專利名稱：鋼筋直立式混凝土構(gòu)件-屈曲約束支撐連接節(jié)點(diǎn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)連接技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋼筋直立式混凝土構(gòu)件一屈曲約束支撐連接節(jié)點(diǎn)。
背景技術(shù)：
鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)應(yīng)用廣泛，已有幾百年的歷史，具有以下優(yōu)點(diǎn)
(1) 就地取材。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，砂和石料所占比例很大，水泥和鋼筋所占比例較小，砂和石料一般都可以由建筑工地附近提供。
(2) 耐久、耐火。鋼筋埋放在混凝土中，經(jīng)混凝土保護(hù)不易發(fā)生銹蝕，因而提高了結(jié)構(gòu)的耐久性。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)不會像木結(jié)構(gòu)那樣被燃燒，也不會像鋼結(jié)構(gòu)那樣很快達(dá)到軟化溫度而破壞。
但是鋼筋混凝土也有其自身的一些缺點(diǎn)，例如
(1) 自重大。鋼筋混凝土的重力密度約為25kN/m3，比砌體和木材的重度都大。盡管比鋼材的重度小，但結(jié)構(gòu)的截面尺寸較大，因而其自重遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過相同跨度或高度的鋼結(jié)構(gòu)的重量。
(2) 抗裂性差?；炷恋目估瓘?qiáng)度非常低，因此，普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)經(jīng)常帶裂縫工作。盡管裂縫的存在并不一定意味著結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，但是它影響結(jié)構(gòu)的耐久性和美觀。當(dāng)裂縫數(shù)量較多和開展較寬時(shí)，還將給人造成一種不安全感。
(3) 耗能性能不如鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)越。如果鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度不夠時(shí)候，通常需要設(shè)置抗側(cè)力構(gòu)件一剪力墻、支
撐等，以增大其抵抗水平荷載的能力。由于混凝土為脆性材料，其抗震性能較差，在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)候，通常需要耗能元件。屈曲約束支撐既是一種有效的抗側(cè)力構(gòu)件，可使框架結(jié)構(gòu)具備更高的抗側(cè)剛度，又是性能優(yōu)越的耗能構(gòu)件，通過其芯板的屈服耗散大量被結(jié)構(gòu)吸收的地震能量。
將屈曲約束支撐用于混凝土框架中既能提高結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度，又能增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的耗能能力，且不增加結(jié)構(gòu)的整體造價(jià)，應(yīng)用前景廣泛。
