一種角鋼加固的鋼與混凝土組合節(jié)點的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有良好抗倒塌性能的角鋼加固的鋼與混凝土組合節(jié)點，涉及建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼與混凝土組合節(jié)點具有承載力高、剛度大和抗震性能優(yōu)越等優(yōu)點。相對于全焊接剛性組合節(jié)點，平齊式端板連接半剛性組合節(jié)點具有更好的轉(zhuǎn)動能力和滯回性能，在地震動或沖擊作用下展現(xiàn)出更為優(yōu)越的力學(xué)性能。但相對于全焊接組合節(jié)點，半剛性組合節(jié)點在特殊荷載作用下的安全儲備較低，若節(jié)點中的某一組件發(fā)生破壞，極易造成整個節(jié)點承載能力的喪失。在結(jié)構(gòu)的抗連續(xù)倒塌設(shè)計中，節(jié)點是最為重要的部位，當(dāng)豎向承重構(gòu)件破壞后，無論是注重整體性能的“替代路徑法”還是著眼于局部構(gòu)件的“拉結(jié)強度法”，組合節(jié)點對結(jié)構(gòu)的抗連續(xù)倒塌扮演著十分重要的角色，節(jié)點是否有效可靠，決定了結(jié)構(gòu)內(nèi)部是否具有足夠有效的內(nèi)力充分配路徑，也決定了結(jié)構(gòu)在大變形狀態(tài)下能否有效形成“懸索作用”來重新進行內(nèi)力重分配，因此有必要對已有建筑和新建建筑中的組合節(jié)點進行加固以提高結(jié)構(gòu)的抗倒塌能力。在傳統(tǒng)組合節(jié)點加固時，常通過加大構(gòu)件的截面尺寸來提高節(jié)點的承載力和剛度，以達到提高節(jié)點抗倒塌能力的目的，但提高節(jié)點的承載力特別是提高節(jié)點的剛度，會導(dǎo)致加固的節(jié)點剛度產(chǎn)生變化，造成加固后的節(jié)點性能與未加固節(jié)點不匹配，進而影響結(jié)構(gòu)在正常使用荷載下的內(nèi)力分配。因此亟需一種不影響節(jié)點剛度的加固方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種角鋼加固的鋼與混凝土組合節(jié)點，以解決目前現(xiàn)有傳統(tǒng)鋼與混凝土組合節(jié)點進行抗倒塌加固時抗彎承載力和抗彎剛度明顯改變的問題。
[0004]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是:所述節(jié)點包括鋼柱、鋼梁、角鋼、端板、鋼筋混凝土板和抗剪連接鍵，角鋼的豎直段與鋼柱的翼緣連接，角鋼位于鋼梁與鋼柱的節(jié)點下方且角鋼的傾斜段的自由端頂靠在鋼梁的下翼緣位置處且與鋼梁連接，鋼筋混凝土板的底端面通過抗剪連接鍵與鋼梁的上翼緣連接。
[0005]本發(fā)明具有以下有益效果:1、鋼梁與鋼柱節(jié)點下側(cè)設(shè)置了角鋼加強后，在正常使用荷載作用下，角鋼不參與工作，角鋼能隨著鋼梁與鋼柱節(jié)點轉(zhuǎn)動角度的增加產(chǎn)生變形，不會對節(jié)點使用階段的抗彎承載力和抗彎剛度產(chǎn)生明顯影響。
[0006]2、隨著鋼梁與鋼柱節(jié)點轉(zhuǎn)動，角鋼被拉直后作為受拉組件開始參與受力，有助于懸索作用的形成，有效提高了節(jié)點的拉接能力，提高了節(jié)點的抗連續(xù)倒塌能力，增加了節(jié)點的冗余度。
[0007]3、不同于改變構(gòu)件尺寸或增加受力構(gòu)件數(shù)量等方式的加固，采用角鋼加固的方法設(shè)計安裝簡單、造價低、經(jīng)濟效益好。
