钢管煤矸石混凝土梁柱节点

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技术领域\n本发明涉及一种钢管混凝土梁柱节点，特别是涉及一种钢管煤矸石混凝土梁柱节点。\n背景技术\n钢管混凝土柱利用钢管和混凝土两种材料在受力过程相互之间的组合作用，充分发挥这两种材料的优势，使混凝土的脆性大为改善，且避免或延缓钢管发生局部屈曲，使钢管混凝土柱整体承载力高、塑性和韧性好。目前在地震区高层建筑中应用钢管混凝土柱，可解决普通钢筋混凝土柱的脆性破坏问题，从而放宽轴压比限制，同时利用钢管对核心混凝土的约束，大幅度提高混凝土的强度，减少柱的截面尺寸，减低工程的造价。目前已先后由国家建材总局、建设部、国家经贸委和中国人民解放军总后勤部颁布发行了有关钢管混凝土结构的设计规程，主要有JCJ01-89：(1989)、CECS28：90(1992)、DL/T5085-1999和GJB(1999)。我国采用钢管混凝土结构的高层建筑层出不穷，采用钢管混凝土的第一座高层建筑是福建泉州邮电大厦，高87.5m，底部3层的框架柱采用了Φ800×10，C30的钢管混凝土柱，于1990年建成，由于柱子截面小，扩大了使用空间，同时施工也方便，因而取得了较好的经济效益。继该工程之后，采用钢管混凝土结构的高层建筑有：厦门阜康大厦、厦门金源大厦、广东惠州市嘉骏大厦、福州侨益大厦等等。值得一提的是，深圳的赛格广场，它是世界上采用钢管混凝土结构体系的最高建筑，结构高度将近300m，它也标志着我国关于钢管混凝土结构的研究与应用处于国际领先水平。但目前钢管混凝土柱与普通钢筋混凝土梁板或预应力混凝土梁板的连接节点，仍有待完善和改进。其主要的节点形式有加强环式节点、穿心式节点、环梁节点等多种形式。\n煤矸石综合利用是资源综合利用的重要方面，是我国能源结构的必然选择，也是实施可持续发展战略的重要措施之一。“十五”期间我国煤矸石综合利用的指导思想是：坚持以市场为导向，以科技为先导，以效益为中心，以企业为主体的原则，强化政策引导，依靠技术进步，加强科学管理，因地制宜，积极利用，多种用途，讲求实效，大幅度提高利用率，努力实现从“堆放为主”向“以用为主”的转变，实现经济效益、社会效益和环境效益相统一，促进经济社会可持续发展。到2005年，全国煤矸石综合利用率力争提高到60％。而煤矸石的综合利用的主要方面就是生产建筑材料，包括生产轻骨料、建筑制品等。目前，关于钢-煤矸石砼这种绿色组合结构的研究，在钢管煤矸石砼柱、压型钢板-煤矸石砼组合楼板的研究方面，已经取得了丰富的研究成果，并且在实际工程中得到了应用，取得了可观的经济效益和社会效益；对钢管煤矸石砼柱节点的研究，在国内外尚属空白。\n发明内容\n本发明的目的在于提供一种钢管煤矸石混凝土梁柱节点，该节点是由煤矸石混凝土和圆钢管构成的柱与钢梁或钢筋煤矸石混凝土梁组成的，利用工业废料-煤矸石作骨料。其节点形式包括钢筋穿心式节点、环梁节点、以及钢管煤矸石混凝土柱与钢梁节点。\n本发明的目的是通过以下技术方案实现的：\n钢管煤矸石混凝土梁柱节点，由煤矸石混凝土和圆钢管构成的柱与钢梁或钢筋煤矸石混凝土梁组成，利用工业废料-煤矸石作骨料；其节点包括钢筋穿心式节点、环梁节点、以及钢管煤矸石混凝土柱与钢梁节点形式。