CN109356287B - 砼一柱多梁交汇处的圆柱帽节点及成形方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种砼一柱多梁交汇处的圆柱帽节点的成形方法，包括以下步骤：1)铺设圆柱帽节点模板；2)在模板上呈圆柱状的等间距分布U型箍筋，并定位，在U型箍筋的内底面、内侧壁面及内顶面依次绑扎底面环筋、侧面环筋和顶面环筋，使底面环筋、顶面环筋呈同心圆且等间距的分布，侧面环筋也呈等间距的分布固定，形成圆柱帽节点；3)将立柱的钢筋直接穿入圆柱帽节点，并位于最内侧底面环筋和顶面环筋之内，再将多个横梁的纵筋锚入所述柱帽节点内，在两个相交的横梁内沿立柱的边绑扎与立柱的边平行的联合箍筋，最后浇筑柱帽节点区域的混凝土。
Description
技术领域
本发明属于建筑领域，具体地说，涉及一种建筑物内一柱多梁（五梁及以上）交汇处的圆柱帽节点及其成形方法。
背景技术
当代建筑设计越来越复杂，特别是大型商业，大型场馆，展厅等经常会出现一柱多梁(五梁及以上)交汇的情况。而一柱多梁交汇处节点的结构及成形方法是这些复杂建筑抗震设计中非常重要的组成部分，其设计是否合理将影响到整个建筑物的安全及稳定。例如中国台湾花莲县倒塌的大楼其中一个主要问题就出在底层框支柱的梁柱交汇节点，施工时梁钢筋没有在柱心锚固且锚固长度不足，核心区钢筋过密导致砼浇筑不密实。因此一柱多梁交汇处的节点是框架结构的薄弱环节，是震害中破坏多发的部位，必须对此关键位置梁柱节点的设计给予足够的重视。
目前，砼一柱多梁(五梁及以上)梁柱接头节点技术，当横梁11与立柱10偏置斜交时纵筋8锚固立柱10内长度容易不满足规范要求，可能需要水平弯折再竖向弯折，以确保满足锚固长度要求，如图4所示，如此操作后节点区域内梁、柱钢筋密集，且纵筋8水平弯折再纵向弯折施工极其困难；如：与立柱斜交的框架梁(横梁)的纵筋8需进入至立柱10内，实际在立柱10节点核心区很难绑扎实施，节点砼浇筑也不容易密实；立柱10上部由于斜横梁的纵筋和箍筋重叠放置，梁截面有效高度减小，很难满足安全设计的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种砼一柱多梁交汇处圆柱帽节点及成形方法，可以对一柱多梁交汇处进行加强，解决偏置斜交节点纵筋锚固水平弯折或再竖向弯折的施工困难，横梁纵筋水平锚固长度不足的问题。
本发明中砼一柱多梁交汇处的圆柱帽节点的成形方法，包括以下步骤：
1）铺设圆柱帽节点模板；
2)在模板上呈圆柱状的等间距分布U型箍筋，并定位，在U型箍筋的内底面、内侧壁面及内顶面依次绑扎底面环筋、侧面环筋和顶面环筋，使底面环筋、顶面环筋呈同心圆且等间距的分布，侧面环筋也呈等间距的分布固定，形成圆柱帽节点；
3)将立柱的钢筋直接穿入圆柱帽节点，并位于最内侧底面环筋和顶面环筋之内，再将多个横梁的纵筋锚入所述柱帽节点内，在两个相交的横梁内沿立柱的边绑扎与立柱的边平行的联合箍筋，最后浇筑柱帽节点区域的混凝土。
所述底面环筋和顶面环筋均为三根，呈同心圆排列后等间距依序布置。
直径最小的所述底面环筋和所述顶面环筋的直径大于所述立柱的边长或直径。
所述U型箍筋的开口朝所述圆柱帽节点圆柱轴线的方向排列。
所述U型箍筋围成的圆柱帽节点的外径为所述立柱边长的两倍。
本发明中砼一柱多梁交汇处的圆柱帽节点包括有多根U形箍筋，所述U形钢筋的开口朝中心的方式呈环形均匀排列分布，在所述U形箍筋围成的环形柱的内顶部固定连接多根顶面环筋，内底部固定多根底面环筋，在所述环形柱的内侧壁面上固定连接多根侧面环筋，形成一个圆柱帽节点。
所述顶面环筋为三根，呈等间距的同心圆分布后与所述U形箍筋的内顶面固定连接，所述底面环筋为三根，呈等间距的同心圆分布后与所述U形箍筋的内底面固定连接。
