專利名稱:配實腹鋼板的混凝土異形柱——型鋼混凝土梁框架節(jié)點的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實用新型涉及建筑物混凝土框架節(jié)點,特別涉及異形柱框架梁柱節(jié)點。
背景技術(shù):
異形柱結(jié)構(gòu)體系是近年來在我國發(fā)展起來的一種新型結(jié)構(gòu)體系。它可 以增加房間的實際使用面積,還可以利用保溫、隔熱、輕質(zhì)、高效的墻體 材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的粘土磚,符合國家建設(shè)節(jié)約型社會的要求,因此很受歡迎。
當(dāng)前工程中普遍采用的是鋼筋混凝土 (以下簡稱RC)異形柱框架結(jié)構(gòu),然 而隨著應(yīng)用和研究的不斷深入,目前該結(jié)構(gòu)中梁柱節(jié)點的一些弱點及局限 性逐漸暴露出來。首先,在節(jié)點處梁、柱的縱向受力鋼筋相互交叉,而實 際工程中柱的肢厚又較窄,使得混凝土在此處很難澆筑密實;其次在節(jié)點 處,由于受到肢高肢厚比(肢高肢厚比《4)以及肢厚寬度的限制,其有效 的抗剪截面面積十分有限,抗剪承載力低;再次截面不規(guī)整,抗震及變形 性能差。因此應(yīng)用范圍十分有限,主要適用于設(shè)防烈度8度以下地區(qū)的多 層建筑中。受到以上幾方面的限制,該結(jié)構(gòu)體系不能夠進行大面積的推廣 應(yīng)用,這和市場的巨大需求產(chǎn)生了矛盾。為了解決這一問題,亟待開發(fā)出 一種受力合理、傳力明確、構(gòu)造簡單且具有較高抗剪承載力和優(yōu)良抗震和 變形性能的新型異形柱框架節(jié)點,適用于高層建筑以及高烈度區(qū)。
型鋼混凝土 (以下簡稱SRC)結(jié)構(gòu)由于包含有較多的型鋼,其抗剪承 載力和抗震及變形性能均有明顯提高。因此為了達(dá)到以上目的,可以通過 在普通RC異形柱節(jié)點中配置型鋼,形成SRC異形柱框架節(jié)點。使異形柱 結(jié)構(gòu)能夠在高層建筑以及高烈度地區(qū)的建筑中得以推廣應(yīng)用。發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于,提供一種配實腹鋼板的混凝土異形柱——型 鋼混凝土梁框架節(jié)點。這種通過在節(jié)點中配置實腹鋼板,構(gòu)成配實腹鋼板 的混凝土異形柱——型鋼混凝土梁框架節(jié)點。該節(jié)點能夠有效提高普通鋼 筋混凝土異形柱框架節(jié)點的抗剪承載力和抗震性能,特別適合在抗震設(shè)防
烈度為8度及其以上地區(qū)的高層建筑中推廣應(yīng)用。
為了實現(xiàn)上述任務(wù),本實用新型采取如下的技術(shù)解決方案-一種配實腹鋼板的型鋼混凝土異形柱——型鋼混凝土梁框架節(jié)點,包
括型鋼混凝土梁、型鋼混凝土異形柱,其特征在于在所述型鋼混凝土異 形柱中配置實腹鋼板;所述型鋼混凝土異形柱是T形截面、L形截面或+ 形截面,其中T形截面的型鋼混凝土柱和型鋼混凝土梁交匯形成邊節(jié)點,L 形截面的型鋼混凝土柱和型鋼混凝土梁交匯形成角節(jié)點,十形截面的型鋼 混凝土柱和型鋼混凝土梁交匯形成中節(jié)點。 本實用新型的其他一些特點是
