配槽鋼空腹骨架的混凝土異形柱——型鋼混凝土梁框架節點的製作方法
2023-05-09 17:34:26 1
專利名稱：配槽鋼空腹骨架的混凝土異形柱——型鋼混凝土梁框架節點的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及建築物混凝土框架節點，特別涉及異形柱框架梁柱節點。
背景技術：
異形柱結構體系是近年來在我國發展起來的一種新型結構體系。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、高效的牆體材料 代替傳統的粘土磚，符合國家建設節約型社會的要求，因此很受歡迎。當前
工程中普遍應用的是鋼筋混凝土 (以下簡稱RC)異形柱框架結構，然而隨 著應用和研究的不斷深入，目前該結構中梁柱節點的一些弱點及局限性逐漸 暴露出來。首先，在節點處梁、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築密實；其次在節點處，由於受 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；再次截面不規整，抗震及變形性能差。因此 應用範圍十分有限，主要適用於設防烈度8度以下地區的多層建築中。受到 以上幾方面的限制，該結構體系不能夠進行大面積的推廣應用，這和市場的 巨大需求產生了矛盾。為了解決這一問題，亟待開發出一種受力合理、傳力 明確、構造簡單且具有較高抗剪承載力和優良抗震和變形性能的新型異形柱 框架節點，適用於高層建築以及高烈度區。
型鋼混凝土 (SRC)結構由於包含有較多的型鋼，其抗剪承載力和抗震 及變形性能均有明顯提高。因此為了達到以上目的，可以通過在普通RC異 形柱節點中配置型鋼，形成型鋼混凝土異形柱框架節點。使異形柱結構能夠 在高層建築以及高烈度地區的建築中得以推廣應用。
發明內容
本實用新型的目的在於，提供一種配槽鋼空腹骨架的混凝土異形柱——型鋼混凝土梁框架節點，通過在節點中配置槽鋼空腹骨架，形成型鋼混凝土 異形柱一型鋼混凝土梁框架節點，能夠有效提高普通鋼筋混凝土異形柱框架 節點的抗剪承載力和抗震性能，使異形柱結構體系能夠在高層建築以及高烈
度地區的建築中得以推廣應用，特別在是抗震設防烈度為8度及其以上地區 的高層建築中。
為了實現上述任務，本實用新型採取如下的技術解決方案 一種配槽鋼空腹骨架的混凝土異形柱——型鋼混凝土梁框架節點，包括 型鋼混凝土梁、型鋼混凝土異形柱；其特徵在於，在所述的型鋼混凝土異形 柱中配置槽鋼空腹骨架；所述型鋼混凝土異形柱是T形截面、L形截面或十 形截面，其中T形截面型鋼混凝土柱和型鋼混凝土梁交匯形成邊節點，L形 截面型鋼混凝土柱和型鋼混凝土梁交匯形成角節點，十形截面型鋼混凝土柱 和型鋼混凝土梁交匯形成中節點。
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的邊節點，該新 型節點柱中配置豎向槽鋼，並通過水平腹杆將其連接成整體構成T形空間骨 架；型鋼混凝土梁中型鋼的翼緣通過坡口焊縫和節點區的豎向槽鋼進行焊接 連接，在節點核心區和翼緣對應的高度處焊接加勁肋，加勁肋同樣通過坡口 焊縫和豎向槽鋼進行焊接連接。型鋼混凝土梁中型鋼的腹板通過角焊縫和節 點區的豎向槽鋼進行焊接連接。型鋼混凝土梁中角部的縱向受力鋼筋從節點 處槽鋼翼緣的兩側穿過並伸入到節點核心區，如果水平段錨固長度不滿足規 範的要求，則鋼筋必須伸入到節點的翼緣中並向上、下彎折按規範要求的長 度進行錨固。
