專利名稱：腹板連續(xù)、翼緣部分切除的rcs組合節(jié)點的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及鋼與混凝土組合結構，特別涉及一種鋼筋混凝土柱-鋼梁組合節(jié)點，即腹板連續(xù)、翼緣部分切除的RCS組合節(jié)點。
背景技術：
鋼筋混凝土柱-鋼梁組合框架結構(composite frame consisting ofReinforcedConcrete column and Steel beam,簡稱 RCS)充分發(fā)揮了鋼筋混凝土和鋼構件的不同材料各自優(yōu)點，是一種低成本、高效率的結構形式。鋼筋混凝土柱-鋼梁結構體系是純鋼結構和鋼筋混凝土結構的一種繼承和發(fā)展，具有更加優(yōu)異的受力性能和經濟性。一般而言，與純鋼結構相比，鋼筋混凝土柱的抗壓性能好，剛度大，耐久性和耐火性好，從而節(jié)約鋼材，增加結構的穩(wěn)定性；與鋼筋混凝土結構相比，鋼梁的抗彎性能好，質量輕，施工方便，構件截面尺寸相對較小，從而可以增大有效使用空間，加快施工進度。同時還可以減輕樓蓋自重，降低地震作用所引起的結構內力等。然而由于這種結構形式中連接節(jié)點構造形式和受力性能均較復雜，目前僅美國和日本允許在實際工程中采用這種結構形式。在我國的民用建筑結構中還沒有采用RCS組合框架結構的工程實例。分析原因，主要是目前的RCS組合節(jié)點要么采用鋼梁貫通的方式，即鋼梁連續(xù)穿過鋼筋混凝土柱，由于這種節(jié)點的鋼梁翼緣面積較大，要使柱中的縱筋有效傳力，必須在翼緣上穿孔，造成施工困難；并且，較大的翼緣還會導致混凝土的澆注困難，也會影響施工進度；要么是柱貫通的方式，即鋼筋混凝土柱的縱向鋼筋貫通穿過節(jié)點，鋼梁采取適當?shù)拇胧?焊接或螺栓連接)連接于節(jié)點兩側，由于這種節(jié)點的鋼梁不連續(xù)，往往容易造成焊縫的突然破壞或螺栓的突然失效，均不是理想的延性破壞。因此，研究如何改進RCS組合節(jié)點的構造形式，既能保證節(jié)點受力的整體性和傳力有效性，又能方便混凝土的澆注，加快施工進度，就成為推廣應用鋼筋混凝土柱-鋼梁組合框架結構亟待解決的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種新型腹板連續(xù)、翼緣部分切除的RCS組合節(jié)點形式，克服了普通RCS組合節(jié)點構造措施的不足，從而大大改善鋼筋混凝土柱-鋼梁組合框架結構的受力性能和施工性。為解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是一種腹板連續(xù)、翼緣部分切除的RCS組合節(jié)點，其基本組合節(jié)點形式，包括鋼筋混凝土柱，鋼梁，核心節(jié)點。鋼梁為焊接工字鋼(也可采用型鋼)，由鋼梁腹板垂直連接兩端部的鋼梁翼緣構成；鋼筋混凝土柱中設有縱向鋼筋，沿縱向鋼筋周邊緊貼并環(huán)繞有若干層水平分布的箍筋，縱筋和箍筋形成鋼筋骨架，柱中澆注混凝土 ；核心節(jié)點區(qū)包括垂直穿過鋼筋混凝土柱的鋼梁翼緣部分切除部分，即鋼梁延伸出的腹板和部分鋼梁翼緣，箍筋穿過與鋼梁腹板相連的節(jié)點腹板，節(jié)點腹板的兩端垂直分布有面承板；由鋼筋混凝土柱延伸出的縱向鋼筋、以及環(huán)繞縱向鋼筋的箍筋、兩面承板、節(jié)點腹板以及部分切除的鋼梁翼緣的延伸端構成核心節(jié)點。