本發(fā)明涉及結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域，特別涉及抗震結(jié)構(gòu)體系領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

鋼管混凝土結(jié)構(gòu)采用鋼管混凝土柱作為豎向承重構(gòu)件，近年來(lái)在大跨度和空間結(jié)構(gòu)、多層辦公樓及住宅、高層和超高層建筑以及橋梁結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用日益增多。鋼管混凝土由于具有承載力高、抗震性能良好、制作和施工方便、耐火性能優(yōu)良、綜合經(jīng)濟(jì)效益好等特點(diǎn)，大量應(yīng)用于高層及超高層建筑中的框架柱，并與鋼梁連接形成框架體系。鋼管混凝土柱與鋼梁的節(jié)點(diǎn)在往復(fù)荷載作用下，鋼梁翼緣與鋼管混凝土柱的焊縫處易產(chǎn)生開(kāi)裂現(xiàn)象，且鋼梁翼緣在屈服后極易發(fā)生面外屈曲，嚴(yán)重影響節(jié)點(diǎn)的耗能能力和延性，在設(shè)計(jì)中也很難控制節(jié)點(diǎn)進(jìn)入非線性后的彎矩和剪力比例，導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)的損傷難以預(yù)測(cè)和控制。

本發(fā)明提出的一種基于損傷控制理念的鋼梁—鋼管混凝土柱節(jié)點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)的彎、剪內(nèi)力解耦，并確保鋼梁端部與鋼管混凝土柱的連接鋼板在往復(fù)荷載下不產(chǎn)生開(kāi)裂和屈曲現(xiàn)象，既能傳遞豎向荷載又能實(shí)現(xiàn)在地震荷載下的屈服耗能，因而具有良好的抗震性能。該新型節(jié)點(diǎn)中，節(jié)點(diǎn)區(qū)所有鋼構(gòu)件均可在工廠預(yù)制并在施工現(xiàn)場(chǎng)采用高強(qiáng)螺栓直接拼裝，無(wú)任何現(xiàn)場(chǎng)焊接工作量，施工速度快且節(jié)點(diǎn)制作質(zhì)量高。節(jié)點(diǎn)區(qū)采用低屈服點(diǎn)鋼代替H型鋼上下翼緣，一端穿過(guò)鋼管開(kāi)口通過(guò)機(jī)械方式錨固在混凝土中，一端與H型鋼上下翼緣通過(guò)高強(qiáng)螺栓連接，從而將H型鋼上下翼緣由于彎矩產(chǎn)生的拉力及壓力傳遞到鋼管混凝土柱的內(nèi)部，避免傳統(tǒng)節(jié)點(diǎn)采用焊接連接時(shí)由于承受反復(fù)荷載而發(fā)生的焊縫破壞。在地震荷載作用下，低屈服點(diǎn)鋼通過(guò)材料屈服實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)區(qū)的塑性變形及能量耗散。另外，為避免低屈服點(diǎn)鋼材發(fā)生平面外屈曲，采用兩塊槽鋼機(jī)械夾持保證低屈服點(diǎn)鋼材的面外穩(wěn)定。節(jié)點(diǎn)區(qū)的H型鋼梁腹板通過(guò)鉸接機(jī)構(gòu)連接到鋼管混凝土柱的鋼管上，從而將節(jié)點(diǎn)區(qū)剪力傳遞到鋼管混凝土柱上，避免鋼梁腹板在往復(fù)荷載作用下發(fā)生塑性破壞，而在正常使用條件下通過(guò)耳板間的摩擦來(lái)滿足節(jié)點(diǎn)剛度要求。該新型節(jié)點(diǎn)可以避免節(jié)點(diǎn)區(qū)彎距和剪力的耦合作用，傳力路徑明確，在強(qiáng)震作用下，可以使H型鋼梁端部形成高延性和高耗能能力的塑性鉸區(qū)，有效提高高層建筑結(jié)構(gòu)抵御罕遇地震的能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決強(qiáng)震作用下高層建筑中鋼管混凝土柱與H型鋼梁的可靠連接問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于損傷控制理念的鋼梁—鋼管混凝土柱節(jié)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)區(qū)彎剪和剪力的有效傳遞，在強(qiáng)震作用下，節(jié)點(diǎn)區(qū)域可以形成高延性和高耗能能力的塑性鉸，改善結(jié)構(gòu)的抗震性能，節(jié)點(diǎn)中的鋼結(jié)構(gòu)部件采用預(yù)制裝配式施工，無(wú)現(xiàn)場(chǎng)焊接工作量，節(jié)點(diǎn)構(gòu)件質(zhì)量和精度均較高，且施工速度快。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種基于損傷控制理念的鋼梁—鋼管混凝土柱節(jié)點(diǎn)，其特征在于：其節(jié)點(diǎn)包括型鋼梁中H型鋼、鋼梁端板、耳板、槽鋼、帶螺帽銷(xiāo)軸、鋼筋、低屈服點(diǎn)鋼板、鋼管混凝土柱中鋼管、高強(qiáng)螺栓。采用高強(qiáng)螺栓連接H型鋼上下翼緣和低屈服點(diǎn)鋼板，其中低屈服點(diǎn)鋼板通過(guò)鋼管混凝土柱中鋼管的矩形開(kāi)孔埋入到混凝土中進(jìn)行錨固，埋入部分通過(guò)通過(guò)開(kāi)圓孔并插入鋼筋來(lái)實(shí)現(xiàn)可靠錨固；鋼梁端板和鋼管混凝土柱中鋼管分別與兩個(gè)耳板采用角焊縫焊接；帶螺帽銷(xiāo)軸連接兩個(gè)豎向耳板形成鉸接，鋼梁端板與鋼管混凝土柱中鋼管通過(guò)該鉸連接；兩塊槽鋼在兩端開(kāi)孔，通過(guò)高強(qiáng)螺栓夾持低屈服點(diǎn)鋼板，防止低屈服點(diǎn)鋼板發(fā)生屈曲。

