型鋼梁及型鋼柱節(jié)點(diǎn)的鋼筋穿孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及型鋼梁及型鋼柱節(jié)點(diǎn)的鋼筋穿孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)，包括型鋼梁及型鋼柱，在型鋼梁/柱節(jié)點(diǎn)的腹板部設(shè)有若干個鋼筋孔，其特征在于：所述鋼筋孔在型鋼梁/柱的腹板部等間距分布；在腹板部的帶鋼筋孔處設(shè)有一塊或多塊補(bǔ)強(qiáng)鋼板，所述補(bǔ)強(qiáng)鋼板布置在型鋼梁/柱節(jié)點(diǎn)的腹板部的一側(cè)或兩側(cè)；每塊補(bǔ)強(qiáng)鋼板的四周與型鋼的鋼板部通過焊接固定連接、形成單補(bǔ)強(qiáng)板疊加結(jié)構(gòu)或雙補(bǔ)強(qiáng)板疊加結(jié)構(gòu)；補(bǔ)強(qiáng)孔的大小和形狀與對接部位的鋼筋孔吻合對應(yīng)。本實(shí)用新型由于采用鋼板疊合周邊焊接的補(bǔ)強(qiáng)方式在補(bǔ)強(qiáng)鋼板的四周焊接、補(bǔ)強(qiáng)孔處不焊接，形成補(bǔ)強(qiáng)鋼板四周與型鋼梁/柱腹板的固定連接結(jié)構(gòu)；因此，可簡化焊接工序，具有焊接藝簡單、工期短和施工效率高的有益效果。
【專利說明】型鋼梁及型鋼柱節(jié)點(diǎn)的鋼筋穿孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種型鋼梁及型鋼柱節(jié)點(diǎn)的鋼筋穿孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)，特別適用于高層或中高層建筑中混凝土型鋼梁/柱節(jié)點(diǎn)的補(bǔ)強(qiáng)。屬于建筑結(jié)構(gòu)【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，在建筑【技術(shù)領(lǐng)域】，型鋼混凝土梁、柱節(jié)點(diǎn)中，需要將梁、柱中使用的鋼筋穿過型鋼腹板。常規(guī)的做法是行在型鋼腹板上預(yù)留鋼筋孔，并在現(xiàn)場施工時對型鋼的鋼筋孔處進(jìn)行貼板補(bǔ)強(qiáng)。所述補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計主要是參照國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計圖集《型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)構(gòu)造》(04SG523)。此補(bǔ)強(qiáng)方法存在以下缺點(diǎn):(1)為了能夠在現(xiàn)場施工，一般要求補(bǔ)強(qiáng)板開孔直徑比型鋼腹板的預(yù)留鋼筋孔更大，造成除了在補(bǔ)強(qiáng)板周邊與型鋼腹板焊接外，還需要在補(bǔ)強(qiáng)孔邊的邊緣處與型鋼腹板焊接，造成焊接工序多、工期長、效率低。(2)由于補(bǔ)強(qiáng)板開孔直徑與鋼筋直徑、型鋼板厚、補(bǔ)強(qiáng)板板厚、鋼筋與型鋼的相對夾角等多個參數(shù)有關(guān)。當(dāng)型鋼板厚變化時，補(bǔ)強(qiáng)板厚度及開孔大小將不同，導(dǎo)致梁、柱鋼筋間距不統(tǒng)一，使鋼筋布置復(fù)雜且構(gòu)件加工時容易出錯，造成施工現(xiàn)場出現(xiàn)鋼筋無法穿過的情況。(3)鋼筋穿孔較多時，補(bǔ)強(qiáng)焊接也增多，造成型鋼板焊接結(jié)構(gòu)復(fù)雜、節(jié)點(diǎn)焊接殘余應(yīng)力和變形將較大。
[0003]因此，現(xiàn)有技術(shù)的補(bǔ)強(qiáng)方法施工較為復(fù)雜，特別是對復(fù)雜結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)(如高層建筑轉(zhuǎn)換層節(jié)點(diǎn)等)，加工制作及現(xiàn)場鋼筋施工困難，有必要研究一種能簡化施工程序的鋼筋穿孔補(bǔ)強(qiáng)方法及補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的，是針對現(xiàn)有技術(shù)存在加工工藝復(fù)雜、型鋼板焊接結(jié)構(gòu)復(fù)雜、節(jié)點(diǎn)焊接殘余應(yīng)力和變形大的問題，提供一種型鋼梁及型鋼柱節(jié)點(diǎn)的鋼筋穿孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)，該補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)具有簡單、施工技術(shù)方便和生產(chǎn)成本低的特點(diǎn)。
