申请/专利权人：南京工业大学

申请日：2019-07-25

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN110409618B

主分类号：E04B1/30

分类号：E04B1/30;E04B1/58

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2019.11.29#实质审查的生效;2019.11.05#公开

摘要：本发明公开了一种塑性区钢纤维增强的型钢混凝土框架梁柱节点，包括型钢骨混凝土梁、型钢骨混凝土柱、钢纤维混凝土、柱内十字型钢骨和梁内H型钢；所述型钢骨混凝土柱内设有柱箍筋、柱纵筋和柱内十字型钢骨；所述型钢骨混凝土梁内设有梁箍筋、套筒、梁贯通纵筋、梁不贯通纵筋和梁内H型钢；所述型钢骨混凝土梁端部、型钢骨混凝土柱端部、及梁柱节点的塑性区均采用钢纤维混凝土。本发明提供的新型型钢混凝土框架梁柱节点，在节点域、梁端和柱端塑性区采用钢纤维混凝土，提高了塑性区混凝土抗拉强度与抗裂能力，改善了塑性区的变形和承载能力，提高了型钢混凝土框架梁柱节点的变形与承载能力。

主权项：1.一种塑性区钢纤维增强的型钢混凝土框架梁柱节点，其特征在于：包括型钢骨混凝土梁、型钢骨混凝土柱、钢纤维混凝土、柱内十字型钢骨和梁内H型钢；所述型钢骨混凝土柱内设有柱箍筋、柱纵筋和柱内十字型钢骨；所述柱内十字型钢骨由四个H型型钢与十字形钢板焊接而成；所述十字形钢板位于钢骨中心，由三块钢板焊接而成，四个H型型钢的翼缘分别与中心的十字形钢板焊接，四个H型型钢围绕十字形钢板对称布置；所述柱箍筋包括矩形双肢箍和八边形双肢箍；所述矩形双肢箍位于钢筋笼最外侧，封闭围合在全部所述柱纵筋外部；八边形双肢箍位于矩形双肢箍上方，封闭围合在部分所述柱纵筋外部；所述钢筋笼每侧至少布置四根柱纵筋，柱纵筋对称布置；所述型钢骨混凝土梁内设有梁箍筋、套筒、梁贯通纵筋、梁不贯通纵筋和梁内H型钢；所述梁内H型钢翼缘与柱内十字型钢骨翼缘通过角焊缝连接，柱内十字型钢骨翼缘与梁内H型钢腹板通过高强摩擦型螺栓连接；所述梁不贯通纵筋通过套筒与柱内十字型钢骨连接，梁不贯通纵筋套在套筒内，套筒通过角焊缝连接在柱内十字型钢骨翼缘之上；梁贯通纵筋穿过梁内H型钢腹板，梁内H型钢腹板上钢筋穿孔两个方向高度错开，节点区另一侧梁贯通纵筋自然弯曲贯穿通过梁内H型钢腹板；所述型钢骨混凝土梁端部、型钢骨混凝土柱端部、及梁柱节点的塑性区均采用钢纤维混凝土；所述梁内H型钢翼缘与柱内十字型钢骨翼缘采用全熔透坡口焊缝连接；所述型钢骨混凝土梁端部、型钢骨混凝土柱端部采用钢纤维混凝土的长度分别为lpb和lpc，梁截面长为hb，柱截面长为hc，lpb=αhb，lpc=αhc，当抗震设防烈度为6，7或8度时，α取1.0，1.5或2.0。

