一種鋼管混凝土轉換節(jié)點結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種建筑轉換節(jié)點結構，具體涉及一種鋼管混凝土轉換節(jié)點結構。
【背景技術】
[0002]隨著高層、超高層建筑的功能和形式不斷往多樣化的方向發(fā)展，轉換層的應用也越來越廣泛。斜柱轉換結構具有轉換構件，其主要承受軸向荷載，具有傳力路徑短、轉換構件截面尺寸較小的特點，有利于建筑空間的使用，因而具有廣泛的應用前景。此外，因為轉換構件主要承受軸向荷載，所以適合采用鋼管混凝土構件。鋼管混凝土構件尺寸比傳統(tǒng)鋼筋混凝土構件小，且節(jié)省模板、不需綁扎鋼筋，施工進度快、施工質量有保證。斜柱轉換結構的斜柱和支柱均采用鋼管混凝土構件時，稱為鋼管混凝土斜柱轉換結構。節(jié)點作為鋼管混凝土斜柱轉換結構中的重要部位，其力學性能和構造方法的研究成果少，成為制約鋼管混凝土斜柱轉換結構應用的瓶頸。
[0003]根據轉換構件類型的不同，現有斜柱轉換結構節(jié)點主要分為鋼筋混凝土斜柱轉換節(jié)點、型鋼混凝土斜柱轉換節(jié)點和鋼管混凝土斜柱轉換節(jié)點三種類型。
[0004]1.轉換構件為鋼筋混凝土構件的斜柱轉換節(jié)點
[0005]斜柱和支柱均為鋼筋混凝土構件，斜柱、支柱、樓蓋梁的鋼筋交匯于節(jié)點處，節(jié)點區(qū)混凝土一次澆搗成形。斜柱、樓蓋梁的內力通過鋼筋和混凝土直接傳遞至節(jié)點區(qū)，然后傳遞至支柱，節(jié)點的整體性好。不過，在實際應用中存在不足，主要為:
[0006](1)構件截面尺寸大，影響建筑空間的使用。斜柱轉換結構中的斜柱承擔上部結構傳來的荷載，內力較大，且隨豎直方向的傾角越大斜柱內力越大。鋼筋混凝土構件的承載力較低，為了滿足安全性的要求，斜柱的截面尺寸和節(jié)點的體積均較大，將造成轉換樓層建筑使用空間的減少以及管道通行的不便。
[0007](2)節(jié)點施工難度大。雖然鋼筋混凝土斜柱轉換節(jié)點的整體性較好，但多根斜柱、支柱、樓蓋梁的鋼筋在節(jié)點區(qū)匯集、錨固，節(jié)點區(qū)鋼筋密集、綁扎困難，施工質量難保證。節(jié)點區(qū)體積大，混凝土澆搗密實性難保證，且澆搗時水化熱高、溫度應力較大，對裂縫控制不利。此外，混凝土結構施工過程需要支模作業(yè)，工期較長。
[0008]2.轉換構件為型鋼混凝土構件的斜柱轉換節(jié)點
[0009]斜柱和支柱均為型鋼混凝土構件，斜柱、支柱、樓蓋梁的鋼筋、型鋼交匯于節(jié)點處，節(jié)點區(qū)混凝土一次澆搗成形。斜柱、樓蓋梁的內力通過型鋼、鋼筋和混凝土直接傳遞至節(jié)點區(qū)，然后傳遞至支柱，節(jié)點的整體性好。
[0010]這類型節(jié)點的轉換構件采用型鋼混凝土，截面比鋼筋混凝土構件小，有利于建筑空間的使用。不過，節(jié)點處有多根斜柱、支柱的型鋼和鋼筋以及樓蓋梁的鋼筋匯集，節(jié)點區(qū)鋼筋密集、綁扎困難，施工難度大，質量難保證。
[0011]3.轉換構件為鋼管混凝土構件的斜柱轉換節(jié)點
