[发明专利]一种嵌套式钢柱-混凝土柱连接结构

说明书

本发明公开一种嵌套式钢柱‑混凝土柱连接结构，其包括上下连接的钢柱和混凝土柱，所述钢柱包括外部的钢管以及位于钢管内部浇筑的混凝土和纵筋；所述钢管的内部四周固定栓钉，所述纵筋贯穿下部的混凝土柱和中部的钢柱；所述混凝土柱还包括围绕纵筋的箍筋，且钢柱内部的混凝土和混凝土柱同时浇筑；定义所述钢柱的外径为D1，混凝土柱的直径为D2，则D1≤D2＜D1+200mm。本发明的结构巧妙利用混凝土芯柱与钢柱的挤压传递弯矩。同时，在钢管内设置承托装置，利用加劲肋和柱脚板倒置传递轴力。该结构形式新颖独特、构造简单、受力明确。

技术领域

本发明涉及钢结构技术领域，尤其涉及一种嵌套式钢柱-混凝土柱连接结构。

背景技术

钢结构建筑因其自重轻、强度大、施工快的优点在工业和民用建筑中被大量应用。为了使地上部分钢结构与地下室钢筋混凝土结构形成合理的传力体系，《高钢规》第3.4.2条规定：钢框架柱应至少延伸至计算嵌固端以下一层。如图1～2所示，钢柱往下延伸时截面需要扩大，楼面梁钢筋与钢骨会产生冲突。此时，根据规范要求，钢框架柱的延伸部分需外包200mm的混凝土，即下部混凝土柱单边必须外扩200mm，导致地下室的混凝土柱截面增大，影响地下室的空间及车位布置。当钢柱嵌固楼层为地上结构楼层时，混凝土柱截面的增大还会影响建筑的外观及使用效果等。另外，钢柱嵌固层的梁配筋往往会很大，梁钢筋与柱内型钢冲突，如果采用现有的埋入式钢柱柱脚，必须设计复杂的节点来避免下插钢骨对梁钢筋的影响.如图2所示，梁内钢筋被下部柱内钢骨打断，钢骨上必须焊接套筒或者钢牛腿以及连接加劲板与梁内钢筋进行连接。这种做法不仅用钢量大，也对施工造成很大困难。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种嵌套式钢柱-混凝土柱连接结构，巧妙利用混凝土芯柱与钢柱的挤压以及钢管内壁与混凝土之间粘结传递弯矩。同时，在钢管内设置承托装置，利用加劲肋和柱脚板倒置传递轴力。该结构形式新颖独特、构造简单、受力明确。

本发明的目的通过如下的技术方案来实现：

一种嵌套式钢柱-混凝土柱连接结构，该结构包括上下连接的钢柱和混凝土柱，所述钢柱包括外部的钢管以及位于钢管内部浇筑的混凝土和纵筋；所述钢管的内部四周固定栓钉，所述纵筋贯穿下部的混凝土柱和中部的钢柱；所述混凝土柱还包括围绕纵筋的箍筋，且钢柱内部的混凝土和混凝土柱同时浇筑；

定义所述钢柱的外径为D1，混凝土柱的直径为D2，则D1≤D2＜D1+200mm。

进一步地，该嵌套式钢柱-混凝土柱连接结构还包括连接在所述钢柱上部的承托装置。

进一步地，所述承托装置包括承托板，以及固定在承托板上的加劲肋，所述承托板的四周固定在所述钢管上。

进一步地，所述钢柱和混凝土柱之间设置一环形板。

进一步地，所述环形板由柔性材料制成。

进一步地，所述承托板上的中部开设混凝土浇筑孔，承托板上还开设排气孔。

进一步地，所述承托板为多块；所述加劲肋为多个，且沿周向均匀分布。

本发明的有益效果如下：

1.本发明受力明确，利用钢管内设置的承托装置传递轴力，利用混凝土芯柱和钢柱的挤压传递弯矩；

2.采用本发明时，不必严格按照标准增大下部混凝土柱的截面，可使下部结构有更大的空间。

3.采用本发明可避免下插钢骨对梁钢筋的影响，在简化钢筋混凝土梁柱节点设计与施工的同时大幅度减少埋入式钢骨的型钢用量。

附图说明

图1为现有技术中的钢柱-混凝土转换节点的俯视示意图；

图2为现有技术中的钢柱-混凝土转换节点的剖视示意图；