全文数据：塑性区钢纤维增强的型钢混凝土框架梁柱节点技术领域本发明涉及一种钢与混凝土组合结构，尤其涉及塑性区掺入钢纤维的型钢混凝土框架结构梁柱节点。背景技术型钢混凝土框架结构抗震性能良好，具有很好延性性能、抗侧移刚度、承载能力和耗能能力。然而在地震作用下，破坏一般将会集中在塑性区，尤其在梁端、柱端和节点域，混凝土的开裂会降低构件的抗弯刚度、承载能力和耐久性，影响结构安全性。因此，针对型钢混凝土框架结构梁柱节点，有必要增强塑性区混凝土的抗拉强度和韧性，提出一种新型节点，以提高型钢混凝土框架结构的安全性。发明内容本发明的目的是为了改善型钢混凝土框架梁柱节点塑性区混凝土力学性能并增强节点变形和承载能力，提供塑性区钢纤维增强的型钢混凝土框架梁柱节点，以增强结构整体的延性和承载能力。本发明采用的技术方案为：一种塑性区钢纤维增强的型钢混凝土框架梁柱节点，包括型钢骨混凝土梁、型钢骨混凝土柱、钢纤维混凝土、柱内十字型钢骨和梁内H型钢；所述型钢骨混凝土柱内设有柱箍筋、柱纵筋和柱内十字型钢骨；所述柱内十字型钢骨由四个H型型钢与十字形钢板焊接而成；所述十字形钢板位于钢骨中心，由三块钢板焊接而成，四个H型型钢的翼缘分别与中心的十字形钢板焊接，四个H型型钢围绕十字形钢板对称布置；所述柱箍筋包括矩形双肢箍和八边形双肢箍；所述矩形双肢箍位于钢筋笼最外侧，封闭围合在全部所述柱纵筋外部；八边形双肢箍位于矩形双肢箍上方，封闭围合在部分所述柱纵筋外部；所述钢筋笼每侧至少布置四根柱纵筋，柱纵筋对称布置；所述型钢骨混凝土梁内设有梁箍筋、套筒、梁贯通纵筋、梁不贯通纵筋和梁内H型钢；所述梁内H型钢翼缘与柱内十字型钢骨翼缘通过角焊缝连接，柱内十字型钢骨翼缘与梁内H型钢腹板通过高强摩擦型螺栓连接；所述梁不贯通纵筋通过套筒与柱内十字型钢骨连接，梁不贯通纵筋套在套筒内，套筒通过角焊缝连接在柱内十字型钢骨翼缘之上；梁贯通纵筋穿过梁内H型钢腹板，梁内H型钢腹板上钢筋穿孔两个方向高度错开，节点区另一侧梁贯通纵筋自然弯曲贯穿通过梁内H型钢腹板；所述型钢骨混凝土梁端部、型钢骨混凝土柱端部、及梁柱节点的塑性区均采用钢纤维混凝土。作为优选，所述梁内H型钢翼缘与柱内十字型钢骨翼缘采用全熔透坡口焊缝连接。作为优选，所述型钢骨混凝土梁端部、型钢骨混凝土柱端部采用钢纤维混凝土的长度分别为lpb和lpc，梁截面长为hb，柱截面长为hc，lpb＝αhb，lpc＝αhc，当抗震设防烈度为6，7或8度时，α取1.0，1.5或2.0。本发明提供的塑性区掺入钢纤维的型钢混凝土框架梁柱节点，在柱两端塑性区、梁两端塑性区以及节点内采用钢纤维混凝土。所述梁内H型钢翼缘与柱内十字型钢骨采用全熔透坡口焊缝连接，腹板与柱内十字型钢骨采用高强摩擦型螺栓连接。具体连接构造应符合国家现行标准《钢结构设计规范》GB50017、《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99的规定。套筒与柱内十字型钢骨连接，可焊接机械连接套筒采用现行行业标准《钢筋机械连接技术规程》JGJ107规定的一级接头，隔板标高与套筒标高相同有益效果：本发明通过柱内设置十字型钢骨有效增强了柱抗侧力刚度与延性；在节点域、梁端和柱端的塑性区采用钢纤维混凝土，可有效改善塑性区混凝土抗拉强度和抗裂能力，增强塑性区的变形能力和承载能力，进而提高结构抗震性能。附图说明图1是本发明塑性区掺入钢纤维的型钢混凝土框架梁柱节点实施例的截面结构示意图；图2是组合节点的三维立体图；图3是型钢混凝土柱和型钢混凝土梁内型钢连接构造图；图4是图1的A-A剖面图；图5是纵筋与套筒及柱钢骨连接平面示意图；图中:1—型钢混凝土梁，2—钢纤维混凝土，3—柱箍筋，4—柱纵筋，5—柱内十字型钢骨，6—套筒，7—型钢混凝土柱，8—角焊缝，9—梁内H型钢，10—梁贯通纵筋，11—梁箍筋，12—梁不贯通纵筋，13—角焊缝，14—钢筋穿孔。具体实施方式下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明：如图1-5所示，一种塑性区钢纤维增强的型钢混凝土框架梁柱节点，包括型钢骨混凝土梁1、型钢骨混凝土柱7、钢纤维混凝土2、柱内十字型钢骨5和梁内H型钢9；所述型钢骨混凝土柱7内设有柱箍筋3、柱纵筋4和柱内十字型钢骨5；所述柱内十字型钢骨5由四个H型型钢与十字形钢板焊接而成；所述十字形钢板位于钢骨中心，由三块钢板焊接而成，四个H型型钢的翼缘分别与中心的十字形钢板焊接，四个H型型钢围绕十字形钢板对称布置；所述柱箍筋3包括矩形双肢箍和八边形双肢箍；所述矩形双肢箍位于钢筋笼最外侧，封闭围合在全部所述柱纵筋4外部；八边形双肢箍位于矩形双肢箍上方，封闭围合在部分所述柱纵筋4外部；所述钢筋笼每侧至少布置四根柱纵筋4，柱纵筋4对称布置；所述型钢骨混凝土梁1内设有梁箍筋11、套筒6、梁贯通纵筋10、梁不贯通纵筋12和梁内H型钢9；所述梁内H型钢9翼缘与柱内十字型钢骨5翼缘通过角焊缝8连接，柱内十字型钢骨5翼缘与梁内H型钢9腹板通过高强摩擦型螺栓连接；所述梁不贯通纵筋12通过套筒6与柱内十字型钢骨5连接，梁不贯通纵筋12套在套筒6内，套筒6通过角焊缝13连接在柱内十字型钢骨5翼缘之上；梁贯通纵筋10穿过梁内H型钢9腹板，梁内H型钢9腹板上钢筋穿孔14两个方向高度错开，节点区另一侧梁贯通纵筋10自然弯曲贯穿通过梁内H型钢9腹板；所述型钢骨混凝土梁1端部、型钢骨混凝土柱7端部、及梁柱节点的塑性区均采用钢纤维混凝土2。所述梁内H型钢9翼缘与柱内十字型钢骨5翼缘采用全熔透坡口焊缝连接。所述型钢骨混凝土梁1端部、型钢骨混凝土柱7端部采用钢纤维混凝土2的长度分别为lpb和lpc，梁截面长为hb，柱截面长为hc，lpb＝αhb，lpc＝αhc，当抗震设防烈度为6，7或8度时，α取1.0，1.5或2.0。上述塑性区钢纤维增强的型钢混凝土框架梁柱节点的制作方法，包括如下步骤:1柱型钢翼缘与梁型钢翼缘通过焊缝连接，柱型钢翼缘与梁型钢腹板通过高强摩擦型螺栓连接；2绑扎纵向钢筋、矩形双肢箍、八边形双肢箍，形成钢筋笼，梁纵筋插入套筒，套筒焊接于柱型钢翼缘上；3支模板；4根据确定的型钢混凝土组合节点掺入钢纤维范围，掺入钢纤维，浇筑混凝土，成型即为局部掺入钢纤维的型钢混凝土组合节点。以上结合附图对本发明专利的实施方式做出详细说明，但本发明专利不局限于所描述的实施方式。对本领域的普通技术人员而言，在本发明专利的原理和技术思想的范围内，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变形仍落入本发明专利的保护范围内。

