CN101713219A

CN101713219A - 预制钢筋混凝土框架结构体系

Info

Publication number: CN101713219A
Application number: CN200910219691A
Authority: CN
Inventors: 徐亚丰; 白首晏; 王鑫; 郝丽丽; 侯晓曦
Original assignee: Shenyang Jianzhu University
Current assignee: Shenyang Jianzhu University
Priority date: 2009-11-06
Filing date: 2009-11-06
Publication date: 2010-05-26

Abstract

预制钢筋混凝土框架结构体系，涉及一种预制建筑技术，包括柱与柱的连接与制作、柱与节点的连接与制作、梁与节点的连接与制作，该结构体系还包括钢筋混凝土柱、节点、梁、预埋钢板、粘结材料和螺栓，其中柱与柱通过预埋钢板，利用粘结材料和螺栓相连为一整体；柱与节点通过预埋钢板，利用粘结材料和螺栓相连为一整体柱；节点与梁通过预埋钢板，利用粘结材料和螺栓相连为一整体柱。本发明能够便捷施工、缩短施工周期。

Description

预制钢筋混凝土框架结构体系

技术领域

本发明涉及一种预制建筑技术领域，特别是涉及一种预制钢筋混凝土结构，用于土木工程中的钢筋混凝土框架结构的施工技术。

背景技术

预制钢筋混凝土框架是一种常用的结构体系，由于其全部构件可实现工业化生产，施工周期短，投资回收快，而且有利于环境保护，具有显著的社会和经济效益，在国外发达国家的应用比较普遍。预制混凝土结构可分为装配整体式(后浇整体式)和全装配式两种形式。在装配式结构中关键的技术是柱的连接和梁的连接，只有便捷、可靠的连接才能充分体现出装配式结构的优越性。在一般情况下，装配整体式预制混凝土结构可以达到现浇混凝土结构相同或近似相同的抗震性能，而对于全装配式预制混凝土结构，其抗震性能将在很大程度上取决于构件的连接构造。

目前的现状：

1.钢筋混凝土柱与梁的连接：

梁柱连接是预制混凝土结构框架设计较重要的因素，钢筋混凝土暗牛腿是预制混凝土框架中普遍的竖向传力构件，图1所示。

2.钢管混凝土柱与柱的连接：

在钢管混凝土中，柱的连接方式很多，如图2a-f所示。

3.钢管混凝土柱与预制钢筋混凝土梁的连接：

钢管混凝土柱与预制钢筋混凝土梁的连接可以采用牛腿式连接，如图3示。加强环板应能承受梁端弯矩及轴向力引起的拉力，钢牛腿(或腹板)应能承受梁端剪力。加强环板应与梁端预埋钢板或梁内主筋直接焊接。

图3-1为节点(明牛腿)，1-柱肢；2-钢筋混凝土梁；3-上、下加强环；4-明牛腿；5-预埋钢板。

图3-2为节点(暗牛腿)，1-柱肢；2-钢筋混凝土梁；3-上、下加强环；4-暗牛腿腹板；5-预埋钢板。

4.粘钢加固技术：

在20世纪60年代中期，粘钢加固技术最先出现在南非和法国。当时，研究人员采用环氧树脂将钢板粘贴在混凝土梁受拉面上，以提高其抗弯承载力，取得了较好的效果。进入七十年代，随着各种性能优良的建筑结构胶相继问世，该技术被应用于各类建筑工程的加固。例如，1971年，美国在圣弗兰多大地震的震后修复过程中，就广泛使用了建筑结构胶。1983年，英国谢菲尔德的专家们应用FD808结构胶，将6.3mm厚的钢板粘贴加固在一座公路桥上，使得这座原限载量为110吨的桥梁成功地通过了超过500吨的载重卡车，极大地提高了结构的承载力。目前，这一加固技术逐渐在世界许多国家推广，并广泛应用于建筑工程、交通工程、水利工程和军事设施等的加固和维护。

我国使用建筑结构胶的历史仅有二十多年。最初是鞍山修建公司研制了一种CJ-1建筑结构胶，用于梁柱的加固补强。1978年，法国斯贝西姆公司首次在我国采用了法国的STADUR-31建筑结构胶对辽阳化工厂的一些混凝土大梁进行了外粘钢板加固补强。1981年，中科院大连化物所研制成功我国自己的建筑结构胶JGN-I和JGN-II，对我国的粘钢技术的发展起到了极大地推动作用。JGN型胶结剂在我国二十多个省市自治区被广泛采用，据不完全资料统计，粘钢加固工程项目已有几千个。特别是近几年，粘钢技术发展更快，JGN型胶结剂也已逐渐形成系列，尤其是耐高温胶JGN-HT等一些特种胶的问世，为粘钢加固技术的开发应用开辟了更为广阔的前景，20世纪80年代末国内一些学者相继进行了钢筋混凝土梁加固试验的分析和研究。

