CN105350657B - 一种钢梁与砼剪力墙的榫卯节点 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢梁与砼剪力墙的榫卯节点，属于建筑结构领域。本发明包括设于节点中心区域的铸钢件，以铸钢件为原点建立正交坐标系，在0°和90°方向上分别设有与铸钢件连接的剪力墙，在180°、225°和270°方向上分别设有与铸钢件连接的钢梁；剪力墙的型钢与铸钢件焊接，且剪力墙暗柱内的箍筋与型钢锚接；剪力墙的水平筋与预先焊接在铸钢件上的水平筋连接件焊接在一起；钢梁通过节点梁与铸钢件连接，节点梁与铸钢件焊接固定，节点梁与钢梁采用栓焊连接。本发明利用铸钢件将钢梁与砼剪力墙之间建立联系，并通过焊接和钢筋锚固等方式实现连接节点的建立，有效地将结构中悬挑部分的力传递到主体结构中，加强了建筑结构的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑结构节点，更具体地说，涉及一种钢梁与砼剪力墙的榫卯节点。
背景技术
钢—混凝土组合结构是由型钢或钢管与混凝土进行组合后，共同工作的一种结构形式。钢—混凝土组合结构的应用始于1897年，美国的John Lally首创在圆钢管中填充混凝土来作为房屋的承重柱；20世纪50年代，经过前苏联的科学家和工程师的研究，在钢筋混凝土结构的教科书中提出了“劲性钢筋混凝土”这个概念。到20世纪80年代，当钢筋混凝土结构和普通的钢结构都不能满足实际的工程需要，钢—混凝土组合结构才得到较快发展。
目前工程设计中碰到的较为突出的问题有：
(1)柱的轴向力越来越大；(2)抗震设计对结构或构件延性水准要求提高；(3)结构抵抗偶然事件的能力需要提高；(4)结构的耐久性要求提高。
针对以上四个问题，在高层、超高层、大柱网、大跨度结构设计中均存在钢筋混凝土结构和钢结构不适用的难题。采用钢—混凝土组合结构是有效解决这些问题的方法之一。
在钢混组合结构中，节点是形成框架结构的关键部位，特别是地震力作用下，结构进入塑性阶段时，节点对整个结构的整体性和结构性起着关键作用。节点的形式按弯矩传递效果来分，可分为刚接节点、铰接节点和半刚性节点；按弯矩传递方式来分，可分为加强环式节点、抗弯钢筋节点、环梁节点和混合式节点；按竖向剪力传递方式来分，可分为承重销式节点、抗剪腹板节点、抗剪环节点等；按梁端水平剪力是否直接传递到核心混凝土可分为非穿心节点和穿心节点两类。
悬挑结构是工程结构中常见的结构形式之一，如建筑工程中的雨篷、挑檐、外阳台、挑廊等，这种结构是从主体结构悬挑出梁或板，形成悬臂结构，其本质上仍是梁板结构。在某建筑结构的悬挑部分，由于结构的特殊性，需要将钢梁与混凝土剪力墙通过节点连接起来，并且要求将悬挑部分的力有效合理地传递到主体结构中，并保证良好的结构稳定性。这种钢梁与混凝土剪力墙的连接节点在建筑结构中并不常见，对于建筑结构工程师而言，是一个亟待解决的技术问题，并且还需要综合考虑施工要求和质量保证要求等因素。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
针对上述技术问题，本发明提供了一种钢梁与砼剪力墙的榫卯节点，采用本发明的技术方案，利用设于节点中心区域的实心铸钢件将钢梁与砼剪力墙之间建立联系，并通过焊接和钢筋锚固等方式实现连接节点的建立，有效地将结构中悬挑部分的力传递到主体结构中，加强了建筑结构的稳定性；同时，该节点结构还具有施工方便、抗震能力强等优点。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的一种钢梁与砼剪力墙的榫卯节点，包括设于节点中心区域的铸钢件，以铸钢件为原点在水平面上建立正交坐标系，在0°和90°方向上分别设有与铸钢件连接的剪力墙，在180°、225°和270°方向上分别设有与铸钢件连接的钢梁；其中，
所述的剪力墙的型钢与铸钢件焊接，且剪力墙暗柱内的箍筋与型钢锚接；所述的剪力墙的水平筋与预先焊接在铸钢件上的水平筋连接件焊接在一起；
所述的钢梁通过节点梁与铸钢件连接，所述的节点梁与铸钢件焊接固定，所述的节点梁与钢梁采用栓焊连接。
