一种型钢混凝土梁与外包钢板组合剪力墙耗能型节点的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及结构工程领域，特别涉及抗震结构体系领域。
【背景技术】
[0002]外包钢板组合剪力墙结构是在传统的内嵌钢板组合剪力墙的基础上发展出来的一种新型组合剪力墙结构形式，近年来已有大量研究成果和少量工程应用。型钢混凝土由于具有承载力高、刚度大、正负弯矩下抗弯能力相当等受力优势，大量应用于在高层建筑结构中的大跨度框架梁。在已有文献中，尚未见到型钢混凝土梁和外包钢板组合剪力墙的连接节点构造形式，因此，本发明提出的型钢混凝土梁与外包钢板组合剪力墙耗能型节点是一种新型的组合墙梁节点形式，可将型钢混凝土梁和外包钢板组合剪力墙进行有效连接并保证节点的抗震性能。该新型节点中，节点区钢结构部件和钢筋均为预制构件，可在工厂预制并在施工现场采用螺栓直接拼装，无现场焊接工作量，施工速度较快且节点制作质量高。节点区Η型钢的翼缘贯穿组合剪力墙的外包钢板，通过墙内翼缘上下表面的栓钉和端板进行锚固，确保组合剪力墙的外包钢板不直接承受Η型钢翼缘的拉力。节点区中选用低屈服点槽钢连接型钢混凝土梁中的型钢和节点区的Η型钢，采用螺栓将型钢混凝土梁中的纵向钢筋通过机械锚固的方式连接在锚固板上，然后在节点区浇注高延性纤维增强水泥基复合材料。在强震作用下，采用型钢混凝土梁和外包钢板组合剪力墙耗能型节点的高层建筑中型钢混凝土梁中的型钢和钢筋上的拉力能够可靠的传递到外包钢板组合剪力墙中，从而确保节点区型钢和纵向钢筋的有效锚固，同时，由于节点区的高延性纤维增强水泥基复合材料具有尚拉伸初性和优异的抗裂能力，低屈服点槽钢具有尚延性和尚耗能能力，两者相结合可以使得型钢混凝土梁端部形成高延性和高耗能能力的塑性铰区，有效提高高层建筑结构抵御罕遇地震的能力。
【发明内容】
[0003]为了解决强震作用下高层建筑中型钢混凝土梁与外包钢板组合剪力墙平面外的可靠连接问题，本发明提供一种型钢混凝土梁与外包钢板组合剪力墙耗能型节点，可以实现节点区剪力和弯矩的有效传递，在强震作用下，节点区域可以形成高延性和高耗能能力的塑性铰，改善结构的抗震性能，节点中的钢结构部件采用预制装配式施工，无现场焊接工作量，节点构件质量和精度均较高，且施工速度快。
[0004]本发明的技术方案如下:
[0005]—种型钢混凝土梁与外包钢板组合剪力墙耗能型节点，其特征在于:其节点包括型钢混凝土梁中Η型钢、低屈服点槽钢、高强螺栓、端部带螺纹的钢筋、锚固板、螺母、Τ型端板、栓钉连接件、高延性纤维增强水泥基复合材料、组合剪力墙的外包钢板和节点区高强度Η型钢。采用高强螺栓通过两块低屈服点槽钢连接型钢混凝土梁中的Η型钢和节点区高强度Η型钢:其中节点区高强度Η型钢的翼缘直接贯穿组合剪力墙的外包钢板到剪力墙内部，组合剪力墙内的高强度Η型钢的翼缘逐渐变宽，其上下表面焊有栓钉连接件，端部焊有竖向端板，并其上开有长圆孔洞，此为预留组合剪力墙内竖向钢筋洞；节点区高强度Η型钢的腹板和翼缘与组合剪力墙的外包钢板采用角焊缝焊接；型钢混凝土梁中的纵向钢筋端部利用螺母锚固在锚固板上，锚固板采用角焊缝焊接在高强度Η型钢的翼缘上；节点区浇注高延性纤维增强水泥基复合材料。
[0006]本发明具有以下有效效果:
[0007]1.解决型钢混凝土梁与外包钢板组合剪力墙的可靠连接问题；
[0008]2.节点区的高延性纤维增强水泥基复合材料与低屈服点槽钢相互结合可以使得型钢混凝土梁端部形成高延性和高耗能能力的塑性铰区，有效提高高层建筑结构抵御罕遇地震的能力。
[0009]3.节点区钢结构部件和钢筋均为预制构件，可在工厂预制并在施工现场采用螺栓直接拼装，无现场焊接工作量，施工速度较快且节点制作质量高，节约工期。
[0010]4.节点区拉力通过高强度Η型钢的翼缘传递到组合剪力墙内部，采用端板和栓钉进行锚固，避免了拉力直接作用在组合剪力墙的外包钢板上的不利影响。
[0011]该型钢混凝土梁与外包钢板组合剪力墙节点连接抗震性能优越，可应用于采用了外包钢板组合剪力墙和型钢混凝土梁的在高层建筑结构体系中，具有较为广阔的工程应用前景。
【附图说明】
[0012]图1为本发明的节点立面图。
[0013]图2为本发明的节点俯视图。
[0014]图3为本发明的节点剖面图Α-Α和节点剖面图Β-Β.