[0012]斜柱和支柱均采用鋼管混凝土，樓蓋梁一般采用鋼梁或型鋼混凝土梁，梁與節(jié)點的連接方式與一般的鋼管混凝土節(jié)點相同。豎向荷載通過斜柱與支柱的連接傳遞，梁端彎矩通過節(jié)點內隔板或外加強環(huán)進行傳遞，梁端剪力通過梁腹板與支柱或斜柱鋼管的連接進行傳遞。工程中已應用的鋼管混凝土斜柱轉換結構主要有以下三種類型，各有優(yōu)缺點:
[0013](1)斜柱與支柱相貫式節(jié)點。斜柱和支柱可分別采用矩形和圓形截面鋼管混凝土柱，也可均采用圓形截面鋼管混凝土柱，其對構件截面形狀的要求較低。支柱側面開洞口，斜柱從支柱側面與支柱相貫連接，節(jié)點區(qū)設內隔板或外環(huán)板，樓蓋梁在節(jié)點區(qū)與支柱連接或直接與斜柱連接，斜柱、節(jié)點、支柱的混凝土一次或分段澆搗完成。
[0014]支柱側面開洞削弱了支柱截面，且造成相貫區(qū)域的應力分布復雜化。斜柱內力以軸力為主，從側面?zhèn)鬟f內力給支柱時，對支柱產生水平向剪切分力以及支柱與斜柱相貫界面的豎向剪切分力。水平向剪切分力由支柱截面抗剪承載力或節(jié)點區(qū)的內隔板承擔，豎向剪切分力由鋼管焊縫與相貫界面的混凝土抗剪強度承擔，傳力路徑較明確，但傳力單元多、造成節(jié)點區(qū)應力分布復雜，容易形成薄弱截面。與斜柱位于同一平面的樓蓋梁只能與斜柱連接，不能直接與支柱連接，將進一步造成節(jié)點區(qū)域傳力的不明確。若節(jié)點區(qū)通過外環(huán)板連接不同方向樓蓋梁，將使節(jié)點區(qū)范圍大大增加，影響建筑外觀和使用。
[0015](2)斜柱與支柱對接式節(jié)點。該類型節(jié)點只適用于斜柱和支柱均采用矩形截面鋼管混凝土柱的情況，且一般只連接2根斜柱。支柱橫截面面積與兩斜柱相交處底部橫截面總面積相等，斜柱下端與支柱各邊鋼板對接焊接，斜柱相交處均與豎向隔板焊接，豎向隔板與支柱鋼管內側焊接，節(jié)點區(qū)設內隔板或外環(huán)板，樓蓋梁在節(jié)點區(qū)與支柱連接，斜柱、節(jié)點、支柱的混凝土一次或分段澆搗完成。斜柱內力通過對接的鋼管及混凝土直接傳遞，樓蓋梁的梁端內力傳遞方式與普通鋼管混凝土節(jié)點相同。
[0016]該類型節(jié)點保證了支柱的完整性，傳力路徑簡單、明確。不過，采用該連接方式時，只能采用矩形截面鋼管混凝土構件，而矩形鋼管對核心混凝土的約束效應較差，經濟效益較低。
[0017](3)設內隔板的斜柱與支柱插入式節(jié)點，斜柱和支柱分別采用矩形和圓形截面鋼管混凝土柱。兩斜柱的鋼板下端分別與從節(jié)點區(qū)外伸的豎向隔板側面焊接、與節(jié)點區(qū)的豎向肋板的上端對接焊接；豎向隔板和豎向肋板相互焊接，且下端均與下內隔板焊接；節(jié)點區(qū)在對應樓蓋梁上下翼緣高度處分別設置上、下兩道內隔板和外加強環(huán)；樓蓋梁在節(jié)點區(qū)與支柱連接；斜柱、節(jié)點、支柱的混凝土可一次或分段澆搗完成。斜柱端與梁端彎矩通過內隔板、外環(huán)板傳遞，斜柱豎向荷載通過豎向隔板和肋板傳遞至節(jié)點區(qū)，再通過下內隔板和混凝土以局部壓力的形式傳遞至支柱。