[0005]本實(shí)用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案達(dá)到:
[0006]型鋼梁及型鋼柱節(jié)點(diǎn)的鋼筋穿孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)，包括型鋼梁及型鋼柱，在型鋼梁/柱節(jié)點(diǎn)的腹板部設(shè)有若干個鋼筋孔，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在于:所述鋼筋孔在型鋼梁/柱的腹板部等間距分布；在腹板部的帶鋼筋孔處設(shè)有一塊或多塊補(bǔ)強(qiáng)鋼板，所述補(bǔ)強(qiáng)鋼板布置在型鋼梁/柱節(jié)點(diǎn)的腹板部的一側(cè)或兩側(cè)；每塊補(bǔ)強(qiáng)鋼板的四周與型鋼的鋼板部通過焊接固定連接、形成單補(bǔ)強(qiáng)板疊加結(jié)構(gòu)或雙補(bǔ)強(qiáng)板疊加結(jié)構(gòu)；補(bǔ)強(qiáng)孔的大小和形狀與對接部位的鋼筋孔吻合對應(yīng)。
[0007]本實(shí)用新型的目的還可以通過以下技術(shù)方案達(dá)到:
[0008]進(jìn)一步地，在每塊補(bǔ)強(qiáng)鋼板上設(shè)有至少二個補(bǔ)強(qiáng)孔，即每塊補(bǔ)強(qiáng)鋼板至少覆蓋二個鋼筋孔。
[0009]進(jìn)一步地，焊接在型鋼梁腹板的補(bǔ)強(qiáng)鋼板中，設(shè)有二至三排豎向補(bǔ)強(qiáng)孔，每排補(bǔ)強(qiáng)孔有二至三個，形成矩陣式分布結(jié)構(gòu)；焊接在型鋼柱腹板的補(bǔ)強(qiáng)鋼板中，設(shè)有二至五列水平向補(bǔ)強(qiáng)孔，每列水平向補(bǔ)強(qiáng)孔有二至五個，形成矩陣式分布結(jié)構(gòu)；以限制補(bǔ)強(qiáng)鋼板的面積及加強(qiáng)補(bǔ)強(qiáng)鋼板的剛度和補(bǔ)強(qiáng)效果。
[0010]進(jìn)一步地，所述型鋼的腹板部的鋼筋和補(bǔ)強(qiáng)鋼板的補(bǔ)強(qiáng)孔為圓形通孔，兩者對應(yīng)位置的圓形通孔的直徑相等。
[0011]進(jìn)一步地，所述型鋼梁/柱的腹板部和補(bǔ)強(qiáng)鋼板的連接處為焊接式連接結(jié)構(gòu)，補(bǔ)強(qiáng)鋼板的四周與型鋼的腹板部焊接連接，補(bǔ)強(qiáng)孔的周邊與型鋼的腹板部不進(jìn)行焊接連接。
[0012]進(jìn)一步地，補(bǔ)強(qiáng)鋼板的大小根據(jù)等面積原則確定，即同一截面處補(bǔ)強(qiáng)鋼板的面積等于型鋼開孔削弱的面積。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0014]1、本實(shí)用新型由于采用鋼板疊合周邊焊接的補(bǔ)強(qiáng)方式，對型鋼梁/型鋼柱節(jié)點(diǎn)處的型鋼穿孔腹板進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，補(bǔ)強(qiáng)鋼板與型鋼梁/柱腹板接合后，在補(bǔ)強(qiáng)鋼板的四周焊接、補(bǔ)強(qiáng)孔處不焊接，形成補(bǔ)強(qiáng)鋼板四周與型鋼梁/柱腹板的固定連接結(jié)構(gòu)；因此，可簡化焊接工序，具有焊接藝簡單、工期短和施工效率高的有益效果。
[0015]2、本實(shí)用新型由于補(bǔ)強(qiáng)孔的形狀和大小與對應(yīng)的鋼筋孔相同，特別是補(bǔ)強(qiáng)板上的補(bǔ)強(qiáng)孔和型鋼梁/柱腹板上的鋼筋孔直徑相等，因此，補(bǔ)強(qiáng)板可與型鋼梁/柱同時加工開孔，一方面可減少了加工藝的步驟，另一方面可提高補(bǔ)強(qiáng)鋼板上的開孔對應(yīng)型鋼梁/柱腹板上的鋼筋孔的精確度，從而方便現(xiàn)場施工的鋼筋穿插，提高施工效率和施工質(zhì)量。
