專利名稱：一種配垂直拉筋的鋼筋混凝土框架節(jié)點(diǎn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種配垂直拉筋的鋼筋混凝土框架節(jié)點(diǎn)，屬于鋼筋混凝土框架梁柱節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
我國屬于地震多發(fā)國家，不可預(yù)知的地震給人類社會(huì)造成了巨大的生命和財(cái)產(chǎn)損失；同時(shí)，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)在我國的土木工程領(lǐng)域中應(yīng)用十分廣泛。由于地震的突發(fā)性、巨大破壞性和難預(yù)報(bào)性，對(duì)于如何提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震性能是預(yù)防地震災(zāi)害的主要問題。在鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)中，節(jié)點(diǎn)又是框架結(jié)構(gòu)的重要受力部位；在強(qiáng)震作用下，節(jié)點(diǎn)核心區(qū)受彎矩，剪力，軸壓力復(fù)雜作用，成為框架結(jié)構(gòu)中薄弱部位，而且屬于的脆性破壞，往往導(dǎo)致難以修復(fù)的破壞，甚至是整個(gè)結(jié)構(gòu)的倒塌。為此，在我國建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范《GB50011-2010》中，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)采用“強(qiáng)剪弱彎，強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”原則。在大震作用下，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的梁鉸機(jī)制優(yōu)于柱鉸機(jī)制，梁鉸機(jī)制可在保持豎向承載能力的條件下，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大變形而不倒塌，最大限度地吸收地震能量。理想的塑性餃?zhǔn)鞘紫瘸霈F(xiàn)梁端，推遲塑性餃出現(xiàn)柱端，盡量避免框架結(jié)構(gòu)的倒塌。在強(qiáng)震作用下，地震烈度成果結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防烈度時(shí)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在出現(xiàn)梁鉸機(jī)制之后，可能發(fā)生節(jié)點(diǎn)破壞，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過大變形而倒塌。在汶川地震中，大量的震害表明，鋼筋混凝土框架存在由于節(jié)點(diǎn)承載力不足，不滿足強(qiáng)節(jié)點(diǎn)要求而導(dǎo)致框架整體倒塌的結(jié)構(gòu)。要提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的抗震性能，從而消除這些安全隱患。對(duì)這類結(jié)構(gòu)采取何種設(shè)計(jì)，以提高其抗震性能，滿足抗震設(shè)計(jì)需求，是急需解決的問題。目前，我們國家建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范《GB50011-2010》在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，雖然采用了“強(qiáng)剪弱彎，強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”設(shè)計(jì)原則。但是各種因素，在實(shí)際結(jié)構(gòu)中達(dá)不到“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)”。目前，對(duì)于這些"弱節(jié)點(diǎn)"結(jié)構(gòu)要突破各種條件的制約，提高其抗震性能，如節(jié)點(diǎn)的抗剪承載力、剛度、延性、耗能能力等。因此，為了有效預(yù)防及減小地震災(zāi)害，還應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)框架節(jié)點(diǎn)抗震性能設(shè)計(jì)的研究；在鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件加固中，梁、柱的加固方法已有相應(yīng)的規(guī)范指導(dǎo)，但是由于框架節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的加固較為困難，目前，尚未成熟可行加固方法，更無相應(yīng)的規(guī)范指導(dǎo)。目前，國內(nèi)外已有的關(guān)于鋼筋混凝土框架節(jié)點(diǎn)的加固技術(shù)主要有:1)增大截面法；2)外包鋼加固法；3)粘貼鋼板加固法；4)粘貼碳纖維加固法；這幾種加固方法，多適應(yīng)于平面節(jié)點(diǎn)核心區(qū)，存在結(jié)構(gòu)卸荷、應(yīng)變滯后、現(xiàn)場(chǎng)施工等諸多問題；而且對(duì)于空間節(jié)點(diǎn)，由于直交梁的存在，給節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的加固帶來不便，因此，框架空間節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的抗震性能設(shè)計(jì)需得到很好的解決。