更进一步地，在正交坐标系的135°和315°方向上还分别设有与节点连接的水平钢管，所述的水平钢管通过预埋的锚板和锚筋固定在剪力墙上，所述的锚筋的一端与剪力墙的型钢焊接，另一端与锚板穿孔塞焊在一起，所述的锚板紧贴铸钢件设置，所述的水平钢管与锚板固定连接。
更进一步地，所述的铸钢件内部设有一缺口，该缺口内设有一浇筑区，该浇筑区与两面剪力墙形成的外直角区域重合，在该浇筑区上设有预先焊接在铸钢件内部的直角钢筋，该直角钢筋与剪力墙内的配筋连接，并且在该浇筑区内浇筑有不低于剪力墙墙体强度等级的水泥基灌浆料。
更进一步地，所述的水平筋连接件与铸钢件采用T字焊焊接，水平筋连接件与剪力墙的水平筋采用双面焊焊接。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：
(1)本发明的一种钢梁与砼剪力墙的榫卯节点，其利用设于节点中心区域的实心铸钢件将钢梁与砼剪力墙之间建立联系，并通过焊接和钢筋锚固等方式实现连接节点的建立，通过该节点结构可以有效地将结构中悬挑部分的力传递到主体结构中，加强了建筑结构的稳定性；同时，该节点结构还具有施工方便、抗震能力强等优点；
(2)本发明的一种钢梁与砼剪力墙的榫卯节点，其在正交坐标系的135°和315°方向上还分别设有与节点连接的水平钢管，提高了该节点结构的拓展能力，利用水平钢管可同时实现楼面的支撑，进一步提高建筑结构的稳定性，提高抗震能力；
(3)本发明的一种钢梁与砼剪力墙的榫卯节点，其铸钢件内部设有一缺口，该缺口内设有一浇筑区，该浇筑区与两面剪力墙形成的外直角区域重合，在该浇筑区上设有预先焊接在铸钢件内部的直角钢筋，该直角钢筋与剪力墙内的配筋连接，并且在该浇筑区内浇筑有不低于剪力墙墙体强度等级的水泥基灌浆料；在铸钢件内部设置浇筑区后，增强了剪力墙与节点的连接强度，提高了节点的刚性，保证了建筑结构的安全稳定性。
附图说明
图1为本发明的一种钢梁与砼剪力墙的榫卯节点的俯视结构示意图；
图2为本发明中的铸钢件的结构示意图；
图3为图1中的A-A方向结构示意图；
图4为图1中的B-B方向结构示意图；
图5为本发明的一种钢梁与砼剪力墙的榫卯节点的应力分析示意图；
图6为本发明中的铸钢件的应力分析示意图。
示意图中的标号说明：
11、铸钢件；12、节点梁；13、水平筋连接件；14、浇筑区；2、剪力墙；21、型钢；22、箍筋；23、混凝土；3、钢梁；31、连接板；4、水平钢管；41、锚板；42、锚筋。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。
实施例
本实施例的一种钢梁与砼剪力墙的榫卯节点，是一种刚性节点结构，如图1和图2所示，其包括设于节点中心区域的铸钢件11，以铸钢件11为原点在水平面上建立正交坐标系(参见图1的俯视图)，在0°和90°方向上分别设有与铸钢件11连接的剪力墙2，在180°、225°和270°方向上分别设有与铸钢件11连接的钢梁3；其中，
剪力墙2的型钢21与铸钢件11焊接，且剪力墙2暗柱内的箍筋22与型钢21锚接固定；剪力墙2的水平筋与预先焊接在铸钢件11上的水平筋连接件13焊接在一起(如图2所示)，在本实施例中，水平筋连接件13在工厂内就实现焊接在铸钢件11上了，且水平筋连接件13与铸钢件11采用T字焊焊接，将铸钢件11安装到位后，在将水平筋连接件13与剪力墙2的水平筋焊接固定，且水平筋连接件13与剪力墙2的水平筋采用双面焊焊接，保证了焊接强度。并且，为了进一步增强剪力墙2与节点的连接强度，本实施例中的铸钢件11内部设有一缺口，该缺口内设有一浇筑区14(如图2所示)，该浇筑区14与两面剪力墙2形成的外直角区域重合，在该浇筑区14上设有预先焊接在铸钢件11内部的直角钢筋，该直角钢筋与剪力墙2内的配筋连接，并且在该浇筑区14内浇筑有不低于剪力墙2墙体强度等级的水泥基灌浆料，采用该结构后，大幅增强了剪力墙2与节点的连接强度，提高了节点的刚性，保证了建筑结构的安全稳定性。