所述的T形截面型鋼混凝土柱和型鋼混凝土梁交匯形成邊節(jié)點,該新 型節(jié)點的柱中配置縱向鋼板并通過角焊縫拼接構(gòu)成實腹骨架,同時在柱中 配置縱向受力鋼筋;型鋼混凝土梁中型鋼的翼緣通過坡口焊縫與節(jié)點區(qū)的 豎向鋼板進行焊接連接,在節(jié)點核心區(qū)和翼緣對應(yīng)的高度處焊接加勁肋, 加勁肋也通過坡口焊縫和豎向鋼板進行焊接連接;型鋼混凝土梁中的腹板 通過角焊縫與節(jié)點區(qū)的豎向鋼板進行焊接連接;型鋼混凝土梁角部的縱向 受力鋼筋從節(jié)點處豎向鋼板的兩側(cè)穿過伸入節(jié)點核心區(qū)并根據(jù)錨固長度的 要求,將鋼筋伸入到節(jié)點的翼緣中并向上、下彎折進行錨固;節(jié)點核心區(qū) 箍筋配置成為U形箍、L形箍或非封閉的矩形,在核心區(qū)的實腹鋼板以及 型鋼混凝土梁中型鋼的腹板上 箍筋對應(yīng)位置處開孔,孔的直徑略小于箍 筋的直徑,將箍筋焊接到相應(yīng)的位置上。所述的L形截面的型鋼混凝土柱和型鋼混凝土梁交匯形成角節(jié)點,該 型節(jié)點的柱中配置縱向鋼板并通過角焊縫拼接構(gòu)成實腹骨架,同時在柱中 配置縱向受力鋼筋;型鋼混凝土梁中型鋼的翼緣通過坡口焊縫與節(jié)點區(qū)的 豎向鋼板進行焊接連接,在節(jié)點核心區(qū)和翼緣板對應(yīng)的高度處焊接加勁肋, 加勁肋也通過坡口焊縫和豎向鋼板進行焊接連接;型鋼混凝土梁中的腹板 通過角焊縫與節(jié)點區(qū)的豎向鋼板進行焊接連接;型鋼混凝土梁角部的縱向 受力鋼筋,從節(jié)點處豎向鋼板的兩側(cè)穿過伸入到節(jié)點核心區(qū),并根據(jù)錨固 長度的要求,將鋼筋伸入到節(jié)點的翼緣中并向上、下彎折進行錨固;節(jié)點 核心區(qū)箍筋設(shè)置成非封閉的矩形和L形,在核心區(qū)的實腹鋼板以及型鋼混 凝土梁中型鋼的腹板上與箍筋對應(yīng)位置處開孔,孔的直徑略小于箍筋的直 徑,將箍筋焊接相應(yīng)的位置上。
所述的十形截面的型鋼混凝土柱和型鋼混凝土梁交匯形成中節(jié)點,該 型節(jié)點的柱中配置縱向鋼板并通過角焊縫拼接形成實腹骨架,同時在柱中 配置縱向受力鋼筋;型鋼混凝土梁中型鋼的翼緣通過坡口焊縫與節(jié)點區(qū)的 豎向鋼板進行焊接連接,在節(jié)點核心區(qū)和翼緣對應(yīng)高度處焊接加勁肋,加 勁肋也通過坡口焊縫和豎向鋼板進行焊接連接;型鋼混凝土梁中的腹板通 過角焊縫與節(jié)點區(qū)的豎向鋼板進行焊接連接;型鋼混凝土梁角部的縱向受 力鋼筋,從節(jié)點處豎向鋼板的兩側(cè)穿過并貫通節(jié)點區(qū);節(jié)點核心區(qū)箍筋設(shè) 置為U形或L形,在核心區(qū)的實腹鋼板以及型鋼混凝土梁中型鋼的腹板上 與箍筋對應(yīng)位置處開孔,孔的直徑略小于箍筋的直徑,將箍筋焊接相應(yīng)的 位置上,同時在核心區(qū)的實腹鋼板上和梁角部鋼筋對應(yīng)的位置開孔,孔徑 略大于鋼筋的直徑,便于鋼筋順利的通過。
本實用新型,由于節(jié)點區(qū)的型鋼骨架、型鋼混凝土梁中的型鋼可以在 施工現(xiàn)場或工廠中提前加工并焊接在一起,吊裝到指定位置后進行連接, 則整個骨架可以承受施工時的荷載,只需綁扎梁、柱中的縱向ira筋即可。并且由于配置了型鋼,使得節(jié)點區(qū)鋼筋擁擠的情況得以緩解。試驗研究表
