专利名称：配实腹钢板的混凝土异形柱——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。
型钢混凝土异形柱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，提供一种配实腹钢板的混凝土异形柱一钢筋 混凝土梁框架节点。通过在节点中配置实腹钢板，形成型钢混凝土异形柱 ——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。
为了实现上述任务，本实用新型采取如下的技术解决方案 一种配实腹钢板的混凝土异形柱——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，其特征在于在所述型钢混凝土异形柱 中配置实腹钢板；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，十形截面的型钢混 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 新型节点柱中配置纵向钢板，钢板通过角焊缝拼接构成T形型钢骨架，同 时在柱中配置纵向钢筋；梁角部的纵向受力钢筋从节点处纵向钢板的两侧 穿过并伸入节点核心区，按锚固长度要求进行锚固；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钢板上的加劲板进行焊接连接，加劲 板通过坡口焊缝和竖向钢板进行连接；在节点核心区与加劲板对应的高度 处设置加劲肋；边节点核心区的箍筋设置成U形箍和非封闭的矩形，在核 心区的实腹钢板上和箍筋对应位置处打孔，且孔的直径略小于箍筋的直径， 箍筋通过焊接将其固定到相应的位置上。
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， 该新型节点柱中配置纵向钢板，钢板通过角焊缝拼接形成L形型钢骨架， 同时在柱中配置纵向钢筋；梁角部的纵向受力钢筋从节点处竖向钢板的两 侧穿过并伸入到节点核心区，按锚固要求进行锚固；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钢板上的加劲板进行悍接连接，加劲 板通过坡口焊缝和竖向钢板进行连接，在节点核心区和加劲板对应的高度 处设置加劲肋；该节点核心区的箍筋为非封闭的矩形，在核心区的实腹钢 板上和箍筋对应位置处打孔，孔的直径略小于箍筋的直径，通过焊接把箍筋固定到相应的位置上。
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 型节点柱中配置纵向钢板，并通过角焊缝拼接形成十形型钢骨架，同时在 柱中配置纵向钢筋；梁角部的纵向受力钢筋从节点处竖向钢板的两侧穿过 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节点区竖向 钢板上的加劲板进行连接，加劲板通过坡口焊缝和竖向钢板进行连接，在 节点核心区和加劲板对应的高度处设置加劲肋；节点核心区箍筋为U形箍, 在核心区的实腹钢板上和箍筋对应位置处打孔，孔的直径略小于箍筋的直 径，通过焊接把箍筋固定到相应的位置上；在核心区的实腹钢板上和钢筋 混凝土梁角部钢筋对应的位置开孔，孔径略大于钢筋的直径，便于钢筋顺 利通过。
本实用新型配实腹钢板的混凝土异形柱——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，使施工 工期縮减，并且由于型钢骨架的刚度大，承载能力高，因此可以承受部分 施工荷载，这样就能够减少部分支撑。由于在节点区配置了型钢，使得节 点区钢筋拥挤的情况得以缓解。试验研究表明，通过在节点区配置实腹钢 板，该新型节点的耗能性能为钢筋混凝土异形柱框架节点的2 3倍，抗剪 承载力也有大幅度提高，即达到了提高普通RC异形柱框架节点的抗剪承载 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实腹钢板的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实腹钢板的L形截面柱交汇形成的框架角节
图3由钢筋混凝土梁和配实腹钢板的十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、 5—节点区竖向钢板，6、梁角 部的纵向受力钢筋，7、沿梁宽中间的纵向受力钢筋，8、加劲板，9、角焊 缝，10、加劲肋，11、坡口焊缝，12、节点区箍筋，13、柱中的纵向钢筋 14、钢筋混凝土梁中的混凝土， 15、 T形截面型钢混凝土柱中的混凝土。
