一种型钢混凝土扶壁柱墙体节点及其构造方法与流程

1.本技术涉及建筑技术领域，具体而言，涉及一种型钢混凝土扶壁柱墙体节点及其构造方法。


背景技术：

2.针对跨度大、重载、竖向及水平不规则、高空间且受力复杂的地下结构，在结构外墙上设置扶壁柱可有效抵抗墙体平面外水土压力和结构梁传给外墙的平面外弯矩，增强外墙的平面外刚度和承载力。同时，扶壁柱的存在可以作为地下室外墙板沿水平方向的支座，将外墙由单向受弯向构件调整为双向受弯构件，使得地下室外墙按双向板设计，采用双向板设计，可降低外墙板水平截面的平面外弯矩，从而达到降低竖向计算钢筋量的目的。
3.扶壁柱包括钢筋混凝土扶壁柱和型钢混凝土扶壁柱，相比同截面的钢筋混凝土扶壁柱，型钢混凝土扶壁柱具有承载能力高、抗震性能好、变形能力强和刚度大等优点，主要是由于其整体变形和局部变形均受到混凝土较强的约束，使得内部的型钢柱局部和整体稳定性得到很大程度的提高，钢材的强度得以充分发挥。因此，针对跨度大、重载、竖向及水平不规则、高空间且受力复杂的地下结构外墙设置型钢混凝土扶壁柱能够实现结构力学性能、抗震性能与造价等多目标综合设计要求。
4.现有技术中常在结构外墙上设置型钢混凝土扶壁柱，由于型钢混凝土扶壁柱墙体节点受到较大的压弯力学作用，型钢混凝土扶壁柱墙体节点处的受力复杂，钢筋布置数量多，现有设计的节点构造很难将节点处型钢柱、墙体水平及竖向钢筋、扶壁柱竖向钢筋及箍筋、和混凝土等的协同作用发挥到最大，且节点设计应综合考虑节点域处的扶壁柱型钢截面的构造尺寸处理、墙体内外部水平钢筋与型钢柱的穿筋或不穿筋相对关系的构造要求、施工工期和工程造价等方面因素，以便实现节点处的结构力学性能、抗震性能与造价等多目标综合设计要求。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术很难将型钢混凝土扶壁柱墙体在复杂受力情况下，节点区关键受力部位型钢柱、墙体水平及竖向钢筋、扶壁柱竖向钢筋及箍筋和混凝土的协同作用发挥到最大的问题，以达到节约施工工期及工程造价，提升型钢混凝土扶壁柱墙体承载力和施工质量等目的。本技术提供了一种型钢混凝土扶壁柱墙体节点及其构造方法。
6.本技术的实施例是这样实现的：
7.本技术实施例提供一种型钢混凝土扶壁柱墙体节点，包括：
8.墙体，所述墙体包括相对的第一侧面和第二侧面；
9.与所述墙体连接的型钢混凝土扶壁柱；
10.设置在所述扶壁柱内的型钢柱，所述型钢柱包括第一翼缘、腹板和第二翼缘，所述第一翼缘靠近所述第一侧面且所述第一翼缘所在的平面平行于所述第一侧面；
11.与所述第一翼缘靠近所述第一侧面的一侧垂直连接的第一锯齿状板体，沿所述第
一锯齿状板体的竖向设置有间隔均匀的多个凹槽；
12.穿设于所述凹槽中的第一水平钢筋；
13.连接在所述腹板上的多根第二水平钢筋；
14.设置于所述第一水平钢筋与所述第一侧面之间的多个第一竖向钢筋；
15.和设置于所述第二水平钢筋与所述第二侧面之间的多个第二竖向钢筋。
16.在一些实施例中，还包括第二板体；
17.在距所述第一翼缘预设距离的所述腹板两侧均连接有所述第二板体，所述第二板体均与所述腹板垂直；
18.所述第二水平钢筋连接在所述第二板体上。
19.在一些实施例中，在所述扶壁柱内部且在所述型钢柱的四周绑扎有钢筋，钢筋组成了钢筋笼。
20.在一些实施例中，所述钢筋笼包括箍筋和纵筋；
21.所述扶壁柱内部的四周设置有所述箍筋，在除所述第一翼缘相对的所述箍筋之外的其它箍筋与所述型钢柱之间设置有多个纵筋。
22.在一些实施例中，还包括拉结筋；
23.所述第一侧面与所述第二侧面之间设置有多根所述拉结筋，所述拉结筋的两端连接所述第一水平钢筋和所述第二水平钢筋。
24.在一些实施例中，所述腹板的两端分别连接有所述第一翼缘和所述第二翼缘；
25.所述腹板分别与所述第一翼缘、所述第二翼缘相垂直，所述第一翼缘和所述第二翼缘相对且相平行。
26.本技术的又一方面还提供了一种型钢混凝土扶壁柱墙体节点的构造方法，所述方法包括：
27.在与墙体连接的扶壁柱内放置型钢柱，所述型钢柱包括依次连接的第一翼缘、腹板和第二翼缘，所述型钢柱包含的第一翼缘垂直焊接有第一锯齿状板体，所述第一锯齿状板体上开设有多个沿竖向排布的凹槽，所述凹槽中穿设有第一水平钢筋；