核心節(jié)點可選擇其它剪切件和約束件構成。進一步地，本發(fā)明組合節(jié)點中所述鋼梁腹板與節(jié)點腹板為連續(xù)一體結構。所述鋼梁翼緣的延伸端為延伸到核心節(jié)點且切除部分翼緣后保留的翼緣，形成部分切除的鋼梁翼緣結構。所述部分切除的鋼梁翼緣沿鋼梁翼緣兩側向中心切除角度為30° 60°。所述面承板為鋼材，其焊接在核心節(jié)點兩側部分切除的鋼梁翼緣之間，并位于鋼筋混凝土柱內，其外側面與鋼筋混凝土柱面平齊。所述鋼筋混凝土柱的縱向鋼筋是連續(xù)貫通的，不需切斷也不需在鋼梁翼緣上穿孔。所述核心節(jié)點的箍筋穿過節(jié)點腹板，箍筋的位置可以由節(jié)點腹板約束和固定。更進一步地,本發(fā)明組合節(jié)點中所述節(jié)點腹板的前后兩平行側面設有X形交叉鋼筋，分別焊接于對角上下翼緣之間。所述沿核心節(jié)點的面承板上下兩端的鋼翼緣端面各垂直設有一擴展面承板，且擴展面承板之間連接有一與節(jié)點腹板上下端面平行相接的擴展節(jié)點腹板。所述沿核心節(jié)點的面承板上下兩端的鋼梁翼緣端面各設有一由扁鋼箍圍成的圍框，且扁鋼箍圍框中連接有一與節(jié)點腹板上下端面平行相接的擴展節(jié)點腹板。所述核心節(jié)點的面承板左右兩端延伸端各相接有一柱面鋼板，由兩面承板和兩柱面鋼板與鋼筋混凝土柱中的縱向鋼筋、環(huán)繞縱向鋼筋的箍筋、節(jié)點腹板以及部分切除的鋼梁翼緣構成核心節(jié)點。柱面鋼板型的腹板連續(xù)、翼緣部分切除的RCS組合節(jié)點可不設置箍筋。本發(fā)明的有益效果在于，在核心節(jié)點(梁柱相交位置)，梁柱的主要傳力部件都是連續(xù)的。部分切除鋼梁翼緣(可在加工廠批量切除和制作)，一方面，既可以保證柱中縱向鋼筋的連續(xù)貫通，不需切斷也不需在鋼梁翼緣上穿孔，又有利于混凝土的澆筑，實現(xiàn)了節(jié)點施工的高效率；另一方面，鋼梁腹板不需切斷，連續(xù)穿過節(jié)點核心區(qū)，保證了鋼梁腹板的連續(xù)性，實現(xiàn)了節(jié)點的整體性和傳力的有效性。在上述基本組合節(jié)點形式的基礎上，可以通過增加其他抗剪件和約束件，進一步形成多種組合節(jié)點構造形式。主要有X形交叉鋼筋型、擴展面承板型、扁鋼箍型、柱面鋼板型等幾種形式?？蚣芙Y構的核心節(jié)點主要承受剪力，該系列新型組合核心節(jié)點的鋼腹板主要承受剪力，且可以承受比例很大的節(jié)點區(qū)剪力；鋼梁翼緣的主要作用是抵抗彎距，故在節(jié)點區(qū)切除部分翼緣，切除的部分翼緣節(jié)省了材料、方便了施工，剩余的部分翼緣既保證了鋼梁翼緣受力的有效性，又可以與面承板共同對節(jié)點核心區(qū)混凝土形成約束，大大提高節(jié)點的抗剪承載力。X形交叉鋼筋、擴展面承板、扁鋼箍、柱面鋼板使核心節(jié)點區(qū)的抗剪承載力又進一步地提聞。該系列新型組合節(jié)點可用于鋼筋混凝土柱-鋼梁組合框架結構。在該結構中，用鋼梁代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼筋混凝土框架梁，則鋼梁和節(jié)點均可在加工廠預先加工和制作，大大提高施工效率。還可以在鋼梁上可以布置壓型鋼板或組合樓板，從而節(jié)省樓蓋混凝土的模板及其支撐，加快了施工進度。在相同的荷載及跨度下鋼梁的高度可降低，降低了結構層高，從而增加了建筑空間的利用率。此外，還可以減輕樓蓋自重，降低地震作用所引起的結構內力。