所述的L形截面型鋼混凝土柱和型鋼混凝土梁交匯形成的角節點，該新 型節點柱中配置豎向槽鋼，並通過水平腹杆將其連接成整體構成L形空間骨 架；型鋼混凝土梁中型鋼的翼緣通過坡口焊縫和節點區的豎向槽鋼進行焊接 連接，在節點核心區和翼緣對應的高度處焊接加勁肋，加勁肋同樣通過坡口 焊縫和豎向槽鋼進行焊接連接。型鋼混凝土梁中型鋼的腹板通過角焊縫和節 點區的豎向槽鋼進行焊接連接。型鋼混凝土梁中角部的縱向受力鋼筋從節點處槽鋼翼緣的兩側穿過並伸入到節點核心區，如果水平段錨固長度不滿足規 範的要求，則鋼筋必須伸入到節點的翼緣中並向上、下彎折按規範要求的長 度進行錨固。
所述的十形截面型鋼混凝土柱和型鋼混凝土梁交匯形成的中節點，該新 型節點柱中配置豎向槽鋼，並通過水平腹杆將其連接成整體構成十形空間骨 架；型鋼混凝土梁中型鋼的翼緣通過坡口焊縫和節點區的豎向槽鋼進行焊接 連接，在節點核心區和翼緣對應的高度處焊接加勁肋，加勁肋同樣通過坡口 焊縫和豎向槽鋼進行焊接連接。型鋼混凝土梁中型鋼的腹板通過角焊縫和節 點區的豎向槽鋼進行焊接連接。型鋼混凝土梁中角部的縱向受力鋼筋從節點 處槽鋼翼緣的兩側穿過並貫穿節點核心區。
本實用新型配槽鋼空腹骨架的混凝土異形柱——型鋼混凝土梁框架節 點，由於節點區採用的型鋼骨架、型鋼混凝土梁中的型鋼均可以在施工現場 或工廠中提前加工並焊接在一起，吊裝到指定位置後進行連接，則整個骨架 可以承受施工時的荷載，然後綁紮梁中縱向鋼筋即可，同時該新型節點的柱 中不需要設置縱向受力鋼筋，相應的箍筋也不需要綁紮，這樣就大大縮短了 施工工期；由於配置了型鋼，使得節點區鋼筋擁擠的情況得以緩解；試驗研 究表明，通過對水平腹杆的合理配置，達到提高普通混凝土異形柱框架節點 的抗剪承載能力和抗震性能的目的。使異形柱結構體系能夠在高層建築以及 高烈度地區的建築中得以推廣應用。
圖1由型鋼混凝土梁和配槽鋼空腹骨架的T形截面柱交匯形成的框架邊 節點示意圖2由型鋼混凝土梁和配槽鋼空腹骨架的L形截面柱交匯形成的框架角 節點示意圖3由型鋼混凝土梁和配槽鋼空腹骨架的+形截面柱交匯形成的框架中 節點示意圖。
圖1中各部件說明如下1、 2、 3、 4—節點區豎向槽鋼，5、 6—節點
6區水平腹杆，7、型鋼混凝土梁中型鋼的翼緣，8、加勁肋，9、坡口焊縫， 10、型鋼混凝土梁中型鋼的腹板，11、角焊縫，12、縱向鋼筋13、箍筋，14、 型鋼混凝土梁中的混凝土， 15、 T形截面型鋼混凝土柱的混凝土。
圖2中各部件說明如下1 '、 2 ' 、 3 '—節點區豎向槽鋼，4 ' 、 5 ' — 節點區水平腹杆，6 '、型鋼混凝土梁中型鋼的翼緣，7 '、加勁肋，8 ^ 、坡 口焊縫，9 z 、型鋼混凝土梁中型鋼的腹板，10 '、角焊縫，11 '、縱向鋼 筋，12 \箍筋，13'、型鋼混凝土梁中的混凝土， 14'、 L形截面型鋼混凝 土柱中的混凝土。
圖3中各部件說明如下1〃 、 2〃 、 3〃 、 4〃 一節點區豎向槽鋼，5〃 、 6〃 一節點區水平腹杆，7〃 、型鋼混凝土梁中型鋼的翼緣，8〃 、加勁肋，9 〃 、坡口焊縫，10〃 、型鋼混凝土梁中型鋼的腹板，11〃 、角焊縫，13〃 、 縱向鋼筋，14〃 、箍筋，15〃 、型鋼混凝土梁中的混凝土， 16〃 、 +形截面型 鋼混凝土柱中的混凝土， 17〃 、節點核心區豎向腹杆。
以下結合附圖對本實用新型作進一步的詳細說明。
具體實施方式
參見圖1 圖3，本實用新型配槽鋼空腹骨架的混凝土異形柱——型鋼 混凝土梁框架節點，包括型鋼混凝土梁、型鋼混凝土異形柱；其特徵在於 在所述型鋼混凝土異形柱中配置槽鋼空腹骨架；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
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點。
