[發明專利]柱全截面隔板形式無箍筋纖維增強混凝土混合框架節點

在審

• 申請號: 202010982235.0
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN112049254A
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 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: E04B1/58
• 分類號: E04B1/58;E04B1/19;E04C3/34;E04C3/04;E04B1/98;E04H9/02
• 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及纖維增強混凝土的鋼筋混凝土柱—鋼梁混合框架節點。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；節點板面設置水平方向剪力鍵；上下節點板之間不設箍筋，澆筑纖維增強混凝土；節點板向外延伸形成短梁，短梁的翼緣為變截面，翼緣之間焊接腹板，與跨中鋼梁栓接或焊接；短梁腹板內端可垂直于腹板設置面承板，面承板與腹板及上下節點板焊接以增加節點抗剪承載力。本發明可以避免柱端承壓破壞，改善節點受力性能；同時省略節點箍筋，簡化節點制作流程，便于預制裝配化施工。

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的鋼筋混凝土柱—鋼梁混合框架結構的節點。

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5)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6)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.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節點。

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的混合框架節點，從而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，簡化節點配筋流程，降低節點施工難度，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。

一種鋼筋混凝土柱—鋼梁混合框架節點，包括上、下兩枚節點板，所述上、下節點板均為覆蓋柱全截面的隔板，其上開有上下對應的避讓孔，柱縱向鋼筋穿設于所述避讓孔內并貫穿節點；

上、下節點板之間不設箍筋，上、下節點板之間澆筑纖維增強混凝土。

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，同時便于節點和柱在工廠一體化預制，以混凝土橫向澆筑為出發點，采用了柱全截面隔板形式的水平節點板(例如，圖1-圖4所示結構)；為了降低節點施工難度和保證配筋精度，節點板上開有上下對應的避讓孔，柱縱向鋼筋穿設于避讓孔內并貫穿節點；進一步為了簡化節點配筋流程，提高節點的適用性和可實施性，上下節點板之間不設箍筋；同時為了保證通常情況下節點核心區的抗剪強度，上下節點板之間澆筑抗剪強度較高的纖維增強混凝土。箍筋的存在會干擾和阻礙纖維的流動，影響纖維增強混凝土中纖維分布的均質性，省略箍筋不僅是為了簡化流程，同時是為了消除箍筋對纖維增強混凝土均質性的不良影響。因此，本發明中，排除箍筋是使用纖維增強混凝土的必要條件。本發明中，節點板中部并非必須開孔，當需要豎向澆筑鋼筋混凝土柱及節點核心區的混凝土時，可以在上下節點板中部開設較大的混凝土澆筑孔(例如，圖4所示結構)。