本發(fā)明涉及型鋼混凝土梁與型鋼混凝土柱組合框架節(jié)點，特別涉及i字型鋼src梁—對角線布置十字型鋼src柱組合節(jié)點。

背景技術(shù)：

型鋼混凝土結(jié)構(gòu)是以型鋼為骨架并在型鋼周圍配置鋼筋和澆注混凝土的埋入式組合結(jié)構(gòu)體系，簡稱src結(jié)構(gòu)。對于型鋼混凝土框架而言，節(jié)點是結(jié)構(gòu)的傳力樞紐，是連接梁和柱的關(guān)鍵部位。目前，src柱-src梁組合結(jié)構(gòu)中，型鋼混凝土柱主要采用i形、和核心十字等幾種型鋼形式，實驗表明，型鋼混凝土柱的抗震性能較普通rc柱有所提高。然而隨著工程應(yīng)用和研究的深入，目前普通型鋼混凝土柱節(jié)點中，src柱常內(nèi)含i字型鋼，此種配鋼形式柱雖比鋼筋混凝土柱具有較強的抗震能力，但其對柱截面的核心混凝土約束效果較差，并且型鋼和混凝土之間的滑移降低了柱的承載力和變形能力，在高地震烈度區(qū)和高軸壓比下的抗震性能仍然不足。因此，改善配鋼形式以提高src柱-src梁組合框架的承載能力和抗震性能，成為在復(fù)雜地震作用下應(yīng)用型鋼混凝土結(jié)構(gòu)時亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種新型型鋼混凝土梁與型鋼混凝土柱組合框架節(jié)點，即i字型鋼src梁-對角線布置十字型鋼src柱組合節(jié)點，克服傳統(tǒng)節(jié)點形式的不足，從而大大改善src梁-src柱組合框架的抗震性能。

本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)的。

一種i字型鋼src梁-對角線布置十字型鋼src柱組合節(jié)點，該src柱組合節(jié)點包括混凝土柱、及設(shè)置于混凝土柱兩側(cè)的混凝土梁，所述混凝土柱包括由若干柱縱向鋼筋、沿柱縱向鋼筋水平圍繞的柱箍筋形成的柱鋼筋框架，在所述混凝土柱中的柱箍筋與柱縱向鋼筋構(gòu)成的框架內(nèi)設(shè)置呈對角線分布的帶翼緣十字型鋼，該帶翼緣十字型鋼腹板上分別垂直設(shè)置有十字型鋼翼緣；

所述混凝土梁包括由若干梁縱向鋼筋、沿梁縱向鋼筋水平圍繞的梁箍筋形成的梁鋼筋框架；在所述混凝土梁中的梁箍筋與梁縱向鋼筋構(gòu)成的框架內(nèi)設(shè)置有i字型鋼，該i字型鋼腹板上分別垂直設(shè)置有i字型鋼翼緣；

設(shè)置于所述混凝土柱兩側(cè)的混凝土梁的i字型鋼沿混凝土柱的十字型鋼腹板夾角水平分布。

進一步，所述十字型鋼翼緣的外側(cè)面分別與混凝土柱的柱箍筋內(nèi)側(cè)面緊貼；所述i字型鋼翼緣寬度與十字型鋼的型鋼翼緣等寬。

進一步，所述混凝土柱為正方形柱，該正方形柱內(nèi)帶翼緣十字型鋼腹板與正方形柱的兩對角線重合。

進一步，所述i字型鋼對稱水平分布在十字型鋼腹板夾角兩端，i字型鋼翼緣削成頂角為直角的等腰直角三角形，伸入十字型鋼腹板之間，與十字型鋼腹板采用三邊圍焊角焊縫方式焊接，在十字型鋼腹板夾角兩端的i字型鋼腹板在同一平面內(nèi)。

進一步，在未設(shè)i字型鋼的十字型鋼腹板夾角上設(shè)置有與i字型鋼腹板平行的水平三角加勁肋，水平三角加勁肋位置與焊接在十字型鋼腹板之間的i字型鋼翼緣相對應(yīng)。

進一步，所述混凝土柱中柱縱向鋼筋分別設(shè)置于方形柱中柱箍筋的四角內(nèi)側(cè)；沿節(jié)點區(qū)混凝土柱中的柱箍筋在i字型鋼腹板處截斷，并焊接于i字型鋼腹板上。