近年来，通过大量试验研究和工程实践，粘钢加固方法得到了工程界的普遍认可，针对粘钢加固方面的试验研究和理论分析也进行了许多，粘钢加固技术已经非常成熟了。

5.应用现状：

目前，建筑工程的建设往往采用现浇的施工方式，这种方法施工周期长、建筑成本高。国内已有公司正在进行住宅产业化的建设，即将房屋的各个部件首先在工厂生产好，运到工地即可组装的形式，也叫预制混凝土房屋。这种形式可以提高施工速度、降低工程成本。在进行预制混凝土房屋生产时，梁、板、柱及房屋的附属配件很容易生产和施工。但是在梁和柱的连接上仍需采用部分现浇混凝土，增加了施工的难度。

图4-1为预制的钢筋混凝土柱在节点处的连接，从图中可以看出，首先是钢筋的连接，然后还需要浇筑混凝土。

图4-2是钢筋混凝土预制梁之间是连接，从图中可以看出，需要在连接部位浇筑混凝土。

6.部分专利现状：

1)、全装配式预制混凝土结构系统(申请号：200410024722)，该专利论述了一种全装配式预制混凝土结构系统，包括预制柱、预制梁，其特征在于：还包括悬挑短梁，所述预制柱和所述悬挑短梁构成预制柱-短梁组合件整体，所述悬挑短梁与所述预制梁的结合面接头处吻合并固定。

2)、全预制装配式混凝土框架结构(申请号：200720040020)，该专利论述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(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。

3)、装配式混凝土框架结构梁柱的混合连接节点(申请号：200520017139)，该专利论述了一种装配式混凝土框架结构梁柱的混合连接节点，其特征在于：梁(1)和柱(2)均为预制，梁(1)与柱(2)之间留有不大于10mm宽的缝隙，通过砂浆(3)封闭；梁(1)的端部为矩形截面，顶部和底部设普通钢筋的预留孔道(4)；梁中部则在梁的顶部和底部分别设槽(5)而成H形截面，以便在孔道(4)中穿入普通钢筋(6)；在梁截面形心处预留无粘结预应力筋的预留孔道(7)，以便穿入无粘结预应力筋(8)；在柱上与梁相对应位置也要留设穿普通钢筋的预留孔道(4)和预留无粘结预应力筋的预留孔道(7)；普通钢筋(6)分别在柱(2)两表面以外不小于2.5倍普通钢筋(6)直径长度内，通过套塑料软管或涂黄油外包塑料布等常规技术手段，使得钢筋与混凝土不粘结，从而成为不粘结区(9)；梁(1)端上、下部距柱(2)表面不小于1/2梁高范围内分别采用两个互相搭接的螺旋钢筋(10)约束混凝土；普通钢筋(6)和无粘结预应力筋(8)穿入孔道后需灌浆。

综合以上的分析可见，在预制钢筋混凝土框架结构中还存在着许多弊端。

另外，以上提供的现有技术的附图仅为解释时参考用，个别文字不清楚等，并不影响对本发明的理解。

发明内容

本发明的目的在于提供一种预制构件的连接方式，从而提高施工的速度，缩短施工周期。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

预制钢筋混凝土框架结构体系，包括柱与柱的连接与制作、柱与节点的连接与制作、梁与节点的连接与制作，该结构体系还包括钢筋混凝土柱、节点、梁、预埋钢板、粘结材料和螺栓，其柱与柱通过预埋钢板，利用粘结材料和螺栓相连为一整体；柱与节点通过预埋钢板，利用粘结材料和螺栓相连为一整体柱；节点与梁通过预埋钢板，利用粘结材料和螺栓相连为一整体柱。