本發(fā)明具有以下有效效果：

1.解決強(qiáng)震作用下高層建筑組合結(jié)構(gòu)體系中鋼管混凝土柱與H型鋼梁的可靠連接問(wèn)題；

2.節(jié)點(diǎn)區(qū)可以避免彎距和剪力的耦合作用，傳力路徑明確，便于設(shè)計(jì)中進(jìn)行損傷控制。在強(qiáng)震作用下，可以使H型鋼梁端部形成大應(yīng)變條件下的高延性和高耗能能力的塑性鉸區(qū)，有效提高高層建筑組合結(jié)構(gòu)體系抵御罕遇地震的能力。

3.節(jié)點(diǎn)區(qū)的鋼結(jié)構(gòu)部件采用預(yù)制裝配式施工，所有鋼構(gòu)件均可在工廠預(yù)制并在施工現(xiàn)場(chǎng)采用螺栓直接拼裝，無(wú)現(xiàn)場(chǎng)焊接工作量，節(jié)點(diǎn)構(gòu)件質(zhì)量和精度均較高，且施工速度快。

4.節(jié)點(diǎn)區(qū)的彎矩通過(guò)低屈服點(diǎn)鋼板直接傳遞到鋼管混凝土內(nèi)部，避免了采用焊接方式連接可能產(chǎn)生的焊縫破壞。

5.節(jié)點(diǎn)區(qū)的剪力通過(guò)鉸接機(jī)構(gòu)傳遞到鋼管混凝土柱，避免鋼梁腹板在反復(fù)荷載作用下發(fā)生剪切破壞。

6.節(jié)點(diǎn)區(qū)的耳板間通過(guò)磨砂處理增大節(jié)點(diǎn)剛度，從而滿足正常使用條件下的節(jié)點(diǎn)剛度要求，而在承載力極限狀態(tài)時(shí)釋放節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)剛度，耗散地震輸入能量。