進一步，所述混凝土梁中梁縱向鋼筋分別設(shè)置于方形梁中梁箍筋的四角內(nèi)側(cè)，沿混凝土梁中梁縱向鋼筋在節(jié)點區(qū)截斷，焊接于十字型鋼翼緣上。

進一步，所述型鋼翼緣寬度為混凝土柱截面總寬度的1/4～1/2。

進一步，所述混凝土柱配鋼率為5％～10％，所述混凝土梁配鋼率為3％～5％。

進一步，所述src柱組合節(jié)點的承載力達1076.90kn，承載力提高了34％；極限變形達83.85mm，極限變形達到39％。

本發(fā)明的有益效果是：

在i字型鋼src梁-對角線布置十字型鋼src柱組合節(jié)點中，混凝土柱內(nèi)設(shè)置呈對角線分布的帶翼緣十字型鋼，十字型鋼腹板與柱截面對角線重合，型鋼混凝土柱因此不僅能抵抗斜向地震作用，對角線方向的剪力分解還能有效抵抗多維地震作用；另外，此種配鋼形式下，受型鋼約束的混凝土面積和強度均比普通src柱提高較多，從而柱的延性和耗能能力大大改善；在節(jié)點區(qū)設(shè)置的水平三角加勁肋提高了節(jié)點的整體剛度。此種配鋼形式保證了節(jié)點區(qū)剪切破壞的發(fā)生先于梁端彎曲破壞，節(jié)點區(qū)鋼骨腹板充分發(fā)揮了抗剪性能，即提高了抗震性能，又能體現(xiàn)“強柱弱梁、強節(jié)點弱構(gòu)件”的提法。能夠在大跨結(jié)構(gòu)和地震區(qū)的高層建筑及超高層建筑中得以推廣應(yīng)用，特別是在高地震烈度區(qū)和高軸壓比的情況下。

附圖說明

圖1為i字型鋼src梁-對角線布置十字型鋼src柱組合節(jié)點示意圖。

圖2為節(jié)點區(qū)型鋼骨架連接方式示意圖。

圖3為節(jié)點區(qū)混凝土柱a-a剖示圖。

圖4為混凝土梁b-b剖示圖。

圖中：1為十字型鋼腹板，2為柱縱向鋼筋，3為柱箍筋，4為十字型鋼翼緣，5為加勁肋，6為梁縱向鋼筋，7為i字型鋼腹板，8為i字型鋼翼緣，9為梁縱向鋼筋。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例及附圖對本發(fā)明做進一步說明。需要說明的是，下述實施例僅限于對本發(fā)明的解釋，但不限制本發(fā)明的實施范圍。凡是在本方案基礎(chǔ)上作出的結(jié)構(gòu)的增加或以同樣內(nèi)容的替換，均應(yīng)屬本發(fā)明的保護范圍。

圖1結(jié)合圖3、圖4所示，i字型鋼src梁-對角線布置十字型鋼src柱組合節(jié)點，包括混凝土柱、混凝土梁、及混凝土柱中設(shè)置的箍筋框架、混凝土梁中設(shè)置的箍筋框架，其中：如圖2、圖3所示，混凝土柱包括由若干柱縱向鋼筋2、沿柱縱向鋼筋2水平圍繞的柱箍筋3形成的柱鋼筋框架，在混凝土柱中的柱箍筋3與柱縱向鋼筋2構(gòu)成的框架內(nèi)設(shè)置呈對角線分布的帶翼緣十字型鋼，該帶翼緣十字型鋼腹板1上分別垂直設(shè)置有十字型鋼翼緣4，且十字該型鋼翼緣4的外側(cè)面與柱箍筋3內(nèi)側(cè)面緊貼?；炷亮喊ㄓ扇舾闪嚎v向鋼筋9、沿梁縱向鋼筋9水平圍繞的梁箍筋6形成的梁鋼筋框架；在混凝土梁中的梁箍筋6與梁縱向鋼筋9構(gòu)成的框架內(nèi)設(shè)置有i字型鋼，該i字型鋼腹板7上分別垂直設(shè)置有i字型鋼翼緣8。

