[發(fā)明專利]分樓層鋼管混凝土柱R.C節(jié)點(diǎn)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 01127660.6
• 申請(qǐng)日: 2001-07-26
• 公開（公告）號(hào): CN1329202A
• 公開（公告）日: 2002-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張?jiān)?/a>;李盛勇;容柏生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院
• 主分類號(hào): E04B1/38
• 分類號(hào): E04B1/38
• 代理公司: 廣州知友專利代理有限公司
• 代理人: 李海波

本發(fā)明涉及一種建筑結(jié)構(gòu)工程中的分樓層鋼管混凝土柱R.C節(jié)點(diǎn)。

鋼管混凝土柱結(jié)構(gòu)迄今為止都是采用鋼管上下連續(xù)、樓層梁在節(jié)點(diǎn)處連接(如圖1所示)，包括現(xiàn)行的《鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》CECS28：90中闡述的明牛腿或暗牛腿(穿心的和半穿心的)構(gòu)造節(jié)點(diǎn)以及經(jīng)改進(jìn)后的設(shè)置鋼筋抗剪環(huán)加環(huán)梁構(gòu)造節(jié)點(diǎn)都是如此。如果配合鋼管混凝土柱構(gòu)件的樓層梁采用的是鋼結(jié)構(gòu)，則傳統(tǒng)做法的梁柱節(jié)點(diǎn)構(gòu)造還算比較簡(jiǎn)單，從而能使鋼管混凝土柱構(gòu)件的優(yōu)越性得以充分發(fā)揮，然而，在目前現(xiàn)實(shí)的國情中，即使采用了鋼管混凝土柱構(gòu)件，樓層梁更多地仍然是采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，這樣，在連接節(jié)點(diǎn)區(qū)段，由于鋼管是上下連續(xù)的，而樓層梁在節(jié)點(diǎn)處始終必須采用連接做法，這就必須解決并處理好樓層梁在節(jié)點(diǎn)處的剪力和彎矩的可靠及有效傳遞，這正是鋼管混凝土柱結(jié)構(gòu)的技術(shù)重點(diǎn)和難點(diǎn)。從事于鋼管混凝土柱結(jié)構(gòu)研究的技術(shù)人員一直都在致力于這種樓層梁與鋼管的連接受力及其構(gòu)造問題。暫且不去考究各種傳統(tǒng)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造的傳力機(jī)理是否可靠，僅其節(jié)點(diǎn)的受力設(shè)計(jì)及施工操作給設(shè)計(jì)人員和施工人員帶來的制約乃是客觀存在，并由此產(chǎn)生了許多不足之處：

1、工程設(shè)計(jì)中，由于建筑物的使用性質(zhì)不同，需要的鋼管管徑不同及樓層梁結(jié)構(gòu)型式不同而可能需要采用相應(yīng)比較合適的節(jié)點(diǎn)型式。這樣，每一項(xiàng)工程的節(jié)點(diǎn)都必須進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，還必須繪制有關(guān)節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造詳圖，在設(shè)計(jì)階段就無法減輕工作量。

2、由于節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜，尤其是管徑不同的連接節(jié)點(diǎn)，施工精度要求高，對(duì)施工人員的技術(shù)水平和操作機(jī)能要求高，對(duì)人員的職業(yè)素質(zhì)要求也高，一般的施工單位不一定能勝任；此外，鋼管上下連續(xù)的做法最適合若干個(gè)樓層高的柱子一次吊裝，但現(xiàn)場(chǎng)塔吊裝備的吊裝能力有限，往往利用不上，若另外調(diào)進(jìn)起重量大的汽車吊設(shè)備，增加機(jī)械臺(tái)班費(fèi)不說，為了滿足汽車吊行駛、停放處的樓層強(qiáng)度剛度要求，不論是結(jié)構(gòu)一次性加強(qiáng)還是臨時(shí)加固，都必須付出相當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)代價(jià)，從而又增加了工程費(fèi)用。