28.将所述型钢柱包含的腹板与多个第二水平钢筋垂直焊接；
29.在所述第一水平钢筋远离所述型钢柱的一侧绑扎第一竖向钢筋，在所述第二水平钢筋远离所述型钢柱的一侧绑扎第二竖向钢筋；
30.在所述型钢柱周围绑扎钢筋笼，所述钢筋笼包括横纵交错的多个箍筋和纵筋；
31.在所述第一水平钢筋与所述第二水平钢筋之间绑扎多根拉结筋；
32.浇筑混凝土。
33.在一些实施例中，所述将所述型钢柱包含的腹板与多个第二水平钢筋垂直焊接，进一步包括：
34.将所述第二水平钢筋与第二板体垂直焊接，所述第二板体垂直焊接在所述腹板的两侧且距所述第一翼缘预设距离。
35.本技术的有益效果：通过将靠近第一侧面的第一水平钢筋贯穿于与第一翼缘垂直连接的第一锯齿状板体，实现了第一水平钢筋与型钢柱第一翼缘的连接，减少了传统节点施工时所用的水平钢筋与竖向钢筋的绑扎工艺，提高了型钢混凝土扶壁柱外侧的抗拉能力，提升了第一侧面的第一水平钢筋、型钢柱和混凝土的整体性与协同性，进一步提升了型
钢混凝土扶壁柱墙体的刚度和强度；进一步通过将第一水平钢筋布置于第一竖向钢筋内侧，以此满足第一侧面受拉，由于第一侧面弯矩大于第二侧面的力学特性，达到提高型钢混凝土扶壁柱墙体节点处承载力的要求，进一步达到将墙体钢筋受拉发挥极致、降低工程造价的目的；进一步由于第一锯齿状板体是在施工前预先焊接在第一翼缘上的，且第一锯齿状板体上的凹槽也是预先开设的，因此也减少了现场开槽、焊接和穿筋，加快了施工进度，缩短了施工工期。
附图说明
36.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
37.图1为根据本技术一个或多个实施例的型钢混凝土扶壁柱墙体节点的构造示意图；
38.图2为图1中a-a剖面图；
39.图3为根据本技术一个或多个实施例的型钢混凝土扶壁柱墙体节点的构造方法流程图；
40.图示说明：
41.其中，100、墙体；101、第一侧面；102、第二侧面；103、拉结筋；2、扶壁柱；300、型钢柱；301、第一翼缘；302、腹板；303、第二翼缘；311、箍筋；312、纵筋；4、第一锯齿状板体；5、第二板体；6、第一水平钢筋；7、第二水平钢筋；8、第一竖向钢筋；9、第二竖向钢筋。
具体实施方式
42.为使本技术的目的、实施方式和优点更加清楚，下面将结合本技术示例性实施例中的附图，对本技术示例性实施方式进行清楚、完整地描述，显然，所描述的示例性实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
43.需要说明的是，本技术中对于术语的简要说明，仅是为了方便理解接下来描述的实施方式，而不是意图限定本技术的实施方式。除非另有说明，这些术语应当按照其普通和通常的含义理解。
44.本技术中说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别类似或同类的对象或实体，而不必然意味着限定特定的顺序或先后次序，除非另外注明。应该理解这样使用的用语在适当情况下可以互换。
45.术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖但不排他的包含，例如，包含了一系列组件的产品或设备不必限于清楚地列出的所有组件，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它组件。
46.术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
47.随着社会经济高速发展，跨度大、重载、竖向及水平不规则、高空间且受力复杂的
地下结构越来越多，型钢混凝土组合结构越来越多，对型钢混凝土扶壁柱墙体节点构造的研究极为关键和重要，本技术提供的型钢混凝土扶壁柱墙体节点构造方式适用于跨度大、重载、竖向及水平不规则、高空间且受力复杂的布置型钢混凝土扶壁柱的地下结构外墙，一定程度上可以解决现有技术很难将型钢混凝土扶壁柱墙体在复杂受力情况下，节点区关键受力部位型钢柱、墙体水平及竖向钢筋、扶壁柱竖向钢筋及箍筋和混凝土的协同作用发挥到最大的问题，以达到节约施工工期及工程造价，提升型钢混凝土扶壁柱墙体承载力和施工质量等目的，本技术具有很大的推广应用前景，能够为类似工程的施工工艺提供借鉴依据。
