一種圓鋼管約束型鋼混凝土柱與鋼筋混凝土梁節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種圓鋼管約束型鋼混凝土柱與鋼筋混凝土梁節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼一混凝土組合結(jié)構(gòu)中，傳統(tǒng)豎向承重柱主要包括鋼管混凝土柱和型鋼混凝土柱兩種形式。這兩種組合柱承載力高、抗震性能好、造價適中，為結(jié)構(gòu)工程師所青睞，成為高層建筑框架柱的首選構(gòu)件形式。但是，隨著工程實(shí)踐的積累和高強(qiáng)結(jié)構(gòu)材料的發(fā)展，它們逐漸表現(xiàn)出了一定的局限性。鋼管混凝土的延性優(yōu)于鋼筋混凝土，然而鋼管混凝土柱中鋼管在進(jìn)入彈塑性階段后才對核心混凝土產(chǎn)生有效的約束作用，約束效果不強(qiáng)，且鋼管與混凝土共同承擔(dān)軸向荷載易引起鋼管板件屈曲，導(dǎo)致柱子抗震性能下降。鋼管混凝土柱與鋼筋混凝土梁連接時，節(jié)點(diǎn)常采用穿筋式和外加強(qiáng)環(huán)式兩種，節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)復(fù)雜，施工難度大。型鋼混凝土柱中則需設(shè)鋼筋籠以保證混凝土與型鋼的共同作用，致使截面型鋼和鋼筋分布密集，混凝土澆筑和振搗困難，且型鋼混凝土柱中混凝土受約束不足，導(dǎo)致軸壓比限值偏低，不能充分利用鋼材和混凝土的承載能力。
[0003]在長期的科研工作和工程實(shí)踐基礎(chǔ)上，周緒紅等提出了一種新型組合柱結(jié)構(gòu)形式一鋼管約束型鋼混凝土柱。鋼管約束型鋼混凝土柱的外包鋼管在梁柱節(jié)點(diǎn)處斷開，不通過節(jié)點(diǎn)核心區(qū)，鋼管不直接承擔(dān)縱向荷載，只對核心混凝土起約束作用。鋼管約束型鋼混凝土柱繼承了鋼管混凝土柱和型鋼混凝土柱的優(yōu)勢，鋼管對混凝土施加了連續(xù)約束作用，提高了混凝土的抗壓強(qiáng)度并改善了混凝土的延性；型鋼的存在提高了柱子的抗剪能力；混凝土的存在彌補(bǔ)了型鋼及空鋼管易屈曲失穩(wěn)的缺點(diǎn)?；阡摴芗s束型鋼混凝土優(yōu)越的力學(xué)性能，國內(nèi)外學(xué)者近年來對其進(jìn)行了深入的研宄。研宄表明，鋼管約束型鋼混凝土柱抗壓、抗剪承載力高，抗震性能優(yōu)越，層間變形能力強(qiáng)，抗火性能好，施工方便，能充分利用高強(qiáng)材料性能，是一種具有廣泛發(fā)展前景的組合結(jié)構(gòu)形式。
[0004]目前，對鋼管約束型鋼混凝土的研宄主要集中于構(gòu)件的靜力與抗震性能，對鋼管約束型鋼混凝土柱一鋼筋混凝土梁(RC梁)節(jié)點(diǎn)的研宄尚未深入系統(tǒng)開展?？蚣芰褐?jié)點(diǎn)是框架結(jié)構(gòu)的重要組成部分，節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的力學(xué)性能對結(jié)構(gòu)的整體剛度和受力性能起著關(guān)鍵性的作用。歷次震害表明，節(jié)點(diǎn)區(qū)是地震作用下容易發(fā)生損壞的部位，節(jié)點(diǎn)區(qū)承載能力或變形能力不足是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞的重要原因。傳統(tǒng)鋼管混凝土梁柱的穿筋式和外加強(qiáng)環(huán)式等節(jié)點(diǎn)形式，不同程度上都須依靠鋼管傳遞剪力，從而使鋼管直接承受縱向力。而采用鋼管約束型鋼混凝土框架柱時，由于受力模式的本質(zhì)區(qū)別，鋼管在節(jié)點(diǎn)區(qū)斷開，節(jié)點(diǎn)區(qū)偏弱，傳統(tǒng)節(jié)點(diǎn)無法沿用。要推廣鋼管約束型鋼混凝土柱這種受力性能良好的新型組合構(gòu)件，必須研宄設(shè)計(jì)與之相適應(yīng)的節(jié)點(diǎn)。
[0005]綜上所述，鋼管約束型鋼混凝土柱的力學(xué)性能優(yōu)越，具有廣泛應(yīng)用前景。但由于外包柱鋼管在節(jié)點(diǎn)區(qū)斷開，與傳統(tǒng)組合柱的受力模式有本質(zhì)區(qū)別，不同程度依靠外包鋼管。
[0006]傳遞剪力的傳統(tǒng)節(jié)點(diǎn)無法沿用，而適用于鋼管約束型鋼混凝土柱的節(jié)點(diǎn)研宄尚未系統(tǒng)展開，幾乎空白，嚴(yán)重制約了鋼管約束型鋼混凝土的應(yīng)用與發(fā)展，節(jié)點(diǎn)性能研宄是亟待解決的關(guān)鍵科學(xué)問題，因此，系統(tǒng)深入研宄鋼管約束型鋼混凝土柱與鋼筋混凝土梁節(jié)點(diǎn)受力性能，提出符合“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)，弱構(gòu)件”設(shè)計(jì)原則，承載力高，整體性好，傳力明確，且安全可靠，施工方便的節(jié)點(diǎn)形式，是鋼管約束鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)研宄方面亟待解決的關(guān)鍵科學(xué)問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種圓鋼管約束型鋼混凝土柱與鋼筋混凝土梁節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)區(qū)強(qiáng)度強(qiáng)，抗震性能優(yōu)良，承載力高，整體性好，傳力明確，并且安全、可靠。
