CN103104039B - 一种采用盖板连接的装配式框架梁柱节点及施工方法 - Google Patents

Abstract

一种采用盖板连接的装配式钢筋混凝土框架梁柱节点，包括预制柱的牛腿和预制梁，牛腿的端面和预制梁的端面分别配套设有用于嵌固的凹槽、凸块，且牛腿和预制梁连接处的两侧立面预埋钢板，牛腿和预制梁两侧立面预埋钢板外侧设有钢盖板，钢盖板与嵌固后的牛腿和预制梁两侧立面预埋钢板焊接固定。相应的施工方法包括预制、安装、缝隙填浆。本发明保证在荷载作用下拼装段自身的强度不成为结构的薄弱环节，并有足够的抗震性能，其次要保证拼接段能平顺地传递内力，发挥连接功能；最后应尽量减少现场拼接时间，施工工艺简便、快速、安全。

Description

一种采用盖板连接的装配式框架梁柱节点及施工方法

技术领域

本发明涉及一种采用盖板连接的装配式钢筋混凝土框架梁柱节点及施工方法。

背景技术

装配式钢筋混凝土框架结构具有施工方便，建造速度快，施工工期短，生产效率高，构件质量保证率大，生产工业化程度高等诸多优点，因此，在建筑业内具有广阔的应用前景。装配式钢筋混凝土框架梁柱节点的连接构造是整个结构的关键环节，如果接头连接存在缺陷，轻则引起结构裂缝等使用的问题，重则影响构件的传力，造成承载力及安全方面的问题，甚至引起结构解体、垮塌等严重后果。因此，合理的连接构造是装配式钢筋混凝土框架广泛应用的关键。

以往的装配式钢筋混凝土框架结构在地震中主要表现为梁柱节点的脆性破坏，为加强结构的安全性，装配式钢筋混凝土框架梁柱连接节点随后被现浇节点所代替，但现浇节点存在着构造复杂、布筋较多，不易施工、施工时间长等问题。

发明内容

本发明提供一种采用盖板连接的装配式钢筋混凝土框架梁柱节点及施工方法，在不影响结构强度的前提下，解决了预制梁柱之间的平顺传力问题；而且施工工序简单，减少现场拼接时间，能够有效地提高生产效率；充分发挥钢材的延性，抗震性好，而且连接节点不影响建筑的空间和美观。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种采用盖板连接的装配式钢筋混凝土框架梁柱节点，包括预制柱的牛腿和预制梁，牛腿的端面和预制梁的端面分别配套设有用于嵌固的凹槽、凸块，且牛腿和预制梁连接处的两侧立面预埋钢板，牛腿和预制梁两侧立面预埋钢板外侧设有钢盖板，钢盖板与嵌固后的牛腿和预制梁两侧立面预埋钢板焊接固定。

凹槽、凸块的横截面均为梯形或均为矩形。

当牛腿的端面设置凹槽时，对应的预制梁的端面设置凸块；当牛腿的端面设置凸块时，对应的预制梁的端面设置凹槽。

凸块和凹槽内配置钢筋且设置倒角构造。

牛腿和预制梁连接处的两侧立面预埋钢板与预制梁、牛腿受力钢筋焊接在一起成钢筋安装骨架。

在相互嵌固的牛腿和预制梁之间设有结合层，结合层为细石混凝土或水泥砂浆。

外露的钢盖板和预埋钢板用防锈涂料封盖。

一种采用盖板连接的装配式钢筋混凝土框架梁柱节点的施工方法，其具体步骤为：

（1）根据建筑结构等级、荷载、跨径、层高设计参数进行装配式钢筋混凝土框架结构分析，确定预制梁、预制柱和牛腿的截面尺寸、钢筋用量；并确定预制柱的牛腿凹槽和预制梁凸块的截面面积、构造尺寸及内部的配筋数量，根据节点受力进行焊缝设计与盖板尺寸确定；

