一種型鋼混凝土梁與外包鋼板組合剪力墻耗能型節(jié)點(diǎn)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域，特別涉及抗震結(jié)構(gòu)體系領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]外包鋼板組合剪力墻結(jié)構(gòu)是在傳統(tǒng)的內(nèi)嵌鋼板組合剪力墻的基礎(chǔ)上發(fā)展出來的一種新型組合剪力墻結(jié)構(gòu)形式，近年來已有大量研究成果和少量工程應(yīng)用。型鋼混凝土由于具有承載力高、剛度大、正負(fù)彎矩下抗彎能力相當(dāng)?shù)仁芰?yōu)勢，大量應(yīng)用于在高層建筑結(jié)構(gòu)中的大跨度框架梁。在已有文獻(xiàn)中，尚未見到型鋼混凝土梁和外包鋼板組合剪力墻的連接節(jié)點(diǎn)構(gòu)造形式，因此，本發(fā)明提出的型鋼混凝土梁與外包鋼板組合剪力墻耗能型節(jié)點(diǎn)是一種新型的組合墻梁節(jié)點(diǎn)形式，可將型鋼混凝土梁和外包鋼板組合剪力墻進(jìn)行有效連接并保證節(jié)點(diǎn)的抗震性能。該新型節(jié)點(diǎn)中，節(jié)點(diǎn)區(qū)鋼結(jié)構(gòu)部件和鋼筋均為預(yù)制構(gòu)件，可在工廠預(yù)制并在施工現(xiàn)場采用螺栓直接拼裝，無現(xiàn)場焊接工作量，施工速度較快且節(jié)點(diǎn)制作質(zhì)量高。節(jié)點(diǎn)區(qū)Η型鋼的翼緣貫穿組合剪力墻的外包鋼板，通過墻內(nèi)翼緣上下表面的栓釘和端板進(jìn)行錨固，確保組合剪力墻的外包鋼板不直接承受Η型鋼翼緣的拉力。節(jié)點(diǎn)區(qū)中選用低屈服點(diǎn)槽鋼連接型鋼混凝土梁中的型鋼和節(jié)點(diǎn)區(qū)的Η型鋼，采用螺栓將型鋼混凝土梁中的縱向鋼筋通過機(jī)械錨固的方式連接在錨固板上，然后在節(jié)點(diǎn)區(qū)澆注高延性纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料。在強(qiáng)震作用下，采用型鋼混凝土梁和外包鋼板組合剪力墻耗能型節(jié)點(diǎn)的高層建筑中型鋼混凝土梁中的型鋼和鋼筋上的拉力能夠可靠的傳遞到外包鋼板組合剪力墻中，從而確保節(jié)點(diǎn)區(qū)型鋼和縱向鋼筋的有效錨固，同時(shí)，由于節(jié)點(diǎn)區(qū)的高延性纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料具有尚拉伸初性和優(yōu)異的抗裂能力，低屈服點(diǎn)槽鋼具有尚延性和尚耗能能力，兩者相結(jié)合可以使得型鋼混凝土梁端部形成高延性和高耗能能力的塑性鉸區(qū)，有效提高高層建筑結(jié)構(gòu)抵御罕遇地震的能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決強(qiáng)震作用下高層建筑中型鋼混凝土梁與外包鋼板組合剪力墻平面外的可靠連接問題，本發(fā)明提供一種型鋼混凝土梁與外包鋼板組合剪力墻耗能型節(jié)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)區(qū)剪力和彎矩的有效傳遞，在強(qiáng)震作用下，節(jié)點(diǎn)區(qū)域可以形成高延性和高耗能能力的塑性鉸，改善結(jié)構(gòu)的抗震性能，節(jié)點(diǎn)中的鋼結(jié)構(gòu)部件采用預(yù)制裝配式施工，無現(xiàn)場焊接工作量，節(jié)點(diǎn)構(gòu)件質(zhì)量和精度均較高，且施工速度快。