該基于損傷控制理念的鋼梁—鋼管混凝土柱節(jié)點(diǎn)抗震性能優(yōu)越、設(shè)計(jì)施工方便，可應(yīng)用于高層建筑組合結(jié)構(gòu)框架體系中，具有較為廣闊的工程應(yīng)用前景。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的節(jié)點(diǎn)立面圖。

圖2為本發(fā)明的節(jié)點(diǎn)俯視圖。

圖3為本發(fā)明的節(jié)點(diǎn)剖面圖A-A。

圖4為本發(fā)明節(jié)點(diǎn)區(qū)的低屈服點(diǎn)鋼與槽鋼的連接圖。

圖中：1—型鋼梁中H型鋼、2—鋼梁端板、3—耳板、4—槽鋼、5—帶螺帽銷(xiāo)軸、6—鋼筋、7—低屈服點(diǎn)鋼板、8—鋼管混凝土柱中鋼管、9—高強(qiáng)螺栓。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)描述。

如附圖所示，本發(fā)明是一種耗能型鋼梁—鋼管混凝土柱節(jié)點(diǎn)，由型鋼梁中H型鋼、鋼梁端板、耳板、槽鋼、帶螺帽銷(xiāo)軸、鋼筋、低屈服點(diǎn)鋼板、鋼管混凝土柱中鋼管、高強(qiáng)螺栓組成。其裝配程序如下：

工廠預(yù)制：

a.在工廠中預(yù)制節(jié)點(diǎn)的各個(gè)基本部件：型鋼梁中H型鋼1、鋼梁端板2、耳板3、槽鋼4、帶螺帽銷(xiāo)軸5、鋼筋6、低屈服點(diǎn)鋼板7、鋼管混凝柱中鋼管8；

b.在型鋼梁中H型鋼1的上下翼緣開(kāi)圓孔，在低屈服點(diǎn)鋼板7上開(kāi)圓孔，在槽鋼4上開(kāi)圓孔，在鋼管混凝土中鋼管8上開(kāi)矩形孔，耳板3表面磨砂處理；

c.采用完全熔透的對(duì)接焊縫連接鋼梁中H型鋼1和鋼梁端板2，采用四邊圍焊的角焊縫連接耳板3和鋼梁端板2，采用四邊圍焊的角焊縫連接耳板3和鋼管混凝土柱中鋼管8；

d.采用高強(qiáng)螺栓9將槽鋼4固定到低屈服點(diǎn)鋼板7上；

現(xiàn)場(chǎng)裝配：

e.將低屈服點(diǎn)鋼板7伸入至鋼管混凝土中鋼管8的矩形孔中，將鋼筋6插入到低屈服點(diǎn)鋼板7的圓孔內(nèi)；

f.將預(yù)制好的型鋼梁中H型鋼1吊裝定位，采用高強(qiáng)螺栓9和低屈服點(diǎn)鋼板7連接；

g.將兩個(gè)耳板3用帶螺帽銷(xiāo)栓5連接，并擰緊螺帽施加預(yù)緊力；

h.向鋼管混凝土中鋼管9中澆筑混凝土。

本發(fā)明提供一種基于損傷控制理念的鋼梁—鋼管混凝土柱節(jié)點(diǎn)，解決了強(qiáng)震作用下高層建筑結(jié)構(gòu)中鋼管混凝土柱和型鋼梁的可靠連接問(wèn)題，通過(guò)工廠預(yù)制和現(xiàn)場(chǎng)裝配式施工，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)任何焊接工作量，節(jié)約工期，施工質(zhì)量高，具有優(yōu)越的抗震耗能能力，可用于采用了的鋼管混凝土柱和型鋼梁的高層建筑結(jié)構(gòu)體系中。