專利名稱：鋼梁-混凝土墻半剛性全螺栓連接節(jié)點的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及鋼-混凝土混合結(jié)構領域，尤其涉及鋼梁-混凝土墻半剛性全螺栓連接節(jié)點。
背景技術：
鋼-混凝土混合結(jié)構體系是一種比較理想的抗側(cè)力體系，綜合了鋼筋混凝土結(jié)構和鋼結(jié)構的優(yōu)點，在我國的高層建筑，特別是超高層建筑結(jié)構中得到廣泛應用。鋼-混凝土混合結(jié)構通常由鋼框架和鋼筋混凝土核心筒(或剪力墻)組成，在混合結(jié)構鋼框架(或型鋼混凝土框架)_鋼筋混凝土結(jié)構核心筒抗震設計中，常常將鋼梁與混凝土墻的連接節(jié)點處理成理想的剛接或鉸接。剛接節(jié)點或鉸接節(jié)點是工程設計中常用的連接形式，并在中華人民共和國行業(yè)標準《高層建筑混凝土結(jié)構技術規(guī)程》和上海市地方標準《高層建筑鋼-混凝土混合結(jié)構設計規(guī)程》中都有體現(xiàn)。但以往的研究表明剛接節(jié)點和鉸接節(jié)點在建筑中也有不利之處。專利號為200610124126. 5，名稱為《帶腋撐的鋼筋混凝土框架結(jié)構》的中國發(fā)明專利，其鋼梁與鋼筋混凝土柱之間的連接采用的是剛接節(jié)點，具有較強的抗彎能力，能夠承受梁端彎矩和剪力，增強結(jié)構的整體受力性能，但剛接節(jié)點構造復雜，施工難度大，在施工過程中鋼筋混凝土墻體內(nèi)預埋件的偏移，往往導致安裝鋼梁產(chǎn)生偏差，連接板的螺栓孔和鋼梁腹板的螺栓孔很難對齊。同時產(chǎn)生的正偏差(預埋件與鋼梁的間距變大)，使得焊縫太寬， 影響焊縫質(zhì)量；當產(chǎn)生負偏差時，會引起鋼梁安裝困難，甚至要切割鋼梁，影響安裝施工。專利號為200920013655. 7，名稱為《鋼結(jié)構鉸接節(jié)點的連接結(jié)構》的中國發(fā)明專利，其鋼梁與柱或墻的連接采用的是鉸接節(jié)點，能承受剪力，構造簡單，施工方便，對混凝土墻產(chǎn)生的平面外彎矩較小，但鉸接節(jié)點不傳遞彎矩，對結(jié)構的整體剛度的貢獻比剛接節(jié)點少?？拐鹪O計中耗能能力和延性是結(jié)構抗震性能的重要指標，鉸接節(jié)點沒有抗彎能力也沒有耗能能力，剛接節(jié)點有一定耗能能力但延性差。而半剛性節(jié)點能承受剪力的同時，又能承受一定的梁端彎矩，有較好的延性和耗能能力，是一種較理想的連接方式。但鋼梁與混凝土墻的半剛性連接節(jié)點在工藝上很難實現(xiàn)。這是由混合結(jié)構框架-核心筒結(jié)構體系施工方法所決定的。高層或超高層框架-核心筒的施工通常先采用滑模方法施工混凝土核心筒，而后吊裝外框架柱，再吊裝鋼梁，鋼梁與混凝土核心筒墻上的預埋件連接。由于連接鋼梁的預埋件要事先埋入混凝土墻中，故一般無法實現(xiàn)全螺栓連接。