[发明专利]一种钢管混凝土柱-H型钢梁-钢支撑-π形连接件组合式中柱中部节点及作法

说明书

本发明公开了一种钢管混凝土柱‑H型钢梁‑钢支撑‑π形连接件组合式中柱中部节点及作法，包括轻型方钢管再生混凝土柱、H型钢梁、π形连接件、腹板连接板、高强螺栓、钢支撑、工字形板凳拉结钢筋、板柱拉结钢筋以及预制再生混凝土局部楼板。创造性提出π形连接件以及工字形板凳拉结钢筋等新型装配式节点连接与加强构造，有效的简化了节点区域梁‑柱‑支撑‑楼板的整体装配难度，节点的整体性、承载能力、变形能力得到显著提升。对比现有技术，构造简单，施工便捷，传力路径明确，具有两道抗震防线。该节点梁‑柱‑撑‑楼板连接牢固，整体性强，抗震性能优异，为装配式绿色住宅轻钢组合结构的工程设计提供了关键技术支撑。

技术领域

本发明涉及适于钢管混凝土柱-H型钢梁-钢支撑-π形连接件组合式中柱中部节点及作法，属于结构工程技术领域。

背景技术

随着建筑工业技术的发展，住宅产业化是未来建筑行业发展的趋势。装配式钢结构是建造方式的重大变革，由工厂加工的模块通过现场螺栓拼接而成。与传统的住宅结构相比，装配式钢结构住宅具有集成化程度高、抗震性能优越、环保节能、建造周期短、产品质量高等优点。从资源节约、绿色发展、循环经济角度考虑，装配式钢结构住宅具有较大优势，是我国装配式建筑的重要发展方向，同时也是村镇住宅产业化的理想结构体系。若结合钢管混凝土等组合结构构件，可使其承载力大大提高，具有良好的抗震性能，而且经济效果显著，施工简单，可大大缩短工期。

方钢管混凝土柱抗弯刚度大、承载能力高、钢管端头封闭后抗腐蚀性能好、外形规则，具有很好的建筑适用性。同时与H型钢柱组成的结构相比，其用钢量少，成本低等，且相较于圆形截面柱，方钢管混凝土柱与钢梁及装配式墙板的连接更加便捷可靠，已成为钢框架设计中常用的柱截面形式。方钢管混凝土柱与H型钢梁连接而成的装配式轻钢组合框架已成为钢结构住宅的一个发展方向。若在钢管内部浇筑再生混凝土形成方钢管再生混凝土柱，则达到了绿色循环可持续的目的，更有利于环境保护。另外，方钢管再生混凝土柱承载力高，柱截面宽度可以控制在100～150mm。柱截面的缩小造成结构整体抗侧刚度下降，因此需要采用设置层间支撑的方式提高结构整体刚度。目前没有任何适用于钢支撑装配的梁柱节点构造。

传统钢结构体系中方钢管柱与梁连接节点多采用套筒式节点、模块化节点、端板节点、带悬臂短梁和梁贯通式等节点类型。这些节点传力路径复杂，受力分析困难，也对设计人员有较高要求，不适合大范围推广。同时，传统钢结构节点由于节点部位构造复杂且形状不规则，一些标准化装配式楼板与墙板难以配套使用。预制墙板由于节点处加劲肋等构造的存在需要提前切割出相应空间，容易造成冷桥，不利于房屋保温节能。这一系列弊端都制约了装配式轻钢组合住宅的发展。

综上所述，设计一种构造简单、抗震性能可靠且适用于预制墙板、楼板，利于装配式钢支撑安装的轻型装配式方钢管混凝土柱-H型钢梁中部连接节点是目前村镇轻钢组合结构住宅体系发展中亟待解决的问题。基于此，本发明提出了一种钢管混凝土柱-H型钢梁-钢支撑-π形连接件组合式中柱中部节点及作法，特别适用于低、多轻钢框架及轻钢桁架住宅建筑体系，在保证结构安全可靠的前提下，提高轻钢住宅的经济性和装配效率，为住宅产业化、建筑装配化提供技术参考。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢管混凝土柱-H型钢梁-钢支撑-π形连接件组合式中柱中部节点及作法，以解决轻钢框架中柱中部梁柱连接节点受力不合理、耗钢量大、构造复杂问题。解决了中柱中部位置预制楼板及钢支撑与梁柱节点装配连接构造难题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种钢管混凝土柱-H型钢梁-钢支撑-π形连接件组合式中柱中部节点，该节点构造包括轻型方钢管再生混凝土柱(1)、柱板拉结筋(2)、H型钢梁(3)、π形连接件(4)、腹板连接板(5)、30mm长高强螺栓(6)、楼板抗剪栓钉(7)、π形连接件上肢(8)、π形连接件下肢(9)、矩形底板(10)、上层预制钢支撑(11)、下层预制钢支撑(12)、70mm贯通高强螺栓(13)、工字形板凳拉结钢筋(14)、灌浆料托板(15)、预制再生混凝土楼板(16)以及楼板钢筋(17)。