接续图1，并参见图3和图4所示，三个方向上的钢梁3均通过节点梁12与铸钢件11连接，180°和270°方向上的节点梁12结构相同，225°方向上的节点梁12呈“Y”形，该节点梁12的两个较窄端分别用于与铸钢件11连接，另外一个较宽端用于与钢梁3连接，节点梁12均与铸钢件11焊接固定，节点梁12与钢梁3采用栓焊连接，具体地，在节点梁12与钢梁3的两侧分别设有连接板31，两侧的连接板采用螺栓固定后焊接在一起，提高了节点梁12与钢梁3的连接稳固性。图5和图6分别为节点和铸钢件的应力分析示意图，由图可知，节点梁12与钢梁3的连接位置应变较大，因此将节点梁12与钢梁3的连接位置设于应变较大的位置，可以通过连接板31强化此薄弱位置的强度，优化结构稳定性。
本实施例的一种钢梁与砼剪力墙的榫卯节点，通过铸钢件11将钢梁3与剪力墙2连接在一起，实现了悬挑结构所受力量的合理有效传递，从而提高了建筑结构稳定性。
返回图1所示，根据建筑结构要求，在本实施例中，在正交坐标系的135°和315°方向上还分别设有与节点连接的水平钢管4，水平钢管4通过预埋的锚板41和锚筋42固定在剪力墙2上，锚筋42的一端与剪力墙2的型钢21焊接，另一端与锚板41穿孔塞焊在一起，锚板41紧贴铸钢件11设置，水平钢管4与锚板41固定连接，剪力墙2浇注混凝土23后，锚筋42即可更加牢固地与剪力墙2连接为一体，从而提高了水平钢管4的连接牢固形，并且提高了该节点结构的拓展能力，利用水平钢管4可同时实现楼面的支撑，进一步提高建筑结构的稳定性，提高抗震能力。
本发明的一种钢梁与砼剪力墙的榫卯节点，利用设于节点中心区域的实心铸钢件将钢梁与砼剪力墙之间建立联系，并通过焊接和钢筋锚固等方式实现连接节点的建立，有效地将结构中悬挑部分的力传递到主体结构中，加强了建筑结构的稳定性；同时，该节点结构还具有施工简单方便、抗震能力强等优点。
以上示意性地对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性地设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种钢梁与砼剪力墙的榫卯节点，其特征在于：包括设于节点中心区域的铸钢件(11)，以铸钢件(11)为原点在水平面上建立正交坐标系，在0°和90°方向上分别设有与铸钢件(11)连接的剪力墙(2)，在180°、225°和270°方向上分别设有与铸钢件(11)连接的钢梁(3)；其中，
所述的剪力墙(2)的型钢(21)与铸钢件(11)焊接，且剪力墙(2)暗柱内的箍筋(22)与型钢(21)锚接；所述的剪力墙(2)的水平筋与预先焊接在铸钢件(11)上的水平筋连接件(13)焊接在一起；
所述的钢梁(3)通过节点梁(12)与铸钢件(11)连接，所述的节点梁(12)与铸钢件(11)焊接固定，所述的节点梁(12)与钢梁(3)采用栓焊连接。
2.根据权利要求1所述的一种钢梁与砼剪力墙的榫卯节点，其特征在于：在正交坐标系的135°和315°方向上还分别设有与节点连接的水平钢管(4)，所述的水平钢管(4)通过预埋的锚板(41)和锚筋(42)固定在剪力墙(2)上，所述的锚筋(42)的一端与剪力墙(2)的型钢(21)焊接，另一端与锚板(41)穿孔塞焊在一起，所述的锚板(41)紧贴铸钢件(11)设置，所述的水平钢管(4)与锚板(41)固定连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种钢梁与砼剪力墙的榫卯节点，其特征在于：所述的铸钢件(11)内部设有一缺口，该缺口内设有一浇筑区(14)，该浇筑区(14)与两面剪力墙(2)形成的外直角区域重合，在该浇筑区(14)上设有预先焊接在铸钢件(11)内部的直角钢筋，该直角钢筋与剪力墙(2)内的配筋连接，并且在该浇筑区(14)内浇筑有不低于剪力墙(2)墙体强度等级的水泥基灌浆料。
4.根据权利要求3所述的一种钢梁与砼剪力墙的榫卯节点，其特征在于：所述的水平筋连接件(13)与铸钢件(11)采用T字焊焊接，水平筋连接件(13)与剪力墙(2)的水平筋采用双面焊焊接。
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