（2）预制装配式钢筋混凝土预制柱与预制梁：按设计要求在预制厂预制预制梁和带牛腿的预制柱，其中带牛腿的预制柱，需将预制柱的牛腿端部做成凹槽形成卯眼，预制梁端部做成凸块形成榫头，并在预制柱的牛腿凹槽和预制梁的梁端凸块内配置钢筋；预制柱的牛腿凹槽的下表面做成向上倾斜的斜面，上表面做成向下倾斜的斜面，与凹槽配套的预制梁梁端凸块的下表面也做成向上倾斜的斜面，上表面做成向下倾斜的斜面；绑扎预制梁和预制柱钢筋时，将预制梁端部凸块和预制柱的牛腿端部凹槽两侧立面预埋钢板与预制梁、预制柱的牛腿纵向受力钢筋焊接在一起做成钢筋骨架，并准确定位；按照传统的梁柱预制方法进行预制，待模板支护完后，浇筑混凝土，养护，预制完成。

（3）装配式钢筋混凝土预制梁柱盖板节点安装：将预制完成的钢筋混凝土预制梁、预制柱运输到建设场地，先安装带牛腿的预制柱，安装就位后，在预制柱的牛腿的凹槽横断面内均匀铺设一层结合层，结合层为细石混凝土或水泥砂浆，随后将预制梁吊装到与牛腿同一水平面后，缓慢将预制梁梁体横向移入预制柱的牛腿凹槽内，实现卯榫结合；预制梁梁端凸块与预制柱的牛腿凹槽的端部设置倒角构造；最后在柱的牛腿和预制梁梁端的预埋钢板外覆盖钢盖板，并焊接上下接缝，形成焊缝，即将预制梁与预制柱的牛腿连接成整体；

（4）装配式钢筋混凝土预制梁与预制柱连接的盖板连接节点安装后续工作：待钢盖板焊接完成后，将预制梁梁端凸块与预制柱的牛腿凹槽之间的缝隙用水泥砂浆填满，并将所有外露的钢盖板和预埋钢板用防锈涂料封盖。

本发明节点强度可靠，同时牛腿与梁之间的卯榫构造解决了预制梁柱之间的平顺竖向传力问题，盖板焊接后结构立即能够承受荷载；预制装配式柱带有一定长度的梁，梁与柱不在梁柱节点核心区域上进行装配式连接，而是在节点位置外的梁上进行装配连接，体现强节点弱构件、强柱弱梁原则，保证梁柱节点的整体性；盖板连接节点可设置在结构的塑性铰区域，地震作用下，能充分发挥钢材的延性，通过钢盖板的塑性变形消耗地震能量，达到保护主体结构、改善装配式建筑物抗震性能的目的。

本发明保证在荷载作用下拼装段自身的强度不成为结构的薄弱环节，并有足够的抗震性能，其次要保证拼接段能平顺地传递内力，发挥连接功能；最后应尽量减少现场拼接时间，施工工艺简便、快速、安全。

本发明具体的有益效果为：

1．通过预制柱的牛腿与预制梁的卯榫结合，并在外覆盖焊接的钢盖板，使节点强度可靠，传力明确，解决了预制梁与预制柱之间的平顺传力问题；

2．钢盖板连接节点构造简单，简化施工工序，减少现场拼接时间，能够有效地提高生产效率；

3．通过合理的设计，将节点作为结构的塑性铰区域，充分发挥钢材的延性，通过钢盖板的塑性变形消耗地震能量，达到保护主体结构、改善装配式建筑物抗震性能的目的；

4．采用盖板连接的形式，预制梁与预制柱的牛腿截面平齐，不影响建筑的空间和美观；

5．连接节点适用于不同跨径的多层或高层装配式钢筋混凝土框架结构。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的A-A剖面图；

图3为带牛腿的预制柱的正立面图；

图4为预制梁的正立面图。

具体实施方式

实施例：如图1-4所示，一种采用盖板连接的装配式钢筋混凝土框架梁柱节点，包括预制柱1的牛腿2和预制梁3，牛腿2的端面和预制梁3的端面分别配套设有用于嵌固的凹槽10、凸块9，且牛腿2和预制梁3连接处的两侧立面预埋钢板4、5，牛腿2和预制梁3两侧立预埋钢板外侧设有钢盖板6，钢盖板6与嵌固后的牛腿2和预制梁3两侧立面预埋钢板4、5焊接固定，使牛腿2与预制梁3连成整体，可传递梁端竖向剪力和弯矩。钢盖板6可选用满足使用要求的钢材，钢盖板6和焊缝尺寸需符合相应的受力和构造要求。外露的钢盖板6和预埋钢板4、5用防锈涂料封盖。

