CN103541426A - 建筑物及其节点结构的构造方法 - Google Patents

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Abstract

建筑物及其节点结构的构造方法。该建筑物包括横截面为正方形的竖直立柱和横截面为长方形的水平横梁，其中横梁垂直穿过立柱并支撑有水平板，水平板的顶面与横梁的上表面齐平并且水平板的厚度小于横梁高度，其特征在于，横梁的上表面、下表面、左侧面和右侧面分别设置有自立柱表面向外延伸的横梁包覆钢板；位于横梁附近的立柱的四个侧面也分别设置有立柱上侧包覆钢板和立柱下侧包覆钢板；并且位于立柱附近的水平板的顶面和底面也分别设置有水平板顶面覆盖钢板和水平板底面覆盖钢板，其中相邻钢板均焊接在一起而形成一体的钢板包覆结构。本发明通过钢板的整体性以及钢板自身的强度和刚度，提高了梁柱节点的强度和延性。

Description

建筑物及其节点结构的构造方法
技术领域
本发明总体涉及一种建筑物，具体来说涉及建筑物中的钢筋混凝土节点结构。
背景技术
钢筋混凝土梁柱节点存在于框架结构、框架剪力墙结构、框支剪力墙结构以及带有转换层的结构中。对于上述结构中的底层梁、柱节点在横向风荷载以及地震荷载作用下承受了较大的剪力和弯矩。但由于其强度和延性不足，常常引起梁端和柱端的弯曲破坏和剪切破坏。即使不破坏也会产生大量的节点裂缝。这些都与抗震设计中的“强柱弱梁，强剪弱弯，强节点弱构件”的设计原则相违背。一旦此类建筑结构在一些大震中由于节点破坏而倒坍，都会造成严重的人员伤亡和财产损失。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高建筑物承载力的梁柱节点结构或包含这种梁柱节点结构的建筑物。
根据本发明的建筑物包括横截面为正方形的竖直立柱和横截面为长方形的水平横梁，其中横梁垂直穿过立柱并支撑有水平板，水平板的顶面与横梁的上表面齐平并且水平板的厚度小于横梁高度，其特征在于，横梁的上表面、下表面、左侧面和右侧面分别设置有自立柱表面向外延伸的横梁包覆钢板；位于横梁附近的立柱的四个侧面也分别设置有立柱上侧包覆钢板和立柱下侧包覆钢板；并且位于立柱附近的水平板的顶面和底面也分别设置有水平板顶面覆盖钢板和水平板底面覆盖钢板，其中相邻钢板均焊接在一起而形成一体的钢板包覆结构。
在本发明的一个优选实施例中，垂直穿过立柱的横梁包括两个垂直相交成十字形的横梁。
在本发明的一个优选实施例中，垂直穿过立柱的横梁包括两个垂直相交成T形的横梁。
在本发明的一个优选实施例中，垂直穿过立柱的横梁包括两个垂直相交成L形的横梁。
在本发明的一个优选实施例中，每个钢板的厚度均为5mm，延伸总长度均为500mm。
本发明还提供了一种构造建筑物的立柱以及垂直穿过立柱的横梁的方法，包括：
提供用于包覆下部立柱四侧的立柱下侧包覆钢板；
依次焊接立柱下侧包覆钢板并形成矩形筒；
提供用于包覆横梁底面的横梁底面包覆钢板和用于包覆横梁侧面的横梁侧面包覆钢板；
分别将横梁底面包覆钢板和横梁侧面包覆钢板对应焊接至矩形筒；
提供用于覆盖位于立柱附近的水平板底面的水平板底面覆盖钢板；
将水平板底面覆盖钢板也对应焊接至矩形筒并由此形成节点浇筑模块；
提供用于浇筑下部立柱的下柱模板并将节点浇注模块在下柱模板上固定就位；
提供用于浇筑横梁和水平板的梁板模板并将梁板模板相对下柱模板和节点浇筑模块固定就位；
在梁板模板上布置支撑钢筋并随后在下柱模板、节点浇筑模块和梁板模板中浇筑混凝土；
提供用于包覆横梁顶面的横梁顶面包覆钢板以及用于覆盖位于立柱附近的水平板顶面的水平板顶面覆盖钢板，并将横梁顶面包覆钢板和水平板顶面覆盖钢板分别对应焊接至节点浇筑模块；
将用于上部立柱的上柱钢筋设置就位；
提供用于包覆上部立柱四侧的立柱上侧包覆钢板并将立柱上侧包覆钢板对应焊接至节点浇筑模块；
提供用于浇筑上部立柱的上柱模板并将上柱模块相对节点浇注模块固定就位；以及
在上柱模板中浇筑混凝土。
在本发明的一个优选实施例中，水平板中的钢筋无需锚入横梁中。