但是現(xiàn)有的屈曲約束支撐與混凝土連接節(jié)點(diǎn)連接處需要在混凝土構(gòu)件內(nèi)預(yù)埋型鋼，有施工難度大，混凝土內(nèi)鋼筋布置與型鋼位置沖突，混凝土易開裂的缺點(diǎn)。如采用傳統(tǒng)的鋼支撐與混凝土構(gòu)件相連的方式又會出現(xiàn)連接節(jié)點(diǎn)承載力低，且節(jié)點(diǎn)滯回性能較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種易于施工、連接處受力性能優(yōu)越、節(jié)約鋼材的鋼筋直立式混凝土構(gòu)件一屈曲約束支撐連接節(jié)點(diǎn)。本發(fā)明解決了在混凝土框架中設(shè)置鋼支撐連接節(jié)點(diǎn)困難的問題，同時(shí)解決了混凝土構(gòu)件內(nèi)埋設(shè)型鋼導(dǎo)致型鋼需要穿孔，箍筋、縱筋排列困難的問題。
本發(fā)明提出的鋼筋直立式混凝土構(gòu)件一屈曲約束支撐連接節(jié)點(diǎn)，由鋼板、預(yù)埋件內(nèi)螺紋鋼筋2、混凝土梁內(nèi)箍筋4、混凝土梁內(nèi)縱筋5、第一支撐連接節(jié)點(diǎn)板6、支撐節(jié)點(diǎn)加勁板7、第二支撐連接節(jié)點(diǎn)板8、屈曲約束支撐9、混凝土柱內(nèi)箍筋10和混凝土柱內(nèi)縱筋1]組成，其中第一鋼板1和第二鋼板3分別位于混凝土梁箍筋4外側(cè)，混凝土梁箍筋4位于混凝土梁縱筋5外側(cè)，第一鋼板1和第二鋼板3位于混凝土柱箍筋10外側(cè)，混凝土柱箍筋10位于混凝土柱縱筋11外側(cè)，第一鋼板1與第二鋼板3之間采用預(yù)埋件內(nèi)螺紋鋼筋2連接，第一鋼板1與第二鋼板3上分別開有塞焊孔，預(yù)埋件內(nèi)螺紋鋼筋2與第一鋼板1、第二鋼板3在塞焊孔處焊接；第一支撐連接節(jié)點(diǎn)板6位于第一鋼板1的上方或第二鋼板3的下方，第二支撐連接節(jié)點(diǎn)板8連接第一支撐連接節(jié)點(diǎn)板6，第二支撐連接節(jié)點(diǎn)板8固定于第一鋼板1的上方或第二鋼板3的下方；支撐節(jié)點(diǎn)加勁板7固定于第一支撐連接節(jié)點(diǎn)板6兩側(cè)。
本發(fā)明中，預(yù)埋件內(nèi)螺紋鋼筋2與第一鋼板1和第二鋼板3平面垂直。
本發(fā)明中，第一支撐連接節(jié)點(diǎn)板6與第二鋼板3連接處采用融透坡口焊接或角焊縫焊
接，第二支撐連接節(jié)點(diǎn)板8與第二鋼板3連接處采用融透坡口焊接或角焊縫焊接。
本發(fā)明中，第一支撐連接節(jié)點(diǎn)板6與第二支撐連接節(jié)點(diǎn)板8連接處采用融透坡口焊接
或角焊縫焊接。
本發(fā)明中，第一支撐連接節(jié)點(diǎn)板6與支撐節(jié)點(diǎn)加勁板7連接處采用角焊縫焊接。
本發(fā)明中，支撐節(jié)點(diǎn)加勁板7與第一鋼板3連接處采用角焊縫焊接。
本發(fā)明中，屈曲約束支撐9與第一支撐連接節(jié)點(diǎn)板6連接處采用等強(qiáng)對接焊縫、螺栓
連接或銷軸連接中任一種，屈曲約束支撐9與第二支撐連接節(jié)點(diǎn)板8采用等強(qiáng)對接焊縫連
接或螺栓連接。
本發(fā)明中，鋼板3和鋼板1上可以連有栓釘。本發(fā)明中，第一鋼板1厚度可小于第二鋼板3厚度。
本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)
(1)本發(fā)明通過鋼板一鋼筋組合形成的預(yù)埋連接件，大大簡化了鋼支撐與混凝土構(gòu)件連接之間的連接構(gòu)造；簡化了鋼筋混凝土框架—屈曲約束支撐體系中預(yù)埋件與混凝土構(gòu)件內(nèi)縱筋、箍筋之間的空間關(guān)系。
(2) 本發(fā)明節(jié)省了用鋼量，充分發(fā)揮鋼材的性能，提高了材料的使用效率。
(3) 本發(fā)明簡化了預(yù)埋件的施工工序，提高了施工速度，且預(yù)埋件的定位更為精確，
