一种带外伸端板的矩形钢管混凝土柱与钢梁穿筋式节点的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种带外伸端板的矩形钢管混凝土柱与钢梁穿筋式节点，包括矩形钢管混凝土柱、工字钢钢梁；其还包括有传力构件；传力构件包括外伸端板、穿筋式高强度螺栓及角钢；工字钢钢梁的上、下翼部分别与外伸端板通过焊接连接，其腹部与角钢通过高强度摩擦型螺栓连接；外伸端板与矩形钢管混凝土柱通过穿筋式高强度螺栓连接；外伸端板与矩形钢管混凝土柱之间还设置有橡胶垫板。本实用新型中，高强穿筋式螺栓可有效传递梁间的弯矩和轴向受力，进而调节节点的转动能力；在混凝土柱与外伸端板之间引入橡胶垫板可以缓冲震动或钢梁之间的热胀冷缩效应。本实用新型结构简单、传力明确、抗震效果好、使用寿命长且施工简便。
【专利说明】一种带外伸端板的矩形钢管混凝土柱与钢梁穿筋式节点
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种混凝土柱与钢梁穿筋式节点，尤其涉及一种带外伸端板的矩 形钢管混凝土柱与钢梁穿筋式节点，属于结构工程领域。
【背景技术】
[0002] 随着建筑行业的发展，钢-混凝土组合结构理论研究的日益完善，现阶段应用组 合结构的工程越来越多。目前有代表性的较为先进的技术主要有：
[0003] 中国专利申请201320277316. 6公开了一种矩形钢管混凝土柱与箱型钢梁穿筋式 节点结构，其通过在箱型钢梁的端面预先通过焊接连接钢板，该连接钢板的宽度不大于矩 形钢管混凝土柱的连接面宽度，而且连接钢板的四周伸出箱型钢梁端面以外，在连接钢板 伸出部分的四周开设有若干孔，通过孔用穿筋式高强度螺栓将箱型钢梁固定在矩形钢管混 凝土柱的设计位置上。
[0004] 中国专利申请201320276190. 0公开了一种矩形钢管混凝土柱与钢梁半刚性节点 结构，其通过在矩形钢管混凝柱的工字钢的位置上，上下分别设置T型钢连接件，通过穿筋 式高强度螺栓固定在矩形钢管混凝柱上，工字钢钢梁的端头放置在两个T型钢连接件之 间，通过高强度摩擦性螺栓将工字钢钢梁的上下翼缘与上下两个T型钢连接件固定在一 起。
[0005] 中国专利申请201320642803. 8公开了一种槽型钢连接型矩形钢管混凝柱与钢梁 的穿筋式节点，其通过将槽型钢采用角焊缝方式直接焊接在矩形钢管混凝柱壁上，在槽型 钢的腹板相应处预留孔道；钢梁的上下翼缘与槽型钢的上下翼缘通过高强度摩擦型螺栓连 接或焊接方式连接；通过穿筋式高强度螺栓将矩形钢管混凝土柱与槽型钢连接成一体。
[0006] 但上述各种节点由于其混凝土框架与钢框架结构之间的连接均为完全的刚性连 接，这种结构形式的节点，不可避免地均或多或少无法保证其在遇较强等级地震发生时具 有足够的震动缓冲能力，即抗震能力。
[0007] 正因为上述原因的存在，现有技术中，一般均根据抗震等级的设计要求，采用增强 各结构件本身的强度、刚度等综合性能，以实现整体抗震能力的提高。然而，这种主要通过 增强各结构件本身的强度、刚度等综合性能的事前防御技术手段往往存在较大的局限性， 主要是，一方面，由于无法准确地预知未来可能遭遇的地震强度，因而，实际操作中，往往出 现冗余量过大所致的材料成本的大幅上升；另一方面，这种主要通过增强各结构件本身的 强度、刚度等综合性能的事前防御技术手段往往很难在合理的自重与强度、刚性之间寻求 到一个合适的平衡点。而且，上述节点结构，也无法避免在极端气候情况下，由于混凝土与 钢之间热膨胀系数存在较大差别所致因热胀冷缩造成的节点结构中的局部损伤，进而影响 整个节点结构的使用寿命。 实用新型内容
[0008] 本实用新型的目的是，提供一种结构简单、施工方便，具有较好抗震能力和抗热胀 冷缩能力的带外伸端板的矩形钢管混凝土柱与钢梁穿筋式节点。
[0009] 本实用新型为实现上述目的需要解决的技术问题是，在刚性连接的同时，如何赋 予节点结构一定的柔性，即缓冲性能，以提高节点结构的抗震能力和抗热胀冷缩能力的技 术问题。
[0010] 本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是，一种带外伸端板的矩形钢 管混凝土柱与钢梁穿筋式节点，包括矩形钢管混凝土柱、工字钢钢梁；其特征在于，还包括 有传力构件；
[0011] 所述的传力构件包括外伸端板、穿筋式高强度螺栓和角钢；
[0012] 所述工字钢钢梁的上、下翼部分别与所述外伸端板通过焊接连接，所述工字钢钢 梁的腹部与所述角钢通过高强度摩擦型螺栓连接；