[0018]該類型節(jié)點保證了支柱的完整性，能實現矩形截面斜柱與圓形截面支柱的連接，從而不影響上部建筑使用空間、提高支柱的承載能力，傳力路徑簡單、明確。不過，節(jié)點核心區(qū)設置了上、下內隔板，焊接工作量較大，且當支柱截面尺寸較小時，焊接施工和混凝土澆搗困難，施工質量難以保證。
【實用新型內容】
[0019]針對現有技術中存在的技術問題，本實用新型的目的是:提供一種鋼管混凝土轉換節(jié)點結構。
[0020]本實用新型的目的通過下述技術方案實現:一種鋼管混凝土轉換節(jié)點結構，包括支柱、斜柱以及承接架，所述斜柱固定連接在承接架上，所述承接架固定設置于支柱內部且位于支柱的頂端。
[0021]優(yōu)選的，所述承接架包括豎內肋板，斜柱上具有截面，截面包括橫截面，豎內肋板形成的形狀與橫截面形狀相對應并且伸出有連接肋板，伸出的連接肋板固定連接到支柱的內壁上，斜柱通過截面固定到豎內肋板上。
[0022]優(yōu)選的，所述承接架還設置有上部伸出于支柱外的凸出豎內肋板，所述截面還包括豎截面，凸出豎內肋板與豎內肋板固定連接，豎內肋板形狀與橫截面形狀相對應并且橫截面固定于豎內肋板上，豎截面與凸出豎內肋板相固定連接。
[0023]優(yōu)選的，還包括上外加強環(huán)和下外加強環(huán)，上外加強環(huán)和下外加強環(huán)分別固定連接到支柱頂部的外壁面上。
[0024]優(yōu)選的，所述上外加強環(huán)和下外加強環(huán)之間設置有銜接肋板，銜接肋板邊緣分別固定在上外加強環(huán)、支柱的外壁面和下外加強環(huán)上。
[0025]優(yōu)選的，所述斜柱為兩個且為矩形斜柱，兩斜柱的橫截面圍成一矩形切面，斜柱的豎截面包括兩個豎切面以及一個上縱切面，所述豎內肋板圍成一矩形接面，所述凸出豎內肋板設置于矩形接面的中部，矩形切面固定連接在矩形接面上，兩斜柱的豎切面和上縱切面固定在凸出豎內肋板兩側面上。
[0026]優(yōu)選的，所述承接架具有以下兩種設置方式:
[0027]方式一:所述連接肋板包括第一片肋板以及與豎內肋板一體成型的第一凸出片，所述豎內肋板包括兩個長肋板和兩個短肋板，兩長肋板平行設置，兩個短肋板固定在兩長肋板之間并且兩長肋板兩端部伸出形成所述第一凸出片，第一片肋板分別固定在長肋板和/或短肋板外側面上，第一凸出片與第一片肋板分別固定連接到支柱的內壁上；
[0028]方式二:所述連接肋板包括第二片肋板以及與凸出豎內肋板一體成型的第二凸出片，所述豎內肋板包括兩個第一肋板以及四個第二肋板，四個第二肋板兩個為一組分別固定設置在凸出豎內肋板的兩側面上，兩第一肋板分別與每組的兩第二肋板固定，四個第二肋板伸出于第一肋板的部分形成所述第二片肋板，第二凸出片伸出于豎內肋板，第二片肋板與第二凸出片分別固定連接到支柱的內壁上。
[0029]優(yōu)選的，所述斜柱為兩個且為圓形斜柱，斜柱的橫截面為弧形橫切面，兩斜柱的橫截面圍成一圓弧切面，斜柱的豎截面為弧形豎切面，所述豎內肋板圍成一圓弧接面，所述凸出豎內肋板設置于圓弧接面的中部，弧形橫切面固定連接到圓弧接面上，兩斜柱的弧形豎切面分別固定連接到凸出豎內肋板兩側面上；連接肋板固定連接在圍成圓弧接面的豎內肋板外側面上，連接肋板伸出端固定連接到支柱的內壁上。
[0030]優(yōu)選的，所述斜柱下端管口中傾