\n如上所述的钢管煤矸石混凝土梁柱节点，其钢筋穿心式节点是在节点区采用上、下各穿过钢筋直接作为混凝土梁的纵筋，即上加强环和下加强环；同时在钢管臂外侧焊竖向加肋板以传递剪力；钢管壁上开有钢管壁开孔。\n如上所述的钢管煤矸石混凝土梁柱节点，其环梁式节点绕钢管设置一钢筋混凝土环梁用于传递弯矩；在环梁中部或底部钢管外表面贴焊一环形钢筋，即为抗剪环，节点不设置穿心构件。\n如上所述的钢管煤矸石混凝土梁柱节点，其加强环式节点是在钢管外焊上下两个环，钢梁的上翼缘和下翼缘直接与上加强环和下加强环焊接，腹板直接和钢管壁相连。\n如上所述的钢管煤矸石混凝土梁柱节点，其加强环底加牛腿节点是在加强环节点梁的下翼缘与钢管壁相连的部位焊有牛腿。\n本发明的优点与效果是：\n1.经济效益：自燃煤矸石用作轻骨料，生产工艺简单，只需简单地破碎、筛分成所需粒级，生产投资少，成本低，降低结构自重、降低造价；节省建筑材料、增加有效使用面积；施工速度快，降低了人工费、机械费、管理费等。\n2.社会、环境效益：煤矸石是储量丰富的二次资源，长期堆积不仅占用大量耕地而且还污染环境，大有治理之必要。采用自燃煤矸石代替普通砂石作为结构用轻骨料，节约砂石不可再生资源，与钢筋混凝土结构相比混凝土用量大大降低了，减少了混凝土中所含化学元素对周围环境的污染，未来建筑垃圾的数量大量减少；推出钢-煤矸石混凝土组合结构体系，为发展绿色建筑、提高人居环境质量做出贡献。\n附图说明\n图1为本发明钢筋穿心式节点形式的主视图；\n图2为本发明钢筋穿心式节点形式的俯视图；\n图3为本发明环梁节点形式的结构示意图；\n图4为本发明加强环式节点形式的主视图；\n图5为本发明加强环式节点形式的俯视图；\n图6为本发明加强环底加牛腿式节点结构主视图；\n图7为本发明加强环底加牛腿式节点结构俯视图。\n具体实施方式\n下面参照附图对本发明进行详细说明。\n本发明的节点是由煤矸石混凝土和圆钢管构成的柱与钢梁或钢筋煤矸石混凝土梁组成的，其利用工业废料-煤矸石代替普通砂石作骨料。\n为更好的实现本发明的目的，本发明对钢筋穿心式节点、环梁节点、以及钢管煤矸石混凝土柱与钢梁节点等几种主要形式进行研究。\n实施例1\n如图所示，钢筋穿心式节点是在节点区采用上、下各穿过钢筋直接作为混凝土梁的纵筋，即上加强环3和下加强环4。同时在钢管臂外侧焊竖向加肋板1以传递剪力。钢管壁上开有钢管壁开孔2，由于穿心构件的存在，使梁端内力有效地传递到核心混凝土，从而提高了结构的整体刚度和抗震性能。该节点是钢管煤矸石混凝土柱与煤矸石混凝土梁的节点。\n实施例2\n如图所示，环梁式节点是对钢板加强环节点的改进，其形式是绕钢管设置一钢筋混凝土环梁用于传递弯矩；在环梁中部或底部钢管外表面贴焊一环形钢筋，即为抗剪环5，用于传递剪力。节点不设置任何穿心构件，梁端剪力经管壁间接传递给核心混凝土；梁端纵向钢筋的拉力亦为间接传递。该节点是钢管煤矸石混凝土柱与煤矸石混凝土梁的节点。\n实施例3\n如图所示，加强环式节点是在钢管外焊上下两个环，用来传递梁端弯矩，钢梁的上翼缘6和下翼缘7直接与上加强环和下加强环焊接，而腹板8直接和钢管壁相连来传递梁端剪力。该节点是钢管煤矸石混凝土柱与钢梁的节点。\n实施例4\n如图所示，加强环底加牛腿节点，是在加强环节点梁的下翼缘与钢管壁相连的部位焊牛腿9，用来提高梁的强度。该节点是钢管煤矸石混凝土柱与钢梁的节点。