图2中各部件说明如下l'、2'、3'、4'、5'—节点区竖向钢板， 6 '、梁角部的纵向受力钢筋，7 '、沿梁宽中间的纵向受力钢筋，8 '、角焊 缝，9 '、加劲板，10 '、加劲肋，11 '、坡口焊缝，12 '、钢筋混凝土梁中 的箍筋，13 '、节点核心区的箍筋，14 ' 、 L形截面柱中的纵向钢筋，15 一 、 钢筋混凝土梁中的混凝土， 16'、 L形截面型钢混凝土柱中的混凝土。
图3中各部件说明如下节点区各部件说明1〃 、 2〃 、 3〃 、 4〃 、 5〃 、 6〃 一节点区竖向钢板，7"、梁角部的纵向受力钢筋，8〃 、沿梁宽中间的 纵向受力钢筋，9〃 、加劲板，10〃 、角焊缝，11〃 、加劲肋，12〃 、坡口 焊缝，13〃 、节点区箍筋，14〃 、 L形截面柱中的纵向钢筋，15〃 、钢筋 混凝土梁中的混凝土， 16〃 、 +形截面型钢混凝土柱中的混凝土。
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， 一种配实腹钢板的混凝土异形柱——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，其特征在于在所述型 钢混凝土异形柱中配置实腹钢板；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，(参 见图1)该新型节点柱中配置纵向钢板(1、 2、 3、 4、 5)，钢板通过角焊缝 拼接构成T形实腹型骨架，同时柱中配置纵向受力钢筋13;梁角部的纵向 受力钢筋6从节点处竖向钢板1的两侧穿过并伸入到节点核心区；纵向受力钢筋6根据锚固长度的要求，伸入到节点的翼缘中并向上、下弯折进行 锚固；沿梁宽中间的纵向受力钢筋7通过角焊缝9和设在竖向钢板1上的 加劲板8进行焊接连接，加劲板8通过坡口焊缝11和竖向钢板1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10;边节点核心区的箍筋 12设置成U型箍或非封闭的矩形，在核心区的实腹钢板上(2、 3)和箍筋 12对应位置处开孔，且孔的直径略小于箍筋的直径，箍筋12通过焊接将其 固定到相应的位置上。
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，(参 见图2)该新型节点柱中配置纵向钢板(1 , 、 2 ' 、 3 ' 、 4 ' 、 5 ')，钢板 通过角焊缝拼接形成L形实腹型骨架，同时在柱中配置纵向受力钢筋14 '; 梁角部的纵向受力钢筋6 '从节点处竖向钢板l '的两侧穿过并伸入到节点 核心区，纵向受力钢筋6'根据锚固长度的要求，将钢筋伸入到节点的翼缘 中并向上、下弯折进行锚固；沿梁宽中间的纵向受力钢筋7'通过角 8' 和设在竖向钢板上1'的加劲板9'进行悍接连接，加劲板9'通过坡口焊 缝11 '和竖向钢板1 '进行连接，在节点核心区和加劲板9 '对应的高度处 设置加劲肋10 ';该新型节点核心区的箍筋13 '为非封闭的矩形，在核心区 的实腹钢板上(4 ' 、 5 ')和箍筋13 '对应位置上开孔，孔的直径略小于箍 筋的直径，通过焊接把箍筋13 '固定到相应的位置上。
所述的十字形截面型钢混凝土柱和钢筋混凝土梁交汇形成的中节点，(参 见图3)该新型节点柱中配置纵向钢板(1〃 、 2〃 、 3〃 、 4〃 、 5〃 、 6〃 )，钢 板通过角悍缝拼接形成十形实腹型骨架，同时在柱中配置纵向受力钢筋14";
梁角部的纵向受力钢筋7"从节点处竖向钢板r的两侧穿过并贯通节点区；沿
梁宽中间的纵向受力钢筋8〃通过角焊缝10〃和设在竖向钢板1〃上的加劲
板9"进行连接，在节点核心区和加劲板9"对应的高度处设置加劲肋ir ;
节点核心区箍筋13〃制作为U形箍，在核心区的实腹钢板上(5〃 、 6〃 ) 和箍筋13〃对应位置处开孔，孔的直径略小于箍筋13〃的直径，通过焊接 把箍筋13〃固定到相应的位置上，同样在核心区的实腹钢板6〃上和梁角 部钢筋7"对应的位置开孔，孔径略大于钢筋的直径，便于钢筋顺利通过。本实用新型的工作原理是
