专利名称：配槽钢空腹骨架的混凝土异形柱——型钢混凝土梁框架节点的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及建筑物混凝土框架节点，特别涉及异形柱框架梁柱节点。
背景技术：
异形柱结构体系是近年来在我国发展起来的一种新型结构体系。它可以 增加房间的实际使用面积，还可以利用保温、隔热、轻质、高效的墙体材料 代替传统的粘土砖，符合国家建设节约型社会的要求，因此很受欢迎。当前
工程中普遍应用的是钢筋混凝土 (以下简称RC)异形柱框架结构，然而随 着应用和研究的不断深入，目前该结构中梁柱节点的一些弱点及局限性逐渐 暴露出来。首先，在节点处梁、柱的纵向受力钢筋相互交叉，而实际工程中 柱的肢厚又较窄，使得混凝土在此处很难浇筑密实；其次在节点处，由于受 到肢高肢厚比(肢高肢厚比《4)以及肢厚宽度的限制，其有效的抗剪截面 面积十分有限，抗剪承载力低；再次截面不规整，抗震及变形性能差。因此 应用范围十分有限，主要适用于设防烈度8度以下地区的多层建筑中。受到 以上几方面的限制，该结构体系不能够进行大面积的推广应用，这和市场的 巨大需求产生了矛盾。为了解决这一问题，亟待开发出一种受力合理、传力 明确、构造简单且具有较高抗剪承载力和优良抗震和变形性能的新型异形柱 框架节点，适用于高层建筑以及高烈度区。
型钢混凝土 (SRC)结构由于包含有较多的型钢，其抗剪承载力和抗震 及变形性能均有明显提高。因此为了达到以上目的，可以通过在普通RC异 形柱节点中配置型钢，形成型钢混凝土异形柱框架节点。使异形柱结构能够 在高层建筑以及高烈度地区的建筑中得以推广应用。
发明内容
本实用新型的目的在于，提供一种配槽钢空腹骨架的混凝土异形柱——型钢混凝土梁框架节点，通过在节点中配置槽钢空腹骨架，形成型钢混凝土 异形柱一型钢混凝土梁框架节点，能够有效提高普通钢筋混凝土异形柱框架 节点的抗剪承载力和抗震性能，使异形柱结构体系能够在高层建筑以及高烈
度地区的建筑中得以推广应用，特别在是抗震设防烈度为8度及其以上地区 的高层建筑中。
为了实现上述任务，本实用新型采取如下的技术解决方案 一种配槽钢空腹骨架的混凝土异形柱——型钢混凝土梁框架节点，包括 型钢混凝土梁、型钢混凝土异形柱；其特征在于，在所述的型钢混凝土异形 柱中配置槽钢空腹骨架；所述型钢混凝土异形柱是T形截面、L形截面或十 形截面，其中T形截面型钢混凝土柱和型钢混凝土梁交汇形成边节点，L形 截面型钢混凝土柱和型钢混凝土梁交汇形成角节点，十形截面型钢混凝土柱 和型钢混凝土梁交汇形成中节点。
本实用新型的其他一些特点是-
所述的T形截面型钢混凝土柱和型钢混凝土梁交汇形成的边节点，该新 型节点柱中配置竖向槽钢，并通过水平腹杆将其连接成整体构成T形空间骨 架；型钢混凝土梁中型钢的翼缘通过坡口焊缝和节点区的竖向槽钢进行焊接 连接，在节点核心区和翼缘对应的高度处焊接加劲肋，加劲肋同样通过坡口 焊缝和竖向槽钢进行焊接连接。型钢混凝土梁中型钢的腹板通过角焊缝和节 点区的竖向槽钢进行焊接连接。型钢混凝土梁中角部的纵向受力钢筋从节点 处槽钢翼缘的两侧穿过并伸入到节点核心区，如果水平段锚固长度不满足规 范的要求，则钢筋必须伸入到节点的翼缘中并向上、下弯折按规范要求的长 度进行锚固。
所述的L形截面型钢混凝土柱和型钢混凝土梁交汇形成的角节点，该新 型节点柱中配置竖向槽钢，并通过水平腹杆将其连接成整体构成L形空间骨 架；型钢混凝土梁中型钢的翼缘通过坡口焊缝和节点区的竖向槽钢进行焊接 连接，在节点核心区和翼缘对应的高度处焊接加劲肋，加劲肋同样通过坡口 焊缝和竖向槽钢进行焊接连接。型钢混凝土梁中型钢的腹板通过角焊缝和节 点区的竖向槽钢进行焊接连接。型钢混凝土梁中角部的纵向受力钢筋从节点处槽钢翼缘的两侧穿过并伸入到节点核心区，如果水平段锚固长度不满足规 范的要求，则钢筋必须伸入到节点的翼缘中并向上、下弯折按规范要求的长 度进行锚固。
