本發(fā)明涉及建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，具體涉及一種用于板柱節(jié)點(diǎn)的抗沖切鋼構(gòu)架。

背景技術(shù)：

1、鋼筋混凝土板柱結(jié)構(gòu)具有能夠有效降低建筑物層高、體系形式簡(jiǎn)潔、便于施工的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于倉(cāng)庫(kù)、商場(chǎng)、住宅等建筑中。但其節(jié)點(diǎn)處易發(fā)生脆性沖切破壞，這導(dǎo)致了比混凝土框架結(jié)構(gòu)更高的坍塌風(fēng)險(xiǎn)。由于水平荷載的作用或者板柱結(jié)構(gòu)本身不等跨、節(jié)點(diǎn)位置、邊界條件等因素的存在，板柱節(jié)點(diǎn)會(huì)受到不平衡彎矩和重力荷載的共同作用，相應(yīng)的附加剪力與重力荷載產(chǎn)生的剪力相疊加產(chǎn)生較大的集中剪力，與彎矩共同作用將導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)發(fā)生沖切破壞，破壞時(shí)板面變形較小，板中受拉鋼筋大部分未達(dá)到其屈服強(qiáng)度，伴隨一聲脆響，柱頭連同板內(nèi)形成的破壞錐體從板內(nèi)沖出。板柱結(jié)構(gòu)在某一節(jié)點(diǎn)破壞后將發(fā)生內(nèi)力重分布而達(dá)到新的穩(wěn)定平衡，若結(jié)構(gòu)體系不具備足夠的強(qiáng)度儲(chǔ)備，相鄰節(jié)點(diǎn)往往會(huì)因?yàn)閺?qiáng)度過(guò)低而發(fā)生破壞，從而引起嚴(yán)重的連續(xù)倒塌事故。

2、雖然如今抗沖切鋼筋在實(shí)際工程中應(yīng)用廣泛，但也存在著諸多限制。對(duì)于箍筋，由于需要錨鉤來(lái)連接頂部與底部的抗彎鋼筋，所以在薄板內(nèi)安裝箍筋相當(dāng)困難，同時(shí)會(huì)對(duì)混凝土保護(hù)層產(chǎn)生一定削弱，導(dǎo)致鋼筋未屈服便沖破保護(hù)層而不能充分發(fā)揮作用；對(duì)于型鋼剪力架，由于體積較大，安裝后影響后續(xù)混凝土的澆筑及振搗，并且成本高昂；對(duì)于錨栓，實(shí)際應(yīng)用效果較好，但同時(shí)也具有成本較高，與混凝土粘結(jié)性不足的缺點(diǎn)。

3、綜上所述，現(xiàn)有的抗沖切鋼筋具有一定缺陷而導(dǎo)致無(wú)法有效提高板柱節(jié)點(diǎn)抗沖切承載力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種用于板柱節(jié)點(diǎn)的抗沖切鋼構(gòu)架，該鋼構(gòu)架具有安裝簡(jiǎn)單、體積小、能夠與板縱筋協(xié)同作用的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)在板內(nèi)正交布置鋼構(gòu)架，板柱節(jié)點(diǎn)抗沖切性能能夠得到有效改善。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

3、一種用于板柱節(jié)點(diǎn)的抗沖切鋼構(gòu)架，鋼構(gòu)架包括鋼板和豎向鋼筋，所述鋼板分為上部和下部相對(duì)設(shè)置，鋼板為方框形結(jié)構(gòu)，上部和下部的鋼板之間通過(guò)多根豎向鋼筋相連；

4、所述鋼構(gòu)架沿混凝土柱四周四個(gè)方向放置，鋼構(gòu)架位于混凝土板中。

5、所述鋼板由鋼板一和鋼板二焊接而成，鋼板一的長(zhǎng)度接近于混凝土柱的寬度，鋼板二的長(zhǎng)度至少為混凝土柱寬度的2倍。

6、所述鋼板一和鋼板二的寬度均為豎向鋼筋直徑的3倍。根據(jù)混凝土板的厚度，確定豎向鋼筋的長(zhǎng)度，豎向鋼筋的長(zhǎng)度為混凝土板厚度扣除混凝土保護(hù)層厚度、板底受拉鋼筋和板頂受壓鋼筋形成鋼筋網(wǎng)的厚度以及鋼板的厚度。

