CN101113604A - 全预制装配式混凝土框架结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全预制装配式混凝土框架结构，包括相互固定的预制柱和水平梁，所述的预制柱上设置有伸出的水平悬挑梁，该悬挑梁的伸出端端部设置有缺口，在所述的水平梁端部设置有一与悬挑梁端部设置的缺口相适配的凸台，水平梁与悬挑梁通过凸台与缺口配合后固定连接；所述的悬挑梁端部上端、下端以及侧边分别设置有预埋金属板，在水平梁端部上端、下端以及侧边也设置有预埋金属板，悬挑梁上的预埋金属板与水平梁上的预埋金属板通过一顶部连接金属板固定连接。与现有技术相比，本发明具有连接可靠、结构合理、现场施工快速以及抗震等特点。

Description

全预制装配式混凝土框架结构

技术领域

本发明涉及预制装配式混凝土框架结构连接设计与施工领域，特别涉及全预制装配式混凝土结构干式连接领域。

背景技术

目前，预制装配式混凝土框架结构中的梁柱节点多为湿式节点，通常做法是竖向柱与水平梁在节点部位直接连接，布筋复杂、不易操作、质量不易保证，施工周期长，在施工中仍然使用大量支撑。对于预制构件的湿式节点，在根本上讲仍然是现浇混凝土结构的一种延续，体现不出预制混凝土结构施工速度快、工业化生产的优点。常用的全预制装配式框架干式节点存在着构造复杂、传力不直接、不易施工、造价较高等问题，如钢吊架式连接、螺栓连接、混合连接、阻尼连接等。

对一般多层装配式预制框架结构，接合区位于梁端，梁与柱通常做成刚性节点的形式，但是由于接合处直接位于竖向柱侧面，该处往往为最不利受力截面，易于超出极限承载能力，导致破坏；尽管结构具有较好的能量耗散能力，但由于接合区相对薄弱，较梁其它部位容易产生破坏，因而对接合区要求高，相应造价提高，不经济。比如，普通单层工业厂房的排架结构的梁柱接合方式为：先将预制梁坐置在竖向预制柱头，接合处位于柱上表面，然后用预埋件、螺栓或预留钢筋锚固；这种节点做法预制梁与预制柱可以相对自由转动，因而能量耗散能力较差，对抵抗冲击荷载或地震作用不利。而预制装配式预应力混凝土结构的梁柱节点通常要施加预应力靠梁柱之间摩擦力将梁柱连接在一起，其耗能性能较差，由于预应力的作用梁柱结合面混凝土容易压碎，摩擦力容易失效，未考虑人工塑性铰的设置。

发明内容

本发明所要解决的基本技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种连接可靠、结构合理、现场施工快速使用的全预制装配式混凝土框架结构。

本发明进一步要解决的技术问题是提供一种连接可靠、结构合理、现场施工快速使用且抗震抗扭的全预制装配式混凝土框架结构。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：包括相互固定的预制柱和水平梁，其特征在于所述的预制柱上设置有伸出的水平悬挑梁，该悬挑梁的伸出端端部设置有一缺口，在所述的水平梁端部设置有一与悬挑梁端部设置的缺口相适配的凸台，水平梁与悬挑梁通过凸台与缺口连接。

所述的缺口设置在悬挑梁端部的上方，所述的凸台设置在水平梁端部的上方。

为解决上述进一步的技术问题，所述的悬挑梁端部上端设置有预埋金属板，在水平梁端部上端也设置有预埋金属板，悬挑梁上的预埋金属板与水平梁上的预埋金属板通过一顶部连接金属板固定连接。