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述鋼筋混凝土框架節(jié)點(diǎn)的剛度、延性等抗震性能不足，不能滿足抗震規(guī)范的“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)”要求的問題，提供一種配垂直拉筋的鋼筋混凝土框架節(jié)點(diǎn)；可以明顯的提高節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的剛度、延性等抗震性能。根據(jù)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的受力機(jī)理，此設(shè)計(jì)方法主要通過配置垂直拉筋加強(qiáng)對(duì)核心區(qū)混凝土的約束作用來實(shí)現(xiàn)其抗震性能。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:一種配垂直拉筋的鋼筋混凝土框架節(jié)點(diǎn)，是由柱(2)與梁(3)相交叉形成的節(jié)點(diǎn)核心區(qū)(1)，并在節(jié)點(diǎn)核心區(qū)(I)配置節(jié)點(diǎn)垂直拉筋(8)而組成的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括節(jié)點(diǎn)核心區(qū)(I)、柱(2)、梁(3)、梁縱筋(4)、梁箍筋(5)、柱縱筋(6)、柱箍筋(7)、節(jié)點(diǎn)垂直拉筋(8);所述節(jié)點(diǎn)核心區(qū)(I)由柱(2)、梁3相交形成的矩形區(qū)域，所述節(jié)點(diǎn)垂直拉筋(8)是垂直于柱(2)、梁(3)所形成的平面，且貫穿節(jié)點(diǎn)核心區(qū)。節(jié)點(diǎn)垂直拉筋(8)沿梁縱筋(4)的方向是每對(duì)柱縱筋(6)上都布置，或者隔一個(gè)柱縱筋(6)布置一個(gè)節(jié)點(diǎn)垂直拉筋(8)。進(jìn)一步,其特征在于:所述節(jié)點(diǎn)垂直拉筋(8)直徑為6mm 20mm。進(jìn)一步，其特征在于:所述節(jié)點(diǎn)垂直拉筋(8)末端應(yīng)做成180°彎鉤，彎鉤端頭平直段長度不應(yīng)小于拉筋直徑的10倍，兩端的彎鉤套在柱縱筋(6)上。進(jìn)一步，其特征在于:所述節(jié)點(diǎn)垂直拉筋(8)豎向間距即在柱縱筋(6)上的最小間距值等于min{柱縱筋6直徑的8倍，梁3豎直方向的高度(hb)的1/4，150mm}。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):1、節(jié)省鋼筋用量。從節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的約束的角度出發(fā)，采用節(jié)點(diǎn)垂直拉筋8對(duì)核心區(qū)的較強(qiáng)約束作用，在同直徑同間距時(shí)，可以節(jié)省50%鋼筋用量；在增加拉筋直徑，或者減小拉筋間距時(shí)，可以節(jié)省20% 30%的鋼筋用量。同時(shí)還可以保證節(jié)點(diǎn)核心區(qū)同樣的變形能力。2、抗剪承載力高。從節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的斜壓桿模型出發(fā)，通過節(jié)點(diǎn)垂直拉筋8對(duì)核心區(qū)的較強(qiáng)約束作用，從而提高節(jié)點(diǎn)核心區(qū)混凝土的抗壓強(qiáng)度，進(jìn)而提高節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的抗剪承載力。使之具有較好的剛度、延性等抗震性能。3、抗震性能好。通過節(jié)點(diǎn)垂直拉筋8對(duì)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的約束作用，進(jìn)而提高節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的剛度、延性。使之具有較好的剛度、延性等抗震性能。4、施工簡單、適應(yīng)性強(qiáng)。由于節(jié)點(diǎn)核心區(qū)有梁縱筋、柱縱筋通過，空間有限，給施工帶來不便。而僅布置垂直拉筋，施工方便，效率很高。適合各種形式的節(jié)點(diǎn)核心區(qū)。通過對(duì)采用發(fā)明的配垂直拉筋的鋼筋混凝土框架節(jié)點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)研究表明，節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的抗剪承載力有所提高，剛度、延性有明顯的提高，滿足框架節(jié)點(diǎn)的抗震性能要求。下面通過附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明的鋼筋混凝土節(jié)點(diǎn)核心區(qū)立面示意圖；圖2為本發(fā)明的鋼筋混凝土節(jié)點(diǎn)核心區(qū)平面示意圖；圖3為本發(fā)明的鋼筋混凝土節(jié)點(diǎn)核心區(qū)立面配筋圖；圖4為本發(fā)明的鋼筋混凝土節(jié)點(diǎn)核心區(qū)平面配筋圖；1、節(jié)點(diǎn)核心區(qū)，2、柱，3、梁，4、梁縱筋，5、梁箍筋，6、柱縱筋，7、柱箍筋，8、節(jié)點(diǎn)垂直拉筋。