7、進(jìn)一步的，所述豎向鋼筋選用帶肋鋼筋，鋼筋型號(hào)根據(jù)實(shí)際工程需求選擇，選擇與板底縱筋相同的型號(hào)。

8、進(jìn)一步的，所述豎向鋼筋沿鋼板二的長(zhǎng)邊方向布置，均勻地按預(yù)定間距呈兩排排列，連接于上部和下部鋼板之間，鋼板由鋼板一和鋼板二焊接而成，形狀類(lèi)似于相框鋼板，鋼板一和鋼板二的寬度為豎向鋼筋直徑的3倍，并且厚度相等，因此鋼板一和鋼板二的厚度即為鋼板的厚度，厚度≥8mm；豎向鋼筋的直徑≥12mm，布置間距需大于其直徑的2倍，不超過(guò)0.5h0，h0為板有效厚度；套筒直徑需大于板縱向貫通鋼筋的直徑。

9、進(jìn)一步的，固定鋼板和豎向鋼筋，構(gòu)建成三維空間鋼構(gòu)架。在焊接方案中，焊材與母材的匹配以及焊縫質(zhì)量均滿(mǎn)足規(guī)范iso?5817-2023或同等標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證要求。

10、抗沖切鋼構(gòu)架，在工廠內(nèi)按照嚴(yán)格的質(zhì)量控制體系預(yù)制成型，在板柱節(jié)點(diǎn)鋼筋綁扎而未進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)應(yīng)用，可有效提高板柱節(jié)點(diǎn)的受沖切承載力及延性，現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)只需將其圍繞混凝土柱正交放置在板底部縱筋上，鋼構(gòu)架與柱頭邊緣的距離應(yīng)小于0.5h0。后續(xù)進(jìn)行混凝土澆筑即可。

11、一種用于板柱節(jié)點(diǎn)的抗沖切鋼構(gòu)架的安裝方法，包括以下步驟；

12、鋼構(gòu)架正交布置于混凝土板中，鋼構(gòu)架與混凝土板邊緣的距離應(yīng)小于0.5h0；在板底鋼筋布置及綁扎完成后，將抗沖切鋼構(gòu)架放置于板底鋼筋之上，再進(jìn)行板頂鋼筋的綁扎，形成板柱節(jié)點(diǎn)的鋼筋骨架，

13、在上述步驟完成后，澆筑混凝土。

14、本發(fā)明的有益效果：

15、抗沖切鋼構(gòu)架不僅可增大與混凝土的粘結(jié)性能，對(duì)混凝土進(jìn)行約束，還能與板頂和板底的縱筋形成整體的鋼筋骨架，有效改善板柱節(jié)點(diǎn)的抗沖切性能。鋼構(gòu)架較傳統(tǒng)的型鋼剪力架體積更小，布置方式更靈活，消耗的鋼材也較少；與箍筋相比較，安裝更加方便，可在工廠中進(jìn)行預(yù)制，對(duì)混凝土保護(hù)層的削弱較小。

16、在抗沖切鋼構(gòu)架中，鋼構(gòu)架的鋼板和豎向鋼筋均能抵抗混凝土中的拉應(yīng)力，減輕混凝土損傷程度、抑制沖切斜裂縫的發(fā)展，從而提升板柱節(jié)點(diǎn)的沖切承載力和延性。此外，鋼板寬度為豎向鋼筋直徑的3倍，與混凝土的粘結(jié)性能更好，便于其充分發(fā)揮性能，同時(shí)還能對(duì)混凝土進(jìn)行約束，進(jìn)一步提高板柱節(jié)點(diǎn)的受沖切承載力和延性。。綜上所述，本發(fā)明一定程度上提升了建筑項(xiàng)目的安全性、經(jīng)濟(jì)性和施工效率。