[0015]图4为本发明节点区的低屈服点槽钢截面图(a)、型钢混凝土梁中的纵向钢筋锚固侧视图(b)和俯视图(c)。
[0016]图中:1 一型钢混凝土梁中的Η型钢、2—低屈服点槽钢、3—高强螺栓、4一端部带螺纹的钢筋、5—锚固板、6—螺母、7— Τ型端板、8—栓钉连接件、9一长圆孔、10—高延性纤维增强水泥基复合材料、11 一普通混凝土、12—组合剪力墙的外包钢板、13—焊接于组合剪力墙外包钢板上的高强度Η型钢、14一矩形槽。
【具体实施方式】
:
[0017]以下结合附图，对本发明进一步详细描述。
[0018]如附图所示，本发明是一种型钢混凝土梁与外包钢板组合剪力墙耗能型节点，由型钢混凝土梁中Η型钢、低屈服点槽钢、高强螺栓、端部带螺纹的钢筋、锚固板、螺母、Τ型端板、栓钉连接件、高延性纤维增强水泥基复合材料、普通混凝土、组合剪力墙的外包钢板和节点区高强度Η型钢组成。其装配程序如下:
[0019]工厂预制:
[0020]a.在工厂中预制节点的各个基本部件:型钢混凝土梁中Η型钢1的翼缘和腹板、节点区的高强度Η型钢13的翼缘和腹板、低屈服点槽钢2的翼缘和腹板、锚固板5、Τ型端板7、组合剪力墙的外包钢板12 ;
[0021]b.在型钢混凝土梁中Η型钢1和节点区高强度Η型钢13的翼缘和腹板端部开圆孔，在低屈服点槽钢的相应位置也开圆孔，用于高强螺栓连接；
[0022]c.在节点区高强度Η型钢13伸入外包钢板组合剪力墙内的翼缘上开长圆孔，在锚固板5上开矩形槽14，在型钢混凝土梁中的纵向钢筋4的端部加工螺纹，在组合剪力墙的外包钢板12上开矩形孔；
[0023]d.采用角焊缝连接型钢混凝土梁中Η型钢1的翼缘和腹板，采用角焊缝连接低屈服点槽钢2的翼缘和腹板，其中槽钢2边角外侧留有弧度，将端板7和栓钉8焊接到高强度Η型钢13的翼缘上；
[0024]e.高强度Η型钢13的翼缘贯穿组合剪力墙的外包钢板，采用角焊缝将高强度Η型钢13的腹板连接到翼缘和组合剪力墙的外包钢板上，然后采用角焊缝将锚固板焊接到节点区高强度Η型钢13的翼缘上。
[0025]现场装配:
[0026]F.将型钢混凝土梁中的Η型钢1和节点区高强度Η型钢13吊装定位，采用高强螺栓和低屈服点槽钢进行连接；
[0027]g.将型钢混凝土梁中的纵向钢筋4置于锚固板5的矩形槽14内，采用螺母6进行锚固；
[0028]h.浇注梁节点区域高延性纤维增强水泥基复合材料，然后浇注型钢混凝土梁和外包钢板组合剪力墙内的混凝土。
[0029]本发明提供一种型钢混凝土梁与外包钢板组合剪力墙耗能型节点，解决了强震作用下高层建筑结构中型钢混凝土梁与外包钢板组合剪力墙平面外的可靠连接问题，通过工厂预制和现场装配式施工，节约工期，施工质量高，具有优越的抗震耗能能力，可用于采用了外包钢板组合剪力墙和型钢混凝土梁的高层建筑结构体系中。
【主权项】