[0008]4、角鋼的設(shè)計和加固位置與節(jié)點常規(guī)受力組件不重疊，因此既可用于新建結(jié)構(gòu)的節(jié)點，也可用于已有節(jié)點的加固改造。
【附圖說明】
[0009]圖1是角鋼加固示意圖，圖2是采用焊接角鋼加固示意圖，圖3是圖2的細節(jié)放大圖，圖4是采用螺栓連接角鋼加固示意圖，圖5是圖4的細節(jié)放大圖。
【具體實施方式】
[0010]【具體實施方式】一:結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式的裝置包括鋼柱1、鋼梁2、角鋼3、端板4、鋼筋混凝土板5和抗剪連接鍵6，角鋼3的豎直段與鋼柱I的翼緣連接，角鋼3位于鋼梁2與鋼柱I的節(jié)點下方且角鋼3的傾斜段的自由端頂靠在鋼梁2的下翼緣位置處且與鋼梁2的下翼緣連接，鋼筋混凝土板5通過鋼梁2上設(shè)置的抗剪連接鍵6連接，抗剪連接鍵6和鋼梁2采用焊接方式連接。
[0011]【具體實施方式】二:結(jié)合圖1說明本實施方式，角鋼3的豎直段與傾斜段之間的角度Θ為30° -60°，具有良好的變形能力，避免了在使用階段角鋼參與受力。其它實施方式與【具體實施方式】一相同。
[0012]【具體實施方式】三:結(jié)合圖2和圖3說明本實施方式，本實施方式的角鋼3的豎直段下方端部與鋼柱I的翼緣焊接，角鋼3的傾斜段與鋼梁2下翼緣接觸部位焊接，焊縫在圖3中顯示為A。焊接連接方式簡單、方便，易于現(xiàn)場操作，適用于已有建筑的加固。其它實施方式與【具體實施方式】一相同。
[0013]【具體實施方式】四:結(jié)合圖3和圖4說明本實施方式，本實施方式的所述裝置還包括多個高強度螺栓7，角鋼3的豎直段與鋼柱I的翼緣通過高強度螺栓7連接，角鋼3的傾斜段與鋼梁2的下翼緣通過多個高強度螺栓7連接。螺栓連接易于控制施工質(zhì)量。其它實施方式與【具體實施方式】一相同。
[0014]【具體實施方式】五:結(jié)合圖3和圖4說明本實施方式，本實施方式采用高強度螺栓7連接時，角鋼3上開設(shè)螺栓孔，螺栓孔的數(shù)量為至少一排，每排至少2個，鋼柱I和鋼梁2上開設(shè)的螺栓孔數(shù)量和排列與角鋼3上的螺栓孔對應(yīng)設(shè)置。多排多列螺栓有利于保證節(jié)點的冗余度，形成多道防線，避免構(gòu)件發(fā)生突然性破壞。其它實施方式與【具體實施方式】一相同。
[0015]【具體實施方式】六:本實施方式的鋼柱1、鋼梁2、角鋼3、端板4和抗剪連接鍵6均由Q235鋼材、Q345鋼材、Q390鋼材或Q420鋼材制成。如此取材便于保證節(jié)點的強度。其它實施方式與【具體實施方式】一相同。
[0016]【具體實施方式】七:本實施方式的高強度螺栓7為8.8或10.9級高強度螺栓，高強度螺栓連接能保證連接足夠的強度。其它實施方式與【具體實施方式】一相同。
[0017]【具體實施方式】八:本實施方式的鋼筋混凝土板5由混凝土和鋼筋構(gòu)成，其中混凝土為普通混凝土、輕骨料混凝土或高性能混凝土，鋼筋為HPB300、HRB335、HRB400或HRB500鋼筋，便于取材。其它實施方式與【具體實施方式】一相同。
[0018]工作原理:對于新建建筑，在工廠將角鋼3 (或鋼板)彎折成所需角度Θ，如果采用螺栓連接，需在工廠將角鋼3及鋼柱I和鋼梁2的翼緣上預(yù)留螺栓孔洞；對于已有建筑加固，僅需在工廠完成角鋼的加工即可。在施工現(xiàn)場操作步驟為:安裝鋼柱I和鋼梁2，采用端板4將兩者固定，通過焊接方式將角鋼3兩端與鋼柱I和鋼梁2的翼緣進行連接，或者使用高強度螺栓7將角鋼3與鋼柱I和鋼梁2進行連接。最后澆筑混凝土板5。對于已有建筑加固，采用焊接連接時與新建建筑相同，采用螺栓連接則需在現(xiàn)場對鋼柱I和鋼梁2的翼緣進行鉆孔處理。