明,通過在節(jié)點核心區(qū)配置實腹鋼板,該型節(jié)點的耗能性能為RC異形柱框 架節(jié)點的2 3倍,抗剪承載能力也有大幅度提高,即達(dá)到了提高普通鋼筋 混凝土異形柱節(jié)點的抗剪承載能力和抗震性能的目的。使異形柱結(jié)構(gòu)體系 能夠在高層建筑以及高烈度區(qū)的建筑中得以推廣應(yīng)用,特別是抗震設(shè)防烈 度為8度及其以上地區(qū)的高層建筑。
圖1由型鋼混凝土梁和配實腹鋼板的T形截面柱交匯形成的框架邊節(jié) 點示意圖
圖2由型鋼混凝土梁和配實腹鋼板的L形截面柱交匯形成的框架角節(jié) 點示意圖
圖3由型鋼混凝土梁和配實腹鋼板的十形截面柱交匯形成的框架中節(jié) 點示意圖
圖1中各部件說明如下1、 2、 3、 4、 5—節(jié)點中豎向鋼板,6、型鋼 混凝土梁角部的縱向鋼筋,7、型鋼混凝土梁中型鋼翼緣,8、加勁肋,9、 坡口焊縫,10、型鋼混凝土梁中型鋼腹板,11、角焊縫,12、 T形截面型鋼 混凝土柱中縱向鋼筋,13、節(jié)點核心區(qū)箍筋,14、型鋼混凝土梁中的混凝 土, 15、 T形截面柱中的混凝土。
圖2中各部件說明如下l'、2'、3'、4'、5'—節(jié)點中豎向鋼 板,6 '、型鋼混凝土梁角部的縱向鋼筋,7 '、型鋼混凝土梁中型鋼翼緣, 8 '、加勁肋,9 '、坡口焊縫,10 '、型鋼混凝土梁中型鋼腹板,11 '、 角焊縫,12 一 、節(jié)點核心區(qū)箍筋,13 ' 、 L形截面型鋼混凝土柱中縱向鋼筋, 14 '、型鋼混凝土梁中的混凝土, 15 ' 、 L形截面柱中的混凝土。
圖3中各部件說明如下1〃 、 2〃 、 3〃 、 4〃 、 5〃 、 6〃 、 7〃 一節(jié) 點中豎向鋼板,8〃 、型鋼混凝土梁角部的縱向鋼筋,9〃 、型鋼混凝土梁
7中型鋼翼緣,10〃 、加勁肋,11〃 、型鋼混凝土梁中型鋼腹板,12〃 、節(jié) 點核心區(qū)箍筋,13〃 、 +形截面型鋼混凝土柱中縱向鋼筋,14〃 、型鋼混 凝土梁中的箍筋,15〃 、型鋼混凝土梁中的混凝土, 16〃 、十形截面柱中 的混凝土。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的詳細(xì)說明。
具體實施方式
參見圖1 圖3, 一種配實腹鋼板的混凝土異形柱——型鋼混凝土梁框
架節(jié)點,包括型鋼混凝土梁、型鋼混凝土異形柱,其特征在于在所述型 鋼混凝土異形柱中配置實腹鋼板;所述型鋼混凝土異形柱是T形截面、L 形截面或+形截面,其中T形截面的型鋼混凝土柱和型鋼混凝土梁交匯形 成邊節(jié)點,L形截面的型鋼混凝土柱和型鋼混凝土梁交匯形成角節(jié)點,十形 截面的型鋼混凝土柱和型鋼混凝土梁交匯形成中節(jié)點。
所述的T形截面型鋼混凝土柱和型鋼混凝土梁交匯形成邊節(jié)點,(參見 圖1)該新型節(jié)點的柱中配置縱向鋼板(1、 2、 3、 4、 5),并通過角焊縫拼 接構(gòu)成實腹骨架,同時在柱中配置縱向鋼筋12;型鋼混凝土梁中型鋼的翼 緣7通過坡口焊縫9與節(jié)點區(qū)的豎向鋼板1進行焊接連接,在節(jié)點核心區(qū) 和翼緣板對應(yīng)的高度處焊接加勁肋8,加勁肋8也通過坡口焊縫9和豎向鋼 板1進行焊接連接;型鋼混凝土梁中的腹板10通過角焊縫11與節(jié)點區(qū)的 