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0005]—種型鋼混凝土梁與外包鋼板組合剪力墻耗能型節(jié)點(diǎn)，其特征在于:其節(jié)點(diǎn)包括型鋼混凝土梁中Η型鋼、低屈服點(diǎn)槽鋼、高強(qiáng)螺栓、端部帶螺紋的鋼筋、錨固板、螺母、Τ型端板、栓釘連接件、高延性纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料、組合剪力墻的外包鋼板和節(jié)點(diǎn)區(qū)高強(qiáng)度Η型鋼。采用高強(qiáng)螺栓通過兩塊低屈服點(diǎn)槽鋼連接型鋼混凝土梁中的Η型鋼和節(jié)點(diǎn)區(qū)高強(qiáng)度Η型鋼:其中節(jié)點(diǎn)區(qū)高強(qiáng)度Η型鋼的翼緣直接貫穿組合剪力墻的外包鋼板到剪力墻內(nèi)部，組合剪力墻內(nèi)的高強(qiáng)度Η型鋼的翼緣逐漸變寬，其上下表面焊有栓釘連接件，端部焊有豎向端板，并其上開有長圓孔洞，此為預(yù)留組合剪力墻內(nèi)豎向鋼筋洞；節(jié)點(diǎn)區(qū)高強(qiáng)度Η型鋼的腹板和翼緣與組合剪力墻的外包鋼板采用角焊縫焊接；型鋼混凝土梁中的縱向鋼筋端部利用螺母錨固在錨固板上，錨固板采用角焊縫焊接在高強(qiáng)度Η型鋼的翼緣上；節(jié)點(diǎn)區(qū)澆注高延性纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料。
[0006]本發(fā)明具有以下有效效果:
[0007]1.解決型鋼混凝土梁與外包鋼板組合剪力墻的可靠連接問題；
[0008]2.節(jié)點(diǎn)區(qū)的高延性纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料與低屈服點(diǎn)槽鋼相互結(jié)合可以使得型鋼混凝土梁端部形成高延性和高耗能能力的塑性鉸區(qū)，有效提高高層建筑結(jié)構(gòu)抵御罕遇地震的能力。
[0009]3.節(jié)點(diǎn)區(qū)鋼結(jié)構(gòu)部件和鋼筋均為預(yù)制構(gòu)件，可在工廠預(yù)制并在施工現(xiàn)場采用螺栓直接拼裝，無現(xiàn)場焊接工作量，施工速度較快且節(jié)點(diǎn)制作質(zhì)量高，節(jié)約工期。
[0010]4.節(jié)點(diǎn)區(qū)拉力通過高強(qiáng)度Η型鋼的翼緣傳遞到組合剪力墻內(nèi)部，采用端板和栓釘進(jìn)行錨固，避免了拉力直接作用在組合剪力墻的外包鋼板上的不利影響。
[0011]該型鋼混凝土梁與外包鋼板組合剪力墻節(jié)點(diǎn)連接抗震性能優(yōu)越，可應(yīng)用于采用了外包鋼板組合剪力墻和型鋼混凝土梁的在高層建筑結(jié)構(gòu)體系中，具有較為廣闊的工程應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的節(jié)點(diǎn)立面圖。
[0013]圖2為本發(fā)明的節(jié)點(diǎn)俯視圖。
[0014]圖3為本發(fā)明的節(jié)點(diǎn)剖面圖Α-Α和節(jié)點(diǎn)剖面圖Β-Β.