【主權(quán)項】
1.一種角鋼加固的鋼與混凝土組合節(jié)點，其特征在于所述節(jié)點包括鋼柱(1)、鋼梁(2)、角鋼(3)、端板(4)、鋼筋混凝土板(5)和抗剪連接鍵￠)，角鋼(3)的豎直段與鋼柱(I)的翼緣連接，角鋼(3)位于鋼梁(2)與鋼柱(I)的節(jié)點下方且角鋼(3)的傾斜段的自由端頂靠在鋼梁(2)的下翼緣位置處且與鋼梁(2)連接，鋼筋混凝土板(5)的底端面通過抗剪連接鍵(6)與鋼梁(2)的上翼緣連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種角鋼加固的鋼與混凝土組合節(jié)點，其特征在于角鋼(3)的豎直段與傾斜段之間的角度Θ為30° -60°。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種角鋼加固的鋼與混凝土組合節(jié)點，其特征在于角鋼(3)的豎直段下方端部與鋼柱(I)的翼緣焊接連接，角鋼(3)的傾斜段與鋼梁(2)下翼緣接觸部位焊接連接。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種角鋼加固的鋼與混凝土組合節(jié)點，其特征在于所述節(jié)點還包括多個高強度螺栓(7)，角鋼(3)的豎直段與鋼柱(I)的翼緣通過高強度螺栓(7)連接，角鋼(3)的傾斜段與鋼梁(2)的下翼緣通過多個高強度螺栓(7)連接。5.根據(jù)權(quán)利4所述的一種角鋼加固的鋼與混凝土組合節(jié)點，其特征在于當(dāng)采用高強度螺栓(7)連接時，角鋼(3)上開有螺栓孔，螺栓孔的數(shù)量為至少一排，每排至少2個，鋼柱(1)和鋼梁(2)上開的螺栓孔數(shù)量和排列與角鋼(3)上的螺栓孔對應(yīng)設(shè)置。6.根據(jù)權(quán)利I所述的一種角鋼加固的鋼與混凝土組合節(jié)點，其特征在于鋼柱(I)、鋼梁(2)、角鋼(3)、端板(4)和抗剪連接鍵(6)均由Q235鋼材、Q345鋼材、Q390鋼材或Q420鋼材制成。7.根據(jù)權(quán)利4或5所述的一種角鋼加固的鋼與混凝土組合節(jié)點，其特征在于高強度螺栓(7)為8.8級或10.9級高強度螺栓。8.根據(jù)權(quán)利I所述的一種角鋼加固的鋼與混凝土組合節(jié)點，其特征在于鋼筋混凝土板(5)由混凝土和鋼筋構(gòu)成，其中混凝土為普通混凝土、輕骨料混凝土或高性能混凝土，鋼筋為 HPB300、HRB335、HRB400 或 HRB500 鋼筋。
【專利摘要】一種角鋼加固的鋼與混凝土組合節(jié)點，涉及建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域。該節(jié)點解決現(xiàn)有傳統(tǒng)鋼與混凝土組合節(jié)點進行抗倒塌加固時抗彎承載力和抗彎剛度明顯改變的問題。方案：所述節(jié)點包括鋼柱、鋼梁、角鋼、端板、鋼筋混凝土板和抗剪連接鍵，角鋼的豎直段與鋼柱的翼緣連接，角鋼位于鋼梁與鋼柱的節(jié)點下方且角鋼的傾斜段的自由端頂靠在鋼梁的下翼緣位置處且與鋼梁連接，鋼筋混凝土板的底端面通過抗剪鍵與鋼梁的下翼緣連接。本發(fā)明用于已建和新建結(jié)構(gòu)中鋼-混凝土組合節(jié)點的抗倒塌加固。
【IPC分類】E04G23/02, E04B1/58
【公開號】CN104929252
【申請?zhí)枴緾N201510358134
【發(fā)明人】郭蘭慧, 高山, 劉用
【申請人】哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年6月25日