一种装配式型钢混凝土柱—PVC-FRP管钢筋混凝土梁连接节点

一种装配式型钢混凝土柱
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pvc-frp管钢筋混凝土梁连接节点
技术领域
1.本发明涉及土木工程领域，具体涉及一种装配式型钢混凝土柱—pvc-frp管钢筋混凝土梁连接节点。


背景技术：

2.随着现代工程结构向高耸、大跨、复杂化发展，传统钢筋混凝土结构的承载力及施工技术等方面已经不能满足现代工程结构的需求。此外，长期服役的钢筋混凝土结构普遍存在混凝土腐蚀和钢筋锈蚀的现象，这些问题会导致混凝土结构性能劣化和耐久性下降。
3.pvc-frp管混凝土柱是将frp缠绕在pvc管上，向管内浇筑混凝土形成的新型组合柱。pvc-frp管对核心混凝土起约束作用，同时， pvc-frp管可以保护核心混凝土免受环境侵蚀。相比于普通混凝土柱， pvc-frp管混凝土柱表现出优越的承载力和耐久性，可应用于桥梁工程、地下工程、海洋工程等工程结构中。然而，推广应用pvc-frp管混凝土柱的关键问题之一是解决其与梁板构件的连接问题。
4.钢管混凝土核心柱即在柱钢筋笼中预先放置钢管然后浇筑混凝土形成的一种组合结构柱。在pvc-frp管混凝土柱中设置钢管可以进一步提高普通混凝土柱的承载力，在节点区放置核心钢管便于与钢梁焊接或螺栓连接形成组合节点。但钢梁会阻断节点区箍筋，在钢梁上开洞会影响钢梁力的传递。此外，由于pvc-frp管在节点区不连续，节点的承载力可能会有削弱。因此，如何对节点进行加强，保证节点在复杂受力环境下良好的受力性能是亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种装配式型钢混凝土柱—pvc-frp管钢筋混凝土梁连接节点及其方法。
6.为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：
7.一种装配式型钢混凝土柱—pvc-frp管钢筋混凝土梁连接节点，包括型钢混凝土柱、pvc-frp管钢筋混凝土梁、节点连接件、工字型钢、钢筋连接器和高强螺栓，所述型钢混凝土柱包括柱型钢、柱纵筋和柱箍筋；
8.所述pvc-frp管钢筋混凝土梁包括pvc-frp管、梁纵筋和梁箍筋，所述pvc-frp管上表面通过高强螺栓与工字型钢上翼缘连接，所述梁纵筋通过钢筋连接器与节点连接件连接，所述工字型钢和钢筋连接器焊接于节点连接件外部。
9.优选地，所述型钢混凝土柱在节点区不设置柱箍筋，且所述柱型钢在节点区设有两排平行等间距螺栓孔。
10.优选地，所述节点连接件包括镂空带肋钢笼、镂空带肋工字钢和端板，所述镂空带肋工字钢焊接于镂空带肋钢笼内部，端板焊接于镂空带肋工字钢端部，所述端板和柱型钢对应位置设有两排等间距的螺栓孔。
11.优选地，所述柱型钢和节点连接件通过高强螺栓进行对位连接，所述镂空带肋钢笼套箍于柱型钢外部。
12.优选地，所述钢筋连接器包括钢筋连接头和钢筋连接套筒，所述钢筋连接头焊接于镂空带肋钢笼，所述钢筋连接套筒内部设有螺纹，一端与钢筋连接头连接，一端与梁纵筋连接。
13.优选地，所述工字型钢焊接于镂空带肋钢笼，所述工字型钢上翼缘与pvc-frp管上表面对应位置设有两排等间距的螺栓孔，并通过高强螺栓进行连接。
14.优选地，所述柱型钢、柱纵筋、节点连接件、工字型钢、钢筋连接器、梁纵筋和梁箍筋内外侧均浇筑混凝土，形成型钢混凝土柱节点区—pvc-frp管钢筋混凝土梁节点。
15.优选地，所述工字型钢和钢筋连接器可根据需求配置于节点连接件的四个不同方向，连接梁体的个数可分别为一至四个。
16.有益效果：
17.1、pvc-frp管钢筋混凝土梁和节点连接件均可工厂预制，现场采用高强螺栓快速装配连接，工厂化程度高，施工工艺简单，提高作业效率，提升施工质量。
18.2、节点连接件采用整体式设计，对节点区混凝土具有约束增强作用，提高了节点区核心混凝土的极限抗压强度，从而有效改善了该新型节点的力学性能，增大了节点的承载力和延性。
19.3、节点区钢构件包括节点区柱型钢、节点连接点、柱纵筋以及 pvc-frp管钢筋混凝土梁纵筋和箍筋等外部均有混凝土保护层或 pvc管保护，有效防止了钢构件发生锈蚀，显著提高了结构的耐久性能。
20.4、节点连接件采用镂空带肋设计，增大了节点连接件与混凝土的接触面积，改善了节点连接件和节点区混凝土的粘结性能，防止节点因混凝土和节点连接件的粘结发生破坏而失效，提高了节点的整体性和强度。