[0015]圖4為本發(fā)明節(jié)點(diǎn)區(qū)的低屈服點(diǎn)槽鋼截面圖(a)、型鋼混凝土梁中的縱向鋼筋錨固側(cè)視圖(b)和俯視圖(c)。
[0016]圖中:1 一型鋼混凝土梁中的Η型鋼、2—低屈服點(diǎn)槽鋼、3—高強(qiáng)螺栓、4一端部帶螺紋的鋼筋、5—錨固板、6—螺母、7— Τ型端板、8—栓釘連接件、9一長圓孔、10—高延性纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料、11 一普通混凝土、12—組合剪力墻的外包鋼板、13—焊接于組合剪力墻外包鋼板上的高強(qiáng)度Η型鋼、14一矩形槽。
【具體實(shí)施方式】
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[0017]以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0018]如附圖所示，本發(fā)明是一種型鋼混凝土梁與外包鋼板組合剪力墻耗能型節(jié)點(diǎn)，由型鋼混凝土梁中Η型鋼、低屈服點(diǎn)槽鋼、高強(qiáng)螺栓、端部帶螺紋的鋼筋、錨固板、螺母、Τ型端板、栓釘連接件、高延性纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料、普通混凝土、組合剪力墻的外包鋼板和節(jié)點(diǎn)區(qū)高強(qiáng)度Η型鋼組成。其裝配程序如下:
[0019]工廠預(yù)制:
[0020]a.在工廠中預(yù)制節(jié)點(diǎn)的各個(gè)基本部件:型鋼混凝土梁中Η型鋼1的翼緣和腹板、節(jié)點(diǎn)區(qū)的高強(qiáng)度Η型鋼13的翼緣和腹板、低屈服點(diǎn)槽鋼2的翼緣和腹板、錨固板5、Τ型端板7、組合剪力墻的外包鋼板12 ;
[0021]b.在型鋼混凝土梁中Η型鋼1和節(jié)點(diǎn)區(qū)高強(qiáng)度Η型鋼13的翼緣和腹板端部開圓孔，在低屈服點(diǎn)槽鋼的相應(yīng)位置也開圓孔，用于高強(qiáng)螺栓連接；
[0022]c.在節(jié)點(diǎn)區(qū)高強(qiáng)度Η型鋼13伸入外包鋼板組合剪力墻內(nèi)的翼緣上開長圓孔，在錨固板5上開矩形槽14，在型鋼混凝土梁中的縱向鋼筋4的端部加工螺紋，在組合剪力墻的外包鋼板12上開矩形孔；
[0023]d.采用角焊縫連接型鋼混凝土梁中Η型鋼1的翼緣和腹板，采用角焊縫連接低屈服點(diǎn)槽鋼2的翼緣和腹板，其中槽鋼2邊角外側(cè)留有弧度，將端板7和栓釘8焊接到高強(qiáng)度Η型鋼13的翼緣上；
[0024]e.高強(qiáng)度Η型鋼13的翼緣貫穿組合剪力墻的外包鋼板，采用角焊縫將高強(qiáng)度Η型鋼13的腹板連接到翼緣和組合剪力墻的外包鋼板上，然后采用角焊縫將錨固板焊接到節(jié)點(diǎn)區(qū)高強(qiáng)度Η型鋼13的翼緣上。
[0025]現(xiàn)場裝配:
[0026]F.將型鋼混凝土梁中的Η型鋼1和節(jié)點(diǎn)區(qū)高強(qiáng)度Η型鋼13吊裝定位，采用高強(qiáng)螺栓和低屈服點(diǎn)槽鋼進(jìn)行連接；
[0027]g.將型鋼混凝土梁中的縱向鋼筋4置于錨固板5的矩形槽14內(nèi)，采用螺母6進(jìn)行錨固；
[0028]h.澆注梁節(jié)點(diǎn)區(qū)域高延性纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料，然后澆注型鋼混凝土梁和外包鋼板組合剪力墻內(nèi)的混凝土。
[0029]本發(fā)明提供一種型鋼混凝土梁與外包鋼板組合剪力墻耗能型節(jié)點(diǎn)，解決了強(qiáng)震作用下高層建筑結(jié)構(gòu)中型鋼混凝土梁與外包鋼板組合剪力墻平面外的可靠連接問題，通過工廠預(yù)制和現(xiàn)場裝配式施工，節(jié)約工期，施工質(zhì)量高，具有優(yōu)越的抗震耗能能力，可用于采用了外包鋼板組合剪力墻和型鋼混凝土梁的高層建筑結(jié)構(gòu)體系中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種型鋼混凝土梁與外包鋼板組合剪力墻耗能型節(jié)點(diǎn)，其特征在于:其節(jié)點(diǎn)包括型鋼混凝土梁中Η型鋼1、低屈服點(diǎn)槽鋼2、高強(qiáng)螺栓3、端部帶螺紋的鋼筋4、錨固板5、螺母6、Τ型端板7、栓釘連接件8、高延性纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料10、組合剪力墻的外包鋼板12和節(jié)點(diǎn)區(qū)高強(qiáng)度Η型鋼13。