一種混凝土框架結構制造技術

本發明專利技術提供了一種混凝土框架結構，包括構成混凝土框架的節點、立柱和橫梁，所述節點的截面輪廓尺寸等于相連接立柱和橫梁的最大截面輪廓尺寸，所述立柱沿其軸線方向具有豎向卯眼，所述橫梁沿其軸線方向具有橫向卯眼。所述節點具有１－６個榫頭，榫頭利用豎向卯眼或橫向卯眼的端部與立柱或橫梁緊密結合。節點和與其連接的立柱、橫梁共同構成混凝土框架。本發明專利技術可以使“強節點弱桿件”、“強柱弱梁”和“強剪弱彎”等設計原則在混凝土框架結構中同時實現，在地震作用時具有優秀的耗能機制，有利于混凝土框架結構抵抗地震，還可以節省混凝土、降低結構自重。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種建筑結構，具體地涉及一種混凝土框架結構。技術背景目前，混凝土結構在各國家的建筑業得到普遍發展，鋼筋混凝土整澆式框架結構， 是混凝土結構的主要應用形式之一，這種結構雖然有整體性好、剛度大、可就地取材等優 點，但也存在許多缺點。如費工大、用模板多、施工周期長、生產較難工業化等。經檢索，與本專利技術最接近的技術是多層鋼筋混凝土框架結構，其特點是現場澆注 框架結構柱、梁和節點，形成整澆式鋼筋混凝土框架結構。優點有可模性好，可以根據需要 澆制成各種形狀和尺寸的框架結構；整體性好，可以承受一定的地震作用等。缺點是延性 差，結構頂點側移與結構高度的比值低，其根源是地震作用時的耗能機制差。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服上述現有技術的缺陷，提供一種新的混凝土框架結構，改 進現有鋼筋混凝土框架結構在地震作用時的耗能機制，提高混凝土框架結構的延性，有利 于抗震。為實現上述目的，本專利技術提供了一種混凝土框架結構，包括構成混凝土框架的節 點、立柱和橫梁，其特征在于，所述節點的截面輪廓尺寸等于相連接立柱和橫梁的最大截面 輪廓尺寸，所述立柱沿其軸線方向具有豎向卯眼，所述橫梁沿其軸線方向具有橫向卯眼。所述的節點，其特征在于，具有外伸的榫頭，榫頭的數量為1-6個。所述的榫頭，其特征在于，節點的豎向或橫向局部突出物，伸出節點，利用豎向卯 眼或橫向卯眼的端部與立柱或橫梁緊密結合。所述的榫頭，其特征在于，形狀為柱體或臺體，其橫截面為圓形或多邊形。所述的豎向卯眼，其特征在于，為立柱內的空腔，其軸線與立柱的軸線重合或平 行，其截面形狀與豎向伸出的榫頭一致。所述的橫向卯眼，其特征在于，為橫梁內的空腔，其軸線與橫梁的軸線重合或平 行，其截面形狀與橫向伸出的榫頭一致。本專利技術提供的一種混凝土框架結構，包括節點、立柱和橫梁。該框架結構中的節點為現場澆注的混凝土節點，節點的截面輪廓尺寸等于相連接 立柱和橫梁的最大截面輪廓尺寸，節點帶有榫頭，榫頭利用卯眼端部與立柱和橫梁緊密結合。該框架結構中的立柱可以預制或現場澆注，立柱中豎向卯眼的軸線與立柱的軸線 重合。優選地，立柱采用工廠預制的方式成型，可以采用離心法工藝。該框架結構中的橫梁可以預制或部分預制現場疊合或現場澆注，橫梁中橫向卯眼 的軸線與橫梁的軸線重合或平行。優選地，橫梁采用工廠部分預制現場疊合的方式成型，預 制部分的縱向鋼筋同時采用普通鋼筋和預應力筋。本專利技術的設計方法由以下幾個步驟組成a.選橫梁截面高度依據橫梁的跨度和承受的荷載，選橫梁截面高度。一般情況， 橫梁的跨高比在12-22之間，荷載大時取小值，荷載小并采用預應力筋時取大值；橫梁截面 高度在300-800mm之間，并符合50mm的整倍數。b.選橫梁截面橫梁截面形狀以矩形截面尺寸為代表值；若為T形截面，其高度和 寬度分別指全高和腹板寬度。一般情況，橫梁的寬度為250或300mm;橫向卯眼截面為圓形， 直徑在130-180mm之間，橫梁寬度小時取小值，反之取大值。c.初選立柱混凝土截面積和豎向卯眼截面積依據立柱軸力組合值和采用的混 凝土強度等級，按照《建筑抗震設計規范》中有關柱軸壓比限值的規定確定立柱混凝土截面 積，一般情況，立柱混凝土截面積在0. 1-0.6平方米之間。豎向卯眼截面一般為圓形，面積 為立柱混凝土截面積的0. 3-0. 9倍，立柱的截面積小時取小值，反之取大值。d.選立柱截面按照建筑環境的需要，立柱截面外形可以為正方形、矩形、圓形或 多邊形。依據上述結果，選立柱截面。