[0001] 本发明涉及土木工程施工技术领域，特别是涉及一种PVC‑FRP管钢筋混凝土叠合柱与型钢混凝土梁的连接节点。

[0002] PVC‑FRP管钢筋混凝土叠合柱是一种新型组合结构形式，其内部设置圆形PVC‑FRP管钢筋混凝土芯柱(简称芯柱)，其中PVC‑FRP管是将FRP条带按一定间距缠绕在PVC管上预制而成，在PVC‑FRP管内外配置钢筋，浇筑混凝土形成PVC‑FRP管钢筋混凝土叠合柱。相比较于普通钢筋混凝土柱，PVC‑FRP管混凝土叠合柱中的核心混凝土受PVC‑FRP管的约束和保护，使其既表现出优越的承载力，又免受恶劣环境的侵蚀从而获得良好的耐久性。

[0003] PVC‑FRP管钢筋混凝土叠合柱与梁板构件之间的连接，是限制PVC‑FRP管钢筋混凝土叠合柱实际应用的关键问题之一。而PVC‑FRP管钢筋混凝土叠合柱的承载力远高于同截面尺寸下普通钢筋混凝土柱，如果PVC‑FRP管钢筋混凝土叠合柱节点采用普通钢筋混凝土柱与型钢混凝土梁连接方式，则会导致节点成为薄弱位置，不符合“强节点，弱构件”的设计原则。因此，提出一种安全可靠、整体性能好、传力明确和施工方便的PVC‑FRP管钢筋混凝土叠合柱与型钢混凝土梁的连接节点是急需解决的问题，对于PVC‑FRP管钢筋混凝土叠合柱结构研究与工程应用具有重要的意义。

[0039] 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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0040] 本发明的目的是提供一种PVC‑FRP管钢筋混凝土叠合柱与型钢混凝土梁的连接节点，达到节点不破坏芯柱结构的前提下，提高节点的承载力和延性，可达到强节点的目的。

[0041] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

[0042] 参考图1至图7，一种PVC‑FRP管钢筋混凝土叠合柱与型钢混凝土梁的连接节点，其特征在于，包括PVC‑FRP管、设置在所述PVC‑FRP管内的内骨架、套设在所述PVC‑FRP管外壁上且相互连接的半圆弧钢板、设置在所述半圆弧钢板外壁上且与所述PVC‑FRP管垂直的节点区钢梁、与所述节点区钢梁连接的型钢、包裹设置在所述PVC‑FRP管外侧的柱钢筋混凝土结构以及包裹设置在所述节点区钢梁和型钢外侧的梁钢筋混凝土结构，所述内骨架包括设置在所述PVC‑FRP管内壁上且沿所述PVC‑FRP管的长度方向间隔设置的多个锚定杆，所述锚定杆内部开设有用于穿设管内纵筋的第一通孔，侧壁开设有多个用于管内箍筋穿过的第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔连通，所述PVC‑FRP管内用于浇筑混凝土；本发明节点传力路径明确可靠，节点区通过设置半圆弧钢板、预应力预应力高强螺栓和节点区钢梁使梁柱形成整体，并将型钢混凝土梁传来的弯矩和剪力直接传递到核心区，通过预应力预应力高强螺栓连接的半圆弧钢板能够增强对节点区PVC‑FRP管内混凝土的约束作用，节点区钢梁腹板能够发挥抗剪作用，提高节点的承载力和延性，可达到强节点的目的。

[0043] 参考图4至图5，所述锚定杆间隔均匀设置在所述PVC‑FRP管的内壁上，所述第二通孔间隔均匀设置在所述锚定杆的长度方向上；保证整体内骨架结构受力的稳定性。

[0044] 参考图2，所述半圆弧钢板的内壁上设置有半圆弧钢垫板并与所述PVC‑FRP管的外壁贴合；半圆弧钢垫板厚度应等于包裹FRP条带的厚度，半圆弧钢垫板宽度应等于条带间距。增加半圆弧钢垫板能够使半圆弧钢板内部和PVC‑FRP管紧密贴合，避免半圆弧钢板与PVC‑FRP管出现粘结滑移。

[0045] 参考图2，所述节点区钢梁的翼板上设置有加劲肋钢板，所述加劲肋钢板分别与所述半圆弧钢板与所述节点区钢梁翼板连接；在半圆弧钢板和节点区钢梁上设置加劲肋钢板能够提高半圆弧钢板和节点区钢梁的整体性，提高节点的整体刚度。