采用高強(qiáng)螺栓3通過兩塊低屈服點(diǎn)槽鋼2連接型鋼混凝土梁中的Η型鋼1和節(jié)點(diǎn)區(qū)高強(qiáng)度Η型鋼13:其中節(jié)點(diǎn)區(qū)高強(qiáng)度Η型鋼13的翼緣直接貫穿組合剪力墻的外包鋼板12到組合剪力墻內(nèi)部，組合剪力墻內(nèi)的高強(qiáng)度Η型鋼13的翼緣逐漸變寬，其上下表面焊有栓釘連接件8，端部焊有豎向端板7，在其上開有長圓孔洞9 ;節(jié)點(diǎn)區(qū)高強(qiáng)度Η型鋼13的腹板和翼緣與組合剪力墻的外包鋼板12采用角焊縫焊接；型鋼混凝土梁中的縱向鋼筋4端部利用螺母6錨固在錨固板5上，錨固板5采用角焊縫焊接在高強(qiáng)度Η型鋼的翼緣上；節(jié)點(diǎn)區(qū)澆注高延性纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料10。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的型鋼混凝土梁與外包鋼板組合剪力墻耗能型節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述節(jié)點(diǎn)區(qū)域澆注材料采用高延性纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料10。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的型鋼混凝土梁與外包鋼板組合剪力墻耗能型節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述槽鋼2采用低屈服點(diǎn)鋼，且槽鋼2翼緣厚度為節(jié)點(diǎn)區(qū)高強(qiáng)度Η型鋼13翼緣的0.8 α到1.0 α倍，槽鋼2腹板厚度為節(jié)點(diǎn)區(qū)高強(qiáng)度Η型鋼13腹板的0.4 α到0.5 α倍(α為節(jié)點(diǎn)區(qū)高強(qiáng)度Η型鋼屈服強(qiáng)度與槽鋼屈服強(qiáng)度的比值)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的型鋼混凝土梁與外包鋼板組合剪力墻耗能型節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述錨固板5上開矩形槽14，矩形槽14的位置與型鋼混凝土梁中鋼筋4所在位置保持一致。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的型鋼混凝土梁與外包鋼板組合剪力墻耗能型節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述外包鋼板組合剪力墻內(nèi)的高強(qiáng)度Η型鋼13的翼緣寬度逐漸增大，并開有長圓孔洞9，其上下表面焊有栓釘連接件8，端部焊有豎向端板7。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的型鋼混凝土梁與外包鋼板組合剪力墻耗能型節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述組合剪力墻的外包鋼板12上開矩形孔，節(jié)點(diǎn)區(qū)高強(qiáng)度Η型鋼13的翼緣貫穿此孔，采用栓釘8和端板7在組合剪力墻內(nèi)進(jìn)行錨固。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種型鋼混凝土梁與外包鋼板組合剪力墻耗能型節(jié)點(diǎn)，屬于結(jié)構(gòu)工程技術(shù)領(lǐng)域。該節(jié)點(diǎn)包括型鋼混凝土梁中H型鋼、低屈服點(diǎn)槽鋼、高強(qiáng)螺栓、端部帶螺紋的鋼筋、錨固板、螺母、T型端板、栓釘連接件、高延性纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料、組合剪力墻的外包鋼板和節(jié)點(diǎn)區(qū)高強(qiáng)度H型鋼。該發(fā)明提供了一種型鋼混凝土梁與外包鋼板組合剪力墻耗能型節(jié)點(diǎn)，可用于采用了外包鋼板組合剪力墻和型鋼混凝土梁的高層建筑結(jié)構(gòu)體系中，能有效提高高層建筑結(jié)構(gòu)抵御罕遇地震的能力，且具有較快的施工速度，工程應(yīng)用前景廣闊。
【IPC分類】E04B1/38, E04B1/98
【公開號】CN105275092
【申請?zhí)枴緾N201510785351
【發(fā)明人】王宇航, 吳強(qiáng)
【申請人】重慶大學(xué)
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年11月16日