在本发明的一个优选实施例中，每个钢板的外表面均与混凝土保护层的外表面齐平。
在本发明的一个优选实施例中，与混凝土直接接触的钢板表面被机械拉毛处理。
本发明通过钢板的整体性以及钢板自身的强度和刚度，提高了梁柱节点的强度和延性。本发明因此能够防止节点在较大横向荷载如大的地震荷载和风荷载中因承载力不足而产生的破坏，从而提高了建筑物的安全性与可靠性。
附图说明
图1为根据本发明的十字形梁柱节点的三维立体图。
图2为图1的仰视图。
图3为图1的A—A剖面图。
图4为上柱四周钢板的形状及焊缝位置。
图5为横梁顶面、底面钢板的形状及焊缝位置。
图6为横梁侧面钢板的形状及焊缝位置。
图7为下柱四周钢板的形状及焊缝位置。
图8为水平板顶面、底面钢板的形状及焊缝位置。
具体实施方式
下面结合附图详细描述本发明的建筑物节点结构。注意在本发明中，节点结构是指建筑物中的竖直立柱与水平横梁垂直相交处的结构。
参见图1，在本发明的建筑物节点结构中，用于包覆上柱（上部立柱）2的四侧的上柱四周钢板（立柱上侧包覆钢板）7伸出柱根或节点的长度为500mm，并且分别与用于包覆横梁3的顶面的横梁顶面钢板5，以及用于覆盖水平板4的水平板顶面钢板6焊接连接。横梁顶面钢板5伸出柱边500mm，水平板顶面钢板6为边长500mm的方钢板。
从图2可看出，用于包覆下柱（下部立柱）1的四侧的下柱四周钢板（立柱下侧包覆钢板）9，横梁底面钢板11和水平板底面钢板10分别通过焊接可靠连接。横梁底面钢板11和水平板底面钢板10伸出长度同样为500mm。
从图3可以看出，横梁侧面钢板12与下柱四周钢板9，水平板顶面钢板6，水平板底面钢板10分别焊接连接。横梁侧面钢板12伸出柱边长度为500mm，下柱四周钢板9伸出横梁底边长度为500mm。
钢板的尺寸根据梁柱施工图的尺寸在施工现场裁切。钢板裁切的尺寸要使钢板在焊接后能紧贴梁柱表面，即钢板的外表面要与梁柱混凝土保护层的外表面齐平。图4-8所示实施例示例性给出了各钢板的具体形状以及相邻钢板的焊缝位置。
以上实施例中钢板的伸出长度和厚度可以根据具体工程实例的要求改变。其节点形式除了上述“十”型节点外，同样适用于“L”型和“T”型梁柱混凝土节点。
下面再简要说明下本发明的钢板约束的钢筋混凝土节点结构的制作及施工方法：
1.钢板的裁切及其表面处理
根据施工图纸梁柱节点尺寸要求，切割出上下柱四周钢板，横梁底面/侧面/顶面钢板，水平板顶面/底面钢板。钢板可选用厚度为5mm的Q235型钢。要求钢板伸出梁柱节点的长度为500mm。为了使钢板与混凝土具有良好的接触作用，对于混凝土直接接触的钢板面进行机械拉毛处理。
2.节点下柱四周钢板、横梁底面/侧面钢板和水平板底面钢板的连接布置
先将节点下柱四周钢板焊接在一起形成一个矩形筒；然后将横梁底面和侧面钢板与矩形筒焊接在一起；接着将水平板底面钢板与上述结构焊接在一起；最后将焊接好的结构固定在已支承好的下柱模板上。
3.梁柱节点钢筋混凝土施工
当上述钢板结构固定完毕后进行梁板模板的支承固定。模板工程结束后进行梁板钢筋工程的绑扎（与横梁侧面钢板相对应的水平板中的钢筋无需锚入横梁中）。当钢筋绑扎完毕后进行混凝土的浇筑。
4.节点上柱四周钢板，横梁顶面钢板与水平板顶面钢板的连接布置
当混凝土浇筑完毕，强度可以上人后，将横梁顶面钢板、水平板顶面钢板与横梁侧面钢板以及下柱四周钢板焊接在一起。等上柱钢筋绑扎完成后，将上柱四周钢板与上述钢板结构焊接在一起。最后再进行上柱模板工程。
如上所述，本发明的钢板约束的钢筋混凝土节点结构，是由包覆于节点下柱四周的钢板通过焊接连接与横梁底部和侧面钢板连接在一起。横梁侧面钢板又与水平板的上下钢板通过焊接连接在一起。横梁侧面钢板、水平板上部钢板最后与节点上柱四周钢板通过焊接连接在一起。最终形成一个具有钢板整体空间约束的混凝土节点。
本发明能够避免框架梁柱节点在较大的地震荷载中由于强度和刚度的不足而产生的不满足抗震设计的破坏。在本发明的钢板约束的钢筋混凝土节点结构中，通过钢板的强度、刚度和钢板对节点产生的约束作用来提高节点的承载力。
本领域技术人员应当理解，上述图示内容和实施例仅用于解释本发明而非用于对其作出任何限制。

