CN103541435B - 带钢板混凝土悬挑梁的全装配式十字型节点 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种带钢板混凝土悬挑梁的全装配式十字型节点，主要由混凝土柱、钢板混凝土悬挑梁、安装梁耳、悬挑梁内埋端板等组成。四个钢板混凝土悬挑梁的悬挑梁内埋端板焊接成正方形。每个钢板混凝土悬挑梁分别设置两个安装梁耳。钢板混凝土悬挑梁由钢板架和内浇筑混凝土而成。本发明的效果和优点是承载力高、塑性和韧性好、施工方便、经济效果好等特点，施工速度快。能适应现代工程结构向大跨、高耸、重载发展和承受恶劣条件的需要，符合现代施工技术工业化的要求。

Description

带钢板混凝土悬挑梁的全装配式十字型节点
技术领域
    本发明涉及一种建筑结构新型节点，特别是涉及一种装配式混凝土结构的带钢板混凝土悬挑梁的全装配式十字型节点。
背景技术
    装配式混凝土建筑是指以工厂化生产的混凝土预制构件为主．通过现场装配的方式设计建造的混凝土结构类房屋建筑。构件的装配方法一般有现场后浇叠合层混凝土、钢筋锚固后浇混凝土连接等，钢筋连接可采用套筒灌浆连接、焊接、机械连接及预留孔洞搭接连接等做法。20世纪80年代，在我国流行的装配式预制大板住宅，由于结构整体性差、渗漏、楼板裂缝等原因，存在许多影响结构安全及正常使用的隐患和缺陷，逐渐被现浇混凝土结构所取代。但随着当前新兴的装配式混凝土结构的应用，特别是近年来引进了许多国外先进技术，本土化的装配式混凝土结构建造新技术正逐步形成。
    随着我国“建筑工业化、住宅产业化”进程的加快以及中国“人口红利”的不断减少建筑行业用工荒的出现住宅工业产业化的趋势日渐明显。装配式混凝土结构的应用重新成为当前研究热点全国各地不断涌现出住宅建筑装配式混凝土结构的新技术、新形式。装配式钢筋混凝土结构是我国建筑结构发展的重要方向之一，它有利于我国建筑工业化的发展，提高生产效率节约能源，发展绿色环保建筑，并且有利于提高和保证建筑工程质量。与现浇施工工法相比，装配式RC结构有利于绿色施工，因为装配式施工更能符合绿色施工的节地、节能、节材、节水和环境保护等要求，降低对环境的负面影响，包括降低噪音、防止扬尘、减少环境污染、清洁运输、减少场地干扰、节约水、电、材料等资源和能源，遵循可持续发展的原则。而且，装配式结构可以连续地按顺序完成工程的多个或全部工序，从而减少进场的工程机械种类和数量，消除工序衔接的停闲时间，实现立体交叉作业，减少施工人员，从而提高工效、降低物料消耗、减少环境污染，为绿色施工提供保障。另外，装配式结构在较大程度上减少建筑垃圾(约占城市垃圾总量的30%―40%)，如废钢筋、废铁丝、废竹木材、废弃混凝土等。
    装配式混凝土建筑依据装配化程度高低可分为全装配和部分装配两大类。全装配建筑一般限制为低层或抗震设防要求较低的多层建筑；部分装配混凝土建筑主要构件一般采用预制构件、在现场通过现浇混凝土连接，形成装配整体式结构的建筑。
    北美地区主要以美国和加拿大为主。由于预制／预应力混凝土协会(PCI)长期研究与推广预制建筑，预制混凝土的相关标准规范也很完善。所以其装配式混凝土建筑应用非常普遍。北美的预制建筑主要包括建筑预制外墙和结构预制构件两大系列，预制构件的共同特点是大型化和预应力相结合。可优化结构配筋和连接构造。减少制作和安装工作量，缩短施工工期，充分体现工业化、标准化和技术经济性特征。在20世纪，北美的预制建筑主要用于低层非抗震设防地区。由于加州地区的地震影响，近年来非常重视抗震和中高层预制结构的工程应用技术研究。PCI最近出版了《预制混凝土结构抗震设计》一书，从理论和实践角度系统地分析了预制建筑的抗震设计问题，总结了许多预制结构抗震设计的最新科研成果，对指导预制结构设计和工程应用推广具有很强的指导意义。