豎向鋼1板進行焊接連接;型鋼混凝土梁角部的縱向受力鋼筋6從節(jié)點處 豎向鋼板1的兩側(cè)穿過伸入節(jié)點核心區(qū),根據(jù)錨固長度的要求,將鋼筋伸 入到節(jié)點的翼緣7中并向上、下彎折進行錨固;節(jié)點核心區(qū)箍筋13配置成 為U形箍、L形箍或非封閉的矩形,在核心區(qū)的實腹鋼板(2、 3)以及梁 中腹板10上和箍筋13對應(yīng)位置處開孔,孔的直徑略小于箍筋13的直徑, 將箍筋13焊接到相應(yīng)的位置上。
所述的L形截面的型鋼混凝土柱和型鋼混凝土梁交匯形成角節(jié)點,(參見圖2)該新型節(jié)點的柱中配置縱向鋼板(l'、 2'、 3'、 4'、 5'、),并 通過角焊縫拼接構(gòu)成實腹骨架,同時在柱配置縱向鋼筋13 ';型鋼混凝土 梁中型鋼的翼緣7 '通過坡口焊縫IO '與節(jié)點區(qū)的豎向鋼板l '進行焊接連 接,在節(jié)點核心區(qū)和翼緣7'對應(yīng)的高度處焊接加勁肋8',加勁肋8 z也 通過坡口焊縫9 '和豎向鋼板1 '進行焊接連接;型鋼混iW:梁中腹板10 ' 通過角焊縫11 '與節(jié)點區(qū)的豎向鋼板1 '進行焊接連接;型鋼混凝土梁角部 的縱向受力鋼筋6 ',從節(jié)點處豎向鋼板l 一的兩側(cè)穿過并伸入節(jié)點核心區(qū), 并根據(jù)錨固長度的要求,將鋼筋伸入到節(jié)點的翼緣7 z中向上、下彎折進行 錨固;節(jié)點核心區(qū)箍筋12一設(shè)置成非封閉的矩形和L形,在核心區(qū)的實腹 鋼板(4 ' 、 5 ')以及與梁中腹板10 '上與箍筋12 '對應(yīng)位置處開孔,孔 的直徑略小于箍筋的直徑,將箍筋12 '焊接相應(yīng)的位置上。
所述的十形截面的型鋼混凝土柱和型鋼混凝土梁交匯形成中節(jié)點(參 見圖3),該新型節(jié)點的柱中配置縱向鋼板(1〃 、 2〃 、 3〃 、 4〃 、 5〃 、 6" 、 7"),并通過角焊縫拼接形成實腹骨架,同時在柱中配置縱向 鋼筋13";型鋼混凝土梁中型鋼的翼緣9"通過坡口焊縫與節(jié)點區(qū)的豎向 鋼板1〃進行焊接連接,在節(jié)點核心區(qū)和翼緣9"對應(yīng)的高度處焊接加勁肋 10〃 ,加勁肋10"也通過坡口悍縫和豎向鋼板1〃進行焊接連接;型鋼混
凝土梁中的腹板ir通過角焊縫與節(jié)點區(qū)的豎向鋼r板進行焊接連接;
型鋼混凝土梁角部的縱向受力鋼筋8〃 ,從節(jié)點處豎向鋼板r的兩側(cè)穿過
并貫通節(jié)點區(qū);節(jié)點核心區(qū)箍筋14"設(shè)置為U形或L形,在核心區(qū)的實腹 鋼板(3〃 、 4〃 、 7〃 )以及梁中腹板ir上與箍筋14〃對應(yīng)位置處開孔, 孔的直徑略小于箍筋14〃的直徑,將箍筋14〃焊接相應(yīng)的位置上,同時在 核心區(qū)的實腹鋼板上(7〃 )和梁角部鋼筋8"對應(yīng)的位置開孔,孔徑略大 于鋼筋的直徑,便于鋼筋順利的通過。 本實用新型的工作原理是-
9型鋼混凝土梁和配實腹鋼板的混凝土異形柱形成的框架節(jié)點,梁中角 部的縱向受力鋼筋從豎向鋼板的兩側(cè)穿過并伸入到節(jié)點核心區(qū),梁中型鋼 的翼緣通過坡口焊縫和節(jié)點區(qū)的豎向鋼板進行焊接連接,同時在節(jié)點核心 區(qū)和翼緣對應(yīng)的高度處設(shè)置加勁肋,這樣能夠使梁中所受的力順利地傳到 節(jié)點區(qū),達(dá)到傳力明確的要求。由于節(jié)點核心區(qū)配置了實腹鋼板,使得該 型節(jié)點的抗剪承載力及抗震性能得到極大的改善。
