[发明专利]一种无箍筋的矩形钢管约束混凝土柱节点及其施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑结构构件，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有钢管约束混凝土柱应用。

然而目前已应用的钢管约束混凝土柱框架节点形式由于钢管在节点区断开，使得节点减弱，不能满足强节点弱构件的抗震设计要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种施工便捷、传力明确、性能可靠的无箍筋的矩形钢管约束混凝土柱节点及其施工方法，以提高节点及整体结构的性能。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种无箍筋的矩形钢管约束混凝土柱节点，包括上柱钢管、下柱钢管和节点钢管，以及钢筋混凝土梁。

所述上柱钢管、下柱钢管和节点钢管均由两块扣合并焊接在一起的冷弯薄壁槽型钢组成。

所述上柱钢管的四个内拐角处均焊接有斜拉加劲肋Ⅰ。

所述节点钢管上均匀开设有多组供钢筋混凝土梁穿过的孔。每一组孔均包括上下排列的两个孔洞。所述节点钢管内腔中焊接有若干块内隔板。所述内隔板为矩形板状结构，水平嵌入节点钢管内腔中。所述内隔板与节点钢管横截面尺寸相匹配，内隔板的外周与节点钢管的内壁相切套设。所述内隔板的四角处均开设有若干个纵筋贯穿孔。所述内隔板的中心处开设有灌浆大孔。所述节点钢管上下两端的内拐角处均焊接有斜拉加劲肋Ⅱ。

所述下柱钢管的四个内拐角处均焊接有斜拉加劲肋Ⅲ。

所述上柱钢管的下端位于节点钢管上端的上方。所述下柱钢管的上端位于节点钢管下端的下方。

若干柱纵筋穿入上柱钢管、节点钢管和下柱钢管的内腔。这些柱纵筋穿过纵筋贯穿孔。

若干交错的梁纵筋穿过孔洞。若干梁箍筋与梁纵筋绑扎在一起，形成钢筋混凝土梁筋笼。

所述钢筋混凝土梁筋笼中浇筑梁混凝土。所述上柱钢管、节点钢管和下柱钢管所形成的竖向空腔中浇筑柱混凝土。

进一步，所述斜拉加劲肋Ⅰ、斜拉加劲肋Ⅱ和斜拉加劲肋Ⅲ为竖直布置的板状结构。各斜拉加劲肋与对应的钢管内拐角构成上下端均敞口的中空三棱柱。

进一步，所述孔洞的宽度与钢筋混凝土梁的梁宽一致。上下排列的两个孔洞的总高度大于钢筋混凝土梁梁高的一半。

进一步，所述斜拉加劲肋Ⅰ上开设有若干个排气孔Ⅰ。所述斜拉加劲肋Ⅱ上开设有若干个排气孔Ⅱ。所述斜拉加劲肋Ⅲ上开设有若干个排气孔Ⅲ。

进一步，所述内隔板的板面上还开设有若干个排气孔Ⅵ。这些排气孔Ⅵ贯穿内隔板的上下板面。

进一步，所述斜拉加劲肋Ⅱ与节点钢管的内拐角构成三棱柱的横截面为直角三角形，三角形长边长为a，短边长为b。所述节点钢管的外周横截面的长为c,宽为d。所述灌浆大孔的为椭圆形，长轴为c/2，短轴为d/2。其中，a＝1/3c，b＝1/3d。

进一步，所述纵筋贯穿孔的孔径为e。所述柱纵筋的直径为f。其中，e-f≥5mm。

本发明还公开一种关于上述的无箍筋的矩形钢管约束混凝土柱节点的施工方法，包括以下步骤：

1)按设计要求加工上柱钢管、节点钢管和下柱钢管：

选取两块冷弯槽形钢，将四个斜拉加劲肋Ⅰ通过角焊缝分别焊接在所述冷弯槽形钢的各个内拐角处。将所述两块冷弯槽型钢扣合并用熔透焊缝焊接在一起，形成上柱钢管。其中，上柱钢管与斜拉加劲肋Ⅰ共同构成上柱钢管综合体。

选取两块冷弯槽形钢，将四个斜拉加劲肋Ⅲ通过角焊缝分别焊接在两块冷弯槽形钢的各个内拐角处。将所述两块冷弯槽形钢扣合并用熔透焊缝焊接在一起，形成下柱钢管。其中，下柱钢管与斜拉加劲肋Ⅰ共同构成上柱钢管综合体。

选取两块冷弯槽形钢，将八个斜拉加劲肋Ⅱ分别焊接在所述冷弯槽形钢各个内拐角的上下两端。将若干个内隔板采用熔透焊连接在其中一块冷弯槽形钢的内腔中，将所述的两块冷弯槽形钢扣合后将所述内隔板与另一块冷弯槽形钢也焊接在一起。将这两块冷弯槽形采用熔透焊缝焊接在一起，形成节点钢管。在节点钢管的侧壁上开设多组供钢筋混凝土梁穿过的孔。每一组孔均包括上下排列的两个孔洞。其中，节点钢管、斜拉加劲肋Ⅱ和内隔板共同构成节点钢管综合体。