專利名稱：分樓層鋼管混凝土柱r.c節(jié)點的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種建筑結構工程中的分樓層鋼管混凝土柱R.C節(jié)點。
鋼管混凝土柱結構迄今為止都是采用鋼管上下連續(xù)、樓層梁在節(jié)點處連接(如

圖1所示)，包括現行的《鋼管混凝土結構設計與施工規(guī)程》CECS2890中闡述的明牛腿或暗牛腿(穿心的和半穿心的)構造節(jié)點以及經改進后的設置鋼筋抗剪環(huán)加環(huán)梁構造節(jié)點都是如此。如果配合鋼管混凝土柱構件的樓層梁采用的是鋼結構，則傳統(tǒng)做法的梁柱節(jié)點構造還算比較簡單，從而能使鋼管混凝土柱構件的優(yōu)越性得以充分發(fā)揮，然而，在目前現實的國情中，即使采用了鋼管混凝土柱構件，樓層梁更多地仍然是采用鋼筋混凝土結構，這樣，在連接節(jié)點區(qū)段，由于鋼管是上下連續(xù)的，而樓層梁在節(jié)點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構的技術重點和難點。從事于鋼管混凝土柱結構研究的技術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造問題。暫且不去考究各種傳統(tǒng)節(jié)點構造的傳力機理是否可靠，僅其節(jié)點的受力設計及施工操作給設計人員和施工人員帶來的制約乃是客觀存在，并由此產生了許多不足之處1、工程設計中，由于建筑物的使用性質不同，需要的鋼管管徑不同及樓層梁結構型式不同而可能需要采用相應比較合適的節(jié)點型式。這樣，每一項工程的節(jié)點都必須進行設計計算，還必須繪制有關節(jié)點的構造詳圖，在設計階段就無法減輕工作量。
2、由于節(jié)點構造復雜，尤其是管徑不同的連接節(jié)點，施工精度要求高，對施工人員的技術水平和操作機能要求高，對人員的職業(yè)素質要求也高，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樓層高的柱子一次吊裝，但現場塔吊裝備的吊裝能力有限，往往利用不上，若另外調進起重量大的汽車吊設備，增加機械臺班費不說，為了滿足汽車吊行駛、停放處的樓層強度剛度要求，不論是結構一次性加強還是臨時加固，都必須付出相當的經濟代價，從而又增加了工程費用。
3、為了保證節(jié)點區(qū)梁剪力及彎矩的有效傳遞，所附加的鋼構件或環(huán)梁鋼筋的用鋼量相當大。以設置抗剪鋼筋加環(huán)梁的節(jié)點為例，直徑D＝1400mm的一個鋼管混凝土柱節(jié)點之環(huán)梁用鋼量重達800kg，加上柱段的連接配件，此兩項的用鋼量如以單位面積計多達10kg/m2，此用鋼量占結構總用鋼量的1/6～1/7，顯然是一個不小的數字。
本發(fā)明的目的在于提供一種設計簡單、施工方便、力學性能好且造價低的分樓層鋼管混凝土柱R.C節(jié)點。
本發(fā)明的目的可通過以下技術措施實現豎向構件的鋼管混凝土柱于節(jié)點處按樓層凈高分段設置不連續(xù)，樓層鋼筋混凝土水平構件于節(jié)點處貫通連續(xù)，兩分段鋼管混凝土柱之間設有豎向連接鋼筋，豎向連接鋼筋置于兩分段鋼管混凝土柱的管壁內側。
所述節(jié)點處設環(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)點處設方形水平腋形成加強區(qū)，加強區(qū)中配置鋼筋網片。環(huán)形梁或鋼筋網可提供環(huán)向約束，樓層梁面的主筋提供水平約束，以提高節(jié)點區(qū)范圍內的混凝土抗壓承載力。
所述環(huán)梁角部設有短型鋼，進一步提高節(jié)點區(qū)范圍內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)點構造具有以下的優(yōu)點1、由于將樓層梁在節(jié)點處左右前后貫穿，而節(jié)點處的鋼管不連續(xù)，采用分層分段設置，把梁的剪力、彎矩的傳遞改為同普通鋼筋混凝土結構一樣直接傳遞，在節(jié)點處的剪力和彎矩的傳遞與通常的框架結構一樣直接，其受力明確，傳力有保證，其節(jié)點構造更符合框架結構剛性節(jié)點的假定，更能確保整體結構的穩(wěn)定性；與此同時，在應用計算程序進行結構計算分析時，與計算程序對剛性節(jié)點的約定更吻合，避免結構計算時產生的大前提矛盾的差錯。
2、本發(fā)明重點要解決鋼管混凝土柱豎向軸力在節(jié)點區(qū)范圍內的傳遞，而豎向軸力的傳遞通過節(jié)點區(qū)加約束鋼筋及配置豎向連接鋼筋即可解決，從而使節(jié)點設計更加簡單化。