對於邊節點，其節點核心區腹板中的豎向槽鋼(1、 2、 3、 4)通過水平 腹杆(5、 6)(扁鋼、小角鋼或鋼筋)焊接進行連接，使其形成一個T形空 間骨架。型鋼混凝土梁中型鋼的翼緣7通過坡口焊縫9和節點區的豎向槽鋼 1進行焊接連接，在節點核心區和翼緣對應的高度處焊接加勁肋8，加勁肋8同樣通過坡口焊縫9和豎向槽鋼1進行焊接連接。型鋼混凝土梁中型鋼的腹 板IO通過角焊縫11和節點區的豎向槽鋼1進行焊接連接。型鋼混凝土梁中 角部的縱向受力鋼筋12從節點處槽鋼1翼緣的兩側穿過並伸入到節點核心 區，如果水平段錨固長度不滿足規範的要求，則鋼筋必須伸入到節點的翼緣 中並向上、下彎折按規範要求的長度進行錨固。梁中的箍筋13和梁中縱向 受力鋼筋12進行綁紮。
對於角節點，其節點核心區腹板中的豎向槽鋼(1 ' 、 2 ' 、 3 一 )通過 水平腹杆(4 ' 、 5 ^ )焊接進行連接，使其形成一個L形空間骨架。型鋼混 凝土梁中型鋼的翼緣6,通過坡口焊縫8 ^和節點區的豎向槽鋼1 '進行焊 接連接，在節點核心區和翼緣對應的高度處焊接加勁肋7 ^ ，加勁肋7'同 樣通過坡口焊縫和豎向槽鋼1 '進行焊接連接。型鋼混凝土梁中型鋼的腹板 9 ^通過角焊縫10 ^和節點區的豎向槽鋼1 '進行焊接連接。型鋼混凝土梁 中角部的縱向受力鋼筋ll 一從節點處槽鋼l '翼緣的兩側穿過並伸入到節點 核心區，如果水平段錨固長度不滿足規範的要求，則鋼筋必須伸入到節點的 翼緣中並向上、下彎折按規範要求的長度進行錨固。型鋼混凝土梁中的箍筋 13 '和梁中縱向受力鋼筋11 '進行綁紮。
對於中節點，其節點核心區腹板中的豎向槽鋼(r 、 2〃 、 3〃 、 4〃 ) 通過水平腹杆(5" 、 6〃 )焊接進行連接，使其形成一個十形空間骨架。型 鋼混凝土梁中型鋼的翼緣7〃通過坡口焊縫9〃和節點區的豎向槽鋼1〃進 行焊接連接，在節點核心區和翼緣對應的高度處焊接加勁肋8"，加勁肋 8〃同樣通過坡口焊縫和豎向槽鋼1〃進行焊接連接。型鋼混凝土梁中型鋼
的腹板io"通過角焊縫ir和節點區的豎向槽鋼r進行焊接連接。型鋼混
凝土梁中角部的縱向受力鋼筋13〃從節點處槽鋼翼緣的兩側穿過並貫通節 點區。型鋼混凝土梁中的箍筋14〃和梁中縱向受力鋼筋13〃進行綁紮。 本實用新型的工作原理是 配槽鋼空腹骨架的混凝土異形柱——型鋼混凝土梁框架節點，其型鋼混 凝土梁中角部的縱向受力鋼筋從槽鋼翼緣的兩側穿過並伸入到節點核心區，
8梁中型鋼的翼緣通過坡口焊縫和節點區的槽鋼進行焊接連接，同時在節點核 心區和翼緣對應的高度處設置加勁肋，這樣能夠使梁中所受的力順利地傳到 節點區，達到傳力明確的。由於節點核心區槽鋼的特殊形狀，再加上剛度較 大的水平腹杆，二者的組合形成一個封閉的空間，能夠有效地約束內部的混 凝土，使得混凝土的性能得以改善，從而提高節點的抗剪和抗裂承載力及其 抗震性能。
本實用新型的施工工藝，以邊節點為例進行說明
節點中的槽鋼按照設計要求進行選擇，如果承載力不滿足要求，還可以 在槽鋼的腹板上加焊鋼板，水平腹杆按照設計要求進行選取，可以用小角鋼， 也可以採用扁鋼，梁中的型鋼按照相應規格的鋼板焊接或直接用工字鋼。槽 鋼桁架及梁中的型鋼可以在施工現場加工亦可以在專業的鋼構公司加工。首 先通過水平腹杆把各豎向槽鋼焊接成為一體，然後在指定的高度處焊接梁中 的型鋼，為了保證焊縫的質量，梁中型鋼的翼緣必須用坡口焊縫和節點區的 豎向槽鋼進行焊接連接，在節點核心區和梁中型鋼翼緣對應的高度處焊接加 勁肋，加勁肋的厚度要大於等於加勁板的厚度，同時加勁肋也必須坡口後和 槽鋼進行焊接；其次把槽鋼桁架及焊接好的梁中型鋼吊裝到指定的位置和已
有的部分進行連接，這樣桁架本身可以承擔一部分施工荷載，可以減少一部 分支撐，最後綁紮梁中的縱向鋼筋，支模並澆築型鋼混凝土梁中的混凝土(圖