所述侧面环筋为三根直径相同的环筋，等间距的固定连接在所述U形箍筋的内侧壁面。
本发明中的圆柱帽节点及成形方法解决了立柱与斜交横梁之间箍筋需进入立柱内难以施工的问题；同时解决了立柱顶部由于两斜横梁纵筋和箍筋重叠放置，导致横梁截面有效高度减小，实际中很难满足设计安全要求的问题，实现了抗震防灾的良好效果。
附图说明
图1是本发明中一柱多梁交汇处圆柱帽节点的俯视示意图。
图2是本发明中一柱多梁交汇处圆柱帽节点的侧视示意图。
图3是图1中沿A-A线的剖视示意图。
图4是现有一柱多梁交汇处节点的结构示意图。
图5是本发明中两根斜横梁均与立柱一边相交时的结构示意图。
图6是本发明中两根斜横梁与立柱两个边相交时的结构示意图。
图7是本发明中一根斜横梁和一根正横与立柱的不同边相交时的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明中的具体实施例作详细说明。
如图1和图2所示，本发明中砼(钢筋混凝土)一柱多梁交汇处的圆柱帽节点，在一柱多梁，至少在一根立柱10与五根或五根以上横梁11相交的情况下使用，圆柱帽节点在没有浇注前呈中空的圆柱状，包括多根U形箍筋4，该U形箍筋4呈开口5朝圆柱帽节点轴线方向作环形均匀排列分布，本实施例以17个U形箍筋4为例，如图1所示，开口5朝轴线方向均匀地呈环形分布后围成一环形柱。对于U形箍筋4的具体数量并不限于此，可以在10-20之间，根据圆柱帽节点的强度而定。在U形箍筋4围成的环形柱的内顶面固定连接有3根顶面环筋1，内底面固定连接有3根底面环筋2，在环形柱的内侧壁面上固定连接有3根侧面环筋3。其中3根顶面环筋1呈等间距的同心圆分布，3根底面环筋2也呈等间距的同心圆分布。借助于顶面环筋1、底面环筋2和侧面环筋3将17个U形箍筋4围成一个稳固的圆柱帽节点。
该圆柱帽节点的底面直径为立柱10边长或直径的1.5至2倍，高度比横梁11的高度高180-200毫米，且最内侧(直径最小)的顶面环筋1和底面环筋2直径大于等于立柱10的边长或直径，且最内侧(直径最小)的顶面环筋1和底面环筋2的直径相等。如此在使用时，立柱10的柱钢筋9可以直接穿入圆柱帽节点内部，具有方便的及内部空间足够大的优点。同时横梁11的纵筋8也可以直接穿入圆柱帽节点内，使得梁纵筋8在立柱10内锚固时具有足够的锚固长度，无需作任何弯折工序，并且在圆柱帽节点核心区也不全出现钢筋过密而导致砼浇筑不密实的情况。
在使用本发明中圆柱帽节点后，横梁11与立柱10的相交存在有以下情况，根据不同情况将根据不同方法进行加固，具体如下：
如图5所示，当两根斜横梁11均与立柱10的一边相交时，两个斜交的横梁11穿入圆柱帽节点后，需在立柱10的边之外的圆柱帽节点内设置与立柱10的边12平行的联合箍筋7，用于加固两横梁11。联合箍筋7的长度、最大间距和最小直径应符合高层建筑砼结构技术规程JGJ3-2010表6.3.2-2。且根据混凝土结构设计规范6.4.12在弯矩、剪力和扭矩共同作用下的矩形、T形截面的弯剪扭构件，可按下列规定进行承载力计算：
即当T(受扭承载力)不大于0.175ftWt或T不大于0.175ɑhftWt时，可仅验算受弯构件的正截面受弯承载力和斜截面受剪承载力。
由于本申请中圆柱帽节点的截面尺寸远大于梁截面，满足上述要求，所以仅验算受弯构件的正截面受弯承载力和斜截面受剪承载力考虑即可。其中受剪承载力的验算具体如下：
由混凝土结构设计规范V（受剪承载力）
V≤Vcs+Vp(6.3.4-1)；（1）
（2）
Vp＝0.05Np0(6.3.4-3)；（3）
可以推导出联合箍筋7的箍筋取值。
但由于两根斜横梁11均与立柱10的一边相交，上述公式(2)中横梁宽度b不能直接使用横梁宽度，需使用等效的梁截面宽度，由以下公式(4)计算所得：
其中：Y是两个斜横梁11重合处的高度；