如果采用其它形式的全螺栓連接(如外伸牛腿等方法)無法實現(xiàn)核心筒墻體滑模工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于集合上述現(xiàn)有技術的優(yōu)點，并解決上述技術中的不足，提供出鋼梁-混凝土墻半剛性全螺栓連接節(jié)點的構造和施工工藝。全螺栓連接節(jié)點目前只在鋼梁與鋼柱(H型鋼柱)的連接中能夠?qū)崿F(xiàn)，而在鋼梁與混凝土墻或柱的連接節(jié)點無論是剛接節(jié)點還是鉸接節(jié)點都無法做到全螺栓連接。本發(fā)明的特點是在滿足目前混凝土核心筒滑模施工工藝的情況下實現(xiàn)全螺栓連接。
按照本發(fā)明的鋼梁-混凝土墻半剛性全螺栓連接節(jié)點，包括鋼筋混凝土墻體、H型鋼梁、腹板角鋼、上下翼緣角鋼、螺栓，所述鋼筋混凝土墻體內(nèi)置特制預埋件，所述特制預埋件包括鋼筋接駁器、鋼板、直錨筋、L型錨筋。優(yōu)選的是，所述特制預埋件包括兩塊鋼板，起到加強特制預埋件在鋼筋混凝土墻體中的錨固能力。優(yōu)選的是，所述特制預埋件的兩塊鋼板的尺寸大小相同，便于特制預埋件的制作。優(yōu)選的是，所述特制預埋件的其中一塊鋼板上鉆有至少八個圓孔，該至少八個圓孔排列成兩列。優(yōu)選的是，所述鋼筋接駁器與所述打有圓孔的鋼板連接。優(yōu)選的是，所述鋼筋接駁器從鋼板上的圓孔中穿過，并以塞焊形式固定于鋼板上的圓孔中。優(yōu)選的是，所述L型錨筋較長的一端有螺紋，方便L型錨筋與鋼筋接駁器的連接。優(yōu)選的是，所述L型錨筋的帶螺紋的一端螺旋穿進鋼筋接駁器，與鋼筋接駁器螺接。優(yōu)選的是，所述L型錨筋與所述鋼筋接駁器固定時，L型錨筋的另一端的彎鉤朝下，起到加強特制預埋件在鋼筋混凝土墻體中的錨固能力。優(yōu)選的是，所述直錨筋的兩端連接于所述兩塊鋼板之間，將兩鋼板連為一體，起到加強特制預埋件在鋼筋混凝土墻體內(nèi)的錨固能力。優(yōu)選的是，所述直錨筋通過焊接形式與鋼板連接。所述特制預埋件的制作方法是將兩塊鋼板切割成相同尺寸，并在其中一塊鋼板上鉆出至少八個圓孔，該至少八個圓孔排列成兩列，將相同數(shù)目的鋼筋接駁器穿過鋼板上的圓孔，并以塞焊形式固定在圓孔中，將此兩塊鋼板豎直放置在未澆筑混凝土的鋼筋混凝土墻體內(nèi)的鋼筋籠兩側(cè)，將直錨筋兩端分別焊接在兩側(cè)鋼板上，使兩塊鋼板連為一個整體， 將L型錨筋的帶螺紋的一端以螺旋形式穿進鋼筋接駁器，與鋼筋接駁器螺接，且固定時使L 型錨筋另一端的彎鉤朝下，L型錨筋與鋼筋接駁器連接既防止混凝土澆筑時混凝土進入接駁器又增加了預埋件錨固能力。優(yōu)選的是，所述鋼筋混凝土墻體是在特制預埋件制成后澆筑混凝土，能更好的加強特制預埋件在鋼筋混凝土墻體內(nèi)的錨固能力。優(yōu)選的是，所述H型鋼梁安裝時固定在所述特制預埋件上。優(yōu)選的是，所述上下翼緣角鋼一面通過螺栓與固定在鋼板上的鋼筋接駁器連接， 一面通過螺栓與H型鋼梁的上下翼緣板連接。優(yōu)選的是，所述腹板角鋼一面通過螺栓與固定在特制預埋件鋼板上的鋼筋接駁器連接，一面通過螺栓與H型鋼板的腹板連接。優(yōu)選的是，所述鋼筋接駁器一端連接于穿過腹板角鋼或上下翼緣角鋼的螺栓，一端連接L型錨筋；鋼筋接駁器的主要功能是一是固定螺栓和L型錨筋，充當螺帽的作用， 二是將螺栓和L型錨筋連接在一起，起到傳力的作用。
