[发明专利]节点区加强的钢管约束混凝土柱-钢筋混凝土梁框架节点

说明书

技术领域

本发明属于一种建筑结构构件，特别涉及一种钢-混凝土组合结构梁柱框架节点。

背景技术

钢管约束混凝土柱是在钢管内浇筑混凝土形成的一种组合结构竖向承重构件，是在钢管混凝土柱基础上针对其框架节点构造复杂的问题而提出的新型组合结构构件。钢管约束混凝土柱的钢管仅在柱身布置，在梁柱节点处断开，与钢筋混凝土梁组合形成钢筋混凝土框架节点。目前在高层建筑、工业厂房和大跨空间结构中受力较大的承重柱已逐渐使用钢管约束混凝土柱。

然而目前已应用的钢管约束混凝土柱框架节点与传统钢筋混凝土框架节点的区别是节点承载力较弱，无法保证“强节点弱构件”设计要求。为了改善这种框架节点的力学性能，使节点的承载力能够保证其破坏在梁柱构件破坏后发生，本发明提出了一种节点核心区加强的钢管约束混凝土柱-钢筋混凝土梁框架节点。在节点核心区设置加固钢管，使得对柱子的钢管约束能延伸到节点区。在加固钢管上开设孔洞，方便梁钢筋穿过，同时使得梁和柱的混凝土连通，增大节点区的刚度和承载力。

发明内容

为了在工程中推广钢管约束混凝土柱的应用，使其在钢材用量、节点构造形式、施工速度和质量等方面具有优势，本发明提出了一种节点区加强的钢管约束混凝土柱-钢筋混凝土梁框架节点。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的：一种节点区加强的钢管约束混凝土柱-钢筋混凝土梁框架节点，包括上钢管、下钢管和外包钢管，以及交叉的至少两根横梁。所述外包钢管是上下两端均敞口的中空圆柱体。外包钢管的四面分别开有四组孔洞。所述上钢管和下钢管均是上下两端敞口的中空圆柱体。所述上钢管的下端位于外包钢管的上端的上方。所述下钢管的上端位于外包钢管的下端的下方。若干交错的受力钢筋Ⅱ穿过所述外包钢管上的孔洞。这些受力钢筋Ⅱ的布置沿外包钢管的径向。若干箍筋Ⅱ与受力钢筋Ⅱ绑扎在一起，形成横梁筋笼。若干受力钢筋Ⅰ穿过外包钢管、上钢管和下钢管的内腔。若干箍筋Ⅰ与受力钢筋Ⅰ绑扎在一起，共同形成外包钢管、上钢管和下钢管内腔中的管内筋笼。所述管内筋笼中浇筑混凝土Ⅰ。所述横梁筋笼中浇筑混凝土Ⅱ。

值得说明的是，本发明是钢管约束混凝土柱和钢筋混凝土梁在框架节点核心区的连接构造形式，在节点核心区设置加固钢管，使得对柱子的钢管约束能延伸到节点区。在加固钢管上开设孔洞，方便梁钢筋穿过和锚固，同时使得梁和柱的混凝土连通，增大节点区的刚度和承载力。本发明的钢管约束混凝土柱-钢筋混凝土梁框架节点，相对于已有的钢管混凝土柱-钢梁框架节点具有节省钢材、节点构造简单、方便施工、经济合理的优势，具有较好的综合经济效益。

进一步，钢管采用无缝钢管或焊接钢管，钢材采用碳素结构钢Q235级钢材、低合金高强度结构钢Q345级、Q390级、Q420级或Q460级钢材。

进一步，混凝土采用普通混凝土、轻骨料混凝土或高性能混凝土。

进一步，受力钢筋采用热轧带肋钢筋HRB400级、HRB500级、HRBF400级或HRBF500级强度等级。

进一步，箍筋采用热轧光面钢筋HPB300级、热轧带肋钢筋HRB335级、HRB400级、HRB500级、HRBF335级、HRBF400级或HRBF500级强度等级。

本发明提出的节点区加强的钢管约束混凝土柱-钢筋混凝土梁框架节点具有下列优点：

1.本发明中的钢管约束混凝土柱力学性能良好，能充分发挥钢管和混凝土各自的力学性能优势。钢管对混凝土提供有效的侧向约束，显著提高混凝土的承载力和延性，同时钢管在柱端部断开，不直接承担竖向荷载，避免了钢管局部屈曲引起的对混凝土约束效应的降低，因此钢管约束混凝土柱在承载力、延性和抗震性能方面具有较大的优势。

2.本发明中将钢管约束混凝土柱和传统的钢筋混凝土梁搭配组成组合结构框架节点。相对于现有大多数钢结构和组合结构采用钢梁来说，用钢量显著降低，同时避免了钢梁的整体和局部失稳，经济性能显著提高。

3.本发明中在节点核心区设置加固钢管，钢管厚度不必与柱钢管保持一致，可以根据“强节点弱构件”的设计要求来确定。节点区钢管上开设孔洞，方便混凝土梁纵筋的穿入和锚固，使节点有效传递两端弯矩，同时也使梁和柱的混凝土连成整体，使节点有效传递梁端剪力。

附图说明

图1是节点区加强的钢管约束混凝土柱-钢筋混凝土梁框架节点示意图。图2是节点区加强的钢管约束混凝土柱-钢筋混凝土梁框架节点的钢结构部分立面图。