专利名称：一种配实腹钢板的混凝土异形柱——型钢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，提供一种一种配实腹钢板的混凝土异形柱一 一型钢梁框架节点。通过在节点中配置实腹钢板，形成一种配实腹钢板的 混凝土异形柱——型钢梁框架节点，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
及高烈度区的建筑中得以推广应用，特别是抗震设防烈度在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——型钢梁框架节点，包括型钢梁、 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型钢梁交汇形成边节点，L形截面的型钢混凝土柱 和型钢梁交汇形成角节点，+形截面的型钢混凝土柱和型钢梁交汇形成中 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梁交汇形成的边节点，该新型节 点柱中配置纵向钢板并通过角焊缝拼接构成T形实腹型骨架，同时在柱中 配置纵向钢筋；型钢梁的翼缘通过坡口焊缝和节点区的竖向钢板进行焊接 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 口焊缝和竖向钢板进行焊接连接；型钢梁的腹板通过角焊缝和节点区的竖 向钢板进行焊接连接。节点核心区箍筋配置成为L形箍和非封闭的矩形箍， 在核心区的实腹钢板以及型钢梁中的腹板上和箍筋对应位置处开孔，孔的 直径略小于箍筋的直径，将箍筋焊接到相应的位置上。
所述的L形截面型钢混凝土柱和型钢梁交汇形成的角节点，该新型节 点柱中配置纵向钢板并通过角焊缝拼接构成L形实腹型骨架，同时在柱中 配置纵向钢筋；型钢梁的翼缘通过坡口焊缝和节点区的竖向钢板进行焊接 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 口焊缝和竖向钢板进行焊接连接;梁中腹板通过角焊缝和节点区的竖向钢 板进行焊接连接。节点核心区箍筋设置成非封闭的矩形和L形，在核心区 的实腹钢板以及型钢梁中的腹板上与箍筋对应位置处开孔，孔的直径略小 于箍筋的直径，将箍筋焊接相应的位置上。
所述的十形截面型钢混凝土柱和型钢梁交汇形成的中节点，该新型节点柱中配置纵向钢板并通过角焊缝拼接而构成十形实腹型骨架，同时在柱
中配置纵向钢筋；型钢梁中的翼缘通过坡口焊缝和节点区的竖向钢板进行 焊接连接，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 坡口焊缝和竖向钢板进行焊接连接；梁中的腹板通过角焊缝和节点区的竖 向钢板进行焊接连接。节点核心区箍筋设置为U形和L形，在核心区的实 腹钢板以及梁中的腹板上与箍筋对应位置处开孔，孔的直径略小于箍筋的 直径，将箍筋焊接到相应的位置上。
本实用新型，由于节点区的型钢骨架、型钢梁中的型钢可以在施工现 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；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，通过在节点核心区配置实腹钢板，该新型节 点的耗能性能为RC异形柱框架节点的2~3倍，抗剪承载能力也由大幅度 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烈度区的建筑中得以推广 应用，特别是在抗震设防烈度8度及其以上地区的高层建筑。
图1由型钢梁和配实腹钢板的T形截面柱交汇形成的框架边节点示意
图2由型钢梁和配实腹钢板的L形截面柱交汇形成的框架角节点示意
图3由型钢梁和配实腹钢板的+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、 3、 4、 5—节点区竖向钢板，6、型 钢梁的翼缘，7、加劲肋，8、坡口焊缝，9、型钢梁的腹板，10、角焊缝， 11、节点核心区的箍筋，12、 T形截面柱中的纵向钢筋，13、 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1 ' 、 2 ' 、 3 ' 、 4 ' 、 5 节点区竖向钢板，6 '、型钢梁的翼缘，7 '、加劲肋，8 z 、坡口焊缝，9 '、型钢梁的
腹板，10 '、角焊缝，11 '，节点核心区的箍筋，12 ' 、 L形截面柱中的
纵向钢筋，13'、 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" 、 5" 、 6" 、 7"—节
点区竖向钢板，8〃 、型钢梁的翼缘，9〃 、加劲肋，10〃 、坡口焊缝，11
〃 、型钢梁的腹板，12〃 、角焊缝，13〃 、节点核心区的箍筋，14〃 、 +
形截面柱中的纵向钢筋，15" 、 +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——型钢梁框架节点， 包括型钢梁、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型钢梁交汇形成边节点，L形截面的 型钢混凝土柱和型钢梁交汇形成角节点，十形截面的型钢混凝土柱和型钢 梁交汇形成中节点。
所述的T形截面型钢混凝土柱和型钢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、)，并通过角焊缝拼接构成 T形实腹型骨架，同时在柱中配置纵向钢筋12;梁中型钢的翼缘6通过坡 口焊缝8和节点区的竖向钢板1进行焊接连接，在节点核心区和翼缘板6 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钢板1进 行焊接连接；梁中腹板9通过角焊缝10和节点区的竖向钢板1进行焊接连 接。节点核心区箍筋11配置成为L形箍和非封闭的矩形，在核心区的实腹 钢板(4、 5)以及梁中腹板9上和箍筋11对应位置处开孔，孔的直径略小 于箍筋11的直径，将箍筋11焊接到相应的位置上。