以下以邊節(jié)點為例對本實用新型的施工工藝進行說明 節(jié)點中的實腹鋼板按照設(shè)計要求進行選擇。實腹骨架可以在施工現(xiàn) 場加工亦可以在專業(yè)的鋼構(gòu)公司加工。首先按照設(shè)計圖紙的要求通過角 焊縫將各種規(guī)格的鋼板焊接為一體,然后在指定的高度處焊接梁中的型 鋼,為了保證焊縫的質(zhì)量,梁中型鋼的翼緣必須用坡口焊縫和節(jié)點區(qū)的 豎向鋼板進行焊接連接,在節(jié)點核心區(qū)和梁中型鋼翼緣對應(yīng)的高度處焊 接加勁肋,加勁肋的厚度要大于等于加勁板的厚度,同時加勁肋也必須 坡口后和豎向鋼板進行焊接;其次是開孔,在節(jié)點區(qū)的實腹鋼板及型鋼混 凝土梁中型鋼的腹板上和箍筋對應(yīng)的位置處以及梁中縱向鋼筋穿過的位 置(針對中節(jié)點)開孔,開孔后將節(jié)點區(qū)的箍筋焊接到對應(yīng)的位置上; 再次把梁柱中的型鋼骨架吊裝到指定的位置進行固定,將柱中的縱向鋼 筋從節(jié)點區(qū)的箍筋中穿過并綁扎,同時綁扎梁中的縱向鋼筋;最后支模 澆筑型鋼混凝土梁中的混凝土 (圖1中的14、圖2中的14 '和圖3中的 15〃 )和T形截面柱中的混凝土 (圖1中的15)、 L形截面柱中的混凝土 (圖2中的15 ')以及+形截面柱中的混凝土 (圖3中的16〃 )。
權(quán)利要求1、一種配實腹鋼板的混凝土異形柱——型鋼混凝土梁框架節(jié)點,包括型鋼混凝土梁、型鋼混凝土異形柱,其特征在于在所述型鋼混凝土異形柱中配置實腹鋼板;所述型鋼混凝土異形柱是T形截面、L形截面或+形截面,其中T形截面的型鋼混凝土柱和型鋼混凝土梁交匯形成邊節(jié)點,L形截面的型鋼混凝土柱和型鋼混凝土梁交匯形成角節(jié)點,十形截面的型鋼混凝土柱和型鋼混凝土梁交匯形成中節(jié)點。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種配實腹鋼板的混凝土異形柱——型鋼混凝 土梁框架節(jié)點,其特征在于所述的T形截面型鋼混凝土柱和型鋼混凝土 梁交匯形成邊節(jié)點,該新型節(jié)點的柱中配置縱向鋼板并通過角焊縫拼接構(gòu) 成實腹骨架,同時在柱中配置縱向鋼筋;型鋼混凝土梁中型鋼的翼緣通過 坡口焊縫與節(jié)點區(qū)的豎向鋼板進行焊接連接,在節(jié)點核心區(qū)和翼緣對應(yīng)的 高度處焊接加勁肋,加勁肋也通過坡口焊縫和豎向鋼板進行焊接連接;梁 中的腹板通過角焊縫與節(jié)點區(qū)的豎向鋼板進行焊接連接;型鋼混凝土梁角 部的縱向受力鋼筋從節(jié)點處豎向鋼板的兩側(cè)穿過伸入節(jié)點核心區(qū),并根據(jù) 錨固長度的要求,將鋼筋伸入到節(jié)點的翼緣中向上、下彎折進行錨固;節(jié) 點核心區(qū)箍筋配置成為U形箍、L形箍或非封閉的矩形,在核心區(qū)的實腹 鋼板以及與翼緣板連接的腹板上和箍筋對應(yīng)高度處開孔,孔的直徑略小于 箍筋的直徑,將箍筋焊接到相應(yīng)的位置上。
