[發明專利]柱全截面隔板節點形式混合框架結構體系

在審

• 申請號: 202010979974.4
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN112031156A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 趙唯堅;陶宇宸
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: E04B1/18
• 分類號: E04B1/18;E04B1/19;E04B1/58
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

本發明涉及混凝土結構與組合結構建筑領域，提供一種采用柱全截面隔板形式節點的混合框架結構體系。體系由鋼筋混凝土柱和鋼梁通過節點連接構成，采用上下兩枚柱全截面隔板形式的水平節點板；節點板周邊開有圓孔并穿設柱縱向鋼筋，圍繞縱筋設置水平箍筋；節點板中部開設混凝土澆筑孔；節點板面設置水平方向剪力鍵；節點板直接向外側延伸形成短梁接頭的翼緣，翼緣為變截面，與鋼梁的翼緣連接；短梁翼緣之間焊接腹板，并與鋼梁腹板連接以傳遞梁端剪力。本發明可以避免柱端承壓破壞，改善節點受力性能；同時降低節點加工難度，便于采用預制裝配化施工，省工省力，縮短工期，提高施工質量。

技術領域

本發明涉及混凝土結構與組合結構建筑領域，具體涉及一種采用柱全截面隔板形式連接節點的鋼筋混凝土柱-鋼梁混合框架結構體系。

背景技術

現有鋼筋混凝土柱—鋼梁混合框架結構的節點主要有梁貫通形式、柱貫通形式和端板高強螺栓連接形式，各自存在以下問題：

1.現有梁貫通形式節點(圖4)中，由于鋼梁翼緣較窄，杠桿反力導致柱端混凝土應力集中而發生承壓破壞，節點耗能能力和延性較差，設計時需要通過復雜的構造措施來避免；同時，由于鋼梁翼緣和腹板貫通節點，節點區抗剪箍筋須穿設腹板，導致箍筋配置困難；而且無論豎向澆筑或橫向澆筑，混凝土澆筑空間都存在死角，難以保證澆筑質量。

2.現有柱貫通形式節點(圖5)中，鋼梁翼緣不貫通，在端板處產生應力集中，端板容易發生平面外翹曲變形，難以保證梁端應力從一側向另一側的有效傳遞；鋼梁與端板的焊縫要求高，焊接影響區難以發展塑性變形；節點區不配抗剪箍筋，依靠腹板和柱面鋼板抗剪，形成豎向貫通，橫向封閉的節點空間，僅適合于豎向混凝土澆筑，難以實現需橫向澆筑的節點與鋼筋混凝土柱一體化預制。

3.現有端板高強螺栓連接節點的縱橫向預留螺桿孔一定程度上削弱了節點區混凝土的抗剪能力，并且螺栓可能會隨時間發生應力松弛，其長期可靠性需要進一步研究；節點混凝土的澆筑特性與柱貫通形式類似。

4.不論現有梁貫通形式還是現有柱貫通形式，節點區鋼材布置均較為復雜，焊接工作量大，節點制作及拼裝復雜，節點區箍筋難以配置，混凝土澆筑和振搗空間狹小，既不方便工廠預制，又不利于現場澆筑施工。

因此，需要研究設計一種性能更全面的混合框架結構體系。

發明內容

針對本領域存在的不足之處，本發明提供了一種采用柱全截面隔板形式連接節點的混合框架結構體系，避免柱端發生承壓破壞，保證有效傳遞水平剪力，改善節點的抗震性能；同時減少焊接工作量，降低施工難度，便于節點和柱一體化預制和體系的裝配化施工，省工省力、提高建造速度和施工質量。

一種采用柱全截面隔板形式連接節點的鋼筋混凝土柱-鋼梁混合框架結構體系，鋼筋混凝土柱與鋼梁在節點區通過柱全截面隔板形式的上、下節點板進行連接形成。

為了避免局部應力集中產生節點柱端的承壓破壞，同時保證左右鋼梁翼緣的連接具有足夠的強度和剛度，本發明采用了柱全截面隔板形式的水平節點板(例如，圖1-圖3所示的結構)。全截面隔板形式的水平節點板橫向切斷了柱全截面，既不利于柱縱向鋼筋布置，又難以澆筑節點和柱混凝土，通常認為不可行。然而，本發明采用反向思維，以鋼筋混凝土柱和節點的一體化工廠預制即混凝土橫向澆筑為出發點，節點內僅設置上下各一枚水平節點板，排除了所有其他鋼板，反而方便了節點內箍筋的配置，形成了暢通無阻的混凝土橫向澆筑空間。

上、下節點板均為覆蓋柱全截面的隔板，其上均開有穿設柱縱向鋼筋的避讓孔和混凝土澆筑孔。鋼筋混凝土柱的縱向鋼筋貫穿上、下節點板對應的避讓孔設置；在上、下節點板之間的節點核心區，圍繞柱縱向鋼筋設置水平箍筋。