专利名称：配槽钢空腹骨架的混凝土异形柱——钢筋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SRC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——钢筋混凝土梁框架节点，通过在节点中配置槽钢空腹骨架，形成型钢混凝土 异形柱一钢筋混凝土梁框架节点，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，特别是在抗震设防烈度为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一钢筋混凝土梁框架节点，包括钢 筋混凝土梁、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+形 截面，其中T形截面型钢混凝土柱和钢筋混凝土梁交汇形成边节点，L形截 面型钢混凝土柱和钢筋混凝土梁交汇形成角节点，+形截面型钢混凝土柱和 钢筋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钢筋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；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；沿梁宽中间的纵向受力钢筋通 过角焊缝和设在节点区竖向槽钢上的加劲板进行连接。加劲板通过坡口焊缝 和竖向槽钢进行连接，在节点核心区和加劲板对应的高度处设置加劲肋，加 劲肋和竖向槽钢之间通过坡口焊缝进行连接。
所述的L形截面型钢混凝土柱和钢筋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；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；沿梁宽中间的纵向受力钢筋 通过角焊缝和设在节点区竖向槽钢上的加劲板进行连接。加劲板通过坡口焊 缝和竖向槽钢进行连接，在节点核心区和加劲板对应的高度处设置加劲肋，
5加劲肋和竖向槽钢之间通过坡口焊缝进行连接。
所述的十形截面型钢混凝土柱和钢筋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；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； 沿梁宽中间的纵向受力钢筋通过角焊缝和设在竖向槽钢上的加劲板进行连 接。加劲板通过坡口焊缝和竖向槽钢进行连接，在节点核心区和加劲板对应 的高度处设置加劲肋，加劲肋和竖向槽钢之间通过坡口焊缝进行连接。
本实用新型配槽钢空腹骨架的混凝土异形柱一钢筋混凝土梁框架节点， 由于节点区的型钢骨架、加劲板和加劲肋可以在工厂中提前加工，运到施工 现场后，直接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，因此大大縮短了施工工期。同时， 由于配置了型钢，使得节点区钢筋拥挤的情况得以缓解。经试验研究表明， 通过对水平腹杆的合理配置，达到提高普通RC异形柱节点的抗剪承载力和 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地震烈度地区的 建筑中得以推广应用。
图1由钢筋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由钢筋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由钢筋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1中各部件说明如下1、 2、 4、 5—节点区竖向槽钢，3、 6—节点 区水平腹杆，7、 8、 9一梁中纵向受力钢筋，10、加劲板，11、角焊缝，12、 坡口焊缝，13、加劲肋，14、梁中的箍筋，15、钢筋混凝土梁中的混凝土， 16、 T形截面SRC柱中的混凝土；图2中各部件说明如下1 ' 、 2 ' 、 4 一 一节点区竖向槽钢，3 ' 、 5 ' _节点区水平腹杆，6 ' 、 7 ' 、 8 ' —梁中纵向受力钢筋，9、角焊缝，10、 加劲板，11 '、坡口焊缝，12 '、加劲肋，13 '、梁中的箍筋，14 '、钢筋 混凝土梁中的混凝土， 15'、 L形截面SRC柱中的混凝土。
图3中各部件说明如下1〃 、 2〃 、 4〃 、 5〃 一节点区竖向槽钢，3〃 、 6〃 一节点区水平腹杆，7〃 、节点区竖向腹杆，8〃 、 9〃 、 10〃 一梁中纵 向受力钢筋，11〃 、加劲板，12〃 、角焊缝，13"、坡口焊缝，14〃 、加劲 肋，15〃 、箍筋，16〃 、钢筋混凝土梁中的混凝土 ， 17〃 、 +形截面SRC 柱中的混凝土。
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一钢筋混 凝土梁框架节点，包括钢筋混凝土梁、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钢筋混凝土 梁交汇形成边节点，L形截面的型钢混凝土柱和钢筋混凝土梁交汇形成角节 点，+形截面的型钢混凝土柱和钢筋混凝土梁交汇形成中节点。
所述的边节点，参见图l，其节点核心区的竖向槽钢(1、 2、 4、 5)通 过水平腹杆(3、 6)进行焊接连接，使其形成一个T形空间骨架。其中梁角 部的纵向受力钢筋(7、 8)从节点区的竖向槽钢1翼缘的两侧穿过并伸入节 点核心区；当水平段锚固长度不符合设计规范时，钢筋必须伸入到节点的翼 缘中并向核心区内弯折按规范要求的长度进行锚固。梁中纵向受力钢筋9 通过角焊缝11和设在竖向槽钢1上的加劲板10进行连接。加劲板10通过 坡口焊缝12和竖向槽钢1进行连接，在节点核心处和加劲板10对应的高度 处设置加劲肋13，加劲肋13和竖向槽钢之间通过坡口焊缝连接。梁中的箍 筋14和梁中纵向受力钢筋(7、 8、 9)进行绑扎。所述的角节点，参见图2，其节点核心区中的竖向槽钢(1 ' 、 2 ' 、 4 ') 通过水平腹杆(3 ' 、 5 ')进行焊接连接，使其形成一个L形空间骨架。其 中梁角部的纵向受力钢筋(6 一 、 7 ')从节点区竖向槽钢1 '翼缘的两侧穿 过并伸入节点核心区。当水平段锚固长度不满足规范的要求时，钢筋必须伸 入到节点的翼缘中，并向核心区内弯折按规范要求的长度进行锚固。梁中纵 向受力钢筋8 '通过角焊缝9 一和设在竖向槽钢1 '上的加劲板10 '进行连 接。加劲板10 z通过坡口焊缝11 '和竖向槽钢1 '进行连接，在节点核心 区和加劲板10 '对应的高度处设置加劲肋12 '，加劲肋12 '和竖向槽钢之 间通过坡口焊缝连接。梁中的箍筋13 '和纵向受力钢筋(6 ' 、 7 ' 、 8 ') 进行绑扎。