為后續(xù)結(jié)構(gòu)施工帶來方便。
(4) 本發(fā)明解決了傳統(tǒng)鋼支撐與混凝土連接節(jié)點(diǎn)中混凝土易幵裂的難題，與預(yù)埋鋼筋式的連接節(jié)點(diǎn)相比，本發(fā)明提高了連接節(jié)點(diǎn)的承載力，能用于較大屈服承載力的支撐連接節(jié)點(diǎn)，且抗震性能和滯回性能顯著提高。


圖i為屈曲約束支撐與混凝土梁在梁跨內(nèi)連接的節(jié)點(diǎn)示意圖。圖2為屈曲約束支撐與梁柱節(jié)點(diǎn)處連接的節(jié)點(diǎn)示意圖。圖3為實(shí)施例1連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)圖。
圖中標(biāo)號l為第一鋼板，2為預(yù)埋件內(nèi)螺紋鋼筋，3為第二鋼板，4為混凝土粱內(nèi)箍筋，5為混凝土梁內(nèi)縱筋，6為第一支撐連接節(jié)點(diǎn)板，7為支撐節(jié)點(diǎn)加勁板，8為第二支撐連接節(jié)點(diǎn)板，9為屈曲約束支撐，IO為混凝土柱內(nèi)箍筋，ll為混凝土柱內(nèi)縱筋。
具體實(shí)施例方式
下面通過實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。
以人字形布置的屈曲約束支撐為例，支撐的上節(jié)點(diǎn)如圖l所示，第一鋼板l和第二鋼板3分別位于混凝土梁箍筋4外側(cè)，混凝土梁箍筋4位于混凝土梁縱筋5外側(cè)，第一鋼板1與第二鋼板3之間采用預(yù)埋件內(nèi)螺紋鋼筋2連接，第一鋼板1與第二鋼板3上分別開有塞焊孔，預(yù)埋件內(nèi)螺紋鋼筋2與第一鋼板1、第二鋼板3在塞焊孔處焊接；第一支撐連接節(jié)點(diǎn)板6位于第二鋼板3的下方，第二支撐連接節(jié)點(diǎn)板8連接第一支撐連接節(jié)點(diǎn)板6，第二支撐連接節(jié)點(diǎn)板8固定于第二鋼板3的下方；支撐節(jié)點(diǎn)加勁板7固定于第一支撐連接節(jié)點(diǎn)板6兩側(cè)。
支撐的下節(jié)點(diǎn)如圖2所示，第一鋼板1和第二鋼板3位于混凝土柱箍筋10外側(cè)，混凝土柱箍筋10位于混凝土柱縱筋11外側(cè)，第一鋼板1與第二鋼板3之間采用預(yù)埋件內(nèi)螺紋鋼筋2連接，第一鋼板1與第二鋼板3上分別開有塞焊孔，預(yù)埋件內(nèi)螺紋鋼筋2與第一鋼板l、第二鋼板3在塞焊孔處焊接；第一支撐連接節(jié)點(diǎn)板6位于第二鋼板3的上方。
本發(fā)明提供了一種屈曲約束支撐與鋼筋混凝土構(gòu)件之間的連接節(jié)點(diǎn)形式，在設(shè)計(jì)中根據(jù)結(jié)構(gòu)承載力和變形要求確定鋼筋混凝土構(gòu)件的截面以及配筋、屈曲約束支撐的屈服承載力、極限承載力和剛度。預(yù)埋板板厚和螺紋鋼筋數(shù)量，鋼筋直徑根據(jù)屈曲約束支撐的極限承載力設(shè)計(jì)。
在施工中，按照設(shè)計(jì)規(guī)定的位置將預(yù)埋件擱置在模板上，再排放混凝土構(gòu)件內(nèi)縱筋、箍筋。全部鋼筋綁扎完畢后，澆筑混凝土。連接節(jié)點(diǎn)施工即可完成。連接節(jié)點(diǎn)完成后，即可安裝屈曲約束支撐。