预埋钢板4、5和焊缝的承载力应有一定的安全储备且要大于钢盖板6的承载力，以防止在地震中过早发生破坏。由于连接节点离开预制柱有一定距离且在预制梁上装配式连接，确保了梁柱节点本身的整体性。

当牛腿2的端面设置凹槽时，对应的预制梁3的端面设置凸块；当牛腿2的端面设置凸块时，对应的预制梁3的端面设置凹槽。本实施例中，采用前者的方案。凹槽、凸块的横截面均为梯形或均为矩形，凸块和凹槽内配置一定数量的钢筋，凸块与凹槽设置倒角构造，凸块块体略小于凹槽部分，以便于安装。

预制前，牛腿2和预制梁3连接处的两侧立面预埋钢板4、5与预制梁3、牛腿2受力钢筋焊接在一起成钢筋安装骨架。

在相互嵌固的牛腿2和预制梁3之间设有结合层8，结合层8为细石混凝土或水泥砂浆，使牛腿和预制梁紧密结合。

一种采用盖板连接的装配式钢筋混凝土框架梁柱节点的施工方法，其具体步骤为：

（1）根据建筑结构等级、荷载、跨径、层高设计参数进行装配式钢筋混凝土框架结构分析，确定预制梁3、预制柱1和牛腿2的截面尺寸、钢筋用量；并确定预制柱1的牛腿凹槽10和预制梁3凸块9的截面面积、构造尺寸及内部的配筋数量，根据节点受力进行焊缝设计与盖板尺寸确定；

（2）预制装配式钢筋混凝土预制柱与预制梁：按设计要求在预制厂预制预制梁3和带牛腿2的预制柱1，其中带牛腿2的预制柱1，需将预制柱1的牛腿2端部做成凹槽10形成卯眼，预制梁3端部做成凸块9形成榫头，并在预制柱1的牛腿凹槽10和预制梁3的梁端凸块9内配置钢筋，以满足卯眼和榫头受力；预制柱1的牛腿凹槽10的下表面做成向上倾斜的斜面，上表面做成向下倾斜的斜面，与凹槽10配套的预制梁3梁端凸块9的下表面也做成向上倾斜的斜面，上表面做成向下倾斜的斜面，凸块9尺寸比凹槽10的尺寸略小；绑扎预制梁和预制柱钢筋时，将预制梁端部凸块9和预制柱的牛腿端部凹槽10两侧立面预埋钢板4、5与预制梁3、预制柱1的牛腿2纵向受力钢筋焊接在一起做成钢筋骨架，并准确定位；按照传统的梁柱预制方法进行预制，仅对柱的牛腿2和梁3端部侧模进行相应调整，待模板支护完后，浇筑混凝土，养护足够的天数后，预制完成。

（3）装配式钢筋混凝土预制梁柱盖板节点安装：将预制完成的钢筋混凝土预制梁3、预制柱1运输到建设场地，先安装带牛腿2的预制柱1，安装就位后，在预制柱1的牛腿2的凹槽10横断面内均匀铺设一层结合层8，结合层8为细石混凝土或水泥砂浆，以增强卯榫的结合度，随后将预制梁3吊装到与牛腿2同一水平面后，缓慢将预制梁3梁体横向移入预制柱1的牛腿凹槽10内，实现卯榫结合；预制梁3梁端凸块9与预制柱1的牛腿凹槽10的端部设置倒角构造，防止节点应力集中，以利于结构受力；最后在柱的牛腿2和预制梁3梁端的预埋钢板4、5外覆盖钢盖板6，并焊接上下接缝，形成焊缝7，即将预制梁3与预制柱1的牛腿2连接成整体；

（4）装配式钢筋混凝土预制梁与预制柱连接的盖板连接节点安装后续工作：待钢盖板6焊接完成后，将预制梁3梁端凸块9与预制柱1的牛腿凹槽10之间的缝隙用水泥砂浆填满，并将所有外露的钢盖板6和预埋钢板4、5用防锈涂料封盖。

本发明适用于多层或高层装配式钢筋混凝土框架结构，也适用于不同跨径的装配式钢筋混凝土框架结构。

Claims (8)