[0008]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所述的圓鋼管約束型鋼混凝土柱與鋼筋混凝土梁節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)包括混凝土、核心型鋼、若干第一梁縱筋、若干第二梁縱筋、若干第一梁箍筋、第二梁箍筋、第一圓鋼管及第二圓鋼管；
[0009]所述核心型鋼包括第一型鋼腹板及第二型鋼腹板，第一型鋼腹板與第二型鋼腹板組成十字形型鋼結(jié)構(gòu)，且第一型鋼腹板的兩端均固定有第一型鋼翼緣，第二型鋼腹板的兩端均固定有第二型鋼翼緣，各第一梁縱筋均穿過第二型鋼腹板的側(cè)面，且各第一梁縱筋分布于第一型鋼翼緣的兩側(cè)，各第一梁縱筋的側(cè)面通過第一梁箍筋相連接；各第二梁縱筋均穿過第一型鋼腹板，各第二梁縱筋分布于第二型鋼翼緣的兩側(cè)，且各第二梁縱筋的側(cè)面通過第二梁箍筋相連接，第一梁縱筋與第二梁縱筋組成了一個十字形結(jié)構(gòu)；
[0010]第一圓鋼管及第二圓鋼管均套接于所述核心型鋼上，且第一圓鋼管及第二圓鋼管分別位于所述十字形結(jié)構(gòu)的上下兩側(cè)；
[0011]所述核心型鋼、第一梁縱筋、第二梁縱筋、第一梁箍筋及第二梁箍筋均包裹于混凝土內(nèi)，且第一圓鋼管及第二圓鋼管套接于混凝土上。
[0012]還包括若干節(jié)點(diǎn)區(qū)縱向鋼筋及若干節(jié)點(diǎn)區(qū)箍筋，各節(jié)點(diǎn)區(qū)縱向鋼筋沿核心型鋼的周向均勻分布，且各節(jié)點(diǎn)區(qū)縱向鋼筋的側(cè)面通過節(jié)點(diǎn)區(qū)箍筋相連接，使各節(jié)點(diǎn)區(qū)箍筋與各節(jié)點(diǎn)區(qū)縱向鋼筋形成鋼筋籠，各節(jié)點(diǎn)區(qū)縱向鋼筋的上下兩端分別固定于第一圓鋼管的內(nèi)壁及第二圓鋼管的內(nèi)壁上。
[0013]所述第一圓鋼管及第二圓鋼管與十字形結(jié)構(gòu)之間有間隙。
[0014]所述第一型鋼腹板的側(cè)面開設(shè)有若干第一通孔，第二梁縱筋穿過所述第一通孔；所述第二型鋼腹板的側(cè)面開設(shè)有若干第二通孔，第一梁縱筋穿過所述第二通孔。
[0015]各節(jié)點(diǎn)區(qū)縱向鋼筋平行分布；各節(jié)點(diǎn)區(qū)箍筋平行分布。
[0016]各第一梁縱筋平行分布，第一梁箍筋平行分布；各第二梁縱筋平行分布，第二梁箍筋平行分布。
[0017]本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0018]本實(shí)用新型所述的圓鋼管約束型鋼混凝土柱與鋼筋混凝土梁節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)有若干第一梁縱筋及第二梁縱筋，第一梁縱筋及第二梁縱筋分別穿過核心型鋼的第二型鋼腹板及第一型鋼腹板，同時，當(dāng)各第一梁縱筋通過第一梁箍筋相連接，各第二梁縱筋通過第二梁箍筋相連接，通過第一梁縱筋和第二梁縱筋穿過節(jié)點(diǎn)區(qū)，有效的提高傳遞彎矩的效果，從而加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)區(qū)的強(qiáng)度，提高節(jié)點(diǎn)抗震性能、安全性、整體性及承載力，圓鋼管和十字形型鋼結(jié)構(gòu)能夠?qū)A鋼管內(nèi)混凝土提供有效的約束作用，同時圓鋼管內(nèi)的混凝土也能彌補(bǔ)型鋼和空鋼管以易屈曲失穩(wěn)的缺點(diǎn)。
[0019]進(jìn)一步，還包括若干節(jié)點(diǎn)區(qū)縱向鋼筋及若干節(jié)點(diǎn)區(qū)箍筋，并且節(jié)點(diǎn)區(qū)縱筋作并筋處理，使節(jié)點(diǎn)區(qū)箍筋及節(jié)點(diǎn)區(qū)縱向鋼筋形成鋼筋籠，有效彌補(bǔ)圓鋼管斷開產(chǎn)生的軸向剛度和強(qiáng)度的損失，優(yōu)化了節(jié)點(diǎn)區(qū)的設(shè)計(jì)。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本實(shí)用新型的截面圖。
[0022]其中，I為節(jié)點(diǎn)區(qū)縱向鋼筋、2為節(jié)點(diǎn)區(qū)箍筋、31為第一型鋼腹板、32為第二型鋼腹板、41為第一型鋼翼緣、42為第二型鋼翼緣、5為核心型鋼、62為第一圓鋼管、61為第二圓鋼管、