3、 如權(quán)利要求1所述的一種配實腹鋼板的混凝土異形柱——型鋼混凝 土梁框架節(jié)點,其特征在于所述的L形截面型鋼混凝土柱和型鋼混凝土 梁交匯形成角節(jié)點,該型節(jié)點的柱中配置縱向鋼板,并通過角焊縫拼接構(gòu) 成實腹骨架,同時在柱中配置縱向鋼筋;型鋼混凝土梁中型鋼的翼緣通過 坡口悍縫與節(jié)點區(qū)的豎向鋼板進行焊接連接,在節(jié)點核心區(qū)和翼緣對應(yīng)的 高度處焊接加勁肋,加勁肋也通過坡口焊縫和豎向鋼板進行焊接連接;梁中的腹板通過角焊縫與節(jié)點區(qū)的豎向鋼板進行焊接連接;型鋼混凝土梁角 部的縱向受力鋼筋,從節(jié)點處豎向鋼板的兩側(cè)穿過伸入節(jié)點核心區(qū),并根 據(jù)錨固長度的要求,將鋼筋伸入到節(jié)點的翼緣中向上、下彎折進行錨固; 節(jié)點核心區(qū)箍筋設(shè)置成非封閉的矩形和L形,在核心區(qū)的實腹鋼板以及梁 中型鋼的腹板上與箍筋對應(yīng)高度處開孔,孔的直徑略小于箍筋的直徑,將 箍筋焊接相應(yīng)的位置上。
4、如權(quán)利要求1所述的一種配實腹鋼板的混凝土異形柱——型鋼混凝 土梁框架節(jié)點,其特征在于所述的十形截面型鋼混凝土柱和型鋼混凝土 梁交匯形成中節(jié)點,該型節(jié)點的柱中配置縱向鋼板,并通過角焊縫拼接形 成實腹骨架,同時在柱中配置縱向鋼筋;型鋼混凝土梁中型鋼的翼緣通過 坡口焊縫與節(jié)點區(qū)的豎向鋼板進行焊接連接,在節(jié)點核心區(qū)和翼緣對應(yīng)的 高度處焊接加勁肋,加勁肋也通過坡口焊縫和豎向鋼板進行焊接連接;梁 中的腹板通過角焊縫與節(jié)點區(qū)的豎向鋼板進行焊接連接;型鋼混凝土梁角 部的縱向受力鋼筋,從節(jié)點處豎向鋼板的兩側(cè)穿過并貫通節(jié)點區(qū);節(jié)點核 心區(qū)箍筋設(shè)置為U形或L形,在核心區(qū)的實腹鋼板以及梁中型鋼的腹板上 與箍筋對應(yīng)位置處開孔,孔的直徑略小于箍筋的直徑,將箍筋焊接到相應(yīng) 的位置上,同時在核心區(qū)的實腹鋼板上和梁角部縱向鋼筋對應(yīng)的位置開孔, 孔徑略大于鋼筋的直徑,便于鋼筋順利的通過。
專利摘要本實用新型公開了一種配實腹鋼板的混凝土異形柱——型鋼混凝土梁框架節(jié)點,包括型鋼混凝土梁、型鋼混凝土異形柱,其特征在于在所述型鋼混凝土異形柱中配置實腹鋼板;所述型鋼混凝土異形柱是T形截面、L形截面或+形截面,其中T形截面的型鋼混凝土柱和型鋼混凝土梁交匯形成邊節(jié)點,L形截面的型鋼混凝土柱和型鋼混凝土梁交匯形成角節(jié)點,十形截面的型鋼混凝土柱和型鋼混凝土梁交匯形成中節(jié)點。該實用新型便于加工,縮減了施工工期。同時由于配置了型鋼,使得節(jié)點區(qū)鋼筋擁擠的情況得以緩解。同時節(jié)點抗剪承載力也有大幅度提高,能夠在高層建筑以及高烈度區(qū)的建筑中得以推廣應(yīng)用,特別是抗震設(shè)防烈度為8度及其以上地區(qū)的高層建筑。
文檔編號E04B1/30GK201351308SQ200920031739
公開日2009年11月25日 申請日期2009年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月16日
發(fā)明者馮國祥, 義 劉, 薛建陽, 趙鴻鐵 申請人:西安建筑科技大學(xué)