21.5、实现了型钢混凝土柱和pvc-frp管钢筋混凝土梁的连接，具有重要的工程意义。
22.当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上的所有优点。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本发明的总体结构图；
25.图2为本发明的型钢混凝土柱截面图；
26.图3为本发明的节点立面图；
27.图4为本发明的节点正截面详图；
28.图5为本发明的节点侧立面图；
29.图6为本发明的节点侧截面详图。
30.附图中标号如下：
31.1-型钢混凝土柱、2-pvc-frp管钢筋混凝土梁、21-pvc-frp管、 22-梁纵筋、23-梁
箍筋、3-节点连接件、31-镂空带肋钢笼、32-镂空带肋工字钢、33-端板、4-工字型钢、5-钢筋连接器、51钢筋连接头、52
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钢筋连接套筒、6-高强螺栓、11-柱型钢、12-柱纵筋、13-柱箍筋。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
33.实施例1：
34.如图1-6所示，本发明为一种装配式型钢混凝土柱—pvc-frp管钢筋混凝土梁连接节点，包括型钢混凝土柱1、pvc-frp管钢筋混凝土梁2、节点连接件3、工字型钢4、钢筋连接器5和高强螺栓6，型钢混凝土柱1包括柱型钢11、柱纵筋12和柱箍筋13；
35.pvc-frp管钢筋混凝土梁2包括pvc-frp管21、梁纵筋22和梁箍筋23，pvc-frp管21上表面通过高强螺栓6与工字型钢4上翼缘连接，梁纵筋22通过钢筋连接器5与节点连接件3连接，工字型钢4 和钢筋连接器5焊接于节点连接件3外部。
36.本实施例的一个具体应用为：首先采用环氧树脂胶将纵向frp布粘贴于矩形pvc管下表面，环向frp布根据设计要求按照一定间距粘贴于纵向frp布外层，粘贴时注意压实，避免frp布和pvc管表面产生气泡，经过养护形成pvc-frp管。钢筋笼放置于pvc-frp管中，并根据需要在端部伸出一定长度用作节点区连接。
37.实施例2：
38.其中，型钢混凝土柱1在节点区不设置柱箍筋13，且柱型钢11在节点区设有两排平行等间距螺栓孔，其特征在于：节点连接件3包括镂空带肋钢笼31、镂空带肋工字钢32和端板33，镂空带肋工字钢32 焊接于镂空带肋钢笼31内部，端板33焊接于镂空带肋工字钢32端部，端板33和柱型钢11对应位置设有两排等间距的螺栓孔。
39.本实施例的一个具体应用为：型钢混凝土柱节点区不设置箍筋，节点连接件套箍于节点区柱型钢外侧，根据设计要求，节点连接件的端板和柱型钢对应位置设有两排等间距螺栓孔，并通过高强螺栓进行对位连接成整体。
40.实施例3：
41.其中，柱型钢11和节点连接件3通过高强螺栓6进行对位连接，镂空带肋钢笼31套箍于柱型钢11外部，钢筋连接器5包括钢筋连接头51和钢筋连接套筒52，钢筋连接头51焊接于镂空带肋钢笼31，钢筋连接套筒52内部设有螺纹，一端与钢筋连接头51连接，一端与梁纵筋22连接，工字型钢4焊接于镂空带肋钢笼31，工字型钢4上翼缘与pvc-frp管21上表面对应位置设有两排等间距的螺栓孔，并通过高强螺栓6进行连接，柱型钢11、柱纵筋12、节点连接件3、工字型钢4、钢筋连接器5、梁纵筋22和梁箍筋23内外侧均浇筑混凝土，形成型钢混凝土柱节点区—pvc-frp管钢筋混凝土梁节点，工字型钢4 和钢筋连接器5可根据需求配置于节点连接件3的四个不同方向，连接梁体的个数可分别为一至四个。
42.本实施例的具体应用为：工字型钢和钢筋连接器焊接于节点连接件侧面，工字型钢和pvc-frp管上表面设有两排等间距螺栓孔，并通过高强螺栓进行连接，节点连接件和梁
纵筋通过钢筋连接器进行连接，各构件连接完成后，现场浇筑混凝土形成型钢混凝土柱—pvc-frp管钢筋混凝土梁连接节点。。
43.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料过着特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
44.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式，显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。