明中的多腔鋼管混凝土組合柱，以及平面內(nèi)鋼梁體和平面外鋼梁均能夠在工廠中進行預(yù)制，并且多腔鋼管混凝土組合柱上的節(jié)點側(cè)板也能夠提前完成焊接，現(xiàn)場安裝只需定位裝配后進行澆筑，裝配化程度高；通過螺栓和端板的使用，提高了平面外鋼梁連接的有效性，使節(jié)點域剛度增大，使梁柱連接更接近于剛接，提高了節(jié)點的抗震性能。

進一步的，平面內(nèi)鋼梁體通過角鋼與多腔鋼管混凝土組合柱相連，平面外鋼梁通過端板與多腔鋼管混凝土組合柱相連，這樣的連接方法降低了施工難度，易保證施工質(zhì)量。

進一步的，節(jié)點側(cè)板通過切角設(shè)置，配合斜邊過度，使側(cè)板傳力路徑更明確，同時省鋼，提高了經(jīng)濟效益。側(cè)板高出梁翼緣至少10mm，留出焊接距離。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實例中所述多腔鋼管混凝土組合柱的分解圖。

圖2為本發(fā)明實例中所述多腔鋼管混凝土組合柱的部分組裝圖。

圖3為本發(fā)明實例中所述多腔鋼管混凝土組合柱的組裝圖。

圖4為本發(fā)明實例中所述節(jié)點側(cè)板安裝示意圖。

圖5為本發(fā)明實例中所述節(jié)點側(cè)板裝配圖。

圖6為本發(fā)明實例中所述平面內(nèi)鋼梁體安裝示意圖。

圖7為本發(fā)明實例中所述平面內(nèi)鋼梁體裝配圖。

圖8為本發(fā)明實例中所述平面外鋼梁安裝示意圖。

圖9為本發(fā)明實例中所述平面外鋼梁裝配圖。

圖10為本發(fā)明實例中所述節(jié)點對平面外鋼梁的正視圖。

圖11為圖10中1-1方向截面圖。

圖12為圖10中2-2方向截面圖。

圖13為本發(fā)明實例中所述節(jié)點在受力時的應(yīng)力云圖。

圖14為本發(fā)明實例中所述節(jié)點抗震性能測試時的力-位移圖。

圖中：1-柱腹板，2-柱側(cè)板，3-加勁板，4-鋼棒，5-多腔鋼管混凝土組合柱，6-節(jié)點側(cè)板，7-平面內(nèi)鋼梁體，8-端板，9-墊片，10-螺栓，11-平面外鋼梁。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明，所述是對本發(fā)明的解釋而不是限定。

本發(fā)明一種采用對穿鋼棒的多腔鋼管混凝土柱-鋼梁平面外裝配式連接節(jié)點，包括多腔鋼管混凝土組合柱5，以及平面內(nèi)鋼梁體7和平面外鋼梁5；

如圖1所示，多腔鋼管混凝土組合柱5包括兩個對稱設(shè)置的柱腹板1，兩端分別與柱腹板1內(nèi)側(cè)連接的至少一個加勁板3，以及固定兩個柱腹板1的柱腹板側(cè)部固定件；加勁板3將柱腹板1和柱腹板側(cè)部固定件圍成的組合柱內(nèi)部分為多個腔體；每個柱腹板1外側(cè)呈十字型連接固定有節(jié)點側(cè)板6；柱腹板1和節(jié)點側(cè)板6上設(shè)置有對穿的連接通孔；多腔鋼管混凝土組合柱5內(nèi)設(shè)置有若干貫通柱體且兩端對應(yīng)連接通孔焊接的鋼棒4，多腔鋼管混凝土組合柱5內(nèi)澆注有混凝土，鋼棒4的兩端設(shè)置套絲的凹槽；如圖6和圖7所示，平面內(nèi)鋼梁體7的連接端插入到兩個節(jié)點側(cè)板6之間固定連接；如圖8、圖9和圖10所示，平面外鋼梁5的連接端焊接端板8，端板8上設(shè)置有與連接通孔對應(yīng)的安裝孔，螺栓10依次穿過端板8、節(jié)點側(cè)板6和柱腹板1與鋼棒4對應(yīng)端部的凹槽螺紋固定連接。本優(yōu)選實例中，螺栓10和端板8之間設(shè)置有墊片9。

