[发明专利]矩形混凝土柱-H形梁复合环板式连接节点和连接方法

说明书

本发明提出了矩形混凝土柱‑H形梁复合环板式连接节点和连接方法，属于建筑施工设计技术领域，其包括环板，环板与H形钢梁的上翼缘板和下翼缘板对应设置，环板环绕在矩形钢管混凝土柱上，H形钢梁上翼缘板上和下翼缘板上均设置有环形连接板，环形连接板环绕在矩形钢管混凝土柱上，环形连接板与环板并列设置。本发明的复合环板式连接节点既能够保证矩形钢管混凝土柱与H形钢梁之间的传力过程可靠，又能够方便施工。

技术领域

本发明属于建筑施工设计技术领域，涉及钢管混凝土柱与钢梁连接结构设计技术，具体为矩形混凝土柱-H形梁复合环板式连接节点和连接方法。

背景技术

近10年来，我国已建成高度200m至400m的超高层建筑，大都采用钢框架-核心筒结构。外框架采用钢骨混凝土或钢管混凝土柱，楼盖梁采用H形钢梁，可改善钢框架与混凝土核心筒二者间因徐变和收缩带来的性能差别，构成混合框架-钢筋混凝土核心筒(混合)结构，混合框架适宜采用矩形钢管混凝土框架柱。随着装配式钢结构产业的发展，以矩形钢管柱和H形钢梁为梁柱体系的钢结构建筑将应用的越来越多。

在钢结构建筑中，过大的钢柱截面会在住宅的各个功能房间的四角出现凸柱阳角，影响室内建筑使用功能。采用大高宽比截面的矩形钢管混凝土柱可有效解决这一问题。适当增加矩形钢管混凝土柱截面的高宽比可保证弱轴方向不突出墙体的情况下，尽可能获得较大延强轴方向的抗弯刚度及承载力，从而有效提高截面的受力效率，减少用钢量，获得良好的经济效益。但是由于矩形钢管混凝土柱截面尺寸较小，方钢管柱-H形钢梁节点和圆钢管柱-H形钢梁节点等常用节点的连接形式无法适用于该类节点。例如：内隔板式连接和隔板贯穿式连接会阻碍矩形钢管柱内部混凝土浇灌；外环板式节点尺寸较大给建筑空间处理带来不便；外肋环板式节点肋板焊接处焊缝容易先破坏且施工现场需仰焊和侧焊，焊接工艺要求高、焊接量大、施工速度慢；对穿螺栓连接会造成柱壁凹凸不平，同时影响混凝土的浇筑和振捣；柱壁开窗的高强螺栓连接会削弱钢管柱的整体性，且焊接工作量大，焊接质量不易保证。

针对现有适用于闭口截面钢管柱与H形钢梁连接节点存在的不足，亟需对大高宽比截面的矩形钢管混凝土柱-H形钢梁节点的连接构造进行探索和创新，寻找一些既能保证可靠传力又能方便施工的连接方式。

发明内容

针对上述现有的大高宽比截面的矩形钢管混凝土柱-H形钢梁节点的连接存在的不足，本发明提出了矩形混凝土柱-H形梁复合环板式连接节点和连接方法，其是在矩形钢管混凝土柱与H形钢梁的连接处设置环板，通过环板分散H形梁端的弯矩，保证矩形钢管混凝土柱与H形钢梁之间的传力可靠，又方便施工。具体技术方案如下：

矩形混凝土柱-H形梁复合环板式连接节点，包括环板，所述环板与H形钢梁的上翼缘板和下翼缘板对应设置，所述环板环绕在矩形钢管混凝土柱上，所述H形钢梁上翼缘板上和下翼缘板上均设置有环形连接板，所述环形连接板环绕在矩形钢管混凝土柱上，所述环形连接板与环板并列设置。

进一步限定，所述H形钢梁上翼缘板的环形连接板上方和H形钢梁上翼缘板的环形连接板下方均设置有环板，所述H形钢梁下翼缘板的环形连接板上方和H形钢梁下翼缘板的环形连接板下方均设置有环板。

进一步限定，所述H形钢梁上翼缘板的环形连接板上方的环板和H形钢梁上翼缘板的环形连接板下方的环板均通过竖向加劲肋与H形钢梁上翼缘板的环形连接板连接；所述H形钢梁下翼缘板的环形连接板上方的环板和H形钢梁下翼缘板的环形连接板下方的环板均通过竖向加劲肋与H形钢梁下翼缘板的环形连接板。

进一步限定，所述H形钢梁上翼缘板对应位置处的环板的数量和H形钢梁下翼缘板对应位置处的环板的数量均为6～10个。

进一步限定，所述H形钢梁上翼缘板和H形钢梁下翼缘板对应位置处的环板的数量的计算公式为：

H形钢梁上翼缘板对应位置处的环板的数量：

n＝(b₁*t₁)/(b₂*t₂)