所述的中节点，其节点核心区中的竖向槽钢(1〃 、 2〃 、 4〃 、 5〃 )通 过水平腹杆(3" 、 6〃 )焊接连接，腹板中的水平腹杆3"和翼缘中的水平 腹杆6〃通过竖向腹杆7〃连接在一起，使其形成一个十形空间骨架；梁角 部的纵向受力钢筋(8〃 、 9〃 )从节点区的竖向槽钢1〃翼缘的两侧穿过并 贯通节点区；沿梁宽中间的纵向受力钢筋10〃通过角焊缝12〃和设在竖向
槽钢r上的加劲板ir进行连接。加劲板ir通过坡口焊缝i3〃和竖向 槽钢r进行连接，在节点核心区和加劲板n〃对应的高度处，设置加劲肋
14〃 ，加劲肋14〃和竖向槽钢之间通过坡口焊接连接。梁中的箍筋15〃和 纵向受力钢筋(8〃 、 9〃 、 10〃 )进行绑扎。 本实用新型的工作原理是
梁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，沿 梁宽中间的纵向钢筋与加劲板焊接，通过加劲肋的传递，使梁中的力，顺利 地传送到节点区，达到传力明确的目的。由于节点核心区槽钢的特殊形状， 以及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及抗裂承载力和节点的抗震性能。
以下以边节点为例，对本实用新型的施工工艺进行说明。 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，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。槽钢空间骨架可以在施工现场加工也可以在专业的钢构厂 商加工。首先，通过水平腹杆把各竖向槽钢焊接成为一体，在指定的高度处 焊接加劲板，加劲板需坡口后和槽钢进行焊接，加劲板的宽度一般和槽钢腹 板的宽度相同，厚度则按照焊接钢筋的拉力来选取，在加劲板对应的高度处 焊接加劲肋，加劲肋的厚度要大于等于加劲板的厚度，同时加劲肋也应该坡 口后和槽钢进行焊接；如果在施工现场进行制作，则在吊装前把梁中的纵向 受力钢筋通过角焊缝和加劲板焊接在一起；如果在钢构公司制作，则在运输 到施工现场后进行这一环节；其次，把槽钢骨架及焊接好的钢筋吊装到指定 的位置和已有的部分进行连接，这样骨架本身可以承担一部分施工荷载，可 以减少一部分支撑；然后绑扎梁中的纵向钢筋，支模并浇筑钢筋混凝土梁中 的混凝土 (图1中的15，图2中14 、图3中的16〃 )以及T形截面SRC柱 中的混凝土、 L形截面SRC柱中的混凝土和+形截面SRC柱中的混凝土 (图 1中的16、图2中15'图3中的17〃 )。
权利要求1、一种配槽钢空腹骨架的混凝土异形柱——钢筋混凝土梁框架节点，包括钢筋混凝土梁、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钢筋混凝土梁交汇形成边节点，L形截面型钢混凝土柱和钢筋混凝土梁交汇形成角节点，+形截面型钢混凝土柱和钢筋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——钢筋混凝 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钢筋混凝土 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；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；沿梁 宽中间的纵向受力钢筋通过角焊缝和设在节点区竖向槽钢上的加劲板进行 连接；加劲板通过坡口悍缝和竖向槽钢进行连接，在节点核心区和加劲板对 应的高度处设置加劲肋，加劲肋和竖向槽钢之间通过坡口焊缝连接。
3、 如权利要求1所述的配槽钢空腹骨架的混凝土异形柱——钢筋混凝 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钢筋混凝土 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；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；沿梁 宽中间的纵向受力钢筋通过角焊缝和设在节点区竖向槽钢上的加劲板进行 连接；加劲板通过坡口焊缝和竖向槽钢进行连接，在节点核心区和加劲板对 应的高度处设置加劲肋，加劲肋和竖向槽钢之间通过坡口后进行焊接连接。
4、 如权利要求1所述的配槽钢空腹骨架的混凝土异形柱——钢筋混凝 土梁框架节点，所述的十形截面型钢混凝土柱和钢筋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；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；沿梁宽中间的纵向受力钢筋通过角焊缝和设在竖向槽钢上的加劲板 进行连接；加劲板通过坡口焊缝和竖向槽钢进行连接，在节点核心区和加劲 板对应的高度处设置加劲肋，加劲肋和竖向槽钢之间通过坡口后进行焊接连 接。
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——钢筋混凝土梁框架节点，包括钢筋混凝土梁、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形截面型钢混凝土柱和钢筋混凝土梁交汇形成边节点，L形截面型钢混凝土柱和钢筋混凝土梁交汇形成角节点，+形截面型钢混凝土柱和钢筋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的水平腹杆组合形成一个封闭空间，能够有效改善混凝土性能，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。该节点的柱中无需设置纵向受力钢筋及箍筋，大大缩短工期，具有良好的经济效益。
文档编号E04B1/58GK201351313SQ20092003170
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, 张锡成, 薛建阳, 赵鸿铁, 陈宗平 申请人:西安建筑科技大学