    欧洲是预制建筑的发源地，早在17世纪就开始了建筑工业化之路。第二次世界大战后，由于劳动力资源短缺，欧洲更进一步研究探索建筑工业化模式。无论是经济发达的北欧、西欧，还是经济欠发达的东欧，一直都在积极推行预制装配混凝土建筑的设计施工方式。积累了许多预制建筑的设计施工经验，形成了各种专用预制建筑体系和标准化的通用预制产品系列，并编制了一系列预制混凝土工程标准和应用手册，对推动预制混凝土在全世界的应用起到了非常重要的作用。
    日本和韩国借鉴了欧美的成功经验，在探索预制建筑的标准化设计施工基础上。结合自身要求。在预制结构体系整体性抗震和隔震设计方面取得了突破性进展。具有代表性成就的是日本2008年采用预制装配框架结构建成的两栋58层的东京塔。同时，日本的预制混凝土建筑体系设计、制作和施工的标准规范也很完善，目前使用的预制规范有《预制混凝土工程}(JASSl0)和《混凝土幕墙)(JASSl4)。
    我国从20世纪五六十年代开始研究装配式混凝土建筑的设计施工技术，形成了一系列装配式混凝土建筑体系，较为典型的建筑体系有装配式单层工业厂房建筑体系、装配式多层框架建筑体系、装配式大板建筑体系等。到20世纪80年代装配式混凝土建筑的应用达到全盛时期，全国许多地方都形成了设计、制作和施工安装一体化的装配式混凝土工业化建筑模式。装配式混凝土建筑和采用预制空心楼板的砌体建筑成为两种最主要的建筑体系，应用普及率达70％以上。由于装配式建筑的功能和物理性能存在许多局限和不足，我国的装配式混凝土建筑设计和施工技术研发水平还跟不上社会需求及建筑技术发展的变化，到20世纪90年代中期，装配式混凝土建筑已逐渐被全现浇混凝土建筑体系取代，目前除装配式单层工业厂房建筑体系应用较广泛外。其他预制装配式建筑体系的工程应用极少。预制结构抗震的整体性和设计施工管理的专业化研究不够，造成其技术经济性较差。是导致预制结构长期处于停滞状态的根本原因。
发明内容
    本发明的目的在于提供一种带钢板混凝土悬挑梁的全装配式十字型节点，主要为了开发一种整体性好、传力明确、构造简单、安全可靠和施工方便的装配式结构节点。梁柱节点作为建筑结构的一个关键环节，将直接决定一种新型的建筑结构形式在实际工程中应用的可行性。其中传力方式和施工工艺应该是节点设计的两个最重要环节，一种好的节点形式应该在这两个环节上具有良好的统一。本发明旨在开发一种便于施工且具有良好抗震性能的节点结构形式。
    本发明的目的是通过如下方案实现的：
    带钢板混凝土悬挑梁的全装配式十字型节点主要由混凝土柱、钢板混凝土悬挑梁、安装梁耳、悬挑梁混凝土、安装梁耳螺孔、悬挑梁侧板、悬挑梁内埋端板、悬挑梁顶板和悬挑梁底板等组成。其特征在于：四个钢板混凝土悬挑梁的悬挑梁内埋端板焊接成正方形。每个钢板混凝土悬挑梁分别设置两个安装梁耳，每个钢板混凝土悬挑梁沿竖向四等分，至上而下第二和第四个位置设置安装梁耳。钢板混凝土悬挑梁伸出混凝土柱的长度为400~600mm，其中，安装梁耳的长度为200~300mm。安装梁耳上至少设置两排安装梁耳螺孔。钢板混凝土悬挑梁由钢板架和内浇筑混凝土而成，钢板厚度不小于5mm。钢板架主要由悬挑梁侧板、悬挑梁内埋端板、悬挑梁顶板和悬挑梁底板等组成。埋入混凝土柱的部分不设置悬挑梁顶板和悬挑梁底板，而只在露出混凝土柱的部分设置悬挑梁顶板和悬挑梁底板。
