【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及建筑结构，具体涉及一种钢管混凝土-钢管竖向混合结构体系。
技术介绍
1、钢管混凝土柱由外钢管和内填充混凝土组成。外钢管由于内部混凝土提供侧向支撑，改变了其屈曲模式，其承载力提高；内填充混凝土受到钢管的约束，具有比普通混凝土优良的承载能力与变形能力；且外钢管能作为内填充混凝土的模板，降低了施工成本；因此将钢管混凝土结构与钢结构组合，会带来一系列有益效果。
2、然而现有钢管混凝土柱和钢管柱连接方式通常是将钢管柱下插至混凝土柱中，下插深度为一层楼的高度，该做法施工较为烦琐困难。
3、综上所述，如何解决施工时将钢管柱下插至钢管混凝土柱中施工较为烦琐的问题已经成为目前领域内亟需解决的难题，因为有必要提出一种钢管混凝土-钢管竖向混合结构体系。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术提供一种钢管混凝土-钢管竖向混合结构体系，该钢管混凝土-钢管竖向混合结构体系通过钢管混凝土柱-钢管柱连接件实现了钢管柱与钢管混凝土柱的直接连接，避免了传统方法中钢管柱需下插至钢管混凝土柱中施工的繁琐过程，大大简化了施工流程，提高了施工效率。
2、为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种钢管混凝土-钢管竖向混合结构体系，包括若干钢管混凝土柱、若干钢管柱和若干钢管混凝土柱-钢管柱连接件，钢管混凝土柱均位于楼层下部，钢管柱均位于楼层上部，钢管柱和钢管混凝土柱均通过钢管混凝土柱-钢管柱连接件固定连接。
3、上述方案的技术原理如下：
4、通
5、采用上述方案有以下有益效果：
6、1、本方案的钢管混凝土-钢管竖向混合结构体系通过钢管混凝土柱-钢管柱连接件实现了钢管柱与钢管混凝土柱的直接连接，避免了传统方法中钢管柱需下插至钢管混凝土柱中施工的繁琐过程，大大简化了施工流程，提高了施工效率。
7、2、本方案通过结合钢管混凝土柱和钢管柱的优势，实现了结构承载能力的优化分配，钢管混凝土柱在下部楼层提供更高的承载力，而钢管柱在上部楼层则保持较好的灵活性和经济性，整体结构更为合理且高效。
8、3、本方案通过钢管混凝土柱-钢管柱连接件的采用，确保了钢管柱与钢管混凝土柱之间的稳固连接；这种连接设计不仅传递荷载高效，而且能够承受复杂的受力情况，提高了结构的整体安全性和可靠性。
9、4、本方案还具有良好的抗震性能；钢管混凝土柱的高强度和高延性，以及钢管柱的灵活性，共同作用于结构体系，使得整体结构在地震等自然灾害面前具有更强的抵抗能力。
10、进一步，钢管混凝土柱和钢管柱均呈圆柱形结构，钢管混凝土柱截面尺寸大于钢管柱截面尺寸。
11、有益效果：圆柱形结构具有良好的受力性能和稳定性，能够更有效地抵抗水平荷载和弯矩作用；同时，钢管混凝土柱截面尺寸大于钢管柱，确保了结构在不同楼层段的承载能力差异需求得到满足。
12、进一步，钢管混凝土柱上均固定连接有若干钢管支架。
13、有益效果：通过设置钢管支架，增强了主钢管混凝土柱的整体刚度和稳定性，避免了因长细比过大而导致的屈曲问题，提高了结构的整体承载能力和抗震性能。
14、进一步，相邻两钢管柱之间均固定连接有工字钢，工字钢均通过抗剪连接件与钢管柱、钢管混凝土柱和钢管支架固定连接。