以在一混凝土框架中使用的屈曲約束支撐為例說明使用過程。該混凝土框架中框架梁截面為500x900，框架柱截面為1000x1000。屈曲約束屈服承載力為2100kN，極限承載力為3360kN。支撐與梁柱節(jié)點(diǎn)處的連接采用銷軸連接，另一端采用融透坡口對接焊縫進(jìn)行連接。框架梁中受拉區(qū)和受壓區(qū)配筋相同，都為8根25鋼筋。箍筋為10@100， 4肢箍筋?？蚣苤鶠閷ΨQ配筋，截面內(nèi)共配置20根 28鋼筋。箍筋為 10@90， 6肢箍筋。屈曲約束支撐與混凝土構(gòu)件連接的預(yù)埋節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)內(nèi)力采用1.2倍屈曲約束支撐極限承載力。經(jīng)設(shè)計(jì)計(jì)算，梁跨內(nèi)所采用的預(yù)埋件總長度為2155mm，寬度320mm，直接與屈曲約束支撐連接的鋼板厚度30mm，另一側(cè)鋼板厚度為10mm，預(yù)埋件內(nèi)螺紋鋼筋共42根，直徑20mm，沿梁軸線方向共14排，沿梁截面寬度方向共3排。與支撐連接的節(jié)點(diǎn)板厚度為35mm，加勁板厚度10mm。梁柱節(jié)點(diǎn)處所采用的預(yù)埋件在梁內(nèi)共650mm，柱內(nèi)共長670mm。直接與屈曲約束支撐連接的鋼板厚度30mm，另一側(cè)鋼板厚度10mm，預(yù)埋件在梁內(nèi)的螺紋鋼筋共15根，在柱內(nèi)的螺紋鋼筋共15根，直徑20mm。節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)圖參見附圖3。
權(quán)利要求
1、一種鋼筋直立式混凝土構(gòu)件-屈曲約束支撐連接節(jié)點(diǎn)，由鋼板、預(yù)埋件內(nèi)螺紋鋼筋(2)、混凝土梁內(nèi)箍筋(4)、混凝土梁內(nèi)縱筋(5)、第一支撐連接節(jié)點(diǎn)板(6)、支撐節(jié)點(diǎn)加勁板(7)、第二支撐連接節(jié)點(diǎn)板(8)、屈曲約束支撐(9)、混凝土柱內(nèi)箍筋(10)和混凝土柱內(nèi)縱筋(11)組成，其特征在于第一鋼板(1)和第二鋼板(3)分別位于混凝土梁箍筋(4)外側(cè)，混凝土梁箍筋(4)位于混凝土梁縱筋(5)外側(cè)，第一鋼板(1)和第二鋼板(3)位于混凝土柱箍筋(10)外側(cè)，混凝土柱箍筋(10)位于混凝土柱縱筋(11)外側(cè)，第一鋼板(1)與第二鋼板(3)之間采用預(yù)埋件內(nèi)螺紋鋼筋(2)連接，第一鋼板(1)與第二鋼板(3)上分別開有塞焊孔，預(yù)埋件內(nèi)螺紋鋼筋(2)與第一鋼板(1)、第二鋼板(3)在塞焊孔處焊接；第一支撐連接節(jié)點(diǎn)板(6)位于第一鋼板(1)的上方或第二鋼板(3)的下方，第二支撐連接節(jié)點(diǎn)板(8)連接第一支撐連接節(jié)點(diǎn)板(6)，第二支撐連接節(jié)點(diǎn)板(8)一端固定于第一鋼板(1)的上方或第二鋼板(3)的下方，另一端連接屈曲約束支撐(9)；支撐節(jié)點(diǎn)加勁板(7)固定于第一支撐連接節(jié)點(diǎn)板(6)一側(cè)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼筋直立式混凝土構(gòu)件一屈曲約束支撐連接節(jié)點(diǎn)，其特征在于所述預(yù)埋件內(nèi)螺紋鋼筋(2)與第一鋼板(1)和第二鋼板(3)平面垂直。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼筋直立式混凝土構(gòu)件一屈曲約束支撐連接節(jié)點(diǎn)，其特征在于所述第一支撐連接節(jié)點(diǎn)板(6)與第二鋼板(3)連接處采用融透坡口焊接或角焊縫焊接，第二支撐連接節(jié)點(diǎn)板(8)與第二鋼板(3)連接處采用融透坡口焊接或角焊縫焊接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼筋直立式混凝土構(gòu)件一屈曲約束支撐連接節(jié)點(diǎn)，其特征