[0016]3、本實(shí)用新型補(bǔ)強(qiáng)鋼板焊接在型鋼梁/柱腹板預(yù)留鋼筋孔的部分的一側(cè)或二側(cè)、形成單補(bǔ)強(qiáng)板疊加結(jié)構(gòu)或雙補(bǔ)強(qiáng)板疊加結(jié)構(gòu)，特別是形成雙補(bǔ)強(qiáng)板疊加結(jié)構(gòu)，防保證型鋼梁/柱腹板的剛強(qiáng)度，防止出現(xiàn)變形。
[0017]4、焊接在型鋼梁腹板的補(bǔ)強(qiáng)鋼板中，設(shè)有二至三排豎向補(bǔ)強(qiáng)孔，每排補(bǔ)強(qiáng)孔有二至三個，形成矩陣式分布結(jié)構(gòu)；焊接在型鋼柱腹板的補(bǔ)強(qiáng)鋼板中，設(shè)有二至五列水平向補(bǔ)強(qiáng)孔，每列水平向補(bǔ)強(qiáng)孔有二至五個，形成矩陣式分布結(jié)構(gòu)；以限制補(bǔ)強(qiáng)鋼板的面積及加強(qiáng)補(bǔ)強(qiáng)鋼板的剛度和補(bǔ)強(qiáng)效果。解決了節(jié)點(diǎn)焊接殘余應(yīng)力和變形大的問題。
[0018]5、本實(shí)用新型在型鋼寬度范圍的鋼筋間距固定，相鄰構(gòu)件的鋼筋間距是一致的，避免了現(xiàn)場排放鋼筋的隨意性以及型鋼加工預(yù)留孔出錯，避免了現(xiàn)場排放鋼筋的隨意性，保證了節(jié)點(diǎn)混凝土的澆筑質(zhì)量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型具體實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為圖1中A-A向結(jié)構(gòu)剖視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述:
[0022]具體實(shí)施例1:
[0023]參照圖1和圖2，本實(shí)施例包括型鋼梁及型鋼柱，在型鋼梁/柱節(jié)點(diǎn)的腹板部I設(shè)有若干個鋼筋孔1-1，所述鋼筋孔1-1在型鋼梁/柱的腹板部I等間距分布；在腹板部I的帶鋼筋孔1-1處設(shè)有一塊或多塊補(bǔ)強(qiáng)鋼板2，所述補(bǔ)強(qiáng)鋼板2布置在型鋼梁/柱節(jié)點(diǎn)的腹板部的一側(cè)或兩側(cè)；每塊補(bǔ)強(qiáng)鋼板2的四周與型鋼的鋼板部I通過焊接固定連接、形成單補(bǔ)強(qiáng)板疊加結(jié)構(gòu)或雙補(bǔ)強(qiáng)板疊加結(jié)構(gòu)；補(bǔ)強(qiáng)孔2-1的大小和形狀與對接部位的鋼筋孔1-1吻合對應(yīng)。
[0024]本實(shí)施例中:
[0025]在每塊補(bǔ)強(qiáng)鋼板2上設(shè)有四個補(bǔ)強(qiáng)孔2-1，分為二排(或二列)，第排(第列)包括二個補(bǔ)強(qiáng)孔2-1，形成每塊補(bǔ)強(qiáng)鋼板覆蓋四個鋼筋孔1-1的補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)。
[0026]焊接在型鋼梁腹板的補(bǔ)強(qiáng)鋼板中，設(shè)有二排豎向補(bǔ)強(qiáng)孔2-1，每排補(bǔ)強(qiáng)孔2-1有二個，形成矩陣式分布結(jié)構(gòu)；焊接在型鋼柱腹板的補(bǔ)強(qiáng)鋼板中，設(shè)有二列水平向補(bǔ)強(qiáng)孔2-1，每列水平向補(bǔ)強(qiáng)孔2-1有二個，形成矩陣式分布結(jié)構(gòu)；以限制補(bǔ)強(qiáng)鋼板的面積及加強(qiáng)補(bǔ)強(qiáng)鋼板的剛度和補(bǔ)強(qiáng)效果。
[0027]所述型鋼的鋼板部的鋼筋1-1和補(bǔ)強(qiáng)鋼板的補(bǔ)強(qiáng)孔2-1為圓形通孔，兩者對應(yīng)位置的圓形通孔的直徑相等。
[0028]所述型鋼梁/柱的腹板部I和補(bǔ)強(qiáng)鋼板2的連接處為焊接式連接結(jié)構(gòu)，補(bǔ)強(qiáng)鋼板2的四周與型鋼的腹板部I焊接連接，補(bǔ)強(qiáng)孔2-1的周邊與型鋼的腹板部I不進(jìn)行焊接連接。
[0029]其他具體實(shí)施例:
[0030]本實(shí)用新型其他具體實(shí)施的特點(diǎn)是:每塊補(bǔ)強(qiáng)鋼板設(shè)有至少二個補(bǔ)強(qiáng)孔，即每塊補(bǔ)強(qiáng)鋼板至少覆蓋二個鋼筋孔。焊接在型鋼梁的補(bǔ)強(qiáng)鋼板中，設(shè)有二排或三排豎向補(bǔ)強(qiáng)孔，每排補(bǔ)強(qiáng)孔有二個或三個；焊接在型鋼柱的補(bǔ)強(qiáng)鋼板中，設(shè)有二列、三列、四列或五列水平向補(bǔ)強(qiáng)孔，每列水平向補(bǔ)強(qiáng)孔有二個、三個、四個或五個；形成矩陣式分布結(jié)構(gòu)，以限制補(bǔ)強(qiáng)鋼板的面積及加強(qiáng)補(bǔ)強(qiáng)鋼板的剛度和補(bǔ)強(qiáng)效果。補(bǔ)強(qiáng)鋼板的補(bǔ)強(qiáng)孔與型鋼梁/柱腹板上的鋼筋孔同時加工開孔，以保證兩者開孔的形狀、大小吻合精度。補(bǔ)強(qiáng)鋼板的大小根據(jù)等面積原則確定，即同一截面處補(bǔ)強(qiáng)鋼板的面積等于型鋼開孔削弱的面積。其余同具體實(shí)施例1。
[0031]本實(shí)用新型涉及的該補(bǔ)強(qiáng)方式經(jīng)過了相關(guān)試驗(yàn)的驗(yàn)證，例如:對二個鋼板疊合周邊焊接穿孔補(bǔ)強(qiáng)的型鋼柱進(jìn)行了單軸受壓試驗(yàn)研究，對三個鋼板疊合周邊焊穿孔補(bǔ)強(qiáng)的型鋼梁柱節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了低周反復(fù)試驗(yàn)研究，并采用有限元分析方法對各影響參數(shù)進(jìn)行了敏感性分析，證明該補(bǔ)強(qiáng)方式是可行的。
[0032]根據(jù) 申請人:進(jìn)行的相關(guān)試驗(yàn)及有限元分析結(jié)果表明，補(bǔ)強(qiáng)板在構(gòu)件屈服后會出現(xiàn)外鼓現(xiàn)象(未考慮外包混凝土的約束作用)。因此建議:補(bǔ)強(qiáng)板豎向開孔數(shù)不宜大于三排(相關(guān)試驗(yàn)試件豎向開孔三排)，水平開孔數(shù)不宜大于五列(相關(guān)有限元分析試件水平開孔五列)。補(bǔ)強(qiáng)板尺寸較大時，宜分塊分別與型鋼鋼板疊合周邊焊。
[0033]本實(shí)用新型由 申請人:應(yīng)用于工程實(shí)踐的實(shí)例:
[0034]位于廣州市海珠區(qū)東部的琶洲地區(qū)的某結(jié)構(gòu)超限項(xiàng)目，主要為I棟地上22層星級酒店及展覽場地組成，其中裙樓5層，塔樓17層，另設(shè)2層地下室。裙樓高度為39.7米，塔樓高為118.3米。本工程采用框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，重要構(gòu)件均采用型鋼混凝土構(gòu)件(如轉(zhuǎn)換層構(gòu)件及框架柱)或鋼構(gòu)件(如懸挑結(jié)構(gòu)構(gòu)件)。上部塔樓除東、西兩個剪力墻筒體落地外，其余豎向構(gòu)件均在層4?6采用空間轉(zhuǎn)換斜撐或斜柱進(jìn)行轉(zhuǎn)換,形成8.5mX8.5m的柱網(wǎng)。空間轉(zhuǎn)換斜撐或斜柱由層4框架柱或框架梁承托，斜撐傾斜角度約為50°?80°。轉(zhuǎn)換層構(gòu)件均為型鋼混凝土截面，層4轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)相交桿件數(shù)量最多達(dá)8根，層6轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)達(dá)7根。
[0035]本工程轉(zhuǎn)換層節(jié)點(diǎn)有以下特點(diǎn):1)斜柱為單向傾斜，斜撐為雙向傾斜，且節(jié)點(diǎn)相交桿件多，空間節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜；2)截面配筋面積大，且鋼筋需穿型鋼，鋼筋與型鋼的空間關(guān)系復(fù)雜。
[0036]由于鋼筋數(shù)量多，鋼筋穿型鋼節(jié)點(diǎn)時，對節(jié)點(diǎn)削弱大，為保證節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度，采用了鋼板疊合周邊焊接的型鋼鋼板穿孔補(bǔ)強(qiáng)方式，保證節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度的同時簡化施工，以保證施工質(zhì)量。