所述的十形截面型钢混凝土柱和型钢混凝土梁交汇形成的中节点，该新 型节点柱中配置竖向槽钢，并通过水平腹杆将其连接成整体构成十形空间骨 架；型钢混凝土梁中型钢的翼缘通过坡口焊缝和节点区的竖向槽钢进行焊接 连接，在节点核心区和翼缘对应的高度处焊接加劲肋，加劲肋同样通过坡口 焊缝和竖向槽钢进行焊接连接。型钢混凝土梁中型钢的腹板通过角焊缝和节 点区的竖向槽钢进行焊接连接。型钢混凝土梁中角部的纵向受力钢筋从节点 处槽钢翼缘的两侧穿过并贯穿节点核心区。
本实用新型配槽钢空腹骨架的混凝土异形柱——型钢混凝土梁框架节 点，由于节点区采用的型钢骨架、型钢混凝土梁中的型钢均可以在施工现场 或工厂中提前加工并焊接在一起，吊装到指定位置后进行连接，则整个骨架 可以承受施工时的荷载，然后绑扎梁中纵向钢筋即可，同时该新型节点的柱 中不需要设置纵向受力钢筋，相应的箍筋也不需要绑扎，这样就大大縮短了 施工工期；由于配置了型钢，使得节点区钢筋拥挤的情况得以缓解；试验研 究表明，通过对水平腹杆的合理配置，达到提高普通混凝土异形柱框架节点 的抗剪承载能力和抗震性能的目的。使异形柱结构体系能够在高层建筑以及 高烈度地区的建筑中得以推广应用。
图1由型钢混凝土梁和配槽钢空腹骨架的T形截面柱交汇形成的框架边 节点示意图2由型钢混凝土梁和配槽钢空腹骨架的L形截面柱交汇形成的框架角 节点示意图3由型钢混凝土梁和配槽钢空腹骨架的+形截面柱交汇形成的框架中 节点示意图。
图1中各部件说明如下1、 2、 3、 4—节点区竖向槽钢，5、 6—节点
6区水平腹杆，7、型钢混凝土梁中型钢的翼缘，8、加劲肋，9、坡口焊缝， 10、型钢混凝土梁中型钢的腹板，11、角焊缝，12、纵向钢筋13、箍筋，14、 型钢混凝土梁中的混凝土， 15、 T形截面型钢混凝土柱的混凝土。
图2中各部件说明如下1 '、 2 ' 、 3 '—节点区竖向槽钢，4 ' 、 5 ' — 节点区水平腹杆，6 '、型钢混凝土梁中型钢的翼缘，7 '、加劲肋，8 ^ 、坡 口焊缝，9 z 、型钢混凝土梁中型钢的腹板，10 '、角焊缝，11 '、纵向钢 筋，12 \箍筋，13'、型钢混凝土梁中的混凝土， 14'、 L形截面型钢混凝 土柱中的混凝土。
图3中各部件说明如下1〃 、 2〃 、 3〃 、 4〃 一节点区竖向槽钢，5〃 、 6〃 一节点区水平腹杆，7〃 、型钢混凝土梁中型钢的翼缘，8〃 、加劲肋，9 〃 、坡口焊缝，10〃 、型钢混凝土梁中型钢的腹板，11〃 、角焊缝，13〃 、 纵向钢筋，14〃 、箍筋，15〃 、型钢混凝土梁中的混凝土， 16〃 、 +形截面型 钢混凝土柱中的混凝土， 17〃 、节点核心区竖向腹杆。
以下结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。
具体实施方式
参见图1 图3，本实用新型配槽钢空腹骨架的混凝土异形柱——型钢 混凝土梁框架节点，包括型钢混凝土梁、型钢混凝土异形柱；其特征在于 在所述型钢混凝土异形柱中配置槽钢空腹骨架；所述型钢混凝土异形柱是T 形截面、L形截面或+形截面，其中T形截面的型钢混凝土柱和型钢混凝土 梁交汇形成边节点，L形截面的型钢混凝土柱和型钢混凝土梁交汇形成角节
点，十形截面的型钢混凝土柱和型钢混凝土梁交汇形成中节点。
