[发明专利]扁钢管混凝土柱与型钢梁中节点连接结构及施工方法

说明书

本发明公开了一种扁钢管混凝土柱与型钢梁中节点连接结构及施工方法，采用的构件包括扁钢管混凝土柱和H型钢梁。装配整体式扁钢管混凝土柱框架结构的梁柱中节点连接通过在柱节点区外侧长边方向四边焊接外侧加强板，柱内节点区焊接竖向内隔板，梁端焊接端板和加劲肋，柱钢管、外侧加强板、梁端板均预留螺栓孔洞，采用对拉螺栓实现梁柱的连接，扁钢管混凝土柱两侧的梁可以居中布置也可以错位布置，可根据设计要求灵活布置。充分考虑钢结构施工误差，在扁钢管混凝土柱短边方向，H型钢梁与柱仍然采用焊接连接方法。本发明应用于装配整体式扁钢管混凝土柱框架结构中，实现了“强柱弱梁”、“强剪弱弯”和“强节点弱构件”的抗震设计理念。

技术领域

本发明属于结构工程领域，涉及一种高延性装配整体式扁钢管混凝土柱框架中节点连接结构及施工方法，主要用于装配整体式扁钢管混凝土柱框架结构中。

背景技术

中国的建筑行业是一个历史悠久的传统产业，建筑业不仅对国民经济的贡献日益突显，而且在促进就业，产业联动等其他方面也发挥了巨大的作用。

然而，随着社会的发展，建筑行业越来越多的矛盾已经突显：建筑行业能耗过高，建筑工地脏乱差的现象十分普遍，建筑质量也难以保证，劳动力成本上涨等等。种种的这些现象，说明了以传统人多，低效率粗放型施工的建筑行业已经难以为继。近年来，国家和地方都开始大力推进建筑工业化和住宅产业化，努力推进住宅产业结构升级和调整。

所谓住宅产业化，就是在工厂生产预制构件，再通过汽车，起重机等机械设备运至施工现场完成拼装。通过工业化的生产方式建造住宅，是机械化程度不高和粗放式生产的生产方式升级换代的必然要求。相比于传统建筑，预制装配式建筑有着显著的优点：预制构件工业化生产；现场施工方便，建造速度快；环保节能减排，有利于可持续发展；经济效益显著。推广预制装配式结构有利于实现“四节一环保”的绿色发展要求，实现低能耗、低排放的建造过程，能够促进我国建筑行业的健康发展，实现预定的节能减排目标，是我国未来建筑的发展方向。

钢管混凝土结构是指在钢管中填充混凝土而形成、且钢管及其核心混凝土能共同承受外荷载作用的结构，按截面形式不同，可分为圆钢管混凝土，方、矩形钢管混凝土和多边形钢管混凝土等由劲性混凝土结构，近年也出现了圆套圆、方套圆、圆套方、方套方等中空夹层的截面形式。钢管混凝土在高层、超高层、大跨空间建筑结构中的应用发展迅速，主要是由于钢管混凝土用作这类结构的柱和抗侧力体系具有许多优点：1)钢管混凝土结构承载力较高，以致构件截面相对较小，轴压比限制放大，节约了建筑材料，增加了使用空间，并且构件自重减轻，减少了基础的负担，从而降低基础的造价；2)抗震性能好；3)施工时钢管可作为内部混凝土浇筑时的模板，减少模板使用，加快施工速度。

钢管混凝土柱中钢板和混凝土在受力过程中互为补充，相互约束，使两种材料都能充分发挥各自的优点。在轴压作用下，一方面，钢板约束核心混凝土的横向变形，使混凝土材料本身性质得到改善，大大提高了混凝土的抗压强度，有利地发挥混凝土的抗压性能，且塑性和韧性性能也得到一定提高；另一方面，由于内填混凝土的存在，限制了钢管发生向内侧的屈曲变形，钢管壁的稳定性大大提高，增强了钢板的受力性能。

扁钢管混凝土柱是矩形钢管混凝土柱的一种衍生，矩形钢管混凝土柱截面长宽比小于2，而扁钢管混凝土柱截面长宽比介于2～4之间，柱宽一般为200mm，与建筑墙体厚度相等，容易符合建筑平面要求，能够适应目前市场主流户型需求，可以做到室内不露柱，既美观大方又能方便用户使用，但钢管对混凝土约束不足。扁钢管混凝土柱与型钢梁节点连接时，扁钢管在长边方向受到梁弯曲的影响较大，特别是梁端与柱采用刚性连接情况下，容易发生向外的屈曲变形，因此，有必要针对这类梁柱节点连接进行深入研究。

发明内容

发明目的：为了克服扁钢管混凝土在截面宽度方向抗弯刚度较弱、易发生失稳破坏的不足，本发明提供一种施工方便、方案合理、可提高装配的一种扁钢管混凝土柱与型钢梁中节点连接结构及施工方法。