[0013] 所述外伸端板与所述矩形钢管混凝土柱通过所述穿筋式高强度螺栓连接，所述穿 筋式高强度螺栓的尾端分别采用双螺母紧固；
[0014] 所述外伸端板与所述矩形钢管混凝土柱之间还设置有橡胶垫板。
[0015] 上述技术方案直接带来的技术效果是，由于橡胶与钢板材质的外伸端板之间的弹 性模量相差悬殊，将两者配合使用，当支座受压时，橡胶板与钢板均沿径向变形，但钢板的 变形比橡胶板小，即橡胶板受到钢板的约束，支座的中心部分近似为三轴受压的状态，因此 支座具有较高的轴向承载能力，且压缩变形也很小；
[0016] 而当支座受剪力作用时，钢板不能约束橡胶板的剪切变形，支座的水平变形近似 为各橡胶片水平变形的叠加，因此支座的水平变形很大。
[0017] 因此，上述技术方案的节点结构具有较好的缓冲性能或自我修复能力。
[0018] 优选方式，上述橡胶垫板的长宽尺寸大于或等于其与所述外伸端板的接触面长宽 尺寸，所述橡胶垫板的厚度为10-25毫米。
[0019] 该优选技术方案直接带来的技术效果是，在保证橡胶垫板长宽尺寸可以覆盖其与 外伸端板整个接触面的基础上，优选橡胶垫板的厚度为10-25毫米，这既可以满足节点中 各连接部件之间热胀冷缩的要求，又可以保证整个节点具有良好的缓冲减震性能，也不会 造成因橡胶板厚度过大所致的孔加工困难。
[0020] 进一步优选，上述橡胶垫板为丁基橡胶板。
[0021] 该优选技术方案直接带来的技术效果是，整个节点的缓冲减震性能更好，可预期 的使用寿命更长。主要原因在于，丁基橡胶板具有较好的耐磨性、弹性、抗剪切和抗撕裂性 能，且其柔韧性好，并且耐热、耐酸碱等综合性能。
[0022] 综上所述，本实用新型相对于现有技术具有以下有益效果：
[0023] 1、结构简单、传力明确，且安装施工简便；
[0024] 2、具有良好的震动缓冲性能和热胀冷缩平衡性能，因而使用安全性更好、使用寿 命长。
【专利附图】
【附图说明】
[0025] 图1为本实用新型的正立面结构示意图；
[0026] 图2为本实用新型的俯视结构示意图（其中，工字钢钢梁呈横置状态）。
【具体实施方式】
[0027] 下面结合附图，对本实用新型进行详细说明。
[0028] 如图1、图2所示，本实用新型的带外伸端板的矩形钢管混凝土柱与钢梁穿筋式节 点，包括矩形钢管混凝土柱1、工字钢钢梁2 ;其还包括有传力构件；该传力构件包括外伸端 板3、穿筋式高强度螺栓4和角钢6 ;
[0029] 上述工字钢钢梁2的上、下翼部分别与外伸端板3通过焊接连接，工字钢钢梁2的 腹部与角钢6通过高强度摩擦型螺栓7连接；
[0030] 上述外伸端板3与矩形钢管混凝土柱1通过穿筋式高强度螺栓4连接，穿筋式高 强度螺栓4的尾端分别采用双螺母紧固；
[0031] 上述外伸端板3与矩形钢管混凝土柱1之间还设置有橡胶垫板5。
[0032] 为保证有效接触，上述橡胶垫板5的长宽尺寸大于或等于其与外伸端板3的接触 面长宽尺寸，橡胶垫板5的厚度优选为10-25毫米。
[0033] 考虑到耐腐蚀性及使用耐久性等因素，上述橡胶垫板5优选为丁基橡胶板。
[0034] 需要说明的是，图1、图2中所示的工字钢钢梁2呈水平横向布置状态。基于本实 用新型的技术思想，实际的节点结构中，工字钢钢梁还可以呈坚立垂直方向布置状态。
[0035] 本实用新型中所述的混凝土既可以是普通混凝土，也可以是高强混凝土或自密实 混凝土。
【权利要求】
1. 一种带外伸端板的矩形钢管混凝土柱与钢梁穿筋式节点，包括矩形钢管混凝土柱、 工字钢钢梁；其特征在于，还包括有传力构件； 所述的传力构件包括外伸端板、穿筋式高强度螺栓和角钢； 所述工字钢钢梁的上、下翼部分别与所述外伸端板通过焊接连接，所述工字钢钢梁的 腹部与所述角钢通过高强度摩擦型螺栓连接； 所述外伸端板与所述矩形钢管混凝土柱通过所述穿筋式高强度螺栓连接，所述穿筋式 高强度螺栓的尾端分别采用双螺母紧固； 所述外伸端板与所述矩形钢管混凝土柱之间还设置有橡胶垫板。
2. 根据权利要求1所述的带外伸端板的矩形钢管混凝土柱与钢梁穿筋式节点，其特征 在于，所述橡胶垫板的长宽尺寸大于或等于其与所述外伸端板的接触面长宽尺寸，所述橡 胶垫板的厚度为10-25毫米。
3. 根据权利要求1所述的带外伸端板的矩形钢管混凝土柱与钢梁穿筋式节点，其特征 在于，所述橡胶垫板为丁基橡胶板。
【文档编号】E04B1/58GK203878778SQ201420294516
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年6月5日 优先权日:2014年6月5日
【发明者】孙雪萍 申请人:山东科技大学