本發(fā)明的鋼梁-混凝土墻半剛性全螺栓連接節(jié)點的施工工藝
①特制預埋件的鋼板切割、鉆孔，將兩塊鋼板切割成相同尺寸，并在其中一塊鋼板上鉆出至少八個圓孔，該至少八個圓孔排列成兩列；
②焊接鋼筋接駁器、直錨筋，安裝L型錨筋，組合成特制預埋件整體，將與圓孔數(shù)目相同的鋼筋接駁器穿過鋼板上的圓孔，并以塞焊形式固定在圓孔中，將兩塊鋼板豎直放置在鋼筋籠兩側(cè)，將直錨筋兩端焊接在左右兩塊鋼板上，將兩塊鋼板連為一個整體，將L型錨筋的帶螺紋的一端以螺旋形式穿進鋼筋接駁器，與鋼筋接駁器螺接，且L型錨筋的無螺紋一端的彎鉤朝下；
③待特制預埋件制成后在接駁器外側(cè)覆上鋼筋接駁器塑料保護蓋板；
④澆筑混凝土，制成鋼筋混凝土墻體；
⑤待混凝土凝固硬化后拆下模板；
⑥拆下鋼筋接駁器塑料保護蓋板；
⑦安裝H型鋼梁，將上下翼緣角鋼的一面通過螺栓固定在鋼筋接駁器上，將H型鋼梁放于上下翼緣角鋼之間，將H型鋼梁的螺栓孔與上下翼緣角鋼的螺栓孔對齊，并通過螺栓進行固定，再將腹板角鋼一面通過螺栓與鋼板上的鋼筋接駁器固定，一面通過螺栓與H型鋼板的腹板固定。本發(fā)明的鋼梁-混凝土墻半剛性全螺栓連接節(jié)點的優(yōu)點是
I:首次在不改變核心筒混凝土墻體滑模施工工藝的情況下實現(xiàn)了全螺栓連接。②采用鋼梁-混凝土墻半剛性全螺栓連接節(jié)點，當施工過程中混凝土墻體內(nèi)預埋件偏移，導致安裝H型鋼梁產(chǎn)生正偏差(預埋件與鋼梁的間距變大)時，可在上下翼緣角鋼、 腹板角鋼與鋼板之間添加墊片使H型鋼梁上的螺栓孔與上下翼緣角鋼、腹板角鋼的螺栓孔對齊，當產(chǎn)生負偏差時，可微移鋼梁使螺栓孔對齊。③采用本發(fā)明的鋼梁-混凝土墻半剛性全螺栓連接節(jié)點，一方面解決了墻梁剛接節(jié)點施工中的困難；另一方面，與鉸接節(jié)點相比，能承受剪力和一定的彎矩，提高了結(jié)構剛度。節(jié)點有一定的轉(zhuǎn)動能力，具有較好的延性和耗能性能。④本發(fā)明的鋼梁-混凝土墻半剛性全螺栓連接節(jié)點全部采用螺栓連接，操作簡單，完全避免了現(xiàn)場焊接，做到文明施工，又具有低碳和環(huán)保的優(yōu)點。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的鋼梁-混凝土墻半剛性全螺栓連接節(jié)點進行進一步詳細說明。圖I是本發(fā)明的鋼梁-混凝土墻半剛性全螺栓連接節(jié)點的一優(yōu)選實施例的側(cè)視圖。圖2是圖I中本發(fā)明的鋼梁-混凝土墻半剛性全螺栓連接節(jié)點局部的側(cè)視圖。圖3是圖I中本發(fā)明的鋼梁-混凝土墻半剛性全螺栓連接節(jié)點采用的鋼板的平面圖。圖4是圖I中本發(fā)明的鋼梁-混凝土墻半剛性全螺栓連接節(jié)點采用的上下翼緣角鋼的斷面圖。