48.图1示例性示出了型钢混凝土扶壁柱墙体节点的构造示意图，图2为图1中a-a剖面图。
49.如图1和如2所示，本技术实施例提供的一种型钢混凝土扶壁柱墙体节点，包括：墙体100、扶壁柱2、型钢柱300、第一锯齿状板体4、第一水平钢筋6、第二水平钢筋7、第一竖向钢筋8和第二竖向钢筋9。
50.其中，墙体100包括相对的第一侧面101和第二侧面102，墙体100为钢筋混凝土墙体。
51.型钢混凝土扶壁柱2与墙体100连接，扶壁柱2内设置有型钢柱300。
52.需要说明的是，型钢混凝土扶壁柱2具有承载能力高、抗震性能好、变形能力强和刚度大等优点，主要是由于其整体变形和局部变形均受到混凝土较强的约束，使得内部的型钢柱300局部和整体稳定性得到很大程度的提高，钢材的强度得以充分发挥。因此，针对跨度大、重载、竖向及水平不规则、高空间且受力复杂的地下结构外墙，需要设置型钢混凝土扶壁柱2，才能够实现结构力学性能、抗震性能与造价等多目标综合设计要求。
53.在一些实施例中，型钢柱300包括依次连接的第一翼缘301、腹板302和第二翼缘303，腹板302的两端分别连接有第一翼缘301和第二翼缘303，腹板302分别与第一翼缘301、第二翼缘303相垂直，第一翼缘301和第二翼缘303相对且相平行。
54.第一翼缘301靠近墙体100的第一侧面101且第一翼缘301所在的平面平行于第一侧面101。
55.需要说明的是，在本说明书实施例中，第一侧面101一般为墙体外侧面，第二侧面102一般为墙体内侧面。靠近第一侧面101的型钢混凝土扶壁柱2为型钢混凝土扶壁柱2外侧，靠近第二侧面102的型钢混凝土扶壁柱2为型钢混凝土扶壁柱2内侧。
56.在第一翼缘301靠近第一侧面101的一面垂直连接有第一锯齿状板体4，沿第一锯齿状板体4的竖向设置有间隔均匀的多个凹槽，多个凹槽形成的锯齿形中心线排布成一条竖向的、也即平行于墙体100高度方向的直线，凹槽的法向均平行于墙体100的长度方向。每根第一水平钢筋6穿设于每个凹槽中。
57.其中，第一锯齿状板体4为钢板，与第一翼缘301焊接。
58.在一些实施例中，多根第二水平钢筋7连接在腹板302上。
59.在第一水平钢筋6与第一侧面101之间设置有多个第一竖向钢筋8、以及在第二水平钢筋7与第二侧面102之间设置有多个第二竖向钢筋9。
60.本实施例中，通过在靠近第一侧面101的第一水平钢筋6贯穿于第一翼缘301垂直连接的第一锯齿状板体4中，实现了第一水平钢筋6与型钢柱300的第一翼缘301的连接，减
少了传统节点施工时所用的水平钢筋与竖向钢筋的绑扎工艺，提高了型钢混凝土扶壁柱2外侧的抗拉能力，提升了第一侧面101、第一水平钢筋6、型钢柱300和混凝土的整体性与协同性，进一步提升了墙体100的刚度和强度；进一步通过将第一水平钢筋6布置于第一竖向钢筋8内侧，以此能够满足第一侧面受拉，由于第一侧面弯矩大于第二侧面的力学特性，达到提高型钢混凝土扶壁柱墙体节点处承载力的要求，进一步达到将墙体钢筋受拉发挥极致、降低工程造价的目的；进一步由于第一锯齿状板体是在施工前预先焊接在第一翼缘上的，且第一锯齿状板体上的凹槽也是预先开设的，因此也减少了现场开槽、焊接和穿筋，加快了施工进度，缩短了施工工期。
61.在一些实施例中，型钢混凝土扶壁柱墙体节点还包括第二板体5。
62.在距第一翼缘301预设距离的腹板302两侧均连接有第二板体5，第二板体5均与腹板302垂直；第二水平钢筋7与第二板体5连接。
63.第二板体5为钢板，与腹板302焊接。
64.在本实施例中，通过将靠近第二侧面102的第二水平钢筋连接在第二板体5上，替代了现有技术中常用的水平钢筋穿过腹板302进行连接的工艺，降低了因水平钢筋穿过型钢柱300的腹板302而对腹板302刚度削弱的影响，有效增强了型钢柱300的抗弯能力，提高了型钢混凝土扶壁柱2外侧(即第一侧面)的抗拉能力，提升了第二水平钢筋7、型钢柱300和混凝土的整体性与协同性，进一步提升了型钢混凝土扶壁柱2墙体100的刚度和强度；同时第二板体5是在施工前焊接在型钢柱300的腹板302上的，因此也减少了现场开槽、焊接和穿筋，加快了施工进度，缩短了施工工期。