1.一种采用盖板连接的装配式框架梁柱节点，其特征在于：包括预制柱的牛腿和预制梁，牛腿的端面和预制梁的端面分别配套设有用于嵌固的凹槽、凸块，且牛腿和预制梁连接处的两侧立面预埋钢板，牛腿和预制梁两侧立面预埋钢板外侧设有钢盖板，钢盖板与嵌固后的牛腿和预制梁两侧立面预埋钢板焊接固定。

2.根据权利要求1所述的采用盖板连接的装配式框架梁柱节点，其特征在于：凹槽、凸块的横截面均为梯形或均为矩形。

3.根据权利要求2所述的采用盖板连接的装配式框架梁柱节点，其特征在于：当牛腿的端面设置凹槽时，对应的预制梁的端面设置凸块；当牛腿的端面设置凸块时，对应的预制梁的端面设置凹槽。

4.根据权利要求3所述的采用盖板连接的装配式框架梁柱节点，其特征在于：凸块和凹槽内配置钢筋且设置倒角构造。

5.根据权利要求4所述的采用盖板连接的装配式框架梁柱节点，其特征在于：牛腿和预制梁连接处的两侧立面预埋钢板与预制梁、牛腿受力钢筋焊接在一起成钢筋安装骨架。

6.根据权利要求5所述的采用盖板连接的装配式框架梁柱节点，其特征在于：在相互嵌固的牛腿和预制梁之间设有结合层，结合层为细石混凝土或水泥砂浆。

7.根据权利要求6所述的采用盖板连接的装配式框架梁柱节点，其特征在于：外露的钢盖板和预埋钢板用防锈涂料封盖。

8.一种采用盖板连接的装配式框架梁柱节点的施工方法，其具体步骤为：

（1）根据建筑结构等级、荷载、跨径、层高设计参数进行装配式钢筋混凝土框架结构分析，确定预制梁、预制柱和牛腿的截面尺寸、钢筋用量；并确定预制柱的牛腿凹槽和预制梁凸块的截面面积、构造尺寸及内部的配筋数量，根据节点受力进行焊缝设计与盖板尺寸确定；

（2）预制装配式钢筋混凝土预制柱与预制梁：按设计要求在预制厂预制预制梁和带牛腿的预制柱，其中带牛腿的预制柱，需将预制柱的牛腿端部做成凹槽形成卯眼，预制梁端部做成凸块形成榫头，并在预制柱的牛腿凹槽和预制梁的梁端凸块内配置钢筋；预制柱的牛腿凹槽的下表面做成向上倾斜的斜面，上表面做成向下倾斜的斜面，与凹槽配套的预制梁梁端凸块的下表面也做成向上倾斜的斜面，上表面做成向下倾斜的斜面；绑扎预制梁和预制柱钢筋时，将预制梁端部凸块和预制柱的牛腿端部凹槽两侧立面预埋钢板与预制梁、预制柱的牛腿纵向受力钢筋焊接在一起做成钢筋骨架，并准确定位；按照传统的梁柱预制方法进行预制，待模板支护完后，浇筑混凝土，养护，预制完成；

（3）装配式钢筋混凝土预制梁柱盖板节点安装：将预制完成的钢筋混凝土预制梁、预制柱运输到建设场地，先安装带牛腿的预制柱，安装就位后，在预制柱的牛腿的凹槽横断面内均匀铺设一层结合层，结合层为细石混凝土或水泥砂浆，随后将预制梁吊装到与牛腿同一水平面后，缓慢将预制梁梁体横向移入预制柱的牛腿凹槽内，实现卯榫结合；预制梁梁端凸块与预制柱的牛腿凹槽的端部设置倒角构造；最后在预制柱的牛腿和预制梁梁端的预埋钢板外覆盖钢盖板，并焊接上下接缝，形成焊缝，即将预制梁与预制柱的牛腿连接成整体；

（4）装配式钢筋混凝土预制梁与预制柱连接的盖板连接节点安装后续工作：待钢盖板焊接完成后，将预制梁梁端凸块与预制柱的牛腿凹槽之间的缝隙用水泥砂浆填满，并将所有外露的钢盖板和预埋钢板用防锈涂料封盖。