CN101705750B

CN101705750B - 钢筋混凝土节点防裂加强结构及其制作方法

Info

Publication number: CN101705750B
Application number: CN2009100195441A
Authority: CN
Inventors: 李松辉; 王松根; 李冲; 单景松
Original assignee: Shandong University of Science and Technology
Current assignee: Shandong University of Science and Technology
Priority date: 2009-10-09
Filing date: 2009-10-09
Publication date: 2011-04-20
Anticipated expiration: 2029-10-09
Also published as: CN101705750A

Abstract

本发明公开了一种钢筋混凝土节点防裂加强结构及其制作方法，它是在节点配筋纵断面上布置有与节点形状相同、且边缘尺寸比节点边缘尺寸减小2.5-3cm的内置异型钢板，钢板上加工有直径为5cm的圆孔，圆孔的个数应保证钢板的挖空率为30％~35％；异型钢板的厚度为5mm~10mm；上述钢板选用Q235型钢板。布置方式根据节点处混凝土构件厚度和受力情况而定。本发明从源头上预防了混凝土节点的开裂，在不明显增加工程造价的前提下彻底解决困扰公路、工业民用建筑、桥梁、水利等工程部门多年的节点开裂问题，确保新建钢筋混凝土结构的安全使用，做到防患于未然，大大节约混凝土结构的维护资金。

Description

钢筋混凝土节点防裂加强结构及其制作方法

技术领域

本发明属于建筑结构技术领域，尤其涉及钢筋混凝土节点加强结构。

背景技术

钢筋混凝土刚架拱桥、桁架拱桥、钢筋混凝土框架等结构的节点开裂是国内外常见的结构通病，大大降低了混凝土结构的安全耐久性能。目前解决方法是采用增加配筋率予以控制，但效果不理想。鉴于钢筋混凝土节点受力的复杂性和外部荷载的反复性，单纯依靠提高配筋率难以有效抑制节点的开裂问题。若节点处配筋过多，施工过程中混凝土难以振捣密实，影响了混凝土的质量；配筋过少，则难以抑制混凝土的开裂；而通过提高结构整体承载潜力以强化节点抗裂性的方法，从经济上是非常不合理的，且难以达到理想的节点开裂抑制效果。

为了克服单纯增加配筋率抑制混凝土节点开裂技术的不足，出现了一种外粘异型钢板加固节点法，它是在发现钢筋混凝土结构节点处出现裂缝时采取的一种补救措施，即在开裂节点两相对侧面各粘贴一块与加固节点形状相同的异型钢板，且钢板上设置一定数量的锚固螺栓孔，粘贴基面预埋锚固螺栓。这种方法虽然可有效抑制原有裂缝的发展，但存在以下不足之处：1、外粘异型钢板是在发现节点出现裂缝以后才粘贴上去的，属事后补救措施，因材料性能的差异，钢板与混凝土节点受力不协调，尤其是当节点承受疲劳荷载时，粘贴的异型钢板极易剥离甚至脱落，导致节点加固失效，治标不治本；2、外粘钢板加固节点需要管理部门定期回访并对钢板进行防腐处理，大大增加了后期管理成本与养护费用；3、外粘钢板加固节点材料及施工成本远高于内置钢板加强节点，不经济。4、外粘钢板加固施工包括节点粘贴基面处理、安装锚固螺栓等工序，对节点内的已有钢筋及混凝土会造成不同程度的损伤，对原配筋较密节点的损伤更大。

因此，从源头上解决钢筋混凝土节点开裂问题是当前面临的一大难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有效预防节点开裂的钢筋混凝土节点加强结构，可以在不显著增加工程造价、不改变结构尺寸的前提下，彻底解决钢筋混凝土构件的节点开裂问题，大大提高钢筋混凝土结构的安全耐久性能。

本发明同时提供一种上述节点防裂加强结构的制作方法。

为达到上述目的，本发明钢筋混凝土节点防开裂加强结构采取的技术方案是：

它由普通受力钢筋、箍筋和混凝土组成，其特征在于，在节点配筋纵断面上还布置有与节点形状相同、且边缘尺寸比节点边缘尺寸减小2.5-3cm的内置异型钢板，钢板上加工有直径为5cm的圆孔，圆孔的个数应保证钢板的挖空率为30％～35％；异型钢板的厚度为5mm～10mm；上述钢板选用Q235钢板。