[0046] 参考图1，所述型钢与所述节点区钢梁通过腹板连接钢板连接。

[0047] 参考图7，所述柱钢筋混凝土结构包括贯穿所述节点区钢梁腹板的环状节点区箍筋、设置在所述节点区箍筋内部并与所述节点区箍筋连接的管外柱纵筋以及柱混凝土；在节点区钢梁腹板上预设节点区箍筋穿过孔，便于节点区箍筋和节点区钢梁构成整体，能够保证PVC‑FRP管钢筋混凝土柱钢筋骨架与节点区连接的可靠性。

[0048] 进一步的，所述梁钢筋混凝土结构包括间隔均匀套设在所述节点区钢梁和型钢上的梁箍筋，以及穿设在所述梁箍筋内并与所述梁箍筋绑扎的梁纵筋。

[0049] 参考图1，所述半圆弧钢板通过从上到下多个间隔设置的预应力高强螺栓连接；能够使得半圆弧钢板与PVC‑FRP管之间连接紧密，使得管内混凝土所受的约束作用增强。

[0050] 进一步的，所述预应力高强螺栓布置间距和等级、半圆弧钢板和加劲肋钢板的尺寸可以通过以下要求确定：预应力预应力高强螺栓等级为10.9级，通过穿心式油压千斤顶实现预应力的施加，半圆弧钢板和腹板连接钢板处的预应力预应力高强螺栓布置间距分别为hg/5和hf/4，hg是半圆弧钢板的高度，hf是腹板连接钢板的高度，半圆弧钢板(6)的高度hg和厚度tg，加劲肋钢板(8)的高度hj、宽度bj和厚度tj由下式计算确定：

[0051] hg＝3hl/2

[0052] tg＝δl

[0053] hb＝hg/6

[0054] hj≥hb/3

[0055] bj≥hb/2

[0056] tj≥hb/15

[0057] 其中：hl‑型钢截面高度；

[0058] δl‑型钢翼缘厚度；

[0059] hb‑半圆弧钢板高于型钢的高度。

[0060] 参考图2，在节点区钢梁上焊接圆孔钢板，便于管外柱纵筋的定位以及增强梁柱节点区的整体性。

[0061] 本发明的具体实施步骤如下：

[0062] 首先，将浸渍过环氧树脂胶的纤维增强复合材料(FRP)条带按一定间距缠绕在PVC管上，缠绕过程需拉紧FRP条带，以确保FRP与PVC管之间紧密接触，FRP条带的宽度、间距以及层数可根据柱承载力设计值计算确定。在室温环境下，养护PVC‑FRP管至环氧树脂胶固化，形成PVC‑FRP管。

[0063] 在钢结构加工厂制作半圆弧钢板、半圆弧钢半圆弧钢垫板、加劲肋钢板、节点区钢筋锚定件、节点区钢梁、腹板连接钢板、圆孔钢板和型钢。首先，确定节点区段的位置，将管内纵筋和节点区管内箍筋穿过节点区钢筋锚定件，将管内纵筋和管内箍筋绑扎成管内钢筋骨架，与节点区钢筋锚定件形成整体。PVC‑FRP管套在管内钢筋骨架外部，浇筑混凝土形成PVC‑FRP管钢筋混凝土芯柱。其次，在节点区对应的PVC‑FRP管区段设置半圆弧钢板，半圆弧钢板内壁上围焊焊接半圆弧钢半圆弧钢垫板，半圆弧钢板间采用预应力预应力高强螺栓连接。节点区钢梁通过双面角焊缝与半圆弧钢板焊接连接，加劲肋钢板通过双面角焊缝焊接在半圆弧钢板和节点区钢梁上。管外纵筋穿过节点区钢梁上焊接的圆孔钢板，节点区箍筋穿过节点区钢梁上预设的节点区箍筋穿过孔，和管外柱纵筋进行绑扎。型钢和节点区钢梁采用预应力预应力高强螺栓连接，连接部位设置腹板连接钢板，型钢翼缘和节点区钢梁翼缘通过全熔透坡口焊缝连接，此时节点区制作完成。在此基础上，绑扎管外柱箍筋、梁纵筋和梁箍筋，最后浇筑混凝土，形成PVC‑FRP管钢筋混凝土叠合柱与型钢混凝土梁连接节点。

[0064] 根据实际需求而进行的适应性改变均在本发明的保护范围内。

[0065] 需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。