本優(yōu)選實例中，如圖1所示，兩個柱腹板1內(nèi)側(cè)中間設(shè)置一個加勁板3；鋼棒4均勻?qū)ΨQ設(shè)置在加勁板3的兩側(cè)。如圖4和圖5所示，節(jié)點側(cè)板6呈切角設(shè)置，節(jié)點側(cè)板6與柱腹板1的中部寬度大于節(jié)點側(cè)板6外伸端的寬度，節(jié)點側(cè)板6與柱腹板1的中部經(jīng)斜邊過渡到節(jié)點側(cè)板6外伸端。

如圖11和圖12所示，平面內(nèi)鋼梁體7的連接端插入節(jié)點側(cè)板6的外伸端之間并焊接固定，且與柱腹板側(cè)部固定件呈間隙設(shè)置，間隙的距離小于斜邊過渡部分的長度；節(jié)點側(cè)板6外伸端上下側(cè)邊至少高出平面內(nèi)鋼梁體7對應(yīng)側(cè)翼緣10mm。平面內(nèi)鋼梁體7的連接端設(shè)置有連接端板，平行固定在上下翼緣上的連接板，以及設(shè)置在上下兩個連接板之間的加固角鋼；連接板與連接端板連接；平面內(nèi)鋼梁體7通過連接端板、連接板和加固角鋼與節(jié)點側(cè)板焊接固定。

如圖1所示，柱腹板側(cè)部固定件為柱側(cè)板2，柱側(cè)板2的兩端分別與兩個柱腹板1的同一端固定連接，柱側(cè)板2的外側(cè)與柱腹板1的端部平齊。

其中，柱腹板側(cè)部固定件還能夠采用矩形截面鋼管；矩形截面鋼管的正面和背面分別與兩個柱腹板1的同一端固定連接，矩形截面鋼管的外側(cè)與柱腹板1的端部平齊；或者矩形截面鋼管的內(nèi)側(cè)分別與兩個柱腹板1的同一端固定連接，矩形截面鋼管的正面和背面分別與柱腹板1平齊。

具體的，本發(fā)明所述節(jié)點的裝配和成型過程如下。如圖1所示，在鋼棒4端部凹槽內(nèi)套絲，隨之與柱腹板1焊接；再將柱腹板1與柱側(cè)板2和加勁板3焊接，如圖2所示；形成帶預(yù)埋鋼棒的多腔混凝土組合柱5，如圖3所示。在雙節(jié)點側(cè)板6的基礎(chǔ)上，將節(jié)點側(cè)板6打孔，并和多腔混凝土組合柱5進行工廠焊接，如圖4所示；形成帶雙節(jié)點側(cè)板6的預(yù)埋鋼棒的鋼管混凝土組合柱，如圖5所示。將工廠焊接好的平面內(nèi)鋼梁體7，如圖6所示，進行現(xiàn)場定位焊接拼裝，與組合柱連接形成圖7所示組合體。端板8與平面外鋼梁5進行工廠焊接，帶端板8的平面外鋼梁5通過螺栓10與鋼棒4進行現(xiàn)場連接，并墊入墊片9，裝配過程如圖8所示，最終形成圖9所示梁柱平面外節(jié)點。此節(jié)點可應(yīng)用于多腔鋼管混凝土扁柱，也可用于矩形鋼管混凝土柱。如圖13所示，本發(fā)明的mises應(yīng)力云圖中能夠看出，節(jié)點應(yīng)力均勻，受力良好，滿足整體使用要求，如圖14所示，其耗能性好，延性強，抗震性能優(yōu)良。