65.在一些实施例中，在扶壁柱2内部且在型钢柱300的四周绑扎有钢筋，钢筋围成了钢筋笼。
66.要保证型钢混凝土扶壁柱2的性能，首先就是要使型钢柱300与混凝土之间保持良好的完整性，尽量减少粘结滑移，因此需配置钢筋笼。
67.在一些实施例中，钢筋笼包括箍筋311和纵筋312。
68.扶壁柱2内部的四周设置有箍筋311，在除第一翼缘301相对的箍筋311之外的其它箍筋与型钢柱300之间设置有多个纵筋312；每个周边的多个纵筋312排布成平行于箍筋311的直线且间隔预设距离。
69.纵筋312和箍筋311不但分别用于抗弯和抗剪，还能够形成骨架以约束型钢柱300之外的外包混凝土，而且还加强了对核心区混凝土的约束，增强了型钢柱300塑性铰区的变形能力和耗能能力，以确保混凝土、型钢柱300能更好的协同作用。
70.在一些实施例中，第一侧面101与第二侧面102之间设置有多根拉结筋103，拉结筋103的两端分别连接第一水平钢筋6和第二水平钢筋7。
71.具体是：沿墙体100的高度方向间隔预设距离设置多层由多个拉结筋103排布而成的拉结筋层；沿墙体100的长度方向，每层拉结筋层中包括多个间隔预设距离的拉结筋103。
72.拉结筋103是建筑工程中钢筋类型的一种，将拉结筋103植入墙体100混凝土内，能够起到连接墙体钢筋，增加墙体抗剪承载力及延性。
73.本说明书中的以上实施例采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处。
74.图3为本技术实施例所提供的一种型钢混凝土扶壁柱墙体节点的构造方法。
75.如图3所示，本技术实施例提供的一种型钢混凝土扶壁柱墙体节点的构造方法，通过以下步骤实现：
76.在步骤301中，在与墙体100连接的扶壁柱2内放置型钢柱300，型钢柱300包括依次连接的第一翼缘301、腹板302和第二翼缘303，型钢柱300包含的第一翼缘301垂直焊接有第一锯齿状板体4，第一锯齿状板体4上开设有多个沿竖向排布的凹槽，凹槽中穿设有第一水平钢筋6；
77.在步骤302中，将型钢柱300包含的腹板302与多个第二水平钢筋7垂直焊接；
78.在步骤303中，在第一水平钢筋6远离型钢柱300的一侧绑扎第一竖向钢筋8，在第二水平钢筋7远离型钢柱300的一侧绑扎第二竖向钢筋9；
79.在步骤304中，在型钢柱300周围绑扎钢筋，钢筋围成了钢筋笼，钢筋笼包括横纵交错的多个箍筋311和纵筋312；
80.在步骤305中，在第一水平钢筋6与第二水平钢筋7之间绑扎多根拉结筋103；
81.在步骤306中，浇筑混凝土。
82.在一些实施例中，将型钢柱300包含的腹板302与多个第二水平钢筋7垂直焊接，通过以下步骤实现：
83.将第二水平钢筋7通过第二板体5与腹板302垂直焊接，第二板体5垂直焊接在腹板302的两侧且距第一翼缘301预设距离。
84.通过在靠近第一侧面的第一水平钢筋贯穿于第一翼缘垂直连接的第一锯齿状板体中，实现了第一水平钢筋与型钢柱的第一翼缘的连接，减少了传统节点施工时所用的水平钢筋与竖向钢筋的绑扎工艺，提高了型钢混凝土扶壁柱外侧的抗拉能力，提升了第一侧面、第一水平钢筋、型钢柱和混凝土的整体性与协同性，进一步提升了墙体的刚度和强度；进一步通过将第一水平钢筋布置于第一竖向钢筋内侧，以此能够满足第一侧面受拉，由于第一侧面弯矩大于墙体内侧面的力学特性，达到提高型钢混凝土扶壁柱墙体节点处承载力的要求，进一步达到将墙体钢筋受拉发挥极致、降低工程造价的目的；进一步由于第一锯齿状板体是在施工前预先焊接在第一翼缘上的，且第一锯齿状板体上的凹槽也是预先开设的，因此也减少了现场开槽、焊接和穿筋，加快了施工进度，缩短了施工工期。
85.为了方便解释，已经结合具体的实施方式进行了上述说明。但是，上述在一些实施例中讨论不是意图穷尽或者将实施方式限定到上述公开的具体形式。根据上述的教导，可以得到多种修改和变形。上述实施方式的选择和描述是为了更好的解释原理以及实际的应用，从而使得本领域技术人员更好的使用实施方式以及适于具体使用考虑的各种不同的变形的实施方式。