所述的L形截面型钢混凝土柱和型钢梁交汇形成的角节点(参见图2)， 该型节点柱中配置纵向钢板(1 ' 、 2 ' 、 3 ' 、 4 ' 、 5 '、)，并通过角焊缝 拼接构成L形实腹型骨架，同时在柱中配置纵向钢筋12';型钢梁中的翼缘6 '通过坡口焊缝8 '和节点区的竖向钢板1 '进行焊接连接，在节点核 心区和翼缘6 '对应的高度处焊接加劲肋7 '，加劲肋7 '同样通过坡口焊 缝和竖向钢板1 '进行焊接连接；梁中腹板9 '通过角焊缝10 '和节点区 的竖向钢板1 '进行焊接连接。节点核心区箍筋11 '设置成非封闭的矩形 和L形，在核心区的实腹钢板(4 ' 、 5 ')以及梁中的腹板9 '上与箍筋 ll'对应位置处开孔，孔的直径略小于箍筋的直径，将箍筋ll,焊接到相 应的位置上。
所述的十形截面的型钢混凝土柱和型钢梁交汇形成的中节点(参见图 3),该型节点柱中配置纵向钢板(1〃 、 2〃 、 3〃 、 4〃 、 5〃 、 6〃 、 7〃 )， 并通过角焊缝拼接构成十形实腹型骨架，同时在柱中配置纵向钢筋14"; 型钢梁中的翼缘8"通过坡口焊缝10"和节点区的竖向钢板r进行焊接 连接，节点核心区和翼缘对应的高度处焊接加劲肋9"，加劲肋9"同样通
过坡口焊缝io"和竖向钢板r进行焊接连接；梁中型钢腹板ir通过角 焊缝i2"和节点区的竖向钢板r进行焊接连接。节点核心区箍筋i3"设
置为U形或L形，在核心区的实腹钢板(3〃 、 4" 、 7〃 ) ^S^腹板11〃 上^^ 13"对应^fflW U孑鹏嫩J、T^113"的直径13"離IJ
本实用新型的工作原理是
型钢梁与配实腹钢板的异形柱构成的框架节点，梁中型钢的翼缘通过 坡口焊缝和节点区的竖向钢板进行焊接连接，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 节点中的实腹钢板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，然后在指定的高度处焊接型钢梁，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钢板(1)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竖向 钢板(1)进行焊接；其次是开孔，在节点区的实腹钢板以及型钢梁中的腹 板上和箍筋对应的高度处开孔，开孔后将节点区的箍筋焊接到对应的位置 上；再次把梁柱中的型钢骨架吊装到指定的位置进行固定，将柱中的纵向 钢筋从节点区的箍筋中穿过并绑扎，最后浇筑T形截面柱中的混凝土 (参 见图1中的13)、 L形截面柱中的混凝土 (参见图2中的13 z )和+形截 面柱中的混凝土 (参见图3中的15〃 )。
权利要求1、一种配实腹钢板的混凝土异形柱——型钢梁框架节点，包括型钢梁、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型钢梁交汇形成边节点，L形截面的型钢混凝土柱和型钢梁交汇形成角节点，+形截面的型钢混凝土柱和型钢梁交汇形成中节点。
2、 根据权利要求1所述的一种配实腹钢板的混凝土异形柱——型钢梁 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梁交汇形成 的边节点，该新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 型骨架，同时在柱中配置纵向钢筋；型钢梁中的翼缘通过坡口焊缝和节点 区的竖向钢板进行焊接连接，在节点核心区和翼缘对应高度处焊接加劲肋， 加劲肋同样通过坡口焊缝和竖向钢板进行焊接连接；梁中的腹板通过角焊 缝和节点区的竖向钢板进行焊接连接；节点核心区箍筋配置成为L形箍和 非封闭的矩形箍，在核心区的实腹钢板以及梁中的腹板上和箍筋对应高度 处开孔，孔的直径略小于箍筋的直径，将箍筋焊接到相应的位置上。
3、 根据权利要求1所述的一种配实腹钢板的混凝土异形柱——型钢梁 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构成L形实腹型 骨架，同时在柱中配置纵向钢筋；型钢梁中的翼缘通过坡口焊缝和节点区 的竖向钢板进行焊接连接，在节点核心区和翼缘对应高度处焊接加劲肋， 加劲肋同样通过坡口焊缝和竖向钢板进行焊接连接；梁中的腹板通过角焊 缝和节点区的竖向钢板进行焊接连接；节点核心区箍筋设置成非封闭的矩 形和L形，在核心区的实腹钢板以及梁中的腹板上与箍筋对应位置处开孔， 孔的直径略小于箍筋的直径，将箍筋焊接相应的位置上。
4、 根据权利要求1所述的一种配实腹钢板的混凝土异形柱——型钢梁 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梁交汇形成 的中节点，该新型节点柱中配置纵向钢板并通过角焊缝拼接而构成十形实腹型骨架，同时在柱中配置纵向钢筋；型钢梁中的翼缘通过坡口焊缝和节 点区的竖向钢板进行焊接连接，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钢板进行焊接连接；梁中的腹板通过 角悍缝和节点区的竖向钢板进行焊接连接；节点核心区箍筋设置为U形和 L形，在核心区的实腹钢板以及梁中的腹板上与箍筋对应高度处开孔，孔 的直径略小于箍筋的直径，将箍筋悍接相应的位置上。
专利摘要本实用新型公开了一种配实腹钢板的混凝土异形柱——型钢梁框架节点，包括型钢梁、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型钢梁交汇形成边节点，L形截面的型钢混凝土柱和型钢梁交汇形成角节点，+形截面的型钢混凝土柱和型钢梁交汇形成中节点。通过在此节点中配置实腹钢板，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，缓解节点区钢筋拥挤的情况，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E04B1/41GK201351312SQ200920031709
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
发明者凯 伍, 义 刘, 刘祖强, 薛建阳, 赵鸿铁 申请人:西安建筑科技大学