圖1為腹板連續(xù)、翼緣部分切除的RCS組合節(jié)點示意圖。圖2為帶X形交叉鋼筋的腹板連續(xù)、翼緣部分切除的RCS組合節(jié)點示意圖。圖3為帶擴展面承板的腹板連續(xù)、翼緣部分切除的RCS組合節(jié)點示意圖。圖4為帶扁鋼箍的腹板連續(xù)、翼緣部分切除的RCS組合節(jié)點示意圖。圖5為柱面鋼板型的腹板連續(xù)、翼緣部分切除的RCS組合節(jié)點示意圖。圖中1為鋼梁翼緣，1-1為部分切除鋼梁翼緣的鋼梁翼緣延伸端，2為鋼梁腹板，2-1為節(jié)點腹板，2-2為擴展節(jié)點腹板，3為面承板，4為箍筋，5為縱向鋼筋，6為X形交叉鋼筋，7為擴展面承板,8為扁鋼箍,9為柱面鋼板。
具體實施例方式下面結合具體實例及附圖對本發(fā)明做進一步說明。如圖1所示，該腹板連續(xù)、翼緣部分切除的RCS組合節(jié)點，包括鋼筋混凝土柱及垂直穿過該鋼筋混凝土柱的鋼梁，鋼梁由鋼梁腹板2垂直連接兩端部的鋼梁翼緣I構成(或采用型鋼)，鋼筋混凝土柱由縱向鋼筋5，緊貼并環(huán)繞縱向鋼筋5周邊的若干層水平分布箍筋4構成，垂直穿過鋼筋混凝土柱的鋼梁翼緣部分切除，且箍筋4圍框穿過與鋼梁腹板2相連的節(jié)點腹板2-1 ;節(jié)點腹板2-1的兩端垂直分布有面承板3，且面承板3置于鋼梁的上下翼緣I之間；由所述鋼筋混凝土柱中的縱向鋼筋5、環(huán)繞縱向鋼筋5的箍筋4、兩面承板3、節(jié)點腹板2-1以及部分切除鋼梁翼緣I的鋼梁翼緣延伸端1-1構成核心節(jié)點。本發(fā)明的鋼梁腹板2與節(jié)點腹板2-1設計為連續(xù)一體結構，即鋼梁腹板連續(xù)穿過鋼筋混凝土柱子部分作為節(jié)點腹板。本發(fā)明的鋼梁翼緣I延伸到核心節(jié)點且切除部分翼緣，設計成部分切除的鋼梁翼緣結構，鋼梁翼緣的切除角度為30° 60°。具體角度根據(jù)鋼梁和鋼筋混凝土柱子的截面尺寸確定，一般情況下45°為最佳。其中，面承板3采取鋼材材質，焊接在核心節(jié)點兩側部分切除的鋼梁翼緣1-1之間，并位于鋼筋混凝土柱內，其外側面與鋼筋混凝土柱面平齊。鋼筋混凝土柱的縱向鋼筋5是連續(xù)貫通的，不需切斷也不需在鋼梁翼緣3上穿孔。核心節(jié)點的箍筋4穿過節(jié)點腹板2-1，箍筋4的位置可以由節(jié)點腹板2-1約束和固定。如圖2所示，為本發(fā)明腹板連續(xù)、翼緣部分切除的RCS組合節(jié)點的實施例2結構示意圖，該結構基本同實施例1，所不同的是，沿節(jié)點腹板的前后兩平行側面設有X形交叉鋼筋6。X形交叉鋼筋6的設置是在核心節(jié)點的鋼梁同側翼緣I斷開區(qū)，沿節(jié)點核心區(qū)的兩側，上下翼緣I之間焊接若干X形交叉鋼筋6，并對稱布置。如圖3所示，為本發(fā)明腹板連續(xù)、翼緣部分切除的RCS組合節(jié)點的實施例3結構示意圖，該結構基本同實施例1，所不同的是，沿核心節(jié)點的面承板3上下兩端的鋼梁翼緣I外側各垂直設有一擴展面承板7，且擴展面承板7之間連接有一與節(jié)點腹板2-1上下端面平行相接的擴展節(jié)點腹板2-2。