專利名稱：一種配槽鋼空腹骨架的混凝土異形柱——型鋼梁框架節(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
工程中普遍應(yīng)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(jìn)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，提供一種配槽鋼空腹骨架的混凝土異形柱—— 型鋼梁框架節(jié)點，通過在節(jié)點中配置槽鋼空腹骨架，形成型鋼混凝土異形柱 ——型鋼梁框架節(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，使異形柱結(jié)構(gòu)體系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，特別是在抗震設(shè)防烈度為8度及其以上地區(qū)的高層建筑 中。
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 一種配槽鋼空腹骨架的混凝土異形柱——型鋼梁框架節(jié)點，包括型鋼梁 和型鋼混凝土異形柱；其特征在于，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+形截面，其中 T形截面的型鋼混凝土柱和型鋼梁交匯形成邊節(jié)點，L形截面的型鋼混凝土 柱和型鋼梁交匯形成角節(jié)點，+形截面的型鋼混凝土柱和型鋼梁交匯形成中 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梁交匯形成的邊節(jié)點，該新型節(jié)點 柱中配置豎向槽鋼，并通過水平腹桿將其連接成整體構(gòu)成T形空間骨架；型 鋼梁的翼緣通過坡口焊縫和節(jié)點區(qū)的豎向槽鋼進(jìn)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，加勁肋同樣通過坡口焊縫和豎向槽鋼進(jìn)行 焊接連接；型鋼梁的腹板通過角焊縫和節(jié)點區(qū)的豎向槽鋼進(jìn)行焊接連接。
所述的L形截面型鋼混凝土柱和型鋼梁交匯形成的角節(jié)點，該新型節(jié)點 柱中配置豎向槽鋼，并通過水平腹桿將其連接成整體構(gòu)成L形空間骨架；型 鋼梁的翼緣通過坡口焊縫和節(jié)點區(qū)的豎向槽鋼進(jìn)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，加勁肋同樣通過坡口焊縫和豎向槽鋼進(jìn)行 焊接連接；型鋼梁的腹板通過角焊縫和節(jié)點區(qū)的豎向槽鋼進(jìn)行焊接連接。
所述的十形截面型鋼混凝土柱和型鋼梁交匯形成的中節(jié)點，該新型節(jié)點 柱中配置豎向槽鋼，并通過水平腹桿將其連接成整體構(gòu)成十形空間骨架；型 鋼梁的翼緣通過坡口焊縫和節(jié)點區(qū)的豎向槽鋼進(jìn)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，加勁肋同樣通過坡口焊縫和豎向槽鋼進(jìn)行 焊接連接；型鋼梁的腹板通過角焊縫和節(jié)點區(qū)的豎向槽鋼進(jìn)行焊接連接。
本實用新型配槽鋼空腹骨架的混凝土異形柱一型鋼梁框架節(jié)點，由于節(jié) 點區(qū)采用的型鋼骨架、型鋼梁中的型鋼均可以在施工現(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(jìn)行連接，則整個骨架可以承受施工時的 荷載，同時該新型節(jié)點的柱中不需要設(shè)置縱向受力鋼筋，相應(yīng)的箍筋也不需 要綁扎，這樣就大大縮短了施工工期；由于配置了型鋼以及采取了合理的構(gòu) 造措施，使得節(jié)點區(qū)鋼筋擁擠的情況得以緩減；試驗研究表明，通過對水平 腹桿的合理配置，達(dá)到提高普通混凝土異形柱框架節(jié)點的抗剪承載力和抗震 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。


圖1由型鋼梁和配槽鋼空腹骨架的T形截面柱交匯形成的框架邊節(jié)點示 意圖2由型鋼梁和配槽鋼空腹骨架的L形截面柱交匯形成的框架角節(jié)點示 意圖3由型鋼梁和配槽鋼空腹骨架的+形截面柱交匯形成的框架中節(jié)點示 意圖圖。
圖1中各部件說明如下1、 2、 3、 4—節(jié)點區(qū)豎向槽鋼，5、 6—節(jié)點 區(qū)水平腹桿，7、型鋼梁的翼緣，8、加勁肋，9、坡口焊縫，10、型鋼梁的 腹板，U、角焊縫，12、 T形截面SRC柱中的混凝土；
圖2中各部件說明如下1 ' 、 2 一 、 3 ' —節(jié)點區(qū)豎向槽鋼，4 ' 、 5 ' 一節(jié)點區(qū)水平腹桿，6 '、型鋼梁的翼緣，7 z 、加勁肋，8 '、坡口焊縫， 9'、型鋼梁的腹板，l(K、角焊縫，11'、 L形截面SRC柱中的混凝土；