如圖2、3所示，i字型鋼對稱水平分布在十字型鋼腹板1夾角兩端，i字型鋼翼緣8削成頂角為直角的等腰直角三角形，伸入十字型鋼腹板1之間，與十字型鋼腹板1采用三邊圍焊角焊縫方式焊接，在十字型鋼腹板1夾角兩端的i字型鋼腹板7在同一平面內(nèi)。在未設(shè)i字型鋼的十字型鋼腹板1夾角上設(shè)置有與i字型鋼腹板7平行的水平三角加勁肋5，水平三角加勁肋5位置與焊接在十字型鋼腹板1之間的i字型鋼翼緣8相對應(yīng)。水平三角加勁肋5的設(shè)置能夠增加節(jié)點的整體剛度，提高型鋼混凝土柱的承載能力和抗震性能。

圖2結(jié)合圖4所示，本發(fā)明i字型鋼翼緣8寬度可以與十字型鋼翼緣4等寬，或根據(jù)安裝實際需要i字型鋼翼緣8寬度與十字型鋼翼緣4寬度不同。

其中，混凝土柱中柱縱向鋼筋2分別設(shè)置于方形柱中柱箍筋3的四角內(nèi)側(cè)；沿節(jié)點區(qū)混凝土柱中的柱箍筋3在i字型鋼腹板7處截斷，并焊接于i字型鋼腹板7上?；炷亮褐辛嚎v向鋼筋9分別設(shè)置于方形梁中梁箍筋6的四角內(nèi)側(cè)，沿混凝土梁中梁縱向鋼筋9在節(jié)點區(qū)截斷，焊接于十字型鋼翼緣4上。

本發(fā)明的i字型鋼src梁—對角線布置十字型鋼src柱組合節(jié)點為一體結(jié)構(gòu)，即將鋼件焊接為圖1所示結(jié)構(gòu)。帶翼緣十字型鋼的型鋼翼緣4垂直設(shè)置在十字型鋼的腹板1上。帶翼緣十字型鋼的總高度等于柱截面的有效高度，該型鋼翼緣4寬度為混凝土截面總寬度的1/4～1/2。i字型鋼翼緣8寬度與十字型鋼的型鋼翼緣4等寬。本實施例節(jié)點區(qū)配箍率1.04，實際軸壓比為0.4，對角線布置十字型鋼src柱的截面配鋼率為6％～9％，src梁i字型鋼配鋼率3％～5％。我們通過試驗研究結(jié)果表明：

為了保證足夠的承載能力和抗震性能，截面的配鋼率不能過低，也不能過高，型鋼配置的過少，達不到目的，但型鋼配置的過多又增加工程造價。結(jié)合試驗研究和我國國情，i字型鋼src梁與對角線布置十字型鋼src柱組合節(jié)點中，節(jié)點區(qū)配箍率在1％～2％為宜，src柱截面配鋼率5％～10％為宜，src梁配鋼率3％～5％為宜，且更宜選用強度較高的型鋼鋼骨。

下述表1給出了本發(fā)明與普通i字型鋼src梁柱節(jié)點抗震性能的比較。

表1本發(fā)明與普通src梁柱節(jié)點受剪承載力和極限變形的比較

i字型鋼src梁—對角線布置十字型鋼src柱組合節(jié)點，為了能更好地確保型鋼與混凝土協(xié)同工作，在截面中配置一定數(shù)量的縱向鋼筋、箍筋和設(shè)置加勁肋完全必要，也非常有效，在我們完成的試驗中，表現(xiàn)出良好的抗震性能。

本發(fā)明所述i字型鋼src梁—對角線布置十字型鋼src柱組合節(jié)點施工工藝：

型鋼混凝土柱與型鋼混凝土梁的組合節(jié)點中所需的對角線布置十字型鋼和i字型鋼骨架均根據(jù)需要由相應(yīng)規(guī)格的鋼板焊接而成，i字型鋼翼緣端部削成頂角為等腰直角三角形的形狀，與十字型鋼腹板進行焊接，再與縱筋和箍筋進行綁扎，對節(jié)點區(qū)進行焊接，設(shè)置加勁肋，從而進一步支模和澆筑混凝土。本發(fā)明提供的新型型鋼混凝土柱與型鋼混凝土梁的組合節(jié)點解決了高地震烈度區(qū)和高軸壓比下的抗震性能不足的問題，創(chuàng)造了一定的社會效益和經(jīng)濟效益。

本發(fā)明并不局限于上述實施例，在本發(fā)明公開的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)所公開的技術(shù)內(nèi)容，不需要創(chuàng)造性的勞動就可以對其中的一些技術(shù)特征作出一些替換和變形，這些替換和變形均在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。