所述的预制钢筋混凝土框架结构体系，其柱与柱、柱与节点、梁与节点连接时，其端部的预埋钢板为一整块平面钢板。

所述的预制钢筋混凝土框架结构体系，其柱与柱、柱与节点、梁与节点通过粘结材料进行连接。

所述的预制钢筋混凝土框架结构体系，其柱与柱、柱与节点、梁与节点通过螺栓辅助固定。

所述的预制钢筋混凝土框架结构体系，其柱与柱、柱与节点、梁与节点的接触面为平面。

所述的预制钢筋混凝土框架结构体系，其梁与节点的连接在梁跨度的1/3处左右；柱与节点的连接处在柱总高的1/2左右；柱与柱的连接处在柱总高的1/2左右。

附图说明

图1为现有的钢筋混凝土暗牛腿示意图；

图2a为现有的钢管混凝土柱的剖口对接焊连接示意图；

图2b为现有的钢管混凝土柱的内套管对接连接示意图；

图2c为现有的钢管混凝土柱的法兰盘对接连接示意图；

图2d为现有的钢管混凝土柱的十字变径对接连接示意图；

图2e为现有的钢管混凝土柱的变径对接连接示意图；

图2f为现有的钢管混凝土柱的直焊缝钢管的对接连接示意图；

图3-1为现有的钢管混凝土柱的节点(明牛腿)；

图3-2为现有的钢管混凝土柱的节点(暗牛腿)；

图3-3为图3-2的A-A剖视图；

图4-1为现有预制的钢筋混凝土柱在节点处的连接示意图；

图4-2为现有钢筋混凝土预制梁之间连接示意图；

图5-1为本发明的预制钢筋混凝土柱与钢筋混凝土柱的连接示意图；

图5-2为本发明图5-1的1-1剖视图；

图6-1为本发明的预制钢筋混凝土柱与预制钢筋混凝土框架节点的连接示意图；

图6-2为本发明图6-1的2-2剖视图；

图7-1为本发明的预制钢筋混凝土框架节点与预制钢筋混凝土梁的连接示意图；

附图7-2为本发明图7-1的3-3剖视图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行详细说明。

预制钢筋混凝土框架结构体系的基本构成是：柱1与柱2通过预埋钢板3，利用粘结材料4和螺栓5相连为一整体；柱6与节点7通过预埋钢板8，利用粘结材料9和螺栓10相连为一整体柱；节点11与梁12通过预埋钢板13，利用粘结材料14和螺栓15相连为一整体柱。将钢筋混凝土柱上下两端预埋钢板，将钢筋混凝土梁的两端预埋钢板，构件连接时首先清理接触面并涂抹粘结材料，再通过预埋钢板上的螺栓进行固定，这样就会不用在现场浇筑混凝土，也不需要焊接，势必将减少工期。

注意事项：

(1)、钢板厚度应根据计算确定；

(2)、螺栓宜采用高强螺栓；

(3)、钢板及螺栓应进行防腐处理；

(4)、接触面应清理干净、粘结材料应涂抹均匀。

如本发明附图所示，附图5-1、附图5-2为本发明的预制钢筋混凝土柱与钢筋混凝土柱的连接，附图6-1、附图6-2为本发明的预制钢筋混凝土柱与预制钢筋混凝土框架节点的连接，附图7-1、附图7-2为本发明的预制钢筋混凝土框架节点与预制钢筋混凝土梁的连接。本发明的预制钢筋混凝土框架结构的制作步骤如下：

第一步：绑扎钢筋，制作预埋钢板，且钢板上钻出一定数量的螺栓孔；

第二步：将预埋件钢板与钢筋焊接在一起；

第三步：浇筑混凝土形成预制钢筋混凝土梁、柱、节点；

第四步：将预制柱埋入基础中；

第五步：将节点上的柱端与已经立好的柱上端对齐，柱端钢板涂抹粘结材料，并通过螺栓固定；

第六步：将节点上的梁及预制梁的端部钢板清理除灰，并涂抹粘结材料。将预制梁与节点上的梁截面对齐，并通过螺栓固定；

第七步：将预制柱与已经立好的节点上端对齐，节点上端钢板涂抹粘结材料，并通过螺栓固定；

按照上述第五步～第七步重复进行，即可生产出预制钢筋混凝土框架结构。

Claims

1.预制钢筋混凝土框架结构体系，包括柱与柱的连接与制作、柱与节点的连接与制作、梁与节点的连接与制作，该结构体系还包括钢筋混凝土柱、节点、梁、预埋钢板、粘结材料和螺栓，其特征在于柱(1)与柱(2)通过预埋钢板(3)，利用粘结材料(4)和螺栓(5)相连为一整体；柱(6)与节点(7)通过预埋钢板(8)，利用粘结材料(9)和螺栓(10)相连为一整体柱；节点(11)与梁(12)通过预埋钢板(13)，利用粘结材料(14)和螺栓(15)相连为一整体柱。

2.根据权利要求1所述的预制钢筋混凝土框架结构体系，其特征在于，柱与柱、柱与节点、梁与节点连接时，其端部的预埋钢板为一整块平面钢板。

3.根据权利要求1所述的预制钢筋混凝土框架结构体系，其特征在于，柱与柱、柱与节点、梁与节点通过粘结材料进行连接。

4.根据权利要求1所述的预制钢筋混凝土框架结构体系，其特征在于，柱与柱、柱与节点、梁与节点通过螺栓辅助固定。

5.根据权利要求1所述的预制钢筋混凝土框架结构体系，其特征在于，柱与柱、柱与节点、梁与节点的接触面为平面。

6.根据权利要求1所述的预制钢筋混凝土框架结构体系，其特征在于，梁与节点的连接在梁跨度的1/3处左右；柱与节点的连接处在柱总高的1/2左右；柱与柱的连接处在柱总高的1/2左右。