对于边节点，其节点核心区腹板中的竖向槽钢(1、 2、 3、 4)通过水平 腹杆(5、 6)(扁钢、小角钢或钢筋)焊接进行连接，使其形成一个T形空 间骨架。型钢混凝土梁中型钢的翼缘7通过坡口焊缝9和节点区的竖向槽钢 1进行焊接连接，在节点核心区和翼缘对应的高度处焊接加劲肋8，加劲肋8同样通过坡口焊缝9和竖向槽钢1进行焊接连接。型钢混凝土梁中型钢的腹 板IO通过角焊缝11和节点区的竖向槽钢1进行焊接连接。型钢混凝土梁中 角部的纵向受力钢筋12从节点处槽钢1翼缘的两侧穿过并伸入到节点核心 区，如果水平段锚固长度不满足规范的要求，则钢筋必须伸入到节点的翼缘 中并向上、下弯折按规范要求的长度进行锚固。梁中的箍筋13和梁中纵向 受力钢筋12进行绑扎。
对于角节点，其节点核心区腹板中的竖向槽钢(1 ' 、 2 ' 、 3 一 )通过 水平腹杆(4 ' 、 5 ^ )焊接进行连接，使其形成一个L形空间骨架。型钢混 凝土梁中型钢的翼缘6,通过坡口焊缝8 ^和节点区的竖向槽钢1 '进行焊 接连接，在节点核心区和翼缘对应的高度处焊接加劲肋7 ^ ，加劲肋7'同 样通过坡口焊缝和竖向槽钢1 '进行焊接连接。型钢混凝土梁中型钢的腹板 9 ^通过角焊缝10 ^和节点区的竖向槽钢1 '进行焊接连接。型钢混凝土梁 中角部的纵向受力钢筋ll 一从节点处槽钢l '翼缘的两侧穿过并伸入到节点 核心区，如果水平段锚固长度不满足规范的要求，则钢筋必须伸入到节点的 翼缘中并向上、下弯折按规范要求的长度进行锚固。型钢混凝土梁中的箍筋 13 '和梁中纵向受力钢筋11 '进行绑扎。
对于中节点，其节点核心区腹板中的竖向槽钢(r 、 2〃 、 3〃 、 4〃 ) 通过水平腹杆(5" 、 6〃 )焊接进行连接，使其形成一个十形空间骨架。型 钢混凝土梁中型钢的翼缘7〃通过坡口焊缝9〃和节点区的竖向槽钢1〃进 行焊接连接，在节点核心区和翼缘对应的高度处焊接加劲肋8"，加劲肋 8〃同样通过坡口焊缝和竖向槽钢1〃进行焊接连接。型钢混凝土梁中型钢
的腹板io"通过角焊缝ir和节点区的竖向槽钢r进行焊接连接。型钢混
凝土梁中角部的纵向受力钢筋13〃从节点处槽钢翼缘的两侧穿过并贯通节 点区。型钢混凝土梁中的箍筋14〃和梁中纵向受力钢筋13〃进行绑扎。 本实用新型的工作原理是 配槽钢空腹骨架的混凝土异形柱——型钢混凝土梁框架节点，其型钢混 凝土梁中角部的纵向受力钢筋从槽钢翼缘的两侧穿过并伸入到节点核心区，
8梁中型钢的翼缘通过坡口焊缝和节点区的槽钢进行焊接连接，同时在节点核 心区和翼缘对应的高度处设置加劲肋，这样能够使梁中所受的力顺利地传到 节点区，达到传力明确的。由于节点核心区槽钢的特殊形状，再加上刚度较 大的水平腹杆，二者的组合形成一个封闭的空间，能够有效地约束内部的混 凝土，使得混凝土的性能得以改善，从而提高节点的抗剪和抗裂承载力及其 抗震性能。
本实用新型的施工工艺，以边节点为例进行说明
节点中的槽钢按照设计要求进行选择，如果承载力不满足要求，还可以 在槽钢的腹板上加焊钢板，水平腹杆按照设计要求进行选取，可以用小角钢， 也可以采用扁钢，梁中的型钢按照相应规格的钢板焊接或直接用工字钢。槽 钢桁架及梁中的型钢可以在施工现场加工亦可以在专业的钢构公司加工。首 先通过水平腹杆把各竖向槽钢焊接成为一体，然后在指定的高度处焊接梁中 的型钢，为了保证焊缝的质量，梁中型钢的翼缘必须用坡口焊缝和节点区的 竖向槽钢进行焊接连接，在节点核心区和梁中型钢翼缘对应的高度处焊接加 劲肋，加劲肋的厚度要大于等于加劲板的厚度，同时加劲肋也必须坡口后和 槽钢进行焊接；其次把槽钢桁架及焊接好的梁中型钢吊装到指定的位置和已
有的部分进行连接，这样桁架本身可以承担一部分施工荷载，可以减少一部 分支撑，最后绑扎梁中的纵向钢筋，支模并浇筑型钢混凝土梁中的混凝土(图