所述的悬挑梁端部下端也设置有预埋金属板，在水平梁端部下端也设置有预埋金属板，悬挑梁上的预埋金属板与水平梁上的预埋金属板通过一底部连接金属板固定连接。

所述的悬挑梁端部两侧也设置有预埋金属板，在水平梁端部两侧也设置有预埋金属板，悬挑梁上的预埋金属板与水平梁上的预埋金属板通过侧边连接金属板固定连接。

所述的悬挑梁缺口顶部设置有第一承压金属板，在水平梁的凸台底部设置有第二承压金属板，第一承压金属板与第二承压金属板相配合。

所述的金属板为钢板。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、在预制柱浇筑伸出的水平悬挑梁，使预制水平梁和预制混凝土预制柱的接合部远离预制柱的侧面，该侧面为最不利受力截面，所以增加了连接的强度和牢靠性。水平梁端部设置凸台，悬挑梁端部设置缺口，凸台与缺口相搭接，使整个施工免去了支撑装置，施工速度块。预制混凝土缺口梁和柱现场拼装而成，整个安装过程都是干作业，改善了工作环境，提高了工作效率。

2、通过在水平梁端部上方和悬挑梁上方分别设置预埋金属板，然后用顶部连接金属板固定，一方面，增加了水平梁和悬挑梁的强度，同时水平梁也具有抗扭的性能，考虑预制构件连接的塑性铰，为了保证水平梁与悬挑梁连接处核心区的混凝土在地震作用下不失效，通过控制预制构件之间的连接金属板的强度和刚度来实现。可以对连接中的各构件在满足基本的连接要求的基础上对连接构件的承载力进行人为地调整，使连接金属板的承载力稍弱于预制柱的承载能力。当遭受低于本地区抗震设防烈度时多遇地震影响时，整个节点不会受到损坏，当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，钢板开始屈服塑性铰开始发展，最大剪力却不会增加，连接仍然是安全的，通过设计的连接钢板实现塑性铰的转动能力，改善了预制梁柱连接的抗震性能。

3、结合处存在较大的由梁端传来的竖向力，承压面积相对较小，则极易使承压面处的混凝土压碎，导致不利的局压破坏。在结合处设置承压金属板可以保护凸台和缺口梁端的混凝土，使其在较大的竖向力作用下不会产生混凝土的局压破坏，从而保证了结合部的整体竖向传力的有效性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的俯视图。

图3为本发明水平梁端部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细说明：如图1、图2所示，全预制装配式混凝土框架梁结构，包括预制柱6和水平梁5，预制柱6侧面伸出水平悬挑梁7，悬挑梁7与预制柱6整体浇筑，悬挑梁7的端部下方形成一缺口，水平梁5的端部上方加工成凸台，水平梁5和悬挑梁7通过缺口和凸台搭接后固定连接。在水平梁5端部上端设置预埋钢板3，预埋钢板3与设置在水平梁5内的钢筋8焊接，在悬挑梁7端部上端设置预埋钢板2，预埋钢板2与设置在悬挑梁7内的钢筋11焊接，预埋钢板2与预埋钢板3通过顶部连接钢板1焊接将水平梁5和悬挑梁6固定连接。在悬挑梁缺口顶部设置有第一承压金属板4，在水平梁5凸台底部设置有第二承压钢板15。

同样，在悬挑梁7端部的下端和水平梁5端部的下端也分别设置有预埋钢板12和预埋钢板13，并用底部连接钢板14固定连接。在水平梁5和悬挑梁7的两侧也分别设置有预埋钢板9，并通过侧边连接钢板10固定，连接从而实现整体受力要求。水平梁5端部结构示意图见图3。

施工阶段，水平梁5传来的竖向力由水平梁5的端部，通过第一承压钢板4传递到悬挑梁的伸出端端部，然后再传递到柱子中，可以省去施工时的脚手架支撑；使用阶段，水平梁5传来的竖向力通过梁侧预埋钢板9传递到侧边连接钢板10上，然后传递到悬挑梁侧的预埋钢板9然后传递到预制柱中；弯矩在连接处以钢筋8，预埋钢板3，顶部连接钢板1，传递到预埋钢板2中，再传递到连接部位核心区的钢筋9。其中钢筋8与预埋钢板3焊接，钢筋9与预埋钢板2焊接，预埋钢板2、预埋钢板3分别与顶部连接钢板1焊接，水平梁上的第一承压钢板4和悬挑梁上的第二承压钢板15间直接接触不焊接。