圖3中各部件說明如下1〃 、 2〃 、 3〃 、 4〃 一節(jié)點區(qū)豎向槽鋼，5〃 、 6"—節(jié)點區(qū)水平腹桿，7"、型鋼梁的翼緣，8〃 、加勁肋，9"、坡口焊 縫，10〃 、型鋼梁的腹板，11〃 、角焊縫，12〃 、 +形截面SRC柱中的混 凝土， 13〃 、節(jié)點區(qū)豎向腹桿。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
具體實施方式
參見圖1 圖3， 一種配槽鋼空腹骨架的混凝土異形柱——型鋼梁框架 節(jié)點，包括型鋼梁和型鋼混凝土異形柱；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梁交匯形成邊節(jié)點，L形截面 型鋼混凝土柱和型鋼梁交匯形成角節(jié)點，+形截面型鋼混凝土柱和型鋼梁交 匯形成中節(jié)點。
對于邊節(jié)點，其節(jié)點核心區(qū)的豎向槽鋼(1、 2、 3、 4)通過水平腹桿(5、 6)(扁鋼或小角鋼)焊接進(jìn)行連接，使其形成一個T形空間骨架。型鋼梁的 翼緣7通過坡口焊縫9和節(jié)點區(qū)的豎向槽鋼1進(jìn)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8，加勁肋8同樣通過坡口焊縫和豎向槽鋼 1進(jìn)行焊接連接；型鋼梁的腹板10通過角焊縫11和節(jié)點區(qū)的豎向槽鋼1進(jìn) 行焊接連接。
對于角節(jié)點，其節(jié)點核心區(qū)的豎向槽鋼(l' 、 2 ' 、 3 ')通過水平腹 桿(4^、 5')焊接進(jìn)行連接，使其形成一個L形空間骨架。型鋼梁的翼 緣6)通過坡口焊縫8'和節(jié)點區(qū)的豎向槽鋼l'進(jìn)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7'，加勁肋7'同樣通過坡口焊縫 和豎向槽鋼1 '進(jìn)行焊接連接；型鋼梁的腹板9 '通過角焊縫10 '和節(jié)點區(qū) 的豎向槽鋼1 '進(jìn)行焊接連接。
對于中節(jié)點，其節(jié)點核心區(qū)的豎向槽鋼(1〃 、 2〃 、 3〃 、 4〃 )通過水 平腹桿(5" 、 6")焊接進(jìn)行連接，腹板中的水平腹桿3"和翼緣中的水平 腹桿6"通過豎向腹桿(小角鋼或扁鋼)13"連接在一起使其形成一個十字
形空間骨架。型鋼梁的翼緣7"通過坡口焊縫9"和節(jié)點區(qū)的豎向槽鋼r進(jìn)
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8，加勁肋8" 同樣通過坡口焊縫和豎向槽鋼1"進(jìn)行焊接連接；型鋼梁的腹板10〃通過角
瞎逢ir'禾,區(qū)的豎向機岡r進(jìn)行jf^m
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——型鋼梁框架節(jié)點，其型鋼梁的翼緣 通過坡口焊縫和節(jié)點區(qū)的槽鋼進(jìn)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，梁中的腹板通過角焊縫和節(jié)點區(qū)的槽鋼進(jìn)行焊接連 接，這樣能夠使梁中所受的力順利地傳到節(jié)點區(qū)，達(dá)到傳力明確的目的。由 于節(jié)點核心區(qū)槽鋼的特殊形狀，再加上剛度較大的水平腹桿，二者的組合形 成一封閉的空間，能夠有效地約束內(nèi)部的混凝土，使得混凝土的性能得以改
善，從而提高節(jié)點的抗剪及抗裂承載能力；同時可以提高節(jié)點的抗震及變形 性能。
以下以邊節(jié)點為例對本實用新型的施工工藝進(jìn)行說明
節(jié)點中的槽鋼按照設(shè)計要求進(jìn)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，水平腹桿按照設(shè)計要求進(jìn)行選取，可以用小角鋼， 也可以采用扁鋼，梁中的型鋼按照相應(yīng)規(guī)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(xiàn)場加工亦可以在專業(yè)的鋼構(gòu)公司加工。首 先通過水平腹桿把各豎向槽鋼焊接稱為一體，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 豎向槽鋼進(jìn)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
槽鋼進(jìn)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(jìn)行連接，這樣桁架本身可以承擔(dān)一部分施工荷載，可以減少一部 分支撐，最后支模并澆筑T形截面型鋼混凝土柱中的混凝土、 L形截面型鋼 混凝土柱中的混凝土和+形截面型鋼混凝土柱中的混凝土，(圖1中12、圖 2中11 '和圖3中的12〃 )。