3、設計簡單及構造簡單即意味著施工操作簡單，事實上與普通鋼筋混凝土結構無大的區(qū)別，只會更易操作而不會增加絲毫的難度，這為一般的施工隊伍提供了施工的可能性。
4、需要增設的鋼筋僅是節(jié)點區(qū)的約束鋼筋和鋼管上下連接鋼筋，其數量有限，較之傳統(tǒng)節(jié)點的用鋼量少得多，從而降低了結構造價。
5、本發(fā)明特別適用于采用寬扁梁樓層結構，這為降低樓層層高，以取得良好的宏觀經濟效益創(chuàng)造了條件；更使鋼管混凝土柱結構固有的優(yōu)越性得以充分發(fā)揮，為鋼管混凝土柱結構的廣泛應用鋪平了道路。
下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
圖1為傳統(tǒng)鋼管混凝土梁、柱連接節(jié)點示意圖；圖2為本發(fā)明鋼管混凝土柱R.C節(jié)點示意圖；圖3為本發(fā)明實施例一的結構示意圖；圖4為圖3的俯視圖；圖5為本發(fā)明實施例二的結構示意圖；圖6為圖5的俯視圖。
如圖2所示，為本發(fā)明鋼管混凝土柱R.C節(jié)點示意圖，其中豎向構件的鋼管混凝土柱1于節(jié)點處按樓層凈高分段設置不連續(xù)，樓層鋼筋混凝土水平構件2于節(jié)點處貫通連續(xù)，水平構件可為常規(guī)截面尺寸的框架梁、寬扁梁或無梁樓蓋平板；兩分段鋼管混凝土柱之間設有用于傳遞鋼管柱內力的豎向連接鋼筋3，豎向連接鋼筋在鋼管柱內壁呈等距離分布，豎向連接鋼筋之間也可配置箍筋8(如圖3所示)，通過點焊把豎向連接鋼筋固定在鋼管柱內壁。這樣框架梁等水平構件在節(jié)點處左右前后貫穿，而鋼管柱分層分段設置，與普通鋼筋混凝土梁無異，有關梁的剪力、彎矩在節(jié)點處的承受和傳遞已經不存在問題，需要完善的是提高節(jié)點范圍內混凝土的抗壓承載力。
如圖3、圖4所示，為本發(fā)明實施例一的結構示意圖，通過在節(jié)點處加設環(huán)形水平腋形成環(huán)梁，環(huán)梁中配置多層多圈環(huán)形受力鋼筋6及固定環(huán)形受力鋼筋的放射形環(huán)梁箍筋7，本實施例一中配置六層，每層為三圈，環(huán)形梁可提供環(huán)向約束，連續(xù)的樓層梁面主筋4、梁底主筋5提供水平約束，提高節(jié)點區(qū)范圍內的混凝土抗壓承載力；上述環(huán)形受力鋼筋根據不同抗壓承載力的需要，可采用不同的規(guī)格，下表1中列舉了三種規(guī)格。在環(huán)梁四個角區(qū)還可穿插短型鋼，型鋼可以是槽鋼、角鋼、工字鋼等(圖中未示出)，這樣可進一步提高節(jié)點區(qū)范圍內的混凝土抗壓承載力。
如圖5、圖6所示，為本發(fā)明實施例二的結構示意圖，通過在節(jié)點處設方形水平腋形成加強區(qū)，加強區(qū)中配置多層鋼筋網片9，本實施例二中配置五層鋼筋網片，同樣起到提高節(jié)點區(qū)范圍內的混凝土抗壓承載力的作用。
表1各種連接構件采用的規(guī)格
權利要求
1.一種分樓層鋼管混凝土柱R.C節(jié)點，其特征在于豎向構件的鋼管混凝土柱按樓層凈高分段設置不連續(xù)，樓層鋼筋混凝土水平構件于節(jié)點處貫通連續(xù)，兩分段鋼管混凝土柱之間設有豎向連接鋼筋，豎向連接鋼筋置于兩分段鋼管混凝土柱的管壁內側。
2.根據權利要求1所述的分樓層鋼管混凝土柱R.C節(jié)點，其特征在于在節(jié)點處設環(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。
3.根據權利要求1所述的分樓層鋼管混凝土柱R.C節(jié)點，其特征在于在節(jié)點處設方形水平腋形成加強區(qū)，加強區(qū)中配置鋼筋網片。
4.根據權利要求2所述的分樓層鋼管混凝土柱R.C節(jié)點，其特征在于在環(huán)梁角部設有提高節(jié)點區(qū)的承載力的短型鋼。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種分樓層鋼管混凝土柱R.C節(jié)點,其中豎向構件的鋼管混凝土柱按樓層凈高分段設置不連續(xù),樓層鋼筋混凝土水平構件于節(jié)點處貫通連續(xù),兩分段鋼管混凝土柱之間設有豎向連接鋼筋,豎向連接鋼筋置于兩分段鋼管混凝土柱的管壁內側。本發(fā)明設計簡單、施工方便、力學性能好且造價低,為受力性能優(yōu)越的鋼管混凝土柱的廣泛應用開拓了新的途徑。
文檔編號E04B1/38GK1329202SQ01127660
公開日2002年1月2日 申請日期2001年7月26日 優(yōu)先權日2001年7月26日
發(fā)明者張元坤, 李盛勇, 容柏生 申請人:廣東省建筑設計研究院