在于所述第一支撐連接節(jié)點(diǎn)板(6)與第二支撐連接節(jié)點(diǎn)板(8)連接處采用融透坡口焊接或角焊縫焊接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼筋直立式混凝土構(gòu)件一屈曲約束支撐連接節(jié)點(diǎn)，其特征在于所述第一支撐連接節(jié)點(diǎn)板(6)與支撐節(jié)點(diǎn)加勁板(7)連接處采用角焊縫焊接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼筋直立式混凝土構(gòu)件一屈曲約束支撐連接節(jié)點(diǎn)，其特征在于所述支撐節(jié)點(diǎn)加勁板(7)與第一鋼板(3)連接處采用角焊縫焊接。
7、 根據(jù)權(quán)利要求〗所述的鋼筋直立式混凝土構(gòu)件一屈曲約束支撐連接節(jié)點(diǎn)，其特征在于所述屈曲約束支撐(9)與第一支撐連接節(jié)點(diǎn)板(6)連接處采用等強(qiáng)對接焊縫、螺栓連接或銷軸連接中任一種，屈曲約束支撐(9)與第二支撐連接節(jié)點(diǎn)板(8)采用等強(qiáng)對接焊縫連接或螺栓連接。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼筋直立式混凝土構(gòu)件一屈曲約束支撐連接節(jié)點(diǎn)，其特征在于所述鋼板(3)和鋼板(1)上連有栓釘。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼筋直立式混凝土構(gòu)件一屈曲約束支撐連接節(jié)點(diǎn)，其特征在于所述第一鋼板(1)厚度小于第二鋼板(3)厚度。
全文摘要
本發(fā)明屬于建筑結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)連接技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋼筋直立式混凝土構(gòu)件-屈曲約束支撐連接節(jié)點(diǎn)，由鋼板、預(yù)埋件內(nèi)螺紋鋼筋、混凝土梁內(nèi)箍筋、混凝土梁內(nèi)縱筋、支撐連接節(jié)點(diǎn)板、支撐節(jié)點(diǎn)加勁板、屈曲約束支撐、混凝土柱內(nèi)箍筋和混凝土柱內(nèi)縱筋組成，兩塊鋼板之間采用預(yù)埋件內(nèi)螺紋鋼筋連接，鋼板上開有塞焊孔，鋼筋與第一鋼板、第二鋼板在塞焊孔處焊接；第一支撐連接節(jié)點(diǎn)板位于第一鋼板的上方或第二鋼板的下方，第二支撐連接節(jié)點(diǎn)板連接第一支撐連接節(jié)點(diǎn)板，第二支撐連接節(jié)點(diǎn)板一端固定于第一鋼板的上方或第二鋼板的下方，另一端連接屈曲約束支撐；支撐節(jié)點(diǎn)加勁板固定于第一支撐連接節(jié)點(diǎn)板一側(cè)。本發(fā)明解決了在混凝土框架中設(shè)置鋼支撐連接節(jié)點(diǎn)困難、混凝土構(gòu)件內(nèi)埋設(shè)型鋼導(dǎo)致型鋼需要穿孔，箍筋、縱筋排列困難的問題。本發(fā)明易于施工、連接處受力性能優(yōu)越、節(jié)約鋼材，具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號E04B1/41GK101672071SQ20091019582
公開日2010年3月17日 申請日期2009年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月17日
發(fā)明者孫飛飛, 李國強(qiáng), 芳 楊, 胡大柱, 郭小康, 琛 陳 申請人:同濟(jì)大學(xué)