1中的14、图2中的13'和图3中的15〃 )，以及T形截面、L形截面和+形 截面型钢混凝土柱中的混凝土 (图1中的15、图2中的14 ^和图3中的1权利要求1、一种配槽钢空腹骨架的混凝土异形柱——型钢混凝土梁框架节点，包括型钢混凝土梁、型钢混凝土异形柱；其特征在于，所述的型钢混凝土异形柱中配置槽钢空腹骨架；所述型钢混凝土异形柱是T形截面、L形截面或+形截面，其中T形截面型钢混凝土柱和型钢混凝土梁交汇形成边节点，L形截面型钢混凝土柱和型钢混凝土梁交汇形成角节点，+形截面型钢混凝土柱和型钢混凝土梁交汇形成中节点。
2、 如权利要求1所述的配槽钢空腹骨架的混凝土异形柱——型钢混凝 土梁框架节点，其特征在于所述的T形截面型钢混凝土柱和型钢混凝土梁 交汇形成的边节点，该型节点柱中配置竖向槽钢，并通过水平腹杆将其连接 成整体构成T形空间骨架；型钢混凝土梁中型钢的翼缘通过坡口焊缝和节点 区的竖向槽钢进行焊接连接，在节点核心区和翼缘对应的高度处焊接加劲 肋，加劲肋同样通过坡口焊缝和竖向槽钢进行焊接连接；型钢混凝土梁中型 钢的腹板通过角焊缝和节点区的竖向槽钢进行焊接连接；型钢混凝土梁中角 部的纵向受力钢筋从节点处槽钢翼缘的两侧穿过并伸入到节点核心区，当水 平段锚固长度不满足规范的要求，则钢筋必须伸入到节点的翼缘中并向上、 下弯折按规范要求的长度进行锚固。
3、 如权利要求1所述的配槽钢空腹骨架的混凝土异形柱——型钢混凝 土梁框架节点，其特征在于所述的L形截面型钢混凝土柱和型钢混凝土梁 交汇形成的角节点，该型节点柱中配置竖向槽钢，并通过水平腹杆将其连接 成整体构成L形空间骨架；型钢混凝土梁中型钢的翼缘通过坡口焊缝和节点 区的竖向槽钢进行焊接连接，在节点核心区和翼缘对应的高度处焊接加劲 肋，加劲肋同样通过坡口焊缝和竖向槽钢进行焊接连接；型钢混凝土梁中型 钢的腹板通过角焊缝和节点区的竖向槽钢进行焊接连接；型钢混凝土梁中角 部的纵向受力钢筋从节点处槽钢翼缘的两侧穿过并伸入到节点核心区，当水 平段锚固长度不满足规范的要求，则钢筋必须伸入到节点的翼缘中并向上、 下弯折按规范要求的长度进行锚固。
4、 如权利要求1所述的配槽钢空腹骨架的混凝土异形柱——型钢混凝土梁框架节点，其特征在于所述的十形截面型钢混凝土柱和型钢混凝土梁 交汇形成的中节点，该型节点柱中配置竖向槽钢，并通过水平腹杆将其连接成整体构成十形空间骨架；型钢混凝土梁中型钢的翼缘通过坡口焊缝和节点区的竖向槽钢进行焊接连接，在节点核心区和翼缘对应的高度处焊接加劲肋，加劲肋同样通过坡口焊缝和竖向槽钢进行焊接连接；型钢混凝土梁中型 钢的腹板通过角焊缝和节点区的竖向槽钢进行焊接连接；型钢混凝土梁中角 部的纵向受力钢筋从节点处槽钢翼缘的两侧穿过并贯通节点区。
专利摘要本实用新型公开了一种配槽钢空腹骨架的混凝土异形柱——型钢混凝土梁框架节点，包括型钢混凝土梁、型钢混凝土异形柱；在型钢混凝土异形柱中配置槽钢空腹骨架；型钢混凝土异形柱是T形截面、L形截面或+形截面，T形截面的型钢混凝土柱和型钢混凝土梁交汇形成边节点，L形截面的型钢混凝土柱和型钢混凝土梁交汇形成角节点，+形截面的型钢混凝土柱和型钢混凝土梁交汇形成中节点。由于节点核心区特殊形状槽钢和刚度较大水平腹杆组合形成一个封闭空间，能够有效改善混凝土的性能，提高节点抗剪及抗裂承载力和节点抗震性能，特别适用于抗震设防烈度为8度及其以上地区的高层建筑中。该节点的柱中无需配置纵向钢筋及箍筋，缩短工期，取得良好的经济效益。
文档编号E04B1/58GK201351310SQ20092003170
公开日2009年11月25日 申请日期2009年1月15日 优先权日2009年1月15日
发明者义 刘, 胡秀杰, 薛建阳, 赵鸿铁, 隋 申请人:西安建筑科技大学