如圖4所示，為本發(fā)明腹板連續(xù)、翼緣部分切除的RCS組合節(jié)點的實施例4結構示意圖，該結構基本同實施例1，所不同的是，沿核心節(jié)點的面承板3上下兩端的鋼梁翼緣I外側各設有一由扁鋼箍8圍成的圍框，且扁鋼箍8圍框中連接有一與節(jié)點腹板2-1上下端面平行相接的擴展節(jié)點腹板2-2。如圖5所示，為本發(fā)明腹板連續(xù)、翼緣部分切除的RCS組合節(jié)點的實施例5結構示意圖，該結構基本同實施例1，所不同的是，核心節(jié)點的面承板3左右兩端各延伸出一段，且之間相接有一柱面鋼板9，由兩面承板3和兩柱面鋼板9與鋼筋混凝土柱中的縱向鋼筋5、環(huán)繞縱向鋼筋5的箍筋4以及節(jié)點腹板2-1構成核心節(jié)點。該實施例中環(huán)繞縱向鋼筋5中也可以不設箍筋4。柱面鋼板9的設置是在核心節(jié)點周圍，沿鋼筋混凝土柱截面焊接鋼板，即節(jié)點核心區(qū)的兩側柱面鋼板9與面承板3焊接在一起。本發(fā)明通過由上述縱向鋼筋、箍筋、兩面承板、節(jié)點腹板、部分切除的鋼梁翼緣，以及不同的抗剪件和約束件構成的不同結構的設計，能夠增強鋼筋混凝土柱-鋼梁組合節(jié)點的受力性能和施工性。本發(fā)明所述組合節(jié)點的施工工藝腹板連續(xù)、翼緣部分切除RCS組合節(jié)點的骨架根據(jù)需要由相應規(guī)格的鋼板焊接而成或由型鋼加工而成，其中，部分切除的鋼梁翼緣的切除角度為30° 60°，均可在專業(yè)化的鋼構公司制作，然后運到施工現(xiàn)場，再與縱筋和箍筋進行綁扎，從而進一步支模和澆筑混凝土(柱面鋼板型的腹板連續(xù)、翼緣部分切除RCS組合節(jié)點的核心節(jié)點可不設置箍筋)。綁扎時先將兩組“[”形箍筋穿過按設計間距預先穿孔的腹板，再焊封閉接，然后穿過縱向鋼筋，最后整體澆注。如果是與鋼梁連接形成空間結構，則可將四個L形箍筋按設計間距穿過預先穿孔的腹板，再焊接封閉，然后穿過縱向鋼筋，最后整體澆注。通過本發(fā)明設計的鋼筋混凝土柱-鋼梁組合結構，節(jié)點整體性好、傳力途徑明確、直接，減少了混凝土和鋼板之間空隙，澆筑混凝土密實性好，且施工方便快捷，同時創(chuàng)造一定的社會效益和經濟效益。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.腹板連續(xù)、翼緣部分切除的RCS組合節(jié)點，包括鋼筋混凝土柱及垂直穿過該鋼筋混凝土柱的鋼梁，鋼梁由鋼梁腹板(2)垂直連接兩端部的鋼梁翼緣(1)構成；鋼筋混凝土柱由縱向鋼筋(5)，緊貼并環(huán)繞縱向鋼筋(5)周邊的若干層水平分布的箍筋(4)、柱中澆注混凝土構成，其特征在于，所述垂直穿過鋼筋混凝土柱的鋼梁翼緣部分切除，且所述箍筋(4)穿過與鋼梁腹板(2)相連的節(jié)點腹板(2-1)，節(jié)點腹板(2-1)的兩端垂直分布有面承板(3);由所述鋼筋混凝土柱中的縱向鋼筋(5)、環(huán)繞縱向鋼筋(5)的箍筋(4)、兩面承板(3)、節(jié)點腹板(2-1)以及部分切除鋼梁翼緣的鋼梁翼緣延伸端(1-1)構成核心節(jié)點。
2.根據(jù)權利要求1所述的腹板連續(xù)、翼緣部分切除的RCS組合節(jié)點，其特征在于，所述鋼梁腹板(2)與節(jié)點腹板(2-1)為連續(xù)一體結構。