15、有益效果：工字钢的横向连接增强了钢管柱之间的协同工作能力，提高了结构的侧向刚度和抗扭刚度，增强了结构的整体稳定性和抗震性能。
16、进一步，钢管混凝土柱-钢管柱连接件包括呈上下对称设置的卡盘，上部卡盘和钢管柱底端固定连接，下部卡盘和钢管混凝土柱顶端可拆卸连接，卡盘上均固定连接有若干凸块，卡盘上靠近凸块一侧均固定连接有卡爪。
17、有益效果：上下对称设置的卡盘及凸块、卡爪设计，使得钢管柱和钢管混凝土柱在安装对接时，通过旋转钢管柱，使得上部卡盘上的卡爪能够旋转卡紧于下部卡盘上的凸块，实现钢管柱和钢管混凝土柱的紧密对接固定，减少了施工难度，同时卡爪还能够避免钢管柱横向移动。
18、进一步，抗剪连接件包括若干固定块和若干钢钉，固定块均和钢管柱外侧壁固定连接，固定块上均开有螺孔，螺孔内底壁均固定连接有楔形抱箍；钢钉一端均和工字钢固定连接，钢钉远离工字钢一端均套接有螺栓，螺栓和钢钉转动配合，螺栓和螺孔均螺纹配合，螺栓远离工字钢一端开有斜槽。
19、有益效果：随着螺栓继续旋入螺孔内，使得斜槽能够推动楔形抱箍12向中心弯曲形变进而紧密地抱住钢钉，避免因为工字钢弯曲变形导致钢钉抽出，实现工字钢与钢管柱和钢管混凝土柱之间横向的抗剪连接。
20、进一步，工字钢顶部均固定连接有钢筋混凝土梁。
21、有益效果：钢筋混凝土梁使得楼层间的荷载传递更加均匀，避免各楼层的应力集中，钢筋混凝土梁作为主要的承重构件，与工字钢和钢管柱共同构成了稳定的楼层结构体系。
22、进一步，钢管混凝土柱-钢管柱连接件的承载力公式如下：
23、n＝φ×[as×fy+ac×fc×(1+θ)] (1)
24、其中，n为钢管混凝土柱的承载力；h为钢管柱长度，s为钢管混凝土柱-钢管柱连接件的最小截面积；as为钢管柱的截面面积；fy为钢管柱的屈服强度；ac为钢管混凝土柱内混凝土的截面面积；fc为钢管混凝土柱内混凝土的抗压强度；θ为套箍指标，θ＝(ac×fc)/(as×fy)，其中，as为钢管柱的截面面积；fy为钢管柱的屈服强度；ac为钢管混凝土柱内混凝土的截面面积，fc为钢管混凝土柱内混凝土的抗压强度；
25、抗剪连接件的抗剪承载力计算公式如下：
26、
27、其中，a为钢钉的横截面积，d为钢钉的直径，fv为钢钉11的材料的屈服强度，fv为抗剪连接件的抗剪承载力。
28、有益效果：通过提供钢管混凝土柱-钢管柱连接件的承载力公式和抗剪连接件的抗剪承载力计算公式，能够更准确地计算结构在承受各种荷载作用下的性能表现，从而确保结构的安全性和稳定性；承载力公式的应用有助于优化钢管和混凝土材料的使用量。通过精确计算，可以确定在满足承载力要求的前提下，使用最小量的材料，从而降低成本并减少资源浪费；套箍指标θ的引入考虑了钢管对核心混凝土的约束效应，这种约束效应能够显著提高混凝土的抗压强度和延性，进而增强整个结构的承载能力和抗震性能。
29、进一步，工字钢加工高度为钢筋混凝土梁截面高减去本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种钢管混凝土-钢管竖向混合结构体系，其特征在于，包括若干钢管混凝土柱(1)、若干钢管柱(2)和若干钢管混凝土柱-钢管柱连接件，钢管混凝土柱(1)均位于楼层下部，钢管柱(2)均位于楼层上部，钢管柱(2)和钢管混凝土柱(1)均通过钢管混凝土柱-钢管柱连接件固定连接。
