[發(fā)明專利]鋼管混凝土柱－板鉸接節(jié)點(diǎn)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710301338.0
• 申請日: 2007-12-27
• 公開（公告）號: CN101215856A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘇幼坡;張玉敏;李鵬;廖永
• 申請（專利權(quán)）人: 河北理工大學(xué);鵬達(dá)建設(shè)集團(tuán)有限公司
• 主分類號: E04B1/38
• 分類號: E04B1/38
• 代理公司: 唐山永和專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 王永紅

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及土木工程結(jié)構(gòu)，具體的說是一種鋼管混凝土柱-板鉸接節(jié)點(diǎn)。

背景技術(shù)：

隨著居民生活水平的提高，人們對房屋布局的個性化提出更高的要求，普通住宅戶內(nèi)承重構(gòu)件，如柱、墻、梁過多，用戶無法根據(jù)時代、觀念和人員構(gòu)成的變化，重新設(shè)計布局，使住宅很快落后社會的發(fā)展，不具備可持續(xù)發(fā)展的條件。在減少柱、梁過多的情況下，現(xiàn)在普遍采用板柱結(jié)構(gòu)體系，板柱結(jié)構(gòu)體系由于沒有了縱橫交錯的肋梁；使得施工變得簡便，減少了樓面的裝飾工作。較梁柱框架結(jié)構(gòu)而言，無梁樓蓋體系在同樣凈高的要求下，能夠明顯降低層高，從而降低建筑物的總高度。與梁柱框架同高度時可以增加層數(shù)(約10∶11)，經(jīng)濟(jì)效益顯著。盡管無梁樓蓋體系雖然以其卓越的使用功能、較高的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)以及簡便的施工，受到廣大工程人員及業(yè)主的喜愛。但是由于板柱結(jié)構(gòu)不設(shè)梁，所以在豎向荷載下板內(nèi)有較大的彎矩，在節(jié)點(diǎn)處還有較大的沖切力；由其在地震作用下節(jié)點(diǎn)處的不平衡彎矩會在板內(nèi)產(chǎn)生附加剪力，使板柱結(jié)構(gòu)往往會在節(jié)點(diǎn)處發(fā)生沖切破壞，所以一般認(rèn)為板柱結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)較弱，不利于抗震。在地震區(qū)不能采用純板柱結(jié)構(gòu)，只能采用板柱-抗震墻結(jié)構(gòu)，全部地震作用由抗震墻承擔(dān)，但板柱部分應(yīng)能承擔(dān)不少于全部地震作用的20％。即便如此，我國的建筑抗震設(shè)計規(guī)范(GB?50011-2001)第6.1.1條還是規(guī)定，板柱-抗震墻結(jié)構(gòu)房屋最大高度6度區(qū)不應(yīng)超過40米、7度區(qū)不應(yīng)超過35米、8度區(qū)不應(yīng)超過30米。比框架結(jié)構(gòu)低20多米，不足框架-抗震墻結(jié)構(gòu)高度的三分之一。

美國在地震區(qū)采用板柱結(jié)構(gòu)時，允許將一部分構(gòu)件設(shè)計為僅承受豎向荷載、不承受水平荷載，其結(jié)果為一般在建筑周邊設(shè)梁柱框架，在內(nèi)部設(shè)一些剪力墻，其余為不承受水平力的板柱結(jié)構(gòu)。在上世紀(jì)90年代前美國混凝土設(shè)計規(guī)范ACI?318-02對于僅承受重力荷載的板柱結(jié)構(gòu)并沒有特殊要求，在1994年北嶺地震中有些此類構(gòu)件發(fā)生了破壞，其原因是由于其節(jié)點(diǎn)的抗變形能力不滿足，造成節(jié)點(diǎn)發(fā)生沖切破壞。所以，在美國現(xiàn)行混凝土設(shè)計規(guī)范ACI318-05第21.11.5條中要求對不參與承擔(dān)地震作用的板柱節(jié)點(diǎn)應(yīng)滿足在設(shè)計層間位移下不發(fā)生沖切破壞。對照ACI318-05的要求可知，在實際工程中很少能滿足設(shè)計層間位移的要求，并且由于地震作用的不確定性和層間位移計算方法的不完善，結(jié)構(gòu)在使用期存在出現(xiàn)超過設(shè)計位移的可能性，不承擔(dān)地震作用的板柱節(jié)點(diǎn)地震時破壞的可能性依然較梁柱節(jié)點(diǎn)大。

常規(guī)設(shè)計下的板柱節(jié)點(diǎn)，一般采用鋼筋混凝土柱，近年因鋼管混凝土柱卓越的豎向承載能力也逐漸在板柱體系中有所應(yīng)用，但無論哪一種節(jié)點(diǎn)型式，其除去需要承擔(dān)豎向荷載之外，還要承擔(dān)地震等水平荷載，其節(jié)點(diǎn)設(shè)計都是以剛性節(jié)點(diǎn)設(shè)計為主；這樣的節(jié)點(diǎn)在水平和豎向荷載共同作用下，要傳遞不平衡彎矩引起的彎矩及剪力，其沖切承載力因此受到一定程度的影響。板柱節(jié)點(diǎn)抗震性能差的根本原因在于節(jié)點(diǎn)處在豎向荷載作用下已經(jīng)是結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力集中點(diǎn)，受力很復(fù)雜，地震時由于不平衡彎矩的作用首先在節(jié)點(diǎn)附近的板內(nèi)出現(xiàn)塑性變形，塑性變形的發(fā)展使板的抗沖切能力降低而發(fā)生沖切破壞。提高板柱節(jié)點(diǎn)抗震性能的根本途徑在于使節(jié)點(diǎn)的受力簡化，避免節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)不平衡彎矩。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種抗側(cè)移能力強(qiáng)，避免地震時樓房發(fā)生沖切破壞作用的鋼管混凝土柱-板鉸接節(jié)點(diǎn)。

實現(xiàn)上述發(fā)明目的采用以下技術(shù)方案：

一種鋼管混凝土柱-板鉸接節(jié)點(diǎn)，包括鋼管混凝土柱、混凝土樓板，所述鋼管混凝土柱與混凝土樓板之間通過鉸接支座連接。

由于采用了以上技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，在樓、電梯間設(shè)置鋼筋混凝土墻或鋼管混凝土支撐，構(gòu)成核心筒體，主要承受地震作用，在單元周邊設(shè)置短肢剪力強(qiáng)墻或者框架梁柱與核心筒體共同承擔(dān)水平和豎向載荷，在室內(nèi)不設(shè)承重墻和承重梁，僅設(shè)幾個只承受豎向載荷的鋼管混凝土柱，鋼管混凝土柱作為豎向載荷承重構(gòu)件在相同用鋼量的情況下，其截面積較鋼筋混凝土柱減少一半以上，增加節(jié)點(diǎn)的抗變形能力，保證板柱節(jié)點(diǎn)的變形能力大于框架抗震墻的變形能力，當(dāng)遇到地震強(qiáng)外力破壞作用下，鋼管混凝土柱隨著混凝土樓板移動，鋼管混凝土上柱和鋼管混凝土下柱之間產(chǎn)生相對滑移，而混凝土樓板不會發(fā)生傾斜，避免建筑物發(fā)生倒塌。

本發(fā)明的有益效果是：