CN101550727B - 一种柱与梁连接的结点 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种新型的建筑结构的柱端结点,即柱与楼板通过设置两块钢板连接。两钢板的接触面积小于柱端的截面面积,柱的竖向钢筋在两钢板之间配置数量相对少于柱端处的配置数量,结点的刚度及抗弯能力低于柱端的其余部位,控制结点区为柱的耗能区,避免柱端在地震或风等水平荷载作用下产生破坏,保护了整根柱子的安全,从而达到了规范要求的“强柱弱梁”的效果,提高建筑物在地震及风荷载作用下的抵抗破坏能力,有效地保护人民生命财产安全。

Description

一种柱与梁连接的结点
技术领域
[0001] 本发明涉及应用于建筑工程的钢筋混凝土结构和钢-混凝土组合结构的结点,具 体涉及一种柱与梁连接的结点。
背景技术
[0002] 目前的钢筋混凝土结构或钢-混凝土组合结构中,结构体系有框架结构、剪力墙 结构、框架-剪力墙结构、框架-筒体结构、筒体结构、筒中筒结构。上述各类结构的各构件 的相互连接均采用刚性连接。一般的多层及高层建筑中,由于框架结构、框架-剪力墙结 构、框架-筒体结构具有布置灵活、空间大,得到广泛的应用。
[0003] 常规结构的柱与楼板为刚性连接,在荷载作用下,柱的弯矩最大值位于柱端,柱端 承受弯矩、剪力和轴力的共同作用,因此,柱破坏往往发生于柱端。根据有关专家学者的研 究结果,楼板的刚度很大,梁与板均配有钢筋,楼板的抗弯能力也很大,按目前我国的有关 结构设计规范进行的建筑结构设计,实际上并没有达到规范要求的“强柱弱梁”的结果,具 有很大的安全隐患。汶川大地震的调查结果即表明,具有框架成分的结构,在地震作用下, 结构主要是柱端发生破坏,而梁端很少发生破坏,大量建筑物因柱破坏而发生倒塌,造成巨 大的生命财产损失,建筑物没有真正实现“强柱弱梁”,与规范要求不符。柱端一旦破坏,往 往无法修复,因此,采用目前的结构形式,要实现“强柱弱梁”,势必大大增加柱的截面尺寸 及配筋量,但同时带来以下几方面问题:(1)大大增加建筑物成本;(¾影响建筑使用,减少 有效使用面积;C3)增加结构的重量及刚度,又进行一步增加地震作用,相当多的柱甚至成 为短柱,进一步增加建筑物成本。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的缺点,提供一种柱与梁连接的结点,本发明结 构简单、施工方便,即柱与楼板通过设置两块钢板连接。通过调整两钢板的接触面积或减少 柱筋在钢板厚度范围内的配置数量,结点的刚度及抗弯能力低于柱端的其余部位,有意控 制本结点区为柱的耗能区,避免柱端在地震或风等水平荷载作用下产生破坏,保护了整根 柱子的安全。从而达到了规范要求的“强柱弱梁”的效果,提高建筑物在地震及风荷载作用 下的抵抗破坏能力,有效地保护人民生命财产安全。
[0005] 本发明目的通过以下技术方案来实现:
[0006] 结点由钢板1、钢板2和柱筋5组成,在建筑物的柱6与梁板7连接处,上下放置两 块相接触的钢板:钢板1和钢板2。钢板1与钢板2的接触面积小于柱端66的截面面积, 增加结点的转动能力和耗能能力。
[0007] 钢板1与钢板2均固接有短钢筋4,短钢筋4固定于柱端66或梁板7的混凝土中。 短钢筋4可提高柱端66的抗弯能力,则结点的抗弯能力相对低于柱端66的抗弯能力。
[0008] 在钢板1或钢板2上固接有抗剪块3,进一步防止两块钢板产生相对滑移。
[0009] 柱筋5在钢板1与钢板2之间的配置数量少于柱端66处的配置数量,也可使结点的抗弯能力相对低于柱端66的抗弯能力。
[0010] 钢板1和钢板2范围内的空隙由于没有混凝土填充,采用浙青或防腐油脂填充。
[0011] 本发明相对于现有技术的的优点及有益效果:
[0012] 1、常规结构的柱与楼板为刚性连接,在水平荷载作用下,柱的弯矩最大值位于柱 端,柱端承受弯矩、剪力和轴力的共同作用,因此,柱破坏往往发生于柱端。本发明的结点区 为钢板连接,抵抗破坏能力很强,疲劳强度很高,结点刚度及抗弯能力相对低于柱端的其余 部位,因此,在水平荷载作用下,结点必先于柱的其余部位屈服并耗能,从而保护了整根柱 子安全,达到了规范要求的“强柱弱梁”的效果,提高建筑物在地震及风荷载作用下的抵抗 破坏能力,建筑物不因柱破坏而倒塌,有效地保护人民生命财产安全。