技術(shù)特征：

1.一種用于板柱節(jié)點(diǎn)的抗沖切鋼構(gòu)架，其特征在于，鋼構(gòu)架(3)包括鋼板(4)和豎向鋼筋(5)，所述鋼板(4)分為上部和下部相對(duì)設(shè)置，鋼板(4)為方框形結(jié)構(gòu)，上部和下部的鋼板(4)之間通過(guò)多根豎向鋼筋(5)相連；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于板柱節(jié)點(diǎn)的抗沖切鋼構(gòu)架，其特征在于，所述鋼板(4)由鋼板一(6)和鋼板二(7)焊接而成，鋼板一(6)的長(zhǎng)度接近于混凝土柱(2)的寬度，鋼板二(7)的長(zhǎng)度至少為混凝土柱(2)寬度的2倍。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于板柱節(jié)點(diǎn)的抗沖切鋼構(gòu)架，其特征在于，所述鋼板一(6)和鋼板二(7)的寬度均為豎向鋼筋(5)直徑的3倍。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于板柱節(jié)點(diǎn)的抗沖切鋼構(gòu)架，其特征在于，根據(jù)混凝土板(1)的厚度，確定豎向鋼筋(5)的長(zhǎng)度，豎向鋼筋(5)的長(zhǎng)度為混凝土板(1)厚度扣除混凝土保護(hù)層厚度、板底受拉鋼筋(1-1)和板頂受壓鋼筋(1-2)形成鋼筋網(wǎng)的厚度以及鋼板(4)的厚度。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于板柱節(jié)點(diǎn)的抗沖切鋼構(gòu)架，其特征在于，所述豎向鋼筋(5)選用帶肋鋼筋，鋼筋型號(hào)根據(jù)實(shí)際工程需求選擇，選擇與板底縱筋(1-1)相同的型號(hào)。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于板柱節(jié)點(diǎn)的抗沖切鋼構(gòu)架，其特征在于，所述豎向鋼筋(5)沿鋼板二(7)的長(zhǎng)邊方向布置，均勻地按預(yù)定間距呈兩排排列，連接于上部和下部鋼板(4)之間，鋼板(4)由鋼板一(6)和鋼板二(7)焊接而成，形狀類(lèi)似于相框鋼板，鋼板一(6)和鋼板二(7)的寬度為豎向鋼筋(5)直徑的3倍，并且厚度相等，因此鋼板一(6)和鋼板二(7)的厚度即為鋼板(4)的厚度，厚度≥8mm；豎向鋼筋(5)的直徑≥12mm，布置間距需大于其直徑的2倍，不超過(guò)0.5h0，h0為板有效厚度；套筒直徑需大于板縱向貫通鋼筋的直徑。

7.權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的抗沖切鋼構(gòu)架，其特征在于，在工廠內(nèi)按照嚴(yán)格的質(zhì)量控制體系預(yù)制成型，在板柱節(jié)點(diǎn)鋼筋綁扎而未進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)應(yīng)用，可有效提高板柱節(jié)點(diǎn)的受沖切承載力及延性，現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)只需將其圍繞混凝土柱1正交放置在板底部縱筋1-1上，鋼構(gòu)架與柱頭邊緣的距離應(yīng)小于0.5h0。后續(xù)進(jìn)行混凝土澆筑即可。

8.權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述一種用于板柱節(jié)點(diǎn)的抗沖切鋼構(gòu)架的安裝方法，其特征在于，包括以下步驟；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于板柱節(jié)點(diǎn)的抗沖切鋼構(gòu)架，鋼構(gòu)架包括鋼板和豎向鋼筋，所述鋼板分為上部和下部相對(duì)設(shè)置，上部和下部的鋼板之間通過(guò)多根豎向鋼筋相連；所述鋼構(gòu)架沿混凝土柱四周四個(gè)方向放置，鋼構(gòu)架位于混凝土板中。本發(fā)明具有安裝簡(jiǎn)單、體積小、能夠與板縱筋協(xié)同作用的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)在板內(nèi)正交布置鋼構(gòu)架，板柱節(jié)點(diǎn)抗沖切性能能夠得到有效改善。

技術(shù)研發(fā)人員：史慶軒,趙元浩,王秋維,王朋
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安建筑科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21