一种GFRP管-混凝士-钢梁组合节点及其施工方法

本发明涉及建筑工程构件，具体为一种gfrp管-混凝士-钢梁组合节点及其施工方法。

背景技术：

1、混凝土结构应用至今已有上百年的历史，因其可用性强、经济效果显著以及取材方面等特点牢牢地在建筑市场中占主导地位。但随着功能要求的提高和社会需求的变化，从最初的低矮建筑发展到现在的高楼大厦、跨海大桥、大型会展中心和体育场馆等。这些为结构工程提供了新的发展契机，但同时也对建筑结构提出了更高的要求，正是在大规模基础建设的推动下，建筑结构取得了巨大进步。

2、其中，gfrp套管钢筋混凝上组合结构是由钢管混凝土结构演变发展而来的。与钢管混凝土结构相比，gfrp(glass fiber reinforeed polymer)管具有高强、耐腐等特点。gfrp套管钢筋混凝土结构能够改善混凝土受力性能，从而提高混凝土承载能力，增强其抗震能力，还能有效的抵御恶劣环境对混凝土的侵蚀，提高结构的耐久性，更适合一些特殊环境对结构的要求。

3、目前gfrp混凝土组合柱是直接在gfrp管柱内浇筑混凝土，其承载力虽有提高，但是gfrp管因材料特殊性无法直接进行焊接连接，进而限制其与钢梁等结构进行稳定组合使用，已经影响到了gfrp材料在预制桩基中的应用，因此亟需一种gfrp管-混凝士-钢梁组合节点及其施工方法来解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种具有具有较好的整体性和延性的gfrp管-混凝士-钢梁组合节点及其施工方法，来解决上述现有技术中存在的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种gfrp管-混凝士-钢梁组合节点，包括中心钢管和与中心钢管同轴设置并套接在其外侧的gfrp管，以及填充在gfrp管和中心钢管之间的自密实混凝土，所述gfrp管外侧套设圆形环连接件，若干钢梁对称设置在gfrp管周围，且各个钢梁一端均与所述圆形环连接件固定连接，其中，所述中心钢管外侧且至少在钢梁连接节点区域处设有若干肋板，并在该区域处沿钢梁布设方向预埋有若干贯穿肋板、gfrp管和圆形环连接件的对拉螺杆。

3、优选的，所述圆形环连接件包括两个半环形连接件，两个所述半环形连接件与对拉螺杆对应处设有通孔，随两个半环形连接件合围在gfrp管外侧形成圆形环连接件，通孔与对应的对拉螺杆匹配，两个所述半环形连接件拼接部分固定连接。

4、优选的，所述圆形环连接件包括两个半环形连接件，每个所述半环形连接件两端部与对拉螺杆对应处设有通道，两个半环形连接件合围在gfrp管外侧形成圆形环连接件，且两个半环形连接件拼接部分与钢梁连接点对应，两个所述半环形连接件同钢梁同步固定连接。

5、优选的，两个半环形连接件拼接部分均成锯齿状啮合。

6、优选的，所述中心钢管外侧位于钢梁连接节点区域处设有外环，各个所述肋板均滑动安装在所述外环上，并基于待安装钢梁方向，调整各个所述肋板的位置，供待预埋的对拉螺杆横穿。

7、优选的，所述外环由两个半环合围而成，且每个所述半环上均设有滑槽，肋板一端与滑槽相连，并沿滑槽滑动进行位置调节。

8、优选的，所述中心钢管位于外环安装处焊接有多个定位螺杆，两个所述半环端部均设有凹槽，并在两个所述半环合围后凹槽卡接包裹在所述定位螺杆上，并由定位螺母固定将两个所述半环与定位螺杆固定。

9、优选的，所述外环一侧安装有锁紧件，所述锁紧件用于推动肋板滑动，调节其位置，并至预设位置处将肋板位置固定。

10、优选的，所述锁紧件包括锁紧块、支杆和连接片，所述支杆一端与锁紧块铰接，另一端与连接片铰接，所述定位螺杆向远离中心钢管方向延伸至一定长度，所述锁紧块通过锁紧螺母套接在定位螺杆上，连接片与肋板相连，随锁紧螺母沿定位螺杆移动，通过支杆推动肋板滑动进行位置调节。

11、一种gfrp管-混凝士-钢梁组合节点的施工方法，包括如下步骤：

12、s1、将gfrp管和中心钢管同轴设置，并在钢梁待安装节点处设置肋板；

13、s2、调节肋板位置，设置对拉螺杆贯穿肋板和gfrp管；

14、s3、在gfrp管和中心钢管之间浇筑自密实混凝土，形成gfrp管-混凝士-中心钢管组合柱；

15、s4、将圆形环连接件组装在节点处，并将圆形环连接件与对拉螺杆相连，钢梁固定安装在圆形环连接件上，形成gfrp管-混凝士-钢梁结构。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明中，首先通过同轴设置的中心钢管和gfrp管，以及填充在gfrp管和中心钢管之间的自密实混凝土，形成具有质量轻、强度高，较强耐久力的gfrp管-混凝士-中心钢管组合柱体结构，并通过预埋的若干肋板，提高抗剪能力，其中通过圆形环连接件与钢梁连接，利用预埋的对拉螺杆贯穿中心钢管和gfrp管，以及肋板，使得圆形环连接件与组合柱体结构形成一体，形成gfrp管-混凝士-钢梁组合结构，在钢梁受力时，能均匀分布在整个组合结构上，具有较好的整体性和延性。