一般情況，立柱截面為矩形，立柱長邊在400-1000mm 之間，短邊不小于橫梁截面高度的0.8倍，并符合50mm的整倍數；豎向卯眼的直徑在 M0-800mm之間；同時立柱截面的最薄處不小于60mm，并符合IOmm的整倍數。e.配筋率節點的配筋率計算不包括榫頭；立柱和橫梁的配筋率計算不包括榫頭 和卯眼。各部位的配筋率要符合現行標準、規范的相關規定。f.選榫頭榫頭一般為圓柱體，其截面直徑與對應的卯眼相同。一般情況，豎向榫 頭長度與立柱長邊的比值不小于0. 5，同時不小于300mm ；橫向榫頭長度與橫梁高度的比值 不小于0. 5，同時不小于250mm。g.設計豎向榫頭伸入立柱的豎向榫頭，需配置縱向鋼筋和箍筋。一般情況，縱向 鋼筋數量不少于4根，其直徑不小于榫頭直徑的1/40，同時不小于10mm。箍筋直徑大于縱 向鋼筋直徑的1/2，同時不小于6mm，箍筋數量為3根，間距不大于150mm ；可以采用配置鋼 管代替縱向鋼筋和箍筋，鋼管直徑114mm，壁厚在4-6mm之間?？v向鋼筋或鋼管要求貫穿節點οh.設計橫向榫頭伸入橫梁的橫向榫頭，需配置縱向鋼筋。一般情況，縱向鋼筋數 量不小于4根，其直徑不小于橫梁高度的1/50，同時不小于8mm?？v向鋼筋要求貫穿節點。本專利技術與現有技術相比，其優點和產生的積極效果體現在1、由于立柱和橫梁設置了卯眼，使節點的截面積和截面面積矩均比相對應的立柱 或橫梁大，達到了變化截面的效果，從構造方面實現了“強節點弱桿件”的設計原則，自然形 成了結構損壞的多道防線，所以框架結構的抗震性能更為優越。2、相對于橫梁，采用限制立柱截面尺寸的方法，符合“強柱弱梁”的設計原則，使梁 端塑性鉸先于柱端塑性鉸出現，所以框架結構的延性更大。3、由于設置有榫頭和卯眼，明確了榫頭頂端就是立柱和橫梁出現塑性鉸的位置， 更易于達到“強剪弱彎”的設計目的。4、因為“強節點弱桿件”、“強柱弱梁”和“強剪弱彎”在混凝土框架結構中得以同 時實現，所以混凝土框架結構在地震作用時會有更好的耗能機制，有利于抗震。5、由于立柱和橫梁設置有卯眼，節省了混凝土、降低了結構自重，使結構造價更 低。附圖說明附圖為本專利技術中混凝土框架結構一實施例的局部結構示意圖。具體實施方式如附圖所示，為本專利技術中混凝土框架結構一實施例的局部結構示意圖，包括節點、 立柱和橫梁。在此例中，節點1具有豎向伸出的榫頭2和橫向伸出的榫頭3，立柱4和橫梁 5分別具有豎向卯眼6和橫向卯眼7，榫頭2和榫頭3分別與豎向卯眼6和橫向卯眼7的端 部緊密結合。本專利技術具有多種實施方式，現公開較佳的二種。本專利技術的第一種實施方式是裝配整體式首先分別生產具有豎向卯眼6的預制立 柱4和具有橫向卯眼7的預制橫梁5，在豎向卯眼6和橫向卯眼7的內部，各設置二個擋板， 豎向卯眼6和橫向卯眼7均被分割為三個單獨空腔；然后將預制立柱4和預制橫梁5運輸 至工程現場，分別就位安裝；再后實施節點1內部的鋼筋工序，包括并不局限于立柱鋼筋的 連接、橫梁鋼筋的連接、榫頭鋼筋的配置、節點箍筋的配置以及節點內其它鋼筋的配置等； 最后完成模板支護并澆注混凝土，形成具有豎向榫頭2和橫向榫頭3的節點1，養護硬化后 完成本專利技術。本專利技術的第二種實施方式是橫梁預制、立柱與節點現澆方式首先，生產具有橫 向卯眼7的預制橫梁5，在橫向卯眼7的內部，設置二個擋板，橫向卯眼7被分割為三個單 獨空腔，運輸至工程現場；同時在工程現場，綁扎立柱4內部的鋼筋，將兩端密封的硬質圓 管一塑料管或紙管或鋼管等一就位固定，該硬質圓管將形成豎向卯眼6的中部空腔；然后 就位安裝預制橫梁5 ；再后實施節點1內部的鋼筋工序，包括并不局限于橫梁鋼筋的連接、 榫頭鋼筋的配置、節點箍筋的配置以及節點內其它鋼筋的配置等本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種混凝土框架結構，其特征在于，包括構成混凝土框架的節點、立柱和橫梁，所述節點的截面輪廓尺寸等于相連接立柱和橫梁的最大截面輪廓尺寸，所述立柱沿其軸線方向具有豎向卯眼，所述橫梁沿其軸線方向具有橫向卯眼。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：程義，楊進宏，宋繼強，王姍，牟曉燕，任祝雯，陳梅，
申請(專利權)人：程義，
類型：發明
國別省市：15[中國|內蒙]