圖5是圖I中本發(fā)明的鋼梁-混凝土墻半剛性全螺栓連接節(jié)點采用的腹板角鋼的斷面圖。圖6是圖I中本發(fā)明的鋼梁-混凝土墻半剛性全螺栓連接節(jié)點采用的連接角鋼和鋼板的螺栓平面圖。圖7是圖I中本發(fā)明的鋼梁-混凝土墻半剛性全螺栓連接節(jié)點采用的連接角鋼和鋼梁的螺栓平面圖。圖8是圖I中本發(fā)明的鋼梁-混凝土墻半剛性全螺栓連接節(jié)點的俯視圖。圖9是圖8中本發(fā)明的鋼梁-混凝土墻半剛性全螺栓連接節(jié)點采用的L型錨筋的平面圖。圖10 器的剖面圖。圖11 的剖面圖。圖12 的剖面圖。圖13圖14
是圖8中本發(fā)明的鋼梁-混凝土墻半剛性全螺栓連接節(jié)點采用的鋼筋接駁是沿圖I中A—A線截取的本發(fā)明的鋼梁-混凝土墻半剛性全螺栓連接節(jié)點是沿圖I中B—B線截取的本發(fā)明的鋼梁-混凝土墻半剛性全螺栓連接節(jié)點
是圖I中本發(fā)明的鋼梁-混凝土墻半剛性全螺栓連接節(jié)點的三維整體視圖。 是圖I中本發(fā)明的鋼梁-混凝土墻半剛性全螺栓連接節(jié)點除鋼筋混凝土墻體之外的三維視圖。圖15是圖I中本發(fā)明的鋼梁-混凝土墻半剛性全螺栓連接節(jié)點除鋼筋混凝土墻體和L型錨筋之外的三維視圖。附圖標記為鋼筋混凝土墻體1、H型鋼梁2、鋼板3、直錨筋4、腹板角鋼5、上下翼緣角鋼6、螺栓7、螺栓8、鋼筋接駁器9、鋼筋籠10、圓孔11、L型錨筋12、。
具體實施例方式為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的鋼梁-混凝土墻半剛性全螺栓連接節(jié)點的一優(yōu)選實施例進行詳細描述，以下的描述僅是示范性和解釋性的，不應對本發(fā)明的保護范圍有任何的限制作用。鋼梁-混凝土墻半剛性全螺栓連接節(jié)點，包括鋼筋混凝土墻體1、H型鋼梁2、腹板角鋼5、上下翼緣角鋼6、螺栓7、螺栓8。其中鋼筋混凝土墻體I內(nèi)置特制預埋件，所述特制預埋件包括鋼板3、直錨筋4、L型錨筋12、鋼筋接駁器9。如圖I和圖2所示，鋼筋混凝土墻體I內(nèi)置特制預埋件，H型鋼梁2的上下翼緣通過上下翼緣角鋼6、螺栓7、螺栓8與特制預埋件連接，H型鋼梁2的腹板通過腹板角鋼5、螺栓7、螺栓8與鋼板3連接。如圖列為三:列。
如圖
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如圖8和圖11所示，鋼筋接駁器9穿過鋼板3上的圓孔11，并以塞焊形式固定在圓孔11中，L型錨筋12的帶螺紋的一端以螺旋形式穿進鋼筋接駁器9，并與鋼筋接駁器9 連接固定，直錨筋4兩端焊接在左右兩塊鋼板3上，使兩塊鋼板3連為一個整體，上下翼緣角鋼6 —面通過螺栓8與固定在鋼板3上的鋼筋接駁器9連接，一面通過螺栓7與H型鋼梁 2的上下翼緣板連接，腹板角鋼5 —面通過螺栓8與固定在鋼板3上的鋼筋接駁器9連接， 一面通過螺栓7與H型鋼板2的腹板連接。鋼筋接駁器9 一端連接于穿過腹板角鋼5或上下翼緣角鋼6的螺栓8，一端連接L型錨筋12 ;鋼筋接駁器9的主要功能是一是固定螺栓 8和L型錨筋12，充當螺帽的作用，二是將螺栓8和L型錨筋12連接在一起，起到傳力的作用。如圖12所示，當L型錨筋12 —端與鋼筋接駁器9固定時，L型錨筋12的另一端的彎鉤朝下。如圖13所示，鋼筋混凝土墻體I中含有鋼筋籠10。施工過程