技术特征：

1.一种gfrp管-混凝士-钢梁组合节点，包括中心钢管和与中心钢管同轴设置并套接在其外侧的gfrp管，以及填充在gfrp管和中心钢管之间的自密实混凝土，其特征在于：所述gfrp管外侧套设圆形环连接件，若干钢梁对称设置在gfrp管周围，且各个钢梁一端均与所述圆形环连接件固定连接，其中，所述中心钢管外侧且至少在钢梁连接节点区域处设有若干肋板，并在该区域处沿钢梁布设方向预埋有若干贯穿肋板、gfrp管和圆形环连接件的对拉螺杆。

2.根据权利要求1所述的一种gfrp管-混凝士-钢梁组合节点，其特征在于：所述圆形环连接件包括两个半环形连接件，两个所述半环形连接件与对拉螺杆对应处设有通孔，随两个半环形连接件合围在gfrp管外侧形成圆形环连接件，通孔与对应的对拉螺杆匹配，两个所述半环形连接件拼接部分固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种gfrp管-混凝士-钢梁组合节点，其特征在于：所述圆形环连接件包括两个半环形连接件，每个所述半环形连接件两端部与对拉螺杆对应处设有通道，两个半环形连接件合围在gfrp管外侧形成圆形环连接件，且两个半环形连接件拼接部分与钢梁连接点对应，两个所述半环形连接件同钢梁同步固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种gfrp管-混凝士-钢梁组合节点，其特征在于：两个半环形连接件拼接部分均成锯齿状啮合。

5.根据权利要求1所述的一种gfrp管-混凝士-钢梁组合节点，其特征在于：所述中心钢管外侧位于钢梁连接节点区域处设有外环，各个所述肋板均滑动安装在所述外环上，并基于待安装钢梁方向，调整各个所述肋板的位置，供待预埋的对拉螺杆横穿。

6.根据权利要求5所述的一种gfrp管-混凝士-钢梁组合节点，其特征在于：所述外环由两个半环合围而成，且每个所述半环上均设有滑槽，肋板一端与滑槽相连，并沿滑槽滑动进行位置调节。

7.根据权利要求6所述的一种gfrp管-混凝士-钢梁组合节点，其特征在于：所述中心钢管位于外环安装处焊接有多个定位螺杆，两个所述半环端部均设有凹槽，并在两个所述半环合围后凹槽卡接包裹在所述定位螺杆上，并由定位螺母固定将两个所述半环与定位螺杆固定。

8.根据权利要求7所述的一种gfrp管-混凝士-钢梁组合节点，其特征在于：所述外环一侧安装有锁紧件，所述锁紧件用于推动肋板滑动，调节其位置，并至预设位置处将肋板位置固定。

9.根据权利要求8所述的一种gfrp管-混凝士-钢梁组合节点，其特征在于：所述锁紧件包括锁紧块、支杆和连接片，所述支杆一端与锁紧块铰接，另一端与连接片铰接，所述定位螺杆向远离中心钢管方向延伸至一定长度，所述锁紧块通过锁紧螺母套接在定位螺杆上，连接片与肋板相连，随锁紧螺母沿定位螺杆移动，通过支杆推动肋板滑动进行位置调节。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种gfrp管-混凝士-钢梁组合节点的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：

技术总结
本发明公开了一种GFRP管‑混凝士‑钢梁组合节点及其施工方法，包括中心钢管和与中心钢管同轴设置并套接在其外侧的GFRP管，以及填充在GFRP管和中心钢管之间的自密实混凝土，形成具有质量轻、强度高，较强耐久力的GFRP管‑混凝士‑中心钢管组合柱体结构，中心钢管外侧且至少在钢梁连接节点区域处设有若干肋板，并在该区域处沿钢梁布设方向预埋有若干贯穿肋板、GFRP管和圆形环连接件的对拉螺杆，通过预埋的若干肋板，提高抗剪能力，圆形环连接件与钢梁连接，利用预埋的对拉螺杆贯穿中心钢管和GFRP管，以及肋板，使得圆形环连接件与组合柱体结构形成一体，形成GFRP管‑混凝士‑钢梁组合结构，在钢梁受力时，能均匀分布在整个组合结构上，具有较好的整体性和延性。

技术研发人员：颜军,杨文伟,李智,陈志伟,吕博文,曹一波
受保护的技术使用者：宁夏大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13