ɑ是第一斜横梁与立柱轴线的夹角；
β是第二斜横梁与立柱轴线的夹角；
b1是第一斜横梁的宽度，
b2是第二斜横梁的宽度。
受剪承载力设计值V取在同一工况下两个斜交上剪力和最大值。并进一步核算取得的联合箍筋7的直径应不小于斜交横梁11中最大箍筋的直径，以保证安全。
如图6所示，当两根斜横梁11与立柱10相交处不在立柱10的一个边12上时，仅在立柱10外边两个斜交横梁11重合端部设置与立柱10的边12平行的联合箍筋7，对于联合箍筋7的取值方式与上述方式相同，等效的梁截面宽度b长度见图6所示，也可以由公式(4)计算所得。
如图7所示，当一根斜横梁11与立柱10相交不在一个边上，即与立柱10的两个边12相交，在立柱10外边斜交横梁11和正交横梁的重合端部设置与立柱10的边12平行的联合箍筋7，等效的梁截面宽度b长度见图7所示，计算方法由公式(4)所得，式中β取值为0。
依据以上方式，联合箍筋7取值有计算依据，可以保证安全，联合箍筋7设置在立柱外，方便施工，避免了斜交横梁箍筋进入立柱10内，实际无法实施绑扎，砼浇筑很难密实等问题。
在圆柱帽节点形成后，作现场支模绑扎，节点后浇，将横梁11与立柱10可靠地锚固在一起，保证施工的可行性，节点受力合理，抗震安全。、
综上所述，本发明中的圆柱帽节点可以将横梁锚固到立柱顶部的圆柱帽节点中，容易满足横梁纵筋8所需的锚固长度，且不再需要竖向弯折，更具施工可行性，容易保证质量。
本发明中的圆柱帽节点增加了抗震延性，提高节点区抗弯抗剪能力。
本发明中的圆柱帽节点能满足刚性节点要求，通过在立柱边外设置与柱边平行的联合箍筋，且联合箍筋取值有计算依据，可以保证安全，设置在立柱外，方便施工，有效避免了斜交横梁的纵筋进入立柱内，实际无法实施绑扎，砼浇筑很难密实等问题。
Claims (7)
1.一种砼一柱多梁交汇处的圆柱帽节点的成形方法，包括以下步骤：
1）铺设圆柱帽节点模板；
2）在模板上呈圆柱状的等间距分布U型箍筋，并定位，在U型箍筋的内底面、内侧壁面及内顶面依次绑扎底面环筋、侧面环筋和顶面环筋，使底面环筋、顶面环筋呈同心圆且等间距的分布，侧面环筋也呈等间距的分布固定，形成圆柱帽节点，所述U型箍筋的开口朝所述圆柱帽节点圆柱轴线的方向排列；
3）将立柱的钢筋直接穿入圆柱帽节点，并位于最内侧底面环筋和顶面环筋之内，再将多个横梁的纵筋锚入所述柱帽节点内，在两个相交的横梁内沿立柱的边绑扎与立柱的边平行的联合箍筋，最后浇筑柱帽节点区域的混凝土。
2.根据权利要求1所述的砼一柱多梁交汇处的圆柱帽节点的成形方法，其特征在于，所述底面环筋和顶面环筋均为三根，呈同心圆排列后等间距依序布置。
3.根据权利要求2所述的砼一柱多梁交汇处的圆柱帽节点的成形方法，其特征在于，直径最小的所述底面环筋和所述顶面环筋的直径大于所述立柱的边长或直径。
4.根据权利要求2所述的砼一柱多梁交汇处的圆柱帽节点的成形方法，其特征在于，所述U型箍筋围成的圆柱帽节点的外径为所述立柱边长的两倍。
5.一种用于上述权利要求1-4中任意一项所述方法的圆柱帽节点，其特征在于，包括有多根U形箍筋，所述U形箍筋的开口朝中心的方式呈环形均匀排列分布，在所述U形箍筋围成的环形柱的内顶部固定连接多根顶面环筋，内底部固定多根底面环筋，在所述环形柱的内侧壁面上固定连接多根侧面环筋，形成一个圆柱帽节点。
6.根据权利要求5所述的圆柱帽节点，其特征在于，所述顶面环筋为三根，呈等间距的同心圆分布后与所述U形箍筋的内顶面固定连接，所述底面环筋为三根，呈等间距的同心圆分布后与所述U形箍筋的内底面固定连接。
7.根据权利要求5所述的圆柱帽节点，其特征在于，所述侧面环筋为三根直径相同的环筋，等间距的固定连接在所述U形箍筋的内侧壁面。
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