權(quán)利要求1、一種配槽鋼空腹骨架的混凝土異形柱——型鋼梁框架節(jié)點，包括型鋼梁和型鋼混凝土異形柱；其特征在于，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 id="icf0001" file="Y2009200317050002C1.tif" wi="5" he="5" top= "45" left = "162" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>形截面，其中T形截面型鋼混凝土柱和型鋼梁交匯形成邊節(jié)點，L形截面型鋼混凝土柱和型鋼梁交匯形成角節(jié)點， id="icf0002" file="Y2009200317050002C2.tif" wi="5" he="5" top= "62" left = "86" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>形截面型鋼混凝土柱和型鋼梁交匯形成中節(jié)點。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的配槽鋼空腹骨架的混凝土異形柱——型鋼梁 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梁交匯形成的 邊節(jié)點，該型節(jié)點柱中配置豎向槽鋼，并通過水平腹桿將其連接成整體構(gòu)成 T形空間骨架；型鋼梁的翼緣通過坡口焊縫和節(jié)點區(qū)的豎向槽鋼進(jìn)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，加勁肋同樣通過坡口焊 縫和豎向槽鋼進(jìn)行焊接連接；型鋼梁的腹板通過角焊縫和節(jié)點區(qū)的豎向槽鋼 進(jìn)行焊接連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的配槽鋼空腹骨架的混凝土異形柱——型鋼梁 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梁交匯形成的 角節(jié)點，該型節(jié)點柱中配置豎向槽鋼，并通過水平腹桿將其連接成整體構(gòu)成 L形空間骨架；型鋼梁的翼緣通過坡口焊縫和節(jié)點區(qū)的豎向槽鋼進(jìn)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，加勁肋同樣通過坡口焊縫和豎向槽鋼進(jìn)行悍接連接；型鋼梁的腹板通過角焊縫和節(jié)點區(qū)的豎向槽鋼 進(jìn)行焊接連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的配槽鋼空腹骨架的混凝土異形柱——型鋼梁 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梁交匯形成的 中節(jié)點，該型節(jié)點柱中配置豎向槽鋼，并通過水平腹桿將其連接成整體構(gòu)成 十形空間骨架；型鋼梁的翼緣通過坡口焊縫和節(jié)點區(qū)的豎向槽鋼進(jìn)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，加勁肋同樣通過坡口焊 縫和豎向槽鋼進(jìn)行焊接連接；型鋼梁的腹板通過角焊縫和節(jié)點區(qū)的豎向槽鋼 進(jìn)行焊接連接。
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——型鋼梁框架節(jié)點，包括型鋼梁和型鋼混凝土異形柱；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梁交匯形成邊節(jié)點，L形截面的型鋼混凝土柱和型鋼梁交匯形成角節(jié)點，+形截面的型鋼混凝土柱和型鋼梁交匯形成中節(jié)點。由于節(jié)點核心區(qū)特殊形狀槽鋼和剛度較大的水平腹桿組合形成一個封閉空間，能夠有效地約束內(nèi)部的混凝土，改善混凝土的性能，提高節(jié)點的抗剪及抗裂承載力和節(jié)點的抗震性能，特別適用于抗震設(shè)防烈度為8度及其以上地區(qū)的高層建筑中。該節(jié)點的柱中無需配置縱向鋼筋及箍筋，大大縮短工期，取得良好的經(jīng)濟效益。
文檔編號E04B1/30GK201372487SQ20092003170
公開日2009年12月30日 申請日期2009年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月15日
發(fā)明者義 劉, 瑋 王, 蔣孝偉, 薛建陽, 趙鴻鐵 申請人:西安建筑科技大學(xué)