①將兩塊鋼板3切割成相同尺寸，并在其中一塊鋼板3上按圖3形式打出八個圓孔11， 該八個圓孔11排列成兩列；
②將八個鋼筋接駁器9穿過鋼板3上的圓孔11，并以塞焊形式固定在圓孔11中，將兩塊鋼板3豎直放置在鋼筋籠10兩側(cè)，如圖12所示，將直錨筋4兩端焊接在左右兩塊鋼板3 上，將兩塊鋼板3連為一個整體，將L型錨筋8的帶螺紋的一端以螺旋形式穿進鋼筋接駁器 9，與鋼筋接駁器9螺接，且L型錨筋8的無螺紋一端的彎鉤朝下；
③待特制預埋件制成后在接駁器9外側(cè)覆上鋼筋接駁器塑料保護蓋板；
④澆筑混凝土，制成鋼筋混凝土墻體I;
⑤待混凝土凝固硬化后拆下模板；
⑥拆下鋼筋接駁器塑料保護蓋板；
⑦安裝H型鋼梁2，將上下翼緣角鋼6的一面通過螺栓8固定在鋼筋接駁器9上，一面通過螺栓7與H型鋼板2翼緣的固定，將H型鋼梁2放于上下翼緣角鋼之間，將H型鋼梁2 的螺栓孔與上下翼緣角鋼6的螺栓孔對齊，并通過螺栓進行固定，再將腹板角鋼5 —面通過螺栓8與鋼板3上的鋼筋接駁器9固定，一面通過螺栓7與H型鋼板2的腹板固定。需要說明的是，按照本發(fā)明的鋼梁-混凝土墻半剛性全螺栓連接節(jié)點的技術方案的范疇包含了上述各部分的任意組合?？住⒙菟ê徒玉g器的多少，根據(jù)受力大小計算。圖示中的節(jié)點預埋件采用直錨筋鋼筋與兩塊鋼板連接是為了加強錨固能力，鋼筋混凝土墻體兩側(cè)的鋼板不限于兩塊鋼板，當滿足受力要求時也可以取消增加錨固能力的鋼板。上面結(jié)合具體實施形式對本發(fā)明的鋼梁-混凝土墻半剛性全螺栓連接節(jié)點做了詳細的描述，然而，這些描述旨在更便于對本發(fā)明的鋼梁-混凝土墻半剛性全螺栓連接節(jié)點的理解，而不是用于對其方案加以限制，相反，本發(fā)明的鋼梁-混凝土墻半剛性全螺栓連接節(jié)點的技術方案包括本申請的權利要求書所涵蓋的所有實施形式。本領域技術人員可以理解，本發(fā)明的鋼梁-混凝土墻半剛性全螺栓連接節(jié)點是對現(xiàn)有技術的改進。與所有其它發(fā)明創(chuàng)造一樣，本發(fā)明的鋼梁-混凝土墻半剛性全螺栓連接節(jié)點基于現(xiàn)有技術，也可以看出，其大部分構成均為現(xiàn)有技術，然而，為了解決這些現(xiàn)有技術中存在著的施工困難、不能承受剪力或一定的彎矩、沒有轉(zhuǎn)動能力、延性和耗能性能差、必須現(xiàn)場焊接、高碳不環(huán)保等技術問題，將這些現(xiàn)有技術的優(yōu)點結(jié)合在一起，特別是在滿足常規(guī)核心筒墻體滑模施工工藝的情況下，實現(xiàn)了鋼梁與混凝土墻的全螺栓連接。這卻是大量創(chuàng)造性勞動的結(jié)晶，其中不僅包含了發(fā)明人的大量檢索、思考和分析，而且經(jīng)過大量的實驗。因此，按照本發(fā)明的鋼梁-混凝土墻半剛性全螺栓連接節(jié)點是一項富有創(chuàng)造性的成果。
權利要求
