[发明专利]节点区复式钢管的圆钢管约束钢筋混凝土‑钢梁框架节点的施工方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑结构技术领域，特别涉及一种圆形钢管约束钢筋混凝土柱-钢梁框架节点。

背景技术

圆形钢管约束混凝土柱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。圆形钢管约束混凝土柱的钢管在梁柱节点处断开，在钢管内浇筑混凝土形成一种钢-混凝土组合竖向承重构件。实际工程中柱体一般会受到轴力、弯矩和剪力的共同作用，因此在应用圆形钢管约束混凝土结构技术时还需在柱中配置钢筋形成圆形钢管约束钢筋混凝土柱。

圆形钢管约束钢筋混凝土柱的抗压强度高，抗震性能好，刚度大；钢梁的抗弯性能好，质量轻，施工方便简洁，采用圆形钢管约束钢筋混凝土柱和钢梁形成的框架结构体系能减小构件截面尺寸，增大有效使用面积，加快施工进度。因此，圆形钢管约束钢筋混凝土-钢梁框架是一种低成本、高效率的结构形式。目前，国内外尚未有对圆形钢管约束钢筋混凝土-钢梁框架结构节点报道。

节点连接与构造直接影响到建筑结构的稳定性和安全性，钢管约束钢筋混凝土外包柱在梁柱节点区断开，节点区域若采用传统钢筋混凝土和钢梁的连接构造，钢管约束钢筋混凝土柱的承载力远高于相同截面尺寸的普通钢筋混凝土柱，导致梁柱节点成为薄弱部位，不符合“强节点，弱构件”设计原则。

由此可见，提出安全可靠、整体性好、传力明确、施工方便的钢管约束钢筋混凝土柱-钢梁框架节点，是推广应用受力性能优良且经济优越的圆形钢管约束钢筋混凝土柱-钢梁框架结构体系的关键技术问题。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的缺陷，提供一种安全可靠、整体性好、传力明确、施工方便，在力学性能和工程造价等方面具有优势的节点区复式钢管的圆钢管约束钢筋混凝土-钢梁框架节点。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种节点区复式钢管的圆钢管约束钢筋混凝土-钢梁框架节点的施工方法，包括以下步骤：

1)吊装柱圆钢管Ⅰ；其中，圆钢管约束钢筋混凝土-钢梁框架节点包括柱圆钢管Ⅰ、柱圆钢管Ⅱ、柱纵筋、柱箍筋、钢梁、节点区内层圆钢管、节点区外层圆钢管、外加强环、节点区箍筋和混凝土。

所述柱圆钢管Ⅰ垂直于基础平面布置。所述柱圆钢管Ⅱ和柱圆钢管Ⅰ分别位于钢梁的上、下两侧。所述钢梁包括四个工字型的分支梁，每个分支梁包括上翼缘板、下翼缘板和腹板。所述上翼缘板与下翼缘板相互平行。所述腹板与上翼缘板相互垂直。所述上翼缘板和下翼缘板的板面均开有柱纵筋贯穿孔。所述腹板上开有箍筋贯穿孔。

所述钢梁的四个分支梁呈十字形连接在节点区内层圆钢管的外侧壁面上。

2)将外加强环与节点区内层圆钢管采用全熔透焊缝相连；其中，所述节点区内层圆钢管垂直于基础平面，其上、下两端分别伸入至柱圆钢管Ⅱ和柱圆钢管Ⅰ的内腔中。所述柱圆钢管Ⅰ、柱圆钢管Ⅱ和节点区内层圆钢管的轴线位于同一直线上。所述节点区内层圆钢管的圆周外壁上焊接有两个上下布置的环形凸缘，该环形凸缘为外加强环。

3)按设计尺寸制作钢梁，其中上下翼缘在设计位置预留柱纵筋贯穿孔；所述腹板在设计位置预留节点区箍筋贯穿孔；将上、下翼缘板对称焊接在腹板的两端；

4)上翼缘板和下翼缘板分别与上下布置的两个外加强环采用全熔透焊缝相连，通过双面角焊缝与节点区内层圆钢管的外壁连接；两两相邻的腹板之间均焊接有一块弧形板，这些弧形板共同构成节点区外层圆钢管。所述节点区外层圆钢管的直径与柱圆钢管Ⅰ相同。

5)将若干节点区箍筋和若干柱纵筋分别贯穿预留的节点区箍筋贯穿孔和柱纵筋贯穿孔，并绑扎若干柱箍筋形成带钢梁钢筋笼；其中，所述柱纵筋和柱箍筋布置在柱圆钢管Ⅰ和柱圆钢管Ⅱ内。所述柱纵筋贯穿节点区且位于节点区内层圆钢管与外层圆钢管之间。所述节点区箍筋穿过腹板上的箍筋贯穿孔。

6)节点区外层圆钢管与腹板的侧面采用角焊缝相连；其中，两两相邻的腹板之间均焊接有一块弧形板，这些弧形板共同构成节点区外层圆钢管；所述节点区外层圆钢管的直径与柱圆钢管Ⅰ相同；

7)吊装带钢梁的钢筋笼，按构造措施将带钢梁的钢筋笼固定在柱圆钢管Ⅰ内；

8)吊装柱圆钢管Ⅱ；

9)浇筑混凝土，形成节点区复式钢管的圆钢管约束钢筋混凝土- 钢梁框架节点；其中，所述混凝土填充在柱圆钢管Ⅰ、柱圆钢管Ⅱ和节点区外层圆钢管所形成的竖向圆柱型空腔中。

进一步，所述节点区外层圆钢管的四块弧形板由一个无缝圆柱钢管切割成四份制得，或者用四块矩形钢板分别卷成制得。

进一步，所述钢梁的四块腹板的端部均设置有螺栓孔。