考虑预制构件连接的塑性铰设置，塑性铰的位置总体上有以下两种设置方法：一是使塑性铰产生在柱边的梁端，二是使塑性铰产生在离开柱边一定距离的梁内。一般而言，为了保证节点核心区的混凝土在地震作用下不失效，应当把塑性铰设置在离开柱边一定距离的梁内。通过调整梁和柱的配筋比例，控制塑性铰出现的荷载和先后次序，达到使抗震结构延性破坏而比较安全可靠的目的。对于在连接部位产生塑性铰的设计构造，可以通过控制预制构件之间的连接钢板的强度和刚度来实现。可以对连接中的各构件在满足基本的连接要求的基础上对连接构件的承载力进行人为地调整，使连接钢板的承载力稍弱于预制柱的承载能力。通过连接钢板的延性实现在连接处形成塑性铰的思想：通过人为地调整节点中连接连接钢板两侧预制柱和预制梁的的承载力，使整个预制梁和预制柱在连接处形成塑性铰，通过合理设计的连接钢板的延性实现塑性铰的转动进而实现整体连接的良好变形能力。盖板应该优先选用延性性能较好的Q235钢。强柱弱梁的抗震设计原则有利于新型连接中塑性铰的充分发展。当遭受低于本地区抗震设防烈度时多遇地震影响时，整个结构不会受到损坏，当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，连接钢板开始屈服塑性铰开始发展，最大剪力却不会增加，结构仍然是安全的。经过合理设计的新型连接结构当连接处发生塑性转动产生塑性铰时，整个结构将处于弹性状态，因此，塑性铰的形成在一定程度上保护了节点其他构件的受力性能。

Claims (7)

1.一种全预制装配式混凝土框架结构，包括相互固定的预制柱(6)和水平梁(5)，其特征在于所述的预制柱(6)上设置有伸出的水平悬挑梁(7)，该悬挑梁(7)的伸出端端部设置有一缺口，在所述的水平梁(5)端部设置有一与悬挑梁(7)端部设置的缺口相适配的凸台，水平梁(5)与悬挑梁(7)通过凸台与缺口配合后固定连接。

2.根据权利要求1所述的全预制装配式混凝土框架结构，其特征在于所述的缺口设置在悬挑梁(7)端部的上方，所述的凸台设置在水平梁(5)端部的上方。

3.根据权利要求1或2所述的全预制装配式混凝土框架结构，其特征在于所述的悬挑梁(7)端部上端设置有预埋金属板(2)，在水平梁(5)端部上端也设置有预埋金属板(3)，悬挑梁(7)上的预埋金属板(2)与水平梁(5)上的预埋金属板(3)通过一顶部连接金属板(1)固定连接。

4.根据权利要求3所述的全预制装配式混凝土框架结构，其特征在于所述的悬挑梁(7)端部下端也设置有预埋金属板(12)，在水平梁(5)端部下端也设置有预埋金属板(13)，悬挑梁(7)上的预埋金属板(12)与水平梁(5)上的预埋金属板(13)通过一底部连接金属板(14)固定连接。

5.根据权利要求4所述的全预制装配式混凝土框架结构，其特征在于所述的悬挑梁(7)端部两侧也设置有预埋金属板(9)，在水平梁端部两侧也设置有预埋金属板(9)，悬挑梁(7)上的预埋金属板与水平梁(5)上的预埋金属板通过侧边连接金属板(10)固定连接。

6.根据权利要求1或2所述的全预制装配式混凝土框架结构，其特征在于所述的悬挑梁(7)缺口顶部设置有第一承压金属板(4)，在水平梁(5)的凸台底部设置有第二承压金属板(15)，第一承压金属板(4)与第二承压金属板(15)相配合。

7.根据权利要求1至6之一所述的全预制装配式混凝土框架结构，其特征在于所述的金属板为钢板。

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