一种钢与混凝土竖向混合结构刚性连接节点及使用方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115467428A(43)申请公布日2022.12.13(21)申请号202211009472.4E04C3/20(2006.01)(22)申请日2022.08.19E04B1/98(2006.01)E04H9/02(2006.01)(71)申请人中国铁路设计集团有限公司E04G21/00(2006.01)地址300000天津市滨海新区自贸试验区(空港经济区)东七道109号(72)发明人齐旭东井司南张春雷李爱东宋智勇王一甍林敏博尹书昊赵男武继虎刘传名王凯杰韩倩刘文锐(74)专利代理机构天津玺名律师事务所12263专利代理师杨琳(51)Int.Cl.E04B1/58(2006.01)E04C3/32(2006.01)E04C3/34(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图6页(54)发明名称一种钢与混凝土竖向混合结构刚性连接节点及使用方法(57)摘要本发明提供一种钢与混凝土竖向混合结构刚性连接节点及使用方法，刚性连接节点包括混凝土结构、钢管柱结构、钢柱脚和钢管混凝土芯柱，所述钢管混凝土芯柱设置于钢管柱结构内部，所述钢柱脚设置于钢管柱结构底部，所述钢管柱结构通过钢柱脚、钢管混凝土芯柱与混凝土结构进行刚性连接，传递荷载。本发明提供的刚性连接节点，提高了梁柱节点核心区刚度和连接节点的弯矩传递效率及抗震性能，满足了刚性及抗震对节点性能的要求，解决了宽大柱脚对混凝土结构节点域削弱较大等问题。CN115467428ACN115467428A权利要求书1/2页1.一种钢与混凝土竖向混合结构刚性连接节点，其特征在于：包括混凝土结构、钢管柱结构、钢柱脚和钢管混凝土芯柱，所述钢管混凝土芯柱设置于钢管柱结构内部，所述钢柱脚设置于钢管柱结构底部，所述钢管柱结构通过钢柱脚、钢管混凝土芯柱与混凝土结构连接；所述混凝土结构包括框架柱、框架梁和环梁，所述框架柱与框架梁现浇形成框架梁柱节点，在所述框架梁柱节点四周设置所述环梁；所述钢管柱结构包括钢管柱上段和钢管柱下段，在所述钢管柱下段预留有槽口；所述钢柱脚包括钢筋、底板和机械连接套筒，在所述底板的中心处预留钢管混凝土芯柱内部现浇混凝土的贯通孔，所述底板的底部与钢筋通过机械套筒连接；所述钢管混凝土芯柱包括钢管芯柱上段、钢管芯柱下段、圆柱头焊钉、插板和加劲板，在所述加劲板上开设浇筑孔，所述加劲板与钢管芯柱上段顶部焊接，所述插板与钢管芯柱上段外壁、加劲板底部焊接，所述圆柱头焊钉与钢管芯柱下段外壁焊接，所述钢管柱下段的槽口嵌入钢管芯柱上段的插板，并焊接连接。2.根据权利要求1所述的一种钢与混凝土竖向混合结构刚性连接节点，其特征在于：通过加劲板上的浇筑孔和底板上的贯通孔向钢管芯柱上段、钢管芯柱下段内灌入自密实混凝土。3.根据权利要求1所述的一种钢与混凝土竖向混合结构刚性连接节点，其特征在于：将所述钢筋、带圆柱头焊钉的钢管芯柱下段埋入混凝土结构。4.根据权利要求1或2所述的一种钢与混凝土竖向混合结构刚性连接节点，其特征在于：所述底板顶面焊接有带插板和加劲板的钢管芯柱上段，所述底板底面焊接有带圆柱头焊钉的钢管芯柱下段。5.根据权利要求1所述的一种钢与混凝土竖向混合结构刚性连接节点，其特征在于：所述钢管柱上段和钢管柱下段采用等强坡口焊连接。6.根据权利要求1所述的一种钢与混凝土竖向混合结构刚性连接节点，其特征在于：加劲板上的浇筑孔和底板上的贯通孔同轴。7.根据权利要求2所述的一种钢与混凝土竖向混合结构刚性连接节点，其特征在于：所述钢管柱上段与钢管柱下段通过拼接缝连接。8.根据权利要求1‑7任意一项所述一种钢与混凝土竖向混合结构刚性连接节点的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，钢管芯柱上段、钢管芯柱下段、底板、加劲板、插板在工厂加工形成整体；钢柱脚与钢管混凝土柱芯在工厂加工形成整体：底板顶面与带插板和加劲板的钢管芯柱上段进行焊接，底板底面与带圆柱头焊钉的钢管芯柱下段进行焊接，底板的底部与钢筋通过机械套筒连接；步骤二，混凝土结构浇筑时，钢筋和钢管芯柱下段定位埋入混凝土结构；通过加劲板浇筑孔浇筑钢管内部自密实混凝土；步骤三，待上部钢结构安装时，将钢管柱下段的槽口嵌入钢管芯柱上段的插板，并焊接连接；钢管柱上段与钢管柱下段焊接连接形成整体。9.根据权利要求1所述的一种钢与混凝土竖向混合结构刚性连接节点的使用方法，其特征在于：在步骤一前，假设钢管柱柱底弯矩为M，剪力为V，轴力为N，根据现有设计规定，在不改变混凝土结构构件尺寸的前提下，确定内插钢管的尺寸，从而确定其所能承担的弯矩2CN115467428A权利要求书2/2页M1，并验算其抗剪承载力V。10.根据权利要求9所述的一种钢与混凝土竖向混合结构刚性连接节点的使用方法，其特征在于：钢柱脚承担剩余柱底弯矩M2＝