为加强异型钢板间的横向连接，在钢板之间设置横向箍筋。

本发明钢筋混凝土节点防裂加强结构的制作方法是：

第一步：制备异型钢板并进行表面处理

根据加强节点设计图纸的要求，先进行普通受力钢筋的配筋，并根据节点的两侧外形，裁剪与节点形状相同、且边缘尺寸比节点边缘尺寸小2.5-3cm的异型钢板，在异型钢板上均匀布置上5cm直径的多个圆孔，要求圆孔总面积占异型钢板总面积的30-35％，用钻床将设计圆孔挖空，然后，对钢板进行喷砂法除去表面锈迹，并进行机械拉毛处理。

第二步：布置异型钢板

异型钢板布置方法分为以下两种情况：

第一种情况：当节点处混凝土构件厚度小于或等于30cm时，在节点两侧对称面分别设置一块不小于5mm-10mm厚的异型钢板，钢板外侧面预留混凝土保护层3cm厚度，且异型钢板与节点钢筋骨架绑扎或点焊成整体；

第二种情况：当节点处混凝土宽度大于30cm时，除按第一种情况在节点两侧对称布置异型钢板，节点厚度每增加30cm应在节点内增设一块5mm～10mm厚的异型钢板，并保证与相邻两钢板的间距相等，增设的异型钢板与节点钢筋骨架绑扎或点焊成整体。

第三步：混凝土浇注

当异型钢板设置并固定完毕，浇筑混凝土，振捣密实，以保证钢板与钢筋混凝土结合牢固。

当节点受压力较大时，如梁柱节点、桁架节点等，首先按第一种或第二种情况设置异型钢板，同时，应在异型钢板间布置横向箍筋，采用焊接或绑扎方法用箍筋将所有异型钢板连接，并与节点钢筋骨架绑扎成整体。

本发明的有益效果是：

1、本发明的防裂加强节点结构是易裂钢筋混凝土节点的新型抗裂设计形式，由于预埋钢板与节点钢筋骨架连成整体，预埋异型钢板经表面处理和挖孔，使异型钢板与混凝土接触面形成一个整体，保证钢板与混凝土之间的共同受力，不但起到预防节点处开裂的作用，而且还可以起到加强节点处混凝土强度的作用，从源头上预防了混凝土节点的开裂，在不明显增加工程造价的前提下彻底解决困扰公路、桥梁、工业民用建筑、水利等工程部门多年的节点开裂问题，确保新建钢筋混凝土结构的安全使用，做到防患于未然。

2、本发明是在新建钢筋混凝土结构时，在节点部位预埋异型钢板强化节点，属于预防性节点加强，避免节点开裂后再采用外粘钢板进行加固，具有经济、安全、可靠的特点，有效提高了结构的安全耐久性能，避免后期加固维修工作，大大节约混凝土结构的维护资金。

总之，本发明提出了一种与以往加强混凝土节点方法技术构思完全不同的技术方案，解决了长期以来人们一直渴望解决但始终未能解决的混凝土节点开裂技术难题，其积极效果远远超过了现有技术，具有突出的实质性特点和显著的进步。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1为本发明实施例一T形节点的结构示意图；

图2为斜T形节点侧剖视图；

图3为本发明实施例二“十字形”节点的示意图；

图4为十字形节点侧剖视图。

图中：1-保护层；2-异型钢板；3-圆孔；4-受力钢筋；5-箍筋；6-实腹段；7-边梁；8-主拱腿；9-横向箍筋；10-横梁；11-柱。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本发明钢筋混凝土节点加强结构及其制作方法。

实施例一：

如图1和图2所示，它为刚架拱桥主拱肋T字形大节点结构示意图，从图中可以看出，它包括主拱腿8、边梁7、实腹段6、主受力钢筋4、普通箍筋5、横向连接箍筋9以及浇注在节点内的异型钢板2，异型钢板2应与结构钢筋骨架点焊连接。