3、為了保證節(jié)點(diǎn)區(qū)梁剪力及彎矩的有效傳遞，所附加的鋼構(gòu)件或環(huán)梁鋼筋的用鋼量相當(dāng)大。以設(shè)置抗剪鋼筋加環(huán)梁的節(jié)點(diǎn)為例，直徑D＝1400mm的一個(gè)鋼管混凝土柱節(jié)點(diǎn)之環(huán)梁用鋼量重達(dá)800kg，加上柱段的連接配件，此兩項(xiàng)的用鋼量如以單位面積計(jì)多達(dá)10kg/m²，此用鋼量占結(jié)構(gòu)總用鋼量的1/6～1/7，顯然是一個(gè)不小的數(shù)字。

本發(fā)明的目的在于提供一種設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、施工方便、力學(xué)性能好且造價(jià)低的分樓層鋼管混凝土柱R.C節(jié)點(diǎn)。

本發(fā)明的目的可通過以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)：豎向構(gòu)件的鋼管混凝土柱于節(jié)點(diǎn)處按樓層凈高分段設(shè)置不連續(xù)，樓層鋼筋混凝土水平構(gòu)件于節(jié)點(diǎn)處貫通連續(xù)，兩分段鋼管混凝土柱之間設(shè)有豎向連接鋼筋，豎向連接鋼筋置于兩分段鋼管混凝土柱的管壁內(nèi)側(cè)。

所述節(jié)點(diǎn)處設(shè)環(huán)形水平腋形成環(huán)梁，環(huán)梁中配置環(huán)形受力鋼筋及固定環(huán)形受力鋼筋的放射形箍筋；或在節(jié)點(diǎn)處設(shè)方形水平腋形成加強(qiáng)區(qū)，加強(qiáng)區(qū)中配置鋼筋網(wǎng)片。環(huán)形梁或鋼筋網(wǎng)可提供環(huán)向約束，樓層梁面的主筋提供水平約束，以提高節(jié)點(diǎn)區(qū)范圍內(nèi)的混凝土抗壓承載力。

所述環(huán)梁角部設(shè)有短型鋼，進(jìn)一步提高節(jié)點(diǎn)區(qū)范圍內(nèi)的混凝土抗壓承載力。

本發(fā)明與鋼管混凝土柱傳統(tǒng)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造具有以下的優(yōu)點(diǎn)：

1、由于將樓層梁在節(jié)點(diǎn)處左右前后貫穿，而節(jié)點(diǎn)處的鋼管不連續(xù)，采用分層分段設(shè)置，把梁的剪力、彎矩的傳遞改為同普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)一樣直接傳遞，在節(jié)點(diǎn)處的剪力和彎矩的傳遞與通常的框架結(jié)構(gòu)一樣直接，其受力明確，傳力有保證，其節(jié)點(diǎn)構(gòu)造更符合框架結(jié)構(gòu)剛性節(jié)點(diǎn)的假定，更能確保整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；與此同時(shí)，在應(yīng)用計(jì)算程序進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算分析時(shí)，與計(jì)算程序?qū)傂怨?jié)點(diǎn)的約定更吻合，避免結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)產(chǎn)生的大前提矛盾的差錯(cuò)。

2、本發(fā)明重點(diǎn)要解決鋼管混凝土柱豎向軸力在節(jié)點(diǎn)區(qū)范圍內(nèi)的傳遞，而豎向軸力的傳遞通過節(jié)點(diǎn)區(qū)加約束鋼筋及配置豎向連接鋼筋即可解決，從而使節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)單化。

3、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單及構(gòu)造簡(jiǎn)單即意味著施工操作簡(jiǎn)單，事實(shí)上與普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)無大的區(qū)別，只會(huì)更易操作而不會(huì)增加絲毫的難度，這為一般的施工隊(duì)伍提供了施工的可能性。

4、需要增設(shè)的鋼筋僅是節(jié)點(diǎn)區(qū)的約束鋼筋和鋼管上下連接鋼筋，其數(shù)量有限，較之傳統(tǒng)節(jié)點(diǎn)的用鋼量少得多，從而降低了結(jié)構(gòu)造價(jià)。

5、本發(fā)明特別適用于采用寬扁梁樓層結(jié)構(gòu)，這為降低樓層層高，以取得良好的宏觀經(jīng)濟(jì)效益創(chuàng)造了條件；更使鋼管混凝土柱結(jié)構(gòu)固有的優(yōu)越性得以充分發(fā)揮，為鋼管混凝土柱結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用鋪平了道路。