权利要求：1.一种塑性区钢纤维增强的型钢混凝土框架梁柱节点，其特征在于：包括型钢骨混凝土梁、型钢骨混凝土柱、钢纤维混凝土、柱内十字型钢骨和梁内H型钢；所述型钢骨混凝土柱内设有柱箍筋、柱纵筋和柱内十字型钢骨；所述柱内十字型钢骨由四个H型型钢与十字形钢板焊接而成；所述十字形钢板位于钢骨中心，由三块钢板焊接而成，四个H型型钢的翼缘分别与中心的十字形钢板焊接，四个H型型钢围绕十字形钢板对称布置；所述柱箍筋包括矩形双肢箍和八边形双肢箍；所述矩形双肢箍位于钢筋笼最外侧，封闭围合在全部所述柱纵筋外部；八边形双肢箍位于矩形双肢箍上方，封闭围合在部分所述柱纵筋外部；所述钢筋笼每侧至少布置四根柱纵筋，柱纵筋对称布置；所述型钢骨混凝土梁内设有梁箍筋、套筒、梁贯通纵筋、梁不贯通纵筋和梁内H型钢；所述梁内H型钢翼缘与柱内十字型钢骨翼缘通过角焊缝连接，柱内十字型钢骨翼缘与梁内H型钢腹板通过高强摩擦型螺栓连接；所述梁不贯通纵筋通过套筒与柱内十字型钢骨连接，梁不贯通纵筋套在套筒内，套筒通过角焊缝连接在柱内十字型钢骨翼缘之上；梁贯通纵筋穿过梁内H型钢腹板，梁内H型钢腹板上钢筋穿孔两个方向高度错开，节点区另一侧梁贯通纵筋自然弯曲贯穿通过梁内H型钢腹板；所述型钢骨混凝土梁端部、型钢骨混凝土柱端部、及梁柱节点的塑性区均采用钢纤维混凝土。2.根据权利要求1所述的塑性区钢纤维增强的型钢混凝土框架梁柱节点，其特征在于：所述梁内H型钢翼缘与柱内十字型钢骨翼缘采用全熔透坡口焊缝连接。3.根据权利要求1所述的塑性区钢纤维增强的型钢混凝土框架梁柱节点，其特征在于：所述型钢骨混凝土梁端部、型钢骨混凝土柱端部采用钢纤维混凝土的长度分别为lpb和lpc，梁截面长为hb，柱截面长为hc，lpb＝αhb，lpc＝αhc，当抗震设防烈度为6，7或8度时，α取1.0，1.5或2.0。

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