本实施例的节点混凝土保护层1的厚度为2.8cm，在节点两侧面各设置一块异型钢板2，异型钢板2厚度为6mm；由于混凝土骨料最大粒径为3.5cm，异型钢板2上均匀布置9个钻孔，孔径5cm，挖空率为30％，保证浇注过程中混凝土从钻孔顺利通过；异型钢板2之间设置横向箍筋9进行焊接连接，且横向箍筋9直径为12mm，间距10cm。

本实施例在实施时，首先在工厂按节点设计尺寸制作异型钢板，按边缘尺寸小于节点边缘尺寸2.8cm进行裁剪，并进行钻孔、除锈和拉毛处理；在预制厂或现场按设计要求绑扎钢筋骨架，同时将异型钢板安装至加强节点设计位置，通过点焊、绑扎等方式固定于节点钢筋骨架上；安装侧模板后，浇注混凝土，完成节点结构的制作。工艺简单，施工方便，成本较低。成本低廉。

实施例二“框架节点结构示意图，从图中可以看出，它包括横梁10、柱11、主受力钢筋4以及浇注在节点内的异型钢板2，异型钢板2应与节点结构钢筋骨架点焊连接。

本实施例的节点混凝土保护层1的厚度为3cm，在节点两侧面各设置一块异型钢板2，异型钢板2厚度为7mm，由于混凝土骨料最大粒径为3.5cm，异型钢板2上钻有14个孔径5cm的钻孔，挖空率约30％，保证浇注过程中混凝土顺利通过；异型钢板2之间设置横向箍筋9焊接在一起，横向箍筋9直径为12mm，间距8cm。

以上实施例仅给出了较为常见的钢筋混凝土刚架拱桥中的斜T形节点和框架结构中的十字形节点，本发明同样适用于工业民用建筑、桁架拱桥中涉及的L型节点、米字型节点的加强设计。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，但并不脱离本发明技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种钢筋混凝土节点防裂加强结构，它由普通受力钢筋、箍筋和混凝土组成，其特征在于，在节点配筋纵断面上还布置有与节点形状相同、且边缘尺寸比节点边缘尺寸减小2.5-3cm的内置异型钢板，钢板上加工有直径为5cm的圆孔，圆孔的个数应保证钢板的挖空率为30％～35％；异型钢板的厚度为5mm～10mm；上述钢板选用Q235型钢板。

2.如权利要求1所述的钢筋混凝土节点防裂加强结构，其特征在于，在钢板之间设置有横向箍筋。

3.如权利要求1所述的钢筋混凝土节点防裂加强结构的制作方法，其特征在于，它包括以下步骤：

第一步：制备异型钢板并进行表面处理

根据加强节点设计图纸的要求，先进行普通受力钢筋的配筋，并根据节点的两侧外形，裁剪与节点形状相同、且边缘尺寸比节点边缘尺寸小2.5-3cm的异型钢板，在异型钢板上均匀布置上5cm直径的多个圆孔，要求圆孔总面积占异型钢板总面积的30-35％，用钻床将设计圆孔挖空，然后，对钢板进行喷砂法除去表面锈迹，并进行机械拉毛处理；

第二步：布置异型钢板

异型钢板布置方法分为以下两种情况：

第一种情况：当节点处混凝土构件厚度小于或等于30cm时，在节点两侧对称面分别设置一块不小于5mm厚的异型钢板，钢板外侧面预留混凝土保护层3cm厚度，且异型钢板与节点钢筋骨架绑扎或点焊成整体；

第二种情况：当节点处混凝土构件厚度大于30cm时，除按第一种情况在节点两侧对称布置异型钢板，节点厚度每增加30cm应在节点内增设一块5mm～10mm厚的异型钢板，并保证与相邻两钢板的间距相等，增设的异型钢板与节点钢筋骨架绑扎或点焊成整体；

第三步：混凝土浇注

当异型钢板设置并固定完毕，浇筑混凝土，振捣密实，以保证钢板与钢筋混凝土结合牢固；

上述钢板选用Q235型钢板。

4.如权利要求3所述的钢筋混凝土节点防裂加强结构的制作方法，其特征在于，在异型钢板间布置有横向箍筋，采用焊接或绑扎方法用箍筋将所有异型钢板连接，并与节点钢筋骨架绑扎成整体。