[0013] 2、由于本结点由钢板与柱筋构成,两钢板的接触面积小于柱端的截面面积,结点 的转动能力比柱端强,变形能力大,疲劳强度高,耗能能力强,大大提高框架结构的延性,有 效地减少地震作用对建筑物的影响。并可替代普通结构的专门耗能装置的作用。
[0014] 3、本发明的结点的刚度可根据建筑结构需要进行调整,以满足建筑物的整体刚度 要求,但始终保证结点(刚度及强度)相对柱端其余部位有所削弱。因此,既可单独使用, 也可配合其他抗侧力体系(如剪力墙、筒体结构等)使用,效果显著。
[0015] 4、柱承受的弯矩可通过本发明的结点调整,剪力小,以承受轴力为主,因此,采用 高强度混凝土具有很大的优越性,可减少柱截面尺寸,减少混凝土用量,增加建筑使用面 积。
附图说明
[0016] 图1是本发明的柱端结点的结构示意图;
[0017] 图2是本发明应用于框架结构的示意图;
[0018] 图3是本发明应用于框架结构的整体效果的示意图;
[0019] 图4是本发明应用于设置斜拉杆的框架结构的示意图;
[0020] 图5是本发明应用于设置斜拉杆的框架结构的整体效果示意图;
[0021] 图6是本发明应用于框架-剪力墙结构或框架-筒体结构的整体效果示意图;
[0022] 图7是本发明应用于设置斜拉杆的框架-剪力墙结构或框架-筒体结构的整体效 果示意图;
[0023] 其中:钢板1、钢板2、抗剪块3、短钢筋4、柱筋5、柱6、柱端66、梁板7、拉杆8、梁 柱节点9、剪力墙10。
具体实施方式
[0024] 下面结合附图对本发明作进一步描述。
[0025] 实施例1 :
[0026] 如图1、图2、图3所示,本发明应用于钢筋混凝土框架结构。结点由钢板1、钢板2 和柱筋5组成,在建筑物的柱端66与梁板7连接处,上下放置两块钢板:钢板1和钢板2,钢 板1与钢板2的接触面积小于柱端66截面积,增加结点的转动能力和耗能能力,钢板1与 钢板2均固接若干短钢筋4,短钢筋4固定于柱端66或梁板7混凝土中,柱筋5在两块钢板 范围内的配置数量少于柱端66的其他部位,使该结点的刚度和抗弯能力低于柱端66刚度和抗弯能力,即有意将柱端66的破坏范围控制在本结点区内;在钢板2或钢板1上焊接抗 剪块3,抗剪块3用于防止钢板1与钢板2产生相对滑移,钢板厚度范围不浇筑混凝土。
[0027] 钢板1与钢板2的位置可根据施工需要而互换,钢板范围内的空隙由于没有混凝 土填充,可采用浙青、麻筋浙青或防腐油脂填充。
[0028] 实施例2 :
[0029] 如图4、图5所示,本发明应用于设置斜拉杆8的框架结构。本发明配合设置斜拉 杆8的框架,可形成桁架式抗侧力体系,拉杆8的两端分别固定在上、下楼层梁柱节点9上, 拉杆8可采用高强的钢绞线或高强钢筋,大大降低柱6的剪力和弯矩,柱6以承受轴向力为 主,充分发挥混凝土抗压强度高的优点,提高柱6的承载力。因此,在地震作用下,柱端66 不会破坏,从而达到了规范要求的“强柱弱梁”的效果,大大提高建筑物的抗震性能。
[0030] 实施例3 :
[0031] 如图6所示,本发明应用于框架-剪力墙结构或框架-筒体结构。框架中可设置 斜拉杆8,如图7所示,拉杆8的两端分别固定在上、下楼层梁柱节点9上,也可锚固于梁板 7与剪力墙10相交处,拉杆8可采用高强的钢绞线或高强钢筋,桁架式框架与剪力墙10形 成混合式抗侧力体系,适合于抗震设计的高层、超高层建筑结构。

Claims (4)

1. 一种柱与梁板连接的结点,其特征在于,结点由第一钢板(1)、第二钢板(2)和柱筋 (5)组成,在建筑物的柱(6)与梁板(7)连接处,上下放置相接触的第一钢板⑴和第二钢 板O),第一钢板(1)与第二钢板O)的接触面积小于柱端(66)截面面积。
2 根据权利要求1所述的一种柱与梁板连接的结点,其特征在于,所述第一钢板(1)与 第二钢板(2)均固接有短钢筋G),短钢筋固定于柱端(66)或梁板(7)混凝土中。
3.根据权利要求1或2所述的一种柱与梁板连接的结点,其特征在于,在所述第一钢板 (1)或第二钢板(¾上固接有抗剪块(3)。
4.根据权利要求1或2所述的一种柱与梁板连接的结点,其特征在于,所述柱筋(5)在 第一钢板(1)与第二钢板(2)之间的配置数量少于柱端(66)处的配置数量。
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