1.一种型钢混凝土梁与外包钢板组合剪力墙耗能型节点，其特征在于:其节点包括型钢混凝土梁中Η型钢1、低屈服点槽钢2、高强螺栓3、端部带螺纹的钢筋4、锚固板5、螺母6、Τ型端板7、栓钉连接件8、高延性纤维增强水泥基复合材料10、组合剪力墙的外包钢板12和节点区高强度Η型钢13。采用高强螺栓3通过两块低屈服点槽钢2连接型钢混凝土梁中的Η型钢1和节点区高强度Η型钢13:其中节点区高强度Η型钢13的翼缘直接贯穿组合剪力墙的外包钢板12到组合剪力墙内部，组合剪力墙内的高强度Η型钢13的翼缘逐渐变宽，其上下表面焊有栓钉连接件8，端部焊有竖向端板7，在其上开有长圆孔洞9 ;节点区高强度Η型钢13的腹板和翼缘与组合剪力墙的外包钢板12采用角焊缝焊接；型钢混凝土梁中的纵向钢筋4端部利用螺母6锚固在锚固板5上，锚固板5采用角焊缝焊接在高强度Η型钢的翼缘上；节点区浇注高延性纤维增强水泥基复合材料10。2.根据权利要求1所述的型钢混凝土梁与外包钢板组合剪力墙耗能型节点，其特征在于:所述节点区域浇注材料采用高延性纤维增强水泥基复合材料10。3.根据权利要求1所述的型钢混凝土梁与外包钢板组合剪力墙耗能型节点，其特征在于:所述槽钢2采用低屈服点钢，且槽钢2翼缘厚度为节点区高强度Η型钢13翼缘的0.8 α到1.0 α倍，槽钢2腹板厚度为节点区高强度Η型钢13腹板的0.4 α到0.5 α倍(α为节点区高强度Η型钢屈服强度与槽钢屈服强度的比值)。4.根据权利要求1所述的型钢混凝土梁与外包钢板组合剪力墙耗能型节点，其特征在于:所述锚固板5上开矩形槽14，矩形槽14的位置与型钢混凝土梁中钢筋4所在位置保持一致。5.根据权利要求1所述的型钢混凝土梁与外包钢板组合剪力墙耗能型节点，其特征在于:所述外包钢板组合剪力墙内的高强度Η型钢13的翼缘宽度逐渐增大，并开有长圆孔洞9，其上下表面焊有栓钉连接件8，端部焊有竖向端板7。6.根据权利要求1所述的型钢混凝土梁与外包钢板组合剪力墙耗能型节点，其特征在于:所述组合剪力墙的外包钢板12上开矩形孔，节点区高强度Η型钢13的翼缘贯穿此孔，采用栓钉8和端板7在组合剪力墙内进行锚固。
【专利摘要】本发明涉及一种型钢混凝土梁与外包钢板组合剪力墙耗能型节点，属于结构工程技术领域。该节点包括型钢混凝土梁中H型钢、低屈服点槽钢、高强螺栓、端部带螺纹的钢筋、锚固板、螺母、T型端板、栓钉连接件、高延性纤维增强水泥基复合材料、组合剪力墙的外包钢板和节点区高强度H型钢。该发明提供了一种型钢混凝土梁与外包钢板组合剪力墙耗能型节点，可用于采用了外包钢板组合剪力墙和型钢混凝土梁的高层建筑结构体系中，能有效提高高层建筑结构抵御罕遇地震的能力，且具有较快的施工速度，工程应用前景广阔。
【IPC分类】E04B1/38, E04B1/98
【公开号】CN105275092
【申请号】CN201510785351
【发明人】王宇航, 吴强
【申请人】重庆大学
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年11月16日