2.根据权利要求1所述的钢管混凝土-钢管竖向混合结构体系，其特征在于，钢管混凝土柱(1)和钢管柱(2)均呈圆柱形结构，钢管混凝土柱(1)截面尺寸均大于钢管柱(2)截面尺寸。
3.根据权利要求2所述的钢管混凝土-钢管竖向混合结构体系，其特征在于，钢管混凝土柱(1)上均固定连接有若干钢管支架(3)。
4.根据权利要求3所述的钢管混凝土-钢管竖向混合结构体系，其特征在于，相邻两钢管柱(2)和相邻两钢管混凝土柱(1)之间均固定连接有工字钢(4)，工字钢(4)均通过抗剪连接件与钢管柱(2)、钢管混凝土柱(1)和钢管支架(3)固定连接。
5.根据权利要求4所述的钢管混凝土-钢管竖向混合结构体系，其特征在于，钢管混凝土柱-钢管柱连接件包括呈上下对称设置的卡盘(6)，上部卡盘(6)和
6.根据权利要求5所述的钢管混凝土-钢管竖向混合结构体系，其特征在于，抗剪连接件包括若干固定块(10)和若干钢钉(11)，固定块(10)均和钢管柱(2)外侧壁固定连接，固定块(10)上均开有螺孔，螺孔内底壁均固定连接有楔形抱箍(12)；钢钉(11)一端均和工字钢(4)固定连接，钢钉(11)远离工字钢(4)一端均套接有螺栓(9)，螺栓(9)和钢钉(11)转动配合，螺栓(9)和螺孔均螺纹配合，螺栓(9)远离工字钢(4)一端开有斜槽。
7.根据权利要求6所述的钢管混凝土-钢管竖向混合结构体系，其特征在于，工字钢(4)顶部均浇筑有钢筋混凝土梁(5)。
8.根据权利要求7所述的钢管混凝土-钢管竖向混合结构体系，其特征在于，钢管混凝土柱-钢管柱连接件的承载力公式如下：
9.根据权利要求8所述的钢管混凝土-钢管竖向混合结构体系，其特征在于，工字钢(4)加工高度为钢筋混凝土梁(5)截面高减去钢筋混凝土梁(5)钢筋保护层厚度。
10.根据权利要求9所述的钢管混凝土-钢管竖向混合结构体系，其特征在于，钢管柱(2)与钢管混凝土柱(1)连接部分内壁固定连接有若干加强筋，加强筋均沿钢管柱(2)和钢管混凝土柱(1)内部轴向和环向布置。
...【技术特征摘要】
1.一种钢管混凝土-钢管竖向混合结构体系，其特征在于，包括若干钢管混凝土柱(1)、若干钢管柱(2)和若干钢管混凝土柱-钢管柱连接件，钢管混凝土柱(1)均位于楼层下部，钢管柱(2)均位于楼层上部，钢管柱(2)和钢管混凝土柱(1)均通过钢管混凝土柱-钢管柱连接件固定连接。
2.根据权利要求1所述的钢管混凝土-钢管竖向混合结构体系，其特征在于，钢管混凝土柱(1)和钢管柱(2)均呈圆柱形结构，钢管混凝土柱(1)截面尺寸均大于钢管柱(2)截面尺寸。
3.根据权利要求2所述的钢管混凝土-钢管竖向混合结构体系，其特征在于，钢管混凝土柱(1)上均固定连接有若干钢管支架(3)。
4.根据权利要求3所述的钢管混凝土-钢管竖向混合结构体系，其特征在于，相邻两钢管柱(2)和相邻两钢管混凝土柱(1)之间均固定连接有工字钢(4)，工字钢(4)均通过抗剪连接件与钢管柱(2)、钢管混凝土柱(1)和钢管支架(3)固定连接。
5.根据权利要求4所述的钢管混凝土-钢管竖向混合结构体系，其特征在于，钢管混凝土柱-钢管柱连接件包括呈上下对称设置的卡盘(6)，上部卡盘(6)和钢管柱(2)底端固定连接，下部卡盘(6)和钢管混凝土柱(1)顶端可拆卸连接，卡盘(6)上均固定连接有若干凸块(8)，卡盘(6)上靠...
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