[0037]該工程結(jié)構(gòu)已完成主體結(jié)構(gòu)施工及驗(yàn)收工作。
[0038]本實(shí)用新型采用鋼板疊合周邊焊接的補(bǔ)強(qiáng)方式，對型鋼梁/型鋼柱節(jié)點(diǎn)處的型鋼穿孔腹板進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)；補(bǔ)強(qiáng)鋼板與型鋼梁/柱腹板接合后，在補(bǔ)強(qiáng)鋼板的四周焊接、補(bǔ)強(qiáng)孔處不焊接，形成補(bǔ)強(qiáng)鋼板四周與型鋼梁/柱腹板的固定連接結(jié)構(gòu)；在型鋼梁/柱節(jié)點(diǎn)處，對應(yīng)型鋼梁及型鋼柱腹板預(yù)留鋼筋孔的部分，焊接補(bǔ)強(qiáng)鋼板，根據(jù)設(shè)計及施工要求，所述補(bǔ)強(qiáng)鋼板焊接在型鋼梁/柱腹板預(yù)留鋼筋孔的部分的一側(cè)或二側(cè)、形成單補(bǔ)強(qiáng)板疊加結(jié)構(gòu)或雙補(bǔ)強(qiáng)板疊加結(jié)構(gòu)；根據(jù)型鋼梁/柱腹板預(yù)留鋼筋孔的數(shù)量設(shè)置一塊或多塊補(bǔ)強(qiáng)鋼板，所述補(bǔ)強(qiáng)孔在補(bǔ)強(qiáng)鋼板中的布置與型鋼梁/柱腹板預(yù)留鋼筋孔的分布位置對應(yīng)，所述補(bǔ)強(qiáng)孔的形狀和大小與對應(yīng)的鋼筋孔相同。特別適用于高層或中高層建筑中混凝土型鋼梁/柱節(jié)點(diǎn)的補(bǔ)強(qiáng)。
[0039]以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施例，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的范圍內(nèi)，根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及其實(shí)用新型構(gòu)思加以等同替換或改變，都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.型鋼梁及型鋼柱節(jié)點(diǎn)的鋼筋穿孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)，包括型鋼梁及型鋼柱，在型鋼梁和柱節(jié)點(diǎn)的腹板部(I)設(shè)有若干個鋼筋孔(1-1)，其特征在于:所述鋼筋孔(1-1)在型鋼梁和柱的腹板部(I)等間距分布；在腹板部(I)的帶鋼筋孔(1-1)處設(shè)有一塊或多塊補(bǔ)強(qiáng)鋼板(2)，所述補(bǔ)強(qiáng)鋼板(2)布置在型鋼梁和柱節(jié)點(diǎn)的腹板部的一側(cè)或兩側(cè)；每塊補(bǔ)強(qiáng)鋼板(2)的四周與型鋼的鋼板部(I)通過焊接固定連接、形成單補(bǔ)強(qiáng)板疊加結(jié)構(gòu)或雙補(bǔ)強(qiáng)板疊加結(jié)構(gòu)；補(bǔ)強(qiáng)孔(2-1)的大小和形狀與對接部位的鋼筋孔(1-1)吻合對應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的型鋼梁及型鋼柱節(jié)點(diǎn)的鋼筋穿孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述型鋼的腹板部的鋼筋(1-1)和補(bǔ)強(qiáng)鋼板的補(bǔ)強(qiáng)孔(2-1)為圓形通孔，兩者對應(yīng)位置的圓形通孔的直徑相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的型鋼梁及型鋼柱節(jié)點(diǎn)的鋼筋穿孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)，其特征在于:補(bǔ)強(qiáng)鋼板的大小根據(jù)等面積原則確定，即同一截面處補(bǔ)強(qiáng)鋼板的面積等于型鋼開孔削弱的面積。
【文檔編號】E04B1/58GK204112493SQ201320471214
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2013年8月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月2日
【發(fā)明者】周定, 王維俊, 余永輝, 王松帆, 王偉明, 何東 申請人:廣州市設(shè)計院