    本发明是通过总结现有研究成果,并进行反复试验得出的技术方案，其效果和优点是承载力高、塑性和韧性好、施工方便、经济效果好等特点，施工速度快。能适应现代工程结构向大跨、高耸、重载发展和承受恶劣条件的需要，符合现代施工技术工业化的要求。
附图说明
    图1为带钢板混凝土悬挑梁的全装配式十字型节点立面示意图；
    图2为图1A-A剖面示意图；
    图3为图2B-B剖面示意图；
    图4为钢板混凝土悬挑梁的钢板架平面示意图；
    图5为钢板混凝土悬挑梁的钢板架立面示意图；
    图6为图4C-C剖面示意图；
    图7为图5D-D剖面示意图。
    图中，1为混凝土柱，2为钢板混凝土悬挑梁；3为安装梁耳；4为悬挑梁混凝土；5为安装梁耳螺孔；6为悬挑梁侧板；7为悬挑梁内埋端板；8为悬挑梁顶板；9为悬挑梁底板。
具体实施方式
    下面结合技术方案和参照附图对本发明进行详细说明。
    本发明提出的带钢板混凝土悬挑梁的全装配式十字型节点如图1~图7所示。
    整个装置主要由混凝土柱1、钢板混凝土悬挑梁2、安装梁耳3、悬挑梁混凝土4、安装梁耳螺孔5、悬挑梁侧板6、悬挑梁内埋端板7、悬挑梁顶板8和悬挑梁底板9等组成。四个钢板混凝土悬挑梁2的悬挑梁内埋端板7焊接成正方形。每个钢板混凝土悬挑梁2分别设置两个安装梁耳3，每个钢板混凝土悬挑梁2沿竖向四等分，至上而下第二和第四个位置设置安装梁耳3。钢板混凝土悬挑梁2伸出混凝土柱1的长度为400~600mm，其中，安装梁耳3的长度为200~300mm。安装梁耳3上至少设置两排安装梁耳螺孔5。钢板混凝土悬挑梁由钢板架和内浇筑混凝土而成，钢板厚度不小于5mm。钢板架主要由悬挑梁侧板6、悬挑梁内埋端板7、悬挑梁顶板8和悬挑梁底板9等组成。埋入混凝土柱1的部分不设置悬挑梁顶板8和悬挑梁底板9，而只在露出混凝土柱1的部分设置悬挑梁顶板8和悬挑梁底板9。
    首先加工制作钢板混凝土悬挑梁的钢板架，将四个钢板架焊接。绑扎钢筋，制作模板，进行浇筑养护。

Claims (3)

1. 一种带钢板混凝土悬挑梁的全装配式十字型节点，由混凝土柱（1）、钢板混凝土悬挑梁（2）、安装梁耳（3）、悬挑梁混凝土（4）、安装梁耳螺孔（5）、悬挑梁侧板（6）、悬挑梁内埋端板（7）、悬挑梁顶板（8）和悬挑梁底板（9）组成,其特征在于:四个钢板混凝土悬挑梁（2）的悬挑梁内埋端板（7）焊接成正方形,每个钢板混凝土悬挑梁（2）分别设置两个安装梁耳（3），每个钢板混凝土悬挑梁（2）沿竖向四等分，至上而下第二和第四个位置设置安装梁耳（3）,钢板混凝土悬挑梁（2）伸出混凝土柱（1）的长度为400~600mm，其中，安装梁耳（3）的长度为200~300mm,安装梁耳（3）上至少设置两排安装梁耳螺孔（5）。
2.根据权利要求1所述的一种带钢板混凝土悬挑梁的全装配式十字型节点,其特征在于:钢板混凝土悬挑梁(2)由钢板架和内浇筑混凝土组成，钢板厚度不小于5mm。
3.根据权利要求2所述的一种带钢板混凝土悬挑梁的全装配式十字型节点,其特征在于:钢板架主要由悬挑梁侧板（6）、悬挑梁内埋端板（7）、悬挑梁顶板（8）和悬挑梁底板（9）组成,埋入混凝土柱（1）的部分不设置悬挑梁顶板（8）和悬挑梁底板（9），而只在露出混凝土柱（1）的部分设置悬挑梁顶板（8）和悬挑梁底板（9）。
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