具體實(shí)施例方式一種配垂直拉筋的鋼筋混凝土框架節(jié)點(diǎn)，是由柱2與梁3相交叉形成的節(jié)點(diǎn)核心區(qū)1，并在節(jié)點(diǎn)核心區(qū)I配置節(jié)點(diǎn)垂直拉筋8而組成的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括節(jié)點(diǎn)核心區(qū)I (節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的豎直方向的高度為hb，沿梁縱筋4方向的長度為hc，沿梁箍筋5方向的寬度為be)、柱2、梁3、梁縱筋4、梁箍筋5、柱縱筋6、柱箍筋7、節(jié)點(diǎn)垂直拉筋8 ;所述節(jié)點(diǎn)核心區(qū)I由柱2、梁3相交形成的矩形區(qū)域；所述節(jié)點(diǎn)垂直拉筋8是垂直于柱2、梁3所形成的平面，且貫穿節(jié)點(diǎn)核心區(qū)。節(jié)點(diǎn)垂直拉筋8沿梁縱筋4的方向是每對(duì)柱縱筋6上都布置，或者隔一個(gè)柱縱筋6布置一個(gè)節(jié)點(diǎn)垂直拉筋8。所述節(jié)點(diǎn)垂直拉筋8末端應(yīng)做成1800彎鉤，彎鉤端頭平直段長度不應(yīng)小于拉筋直徑的10倍，兩端的彎鉤套在柱縱筋6上。節(jié)點(diǎn)核心區(qū)立面示意圖見圖1 ;鋼筋混凝土節(jié)點(diǎn)核心區(qū)平面示意圖見圖2 ;鋼筋混凝土節(jié)點(diǎn)核心區(qū)立面配筋圖見圖3 ;鋼筋混凝土節(jié)點(diǎn)核心區(qū)平面配筋圖見圖4 ;節(jié)點(diǎn)垂直拉筋8直徑為6mm 20mm ;所述節(jié)點(diǎn)垂直拉筋8豎向間距最小值等于min{柱縱筋6直徑的8倍,梁3豎直方向的高度hb的1/4，150mm};節(jié)點(diǎn)垂直拉筋8水平面上每對(duì)柱縱筋6都布置，或者隔一拉一。以上所述，僅為發(fā)明的其中一種實(shí)施例。對(duì)于其他的鋼筋混凝土框架節(jié)點(diǎn)形式，也可以同樣設(shè)置垂直箍筋。凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例做的任何修改、變更或等效結(jié)構(gòu)變化，均應(yīng)屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種配垂直拉筋的鋼筋混凝土框架節(jié)點(diǎn)，是由柱(2)與梁(3)相交叉形成的節(jié)點(diǎn)核心區(qū)(1)，并在節(jié)點(diǎn)核心區(qū)(I)配置節(jié)點(diǎn)垂直拉筋(8)而組成的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括節(jié)點(diǎn)核心區(qū)(I)、柱(2)、梁(3)、梁縱筋(4)、梁箍筋(5)、柱縱筋(6)、柱箍筋(7)、節(jié)點(diǎn)垂直拉筋(8);所述節(jié)點(diǎn)核心區(qū)(I)由柱(2)、梁3相交形成的矩形區(qū)域，所述節(jié)點(diǎn)垂直拉筋(8)是垂直于柱(2)、梁(3)所形成的平面，且貫穿節(jié)點(diǎn)核心區(qū)。
2.按照權(quán)利要求1的一種配垂直拉筋的鋼筋混凝土框架節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述節(jié)點(diǎn)垂直拉筋(8)直徑為6mm 20mm。
3.按照權(quán)利要求1的一種配垂直拉筋的鋼筋混凝土框架節(jié)點(diǎn)，其特征在于，其特征在于:所述節(jié)點(diǎn)垂直拉筋(8)末端應(yīng)做成180°彎鉤，彎鉤端頭平直段長度不應(yīng)小于拉筋直徑的10倍，兩端的彎鉤套在柱縱筋(6)上。
4.按照權(quán)利要求1的一種配垂直拉筋的鋼筋混凝土框架節(jié)點(diǎn)，其特征在于，節(jié)點(diǎn)垂直拉筋(8 )沿梁縱筋(4)的方向是每對(duì)柱縱筋(6 )上都布置，或者隔一個(gè)柱縱筋(6 )布置一個(gè)節(jié)點(diǎn)垂直拉筋(8)。
全文摘要
一種配垂直拉筋的鋼筋混凝土框架節(jié)點(diǎn)，屬于鋼筋混凝土框架梁柱節(jié)點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域。包括節(jié)點(diǎn)核心區(qū)、柱、梁、梁縱筋、梁箍筋、柱縱筋、柱箍筋、節(jié)點(diǎn)垂直拉筋，節(jié)點(diǎn)核心區(qū)是由柱與梁相交叉形成的矩形區(qū)域；在節(jié)點(diǎn)核心區(qū)配置垂直于柱、梁所形成的平面直徑為6mm～20mm的節(jié)點(diǎn)垂直拉筋，節(jié)點(diǎn)垂直拉筋末端應(yīng)做成180°彎鉤，彎鉤端頭平直段長度不應(yīng)小于拉筋直徑的10倍；本發(fā)明能給節(jié)點(diǎn)核心區(qū)混凝土提供約束作用，在節(jié)省鋼筋的同時(shí)，可以提高節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的承載力、延性等抗震性能。
文檔編號(hào)E04B1/58GK103195169SQ20131008219
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月14日
發(fā)明者李振寶, 郭二偉, 解詠平, 趙春曉, 黃立 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)