钢筋混凝土梁和配实腹钢板的型钢混凝土异形柱形成的框架节点，梁 角部的纵向受力钢筋从节点区纵向钢板的两侧穿过并伸入到核心区，中间 的纵向钢筋通过和加劲板的焊接，再通过加劲肋的传递，均能够使梁中的 力顺利地传到节点区，达到传力明确的要求。由于节点核心区配置了实腹 钢板，使得该新型节点的抗剪承载力及抗震性能得到极大的改善。 以下以边节点为例对本实用新型的施工工艺进行说明 节点中实腹钢板的规格按照设计要求进行选择。实腹骨架可以在施工 现场加工亦可以在专业的钢构公司加工。首先按照设计图纸的要求通过角 焊缝将各种规格的钢板焊接为一体，并在指定的高度处焊接加劲板，加劲 板需坡口后和实腹钢板进行焊接，加劲板的宽度一般和实腹钢板的宽度相 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 竖向钢板进行焊接；其次是开孔，在节点区的实腹钢板上和箍筋对应的高 度处以及梁中纵向钢筋穿过的位置(针对中节点)开孔；如果在施工现场 进行制作，则在吊装前把沿梁宽中间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； 再次，把实腹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，绑扎 梁、柱中的纵向钢筋，支模并浇筑钢筋混凝土梁中的混凝土 (图1中的14、 图2中的15 '和图3中的15〃 )以及T形截面型钢混凝土柱中的混凝土(图 1中的15)， L形截面型钢混凝土柱中的混凝土 (图1中的16 ')和+形截面 型钢混凝土柱中的混凝土 (图3中的16〃 )。
权利要求1、一种配实腹钢板的混凝土异形柱——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，其特征在于在所述型钢混凝土异形柱中配置实腹钢板；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所述的配实腹钢板的混凝土异形柱~~i^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，该型节点柱中配置纵向钢板并通过角焊缝拼接构成T形 实腹骨架，同时在柱中配置纵向受力钢筋；梁角部的纵向受力钢筋从节点 处钢板的两侧穿过并伸入节点核心区，并根据锚固长度的要求，将钢筋伸 入到节点的翼缘中并向上、下弯折进行锚固；沿梁宽中间的纵向受力钢筋 通过角焊缝和设在竖向钢板上的加劲板进行焊接连接，加劲板通过坡口焊 缝和竖向钢板进行连接；在节点核心区与加劲板对应的高度处设置加劲肋； 节点核心区的箍筋设置成U形箍或非封闭的矩形，在核心区的实腹钢板上 和箍筋对应位置处开孔，且孔的直径略小于箍筋的直径，箍筋通过焊接将 其固定到相应的位置上。
3、 如权利要求1所述的配实腹钢板的混凝土异形柱——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，该型节点柱中配置纵向钢板，并通过角焊缝拼接形成L 形实腹骨架，同时在柱中配置纵向受力钢筋；梁角部的纵向受力钢筋从节 点处竖向钢板的两侧穿过并伸入到节点核心区，并根据锚固长度的要求进 行锚固；沿梁宽中间的纵向受力钢筋通过角焊缝和设在竖向钢板上的加劲 板进行焊接连接，加劲板通过坡口焊缝和竖向钢板进行连接，在节点核心 区和加劲板对应的高度处设置加劲肋；节点核心区的箍筋为非封闭的矩形， 在核心区的实腹钢板上和箍筋对应位置处开孔，孔的直径略小于箍筋的直 径，通过焊接把箍筋固定到相应的位置上。
4、如权利要求1所述的配实腹钢板的混凝土异形柱——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，该型节点柱中配置纵向钢板，并通过角焊缝拼接形成十 形实腹型骨架，同时在柱中配置纵向受力钢筋；梁角部的纵向受力钢筋从 节点处竖向钢板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钢板上的加劲板进行连接，加劲板通过坡口焊缝和竖 向钢板进行连接，在节点核心区和加劲板对应的高度处设置加劲肋；节点 核心区箍筋为U形箍，在核心区的实腹钢板上和箍筋对应位置处开孔，孔 的直径略小于箍筋的直径，通过焊接把箍筋固定到相应的位置上；在核心 区的实腹钢板上和梁角部纵向钢筋对应的位置开孔，孔径略大于钢筋的直 径，便于钢筋顺利通过。
专利摘要本实用新型公开一种配实腹钢板的混凝土异形柱——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实腹钢板；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。由于在节点区配置了型钢，使得节点区钢筋拥挤的情况得以缓减。同时通过在节点核心区配置实腹钢板，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。
文档编号E04B1/41GK201351314SQ200920031708
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, 武启明, 薛建阳, 赵鸿铁, 陈宗平 申请人:西安建筑科技大学