Claims (10)

1.一种建筑物，包括横截面为正方形的竖直立柱和横截面为长方形的水平横梁，其中横梁垂直穿过立柱并支撑有水平板，水平板的顶面与横梁的上表面齐平并且水平板的厚度小于横梁高度，其特征在于，横梁的上表面、下表面、左侧面和右侧面分别设置有自立柱表面向外延伸的横梁包覆钢板；位于横梁附近的立柱的四个侧面也分别设置有立柱上侧包覆钢板和立柱下侧包覆钢板；并且位于立柱附近的水平板的顶面和底面也分别设置有水平板顶面覆盖钢板和水平板底面覆盖钢板，其中相邻钢板均焊接在一起而形成一体的钢板包覆结构。
2.根据权利要求1所述的建筑物，其特征在于，垂直穿过立柱的横梁包括两个垂直相交成十字形的横梁。
3.根据权利要求1所述的建筑物，其特征在于，垂直穿过立柱的横梁包括两个垂直相交成T形的横梁。
4.根据权利要求1所述的建筑物，其特征在于，垂直穿过立柱的横梁包括两个垂直相交成L形的横梁。
5.根据权利要求1所述的建筑物，其特征在于，每个钢板的厚度均为5mm，延伸总长度均为500mm。
6.一种构造建筑物的立柱以及垂直穿过立柱的横梁的方法，包括：
提供用于包覆下部立柱四侧的立柱下侧包覆钢板；
依次焊接立柱下侧包覆钢板并形成矩形筒；
提供用于包覆横梁底面的横梁底面包覆钢板和用于包覆横梁侧面的横梁侧面包覆钢板；
分别将横梁底面包覆钢板和横梁侧面包覆钢板对应焊接至矩形筒；
提供用于覆盖位于立柱附近的水平板底面的水平板底面覆盖钢板；
将水平板底面覆盖钢板也对应焊接至矩形筒并由此形成节点浇筑模块；
提供用于浇筑下部立柱的下柱模板并将节点浇注模块在下柱模板上固定就位；
提供用于浇筑横梁和水平板的梁板模板并将梁板模板相对下柱模板和节点浇筑模块固定就位；
在梁板模板上布置支撑钢筋并随后在下柱模板、节点浇筑模块和梁板模板中浇筑混凝土；
提供用于包覆横梁顶面的横梁顶面包覆钢板以及用于覆盖位于立柱附近的水平板顶面的水平板顶面覆盖钢板，并将横梁顶面包覆钢板和水平板顶面覆盖钢板分别对应焊接至节点浇筑模块；
将用于上部立柱的上柱钢筋设置就位；
提供用于包覆上部立柱四侧的立柱上侧包覆钢板并将立柱上侧包覆钢板对应焊接至节点浇筑模块；
提供用于浇筑上部立柱的上柱模板并将上柱模块相对节点浇注模块固定就位；以及
在上柱模板中浇筑混凝土。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，水平板中的钢筋无需锚入横梁中。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，垂直穿过立柱的横梁包括两个垂直相交成十字形、T形或L形的横梁。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，每个钢板的厚度均为5mm，延伸总长度均为500mm。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，每个钢板的外表面均与混凝土保护层的外表面齐平。
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