3.根據(jù)權利要求1所述的腹板連續(xù)、翼緣部分切除的RCS組合節(jié)點，其特征在于，所述部分切除鋼梁翼緣的鋼梁翼緣延伸端(1-1)為延伸到核心節(jié)點且切除部分翼緣后保留的翼緣。
4.根據(jù)權利要求3所述的腹板連續(xù)、翼緣部分切除的RCS組合節(jié)點，其特征在于，所述部分切除鋼梁翼緣的鋼梁翼緣延伸端(1-1)沿鋼梁翼緣(1)兩側向中心切除角度為30° 60。。
5.根據(jù)權利要求1所述的腹板連續(xù)、翼緣部分切除的RCS組合節(jié)點，其特征在于，所述面承板(3)為鋼材，焊接在核心節(jié)點兩側部分切除的鋼梁翼緣(1-1)之間，并位于鋼筋混凝土柱內，其外側面與鋼筋混凝土柱面平齊。
6.根據(jù)權利要求1所述的腹板連續(xù)、翼緣部分切除的RCS組合節(jié)點，其特征在于，所述鋼筋混凝土柱的縱向鋼筋(5)是連續(xù)貫通的。
7.根據(jù)權利要求1所述的腹板連續(xù)、翼緣部分切除的RCS組合節(jié)點，其特征在于，所述節(jié)點腹板(2-1)前后兩平行側面設有X形交叉鋼筋(6)。
8.根據(jù)權利要求1所述的腹板連續(xù)、翼緣部分切除的RCS組合節(jié)點，其特征在于，所述沿核心節(jié)點的面承板(3)上下兩端的鋼翼緣(1)端面各垂直設有一擴展面承板(7)，且擴展面承板(7)之間連接有一與節(jié)點腹板(2-1)上下端面平行相接的擴展節(jié)點腹板(2-2)。
9.根據(jù)權利要求1所述的腹板連續(xù)、翼緣部分切除的RCS組合節(jié)點，其特征在于，所述沿核心節(jié)點的面承板(3)上下兩端的鋼梁翼緣(I)端面各設有一由扁鋼箍(8)圍成的圍框，且扁鋼箍(8)圍框中連接有一與節(jié)點腹板(2-1)上下端面平行相接的擴展節(jié)點腹板(2-2)。
10.根據(jù)權利要求1所述的腹板連續(xù)、翼緣部分切除的RCS組合節(jié)點，其特征在于，所述核心節(jié)點的面承板(3)左右兩端延伸端各相接有一柱面鋼板(9)，由兩面承板(3)和兩柱面鋼板(9)與鋼筋混凝土柱中的縱向鋼筋(5)、環(huán)繞縱向鋼筋(5)的箍筋(4)、節(jié)點腹板(2-1)以及部分切除的鋼梁翼緣(1-1)構成核心節(jié)點。
全文摘要
本發(fā)明公開了腹板連續(xù)、翼緣部分切除的RCS組合節(jié)點，包括鋼筋混凝土柱及垂直穿過該鋼筋混凝土柱的鋼梁，鋼梁由鋼梁腹板垂直連接兩端部的鋼梁翼緣構成；鋼筋混凝土柱由縱向鋼筋，緊貼并環(huán)繞縱向鋼筋周邊的若干層水平分布的箍筋、柱中澆注混凝土構成，所述垂直穿過鋼筋混凝土柱的鋼梁翼緣部分切除，且所述箍筋穿過與鋼梁腹板相連的節(jié)點腹板，節(jié)點腹板的兩端垂直分布有面承板；由所述鋼筋混凝土柱中的縱向鋼筋、環(huán)繞縱向鋼筋的箍筋、兩面承板、節(jié)點腹板以及部分切除鋼梁翼緣的鋼梁翼緣延伸端構成核心節(jié)點。該核心節(jié)點的鋼腹板主要承受剪力，鋼梁翼緣延伸端與面承板約束核心節(jié)點混凝土，均使節(jié)點的抗剪承載力大大提高。
文檔編號E04B1/58GK102995755SQ20121053544
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月12日 優(yōu)先權日2012年12月12日
發(fā)明者門進杰, 郭智峰, 周琦, 王秋維, 史慶軒, 張興虎 申請人:西安建筑科技大學