1.鋼梁-混凝土墻半剛性全螺栓連接節(jié)點，包括鋼筋混凝土墻體、H型鋼梁、腹板角鋼、 上下翼緣角鋼、螺栓，其特征在于所述鋼筋混凝土墻體內(nèi)置特制預埋件，該特制預埋件由鋼筋接駁器、鋼板、直錨筋、L型錨筋組成，兩塊豎直放置于鋼筋籠兩側(cè)的所述鋼板之間連接有若干根直錨筋，其中一塊所述鋼板上鉆有圓孔，所述圓孔中連接有所述鋼筋接駁器，在兩塊所述鋼板之間，所述鋼筋接駁器連接有所述L型錨筋，所述H型鋼梁安裝時通過腹板角鋼、上下翼緣角鋼、螺栓與所述特制預埋件固定。
2.根據(jù)權利要求I所述的鋼梁-混凝土墻半剛性全螺栓連接節(jié)點，其特征在于所述兩塊鋼板的尺寸大小相同，且其中一塊鋼板上鉆有至少八個圓孔，該至少八個圓孔排列成兩列。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的鋼梁-混凝土墻半剛性全螺栓連接節(jié)點，其特征在于 所述鋼筋接駁器以塞焊形式固定于所述鋼板上的圓孔中。
4.根據(jù)權利要求I或2或3所述的鋼梁-混凝土墻半剛性全螺栓連接節(jié)點，其特征在于所述L型錨筋較長的一端有螺紋。
5.根據(jù)權利要求4所述的鋼梁-混凝土墻半剛性全螺栓連接節(jié)點，其特征在于所述L 型錨筋有螺紋的一端與所述鋼筋接駁器螺接。
6.根據(jù)權利要求5所述的鋼梁-混凝土墻半剛性全螺栓連接節(jié)點，其特征在于所述L 型錨筋有螺紋的一端與所述鋼筋接駁器固定時，所述L型錨筋的另一端的彎鉤朝下。
7.根據(jù)權利要求I或6所述的鋼梁-混凝土墻半剛性全螺栓連接節(jié)點，其特征在于 所述直錨筋通過焊接形式與所述鋼板連接。
8.根據(jù)權利要求7所述的鋼梁-混凝土墻半剛性全螺栓連接節(jié)點，其特征在于所述上下翼緣角鋼一面通過螺栓與固定在所述鋼板上的接駁器連接。
9.根據(jù)權利要求8所述的鋼梁-混凝土墻半剛性全螺栓連接節(jié)點，其特征在于所述上下翼緣角鋼一面通過螺栓與所述H型鋼梁的上下翼緣板連接。
10.根據(jù)權利要求9所述的鋼梁-混凝土墻半剛性全螺栓連接節(jié)點，其特征在于所述腹板角鋼一面通過螺栓與固定在所述鋼板上的接駁器連接。
全文摘要
鋼梁-混凝土墻半剛性全螺栓連接節(jié)點，包括鋼筋混凝土墻體(1)、H型鋼梁(2)、腹板角鋼(5)、上下翼緣角鋼(6)、螺栓(7)、螺栓(8)，鋼筋混凝土墻體(1)內(nèi)置特制預埋件，特制預埋件由鋼筋接駁器(9)、鋼板(3)、直錨筋(4)、L型錨筋組成(12)，兩塊相同尺寸豎直放置于鋼筋籠兩側(cè)的鋼板(3)之間焊接有若干根直錨筋(4)，其中一塊鋼板(3)上打有至少八個圓孔(11)且并列排位為兩列，每個圓孔(11)中都塞焊有鋼筋接駁器(9)，在兩快鋼板(3)之間，每個鋼筋接駁器(9)都連接有L型錨筋(12)，H型鋼梁(3)通過腹板角鋼(5)、上下翼緣角鋼(6)、螺栓(7)、螺栓(8)與特制預埋件連接。
文檔編號E04B1/30GK102587495SQ20121002802
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月9日 優(yōu)先權日2012年2月9日
發(fā)明者吳微, 張艷霞, 徐斌, 閔宗軍 申請人:北京建筑工程學院