[发明专利]腹板连续、翼缘部分切除的RCS组合节点

说明书

技术领域

本发明涉及钢与混凝土组合结构，特别涉及一种钢筋混凝土柱-钢梁组合节点，即腹板连续、翼缘部分切除的RCS组合节点。

背景技术

钢筋混凝土柱-钢梁组合框架结构（composite frame consisting of ReinforcedConcrete column and Steel beam，简称RCS）充分发挥了钢筋混凝土和钢构件的不同材料各自优点，是一种低成本、高效率的结构形式。钢筋混凝土柱-钢梁结构体系是纯钢结构和钢筋混凝土结构的一种继承和发展，具有更加优异的受力性能和经济性。一般而言，与纯钢结构相比，钢筋混凝土柱的抗压性能好，刚度大，耐久性和耐火性好，从而节约钢材，增加结构的稳定性；与钢筋混凝土结构相比，钢梁的抗弯性能好，质量轻，施工方便，构件截面尺寸相对较小，从而可以增大有效使用空间，加快施工进度。同时还可以减轻楼盖自重，降低地震作用所引起的结构内力等。然而由于这种结构形式中连接节点构造形式和受力性能均较复杂，目前仅美国和日本允许在实际工程中采用这种结构形式。在我国的民用建筑结构中还没有采用RCS组合框架结构的工程实例。分析原因，主要是目前的RCS组合节点要么采用钢梁贯通的方式，即钢梁连续穿过钢筋混凝土柱，由于这种节点的钢梁翼缘面积较大，要使柱中的纵筋有效传力，必须在翼缘上穿孔，造成施工困难；并且，较大的翼缘还会导致混凝土的浇注困难，也会影响施工进度；要么是柱贯通的方式，即钢筋混凝土柱的纵向钢筋贯通穿过节点，钢梁采取适当的措施（焊接或螺栓连接）连接于节点两侧，由于这种节点的钢梁不连续，往往容易造成焊缝的突然破坏或螺栓的突然失效，均不是理想的延性破坏。因此，研究如何改进RCS组合节点的构造形式，既能保证节点受力的整体性和传力有效性，又能方便混凝土的浇注，加快施工进度，就成为推广应用钢筋混凝土柱-钢梁组合框架结构亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种新型腹板连续、翼缘部分切除的RCS组合节点形式，克服了普通RCS组合节点构造措施的不足，从而大大改善钢筋混凝土柱-钢梁组合框架结构的受力性能和施工性。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种腹板连续、翼缘部分切除的RCS组合节点，其基本组合节点形式，包括钢筋混凝土柱，钢梁，核心节点。钢梁为焊接工字钢（也可采用型钢），由钢梁腹板垂直连接两端部的钢梁翼缘构成；钢筋混凝土柱中设有纵向钢筋，沿纵向钢筋周边紧贴并环绕有若干层水平分布的箍筋，纵筋和箍筋形成钢筋骨架，柱中浇注混凝土；核心节点区包括垂直穿过钢筋混凝土柱的钢梁翼缘部分切除部分，即钢梁延伸出的腹板和部分钢梁翼缘，箍筋穿过与钢梁腹板相连的节点腹板，节点腹板的两端垂直分布有面承板；由钢筋混凝土柱延伸出的纵向钢筋、以及环绕纵向钢筋的箍筋、两面承板、节点腹板以及部分切除的钢梁翼缘的延伸端构成核心节点。核心节点可选择其它剪切件和约束件构成。

进一步地，本发明组合节点中：

所述钢梁腹板与节点腹板为连续一体结构。

所述钢梁翼缘的延伸端为延伸到核心节点且切除部分翼缘后保留的翼缘，形成部分切除的钢梁翼缘结构。

所述部分切除的钢梁翼缘沿钢梁翼缘两侧向中心切除角度为30°～60°。

所述面承板为钢材，其焊接在核心节点两侧部分切除的钢梁翼缘之间，并位于钢筋混凝土柱内，其外侧面与钢筋混凝土柱面平齐。

所述钢筋混凝土柱的纵向钢筋是连续贯通的，不需切断也不需在钢梁翼缘上穿孔。

所述核心节点的箍筋穿过节点腹板，箍筋的位置可以由节点腹板约束和固定。

更进一步地，本发明组合节点中：

所述节点腹板的前后两平行侧面设有X形交叉钢筋，分别焊接于对角上下翼缘之间。

所述沿核心节点的面承板上下两端的钢翼缘端面各垂直设有一扩展面承板，且扩展面承板之间连接有一与节点腹板上下端面平行相接的扩展节点腹板。

所述沿核心节点的面承板上下两端的钢梁翼缘端面各设有一由扁钢箍围成的围框，且扁钢箍围框中连接有一与节点腹板上下端面平行相接的扩展节点腹板。

所述核心节点的面承板左右两端延伸端各相接有一柱面钢板，由两面承板和两柱面钢板与钢筋混凝土柱中的纵向钢筋、环绕纵向钢筋的箍筋、节点腹板以及部分切除的钢梁翼缘构成核心节点。柱面钢板型的腹板连续、翼缘部分切除的RCS组合节点可不设置箍筋。