1中的14、圖2中的13'和圖3中的15〃 )，以及T形截面、L形截面和+形 截面型鋼混凝土柱中的混凝土 (圖1中的15、圖2中的14 ^和圖3中的1權利要求1、一種配槽鋼空腹骨架的混凝土異形柱——型鋼混凝土梁框架節點，包括型鋼混凝土梁、型鋼混凝土異形柱；其特徵在於，所述的型鋼混凝土異形柱中配置槽鋼空腹骨架；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形截面型鋼混凝土柱和型鋼混凝土梁交匯形成邊節點，L形截面型鋼混凝土柱和型鋼混凝土梁交匯形成角節點，+形截面型鋼混凝土柱和型鋼混凝土梁交匯形成中節點。
2、 如權利要求1所述的配槽鋼空腹骨架的混凝土異形柱——型鋼混凝 土梁框架節點，其特徵在於所述的T形截面型鋼混凝土柱和型鋼混凝土梁 交匯形成的邊節點，該型節點柱中配置豎向槽鋼，並通過水平腹杆將其連接 成整體構成T形空間骨架；型鋼混凝土梁中型鋼的翼緣通過坡口焊縫和節點 區的豎向槽鋼進行焊接連接，在節點核心區和翼緣對應的高度處焊接加勁 肋，加勁肋同樣通過坡口焊縫和豎向槽鋼進行焊接連接；型鋼混凝土梁中型 鋼的腹板通過角焊縫和節點區的豎向槽鋼進行焊接連接；型鋼混凝土梁中角 部的縱向受力鋼筋從節點處槽鋼翼緣的兩側穿過並伸入到節點核心區，當水 平段錨固長度不滿足規範的要求，則鋼筋必須伸入到節點的翼緣中並向上、 下彎折按規範要求的長度進行錨固。
3、 如權利要求1所述的配槽鋼空腹骨架的混凝土異形柱——型鋼混凝 土梁框架節點，其特徵在於所述的L形截面型鋼混凝土柱和型鋼混凝土梁 交匯形成的角節點，該型節點柱中配置豎向槽鋼，並通過水平腹杆將其連接 成整體構成L形空間骨架；型鋼混凝土梁中型鋼的翼緣通過坡口焊縫和節點 區的豎向槽鋼進行焊接連接，在節點核心區和翼緣對應的高度處焊接加勁 肋，加勁肋同樣通過坡口焊縫和豎向槽鋼進行焊接連接；型鋼混凝土梁中型 鋼的腹板通過角焊縫和節點區的豎向槽鋼進行焊接連接；型鋼混凝土梁中角 部的縱向受力鋼筋從節點處槽鋼翼緣的兩側穿過並伸入到節點核心區，當水 平段錨固長度不滿足規範的要求，則鋼筋必須伸入到節點的翼緣中並向上、 下彎折按規範要求的長度進行錨固。
4、 如權利要求1所述的配槽鋼空腹骨架的混凝土異形柱——型鋼混凝土梁框架節點，其特徵在於所述的十形截面型鋼混凝土柱和型鋼混凝土梁 交匯形成的中節點，該型節點柱中配置豎向槽鋼，並通過水平腹杆將其連接成整體構成十形空間骨架；型鋼混凝土梁中型鋼的翼緣通過坡口焊縫和節點區的豎向槽鋼進行焊接連接，在節點核心區和翼緣對應的高度處焊接加勁肋，加勁肋同樣通過坡口焊縫和豎向槽鋼進行焊接連接；型鋼混凝土梁中型 鋼的腹板通過角焊縫和節點區的豎向槽鋼進行焊接連接；型鋼混凝土梁中角 部的縱向受力鋼筋從節點處槽鋼翼緣的兩側穿過並貫通節點區。
專利摘要本實用新型公開了一種配槽鋼空腹骨架的混凝土異形柱——型鋼混凝土梁框架節點，包括型鋼混凝土梁、型鋼混凝土異形柱；在型鋼混凝土異形柱中配置槽鋼空腹骨架；型鋼混凝土異形柱是T形截面、L形截面或+形截面，T形截面的型鋼混凝土柱和型鋼混凝土梁交匯形成邊節點，L形截面的型鋼混凝土柱和型鋼混凝土梁交匯形成角節點，+形截面的型鋼混凝土柱和型鋼混凝土梁交匯形成中節點。由於節點核心區特殊形狀槽鋼和剛度較大水平腹杆組合形成一個封閉空間，能夠有效改善混凝土的性能，提高節點抗剪及抗裂承載力和節點抗震性能，特別適用於抗震設防烈度為8度及其以上地區的高層建築中。該節點的柱中無需配置縱向鋼筋及箍筋，縮短工期，取得良好的經濟效益。
文檔編號E04B1/58GK201351310SQ20092003170
公開日2009年11月25日 申請日期2009年1月15日 優先權日2009年1月15日
發明者義 劉, 胡秀傑, 薛建陽, 趙鴻鐵, 隋 申請人:西安建築科技大學