CN103924680A - 无粘结预应力与普通钢筋连接预制混凝土梁方矩形钢管混凝土柱组合节点 - Google Patents
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Abstract
一种无粘结预应力与普通钢筋连接预制混凝土梁方矩形钢管混凝土柱组合节点，属于建筑结构技术领域。包括方矩形钢管混凝土柱、钢筋混凝土梁、预应力筋、钢板、槽钢。方矩形钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁均为预制；预制钢筋混凝土梁、方矩形钢管混凝土柱对应梁截面的位置留设孔道，并在孔道中预埋金属波纹管；方矩形钢管混凝土柱上与钢筋混凝土梁连接截面处焊接钢板；槽钢焊接在方矩形钢管上；在金属波纹管中后穿普通钢筋、无粘结预应力筋，张拉预应力筋从而将梁柱组成整体。此节点施工速度快，不需要现场焊接工艺，而且可以保证节点连接的可靠性，具有很好的抗震性能，应用前景广阔。
Description
技术领域
本发明涉及无粘结预应力与普通钢筋连接预制混凝土梁方矩形钢管混凝土柱组合节点，属于建筑结构技术领域。
背景技术
建筑工程中应用钢管混凝土已有100多年的历史。钢管混凝土由于具有承载力高、塑性和韧性好、经济效果好和施工方便等优点而受工程界的重视。钢管混凝土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，符合现代施工技术的工业化要求，因而正被越来越广泛的应用于单层和多层工业厂房柱、设备构架柱、栈桥柱、桩、空间结构、商业广场、多层办公楼及住宅、高层和超高层建筑以及桥梁结构中，已取得良好的经济效果和建筑效果。尤其是近几年来，在我国钢管混凝土结构的发展异常迅速，对钢管混凝土结构的研究也越来越多。
方矩形钢管混凝土柱与梁的连接节点是进行钢管混凝土工程设计时的关键问题之一，其连接节点的有效性直接影响整体结构的刚度、稳定性和承载能力，也影响到现场施工难度和施工进度。现有的钢管混凝土节点形式繁多，节点的施工和设计难点往往成为制约新型优良结构推广应用的瓶颈因素。因此，研发一种新型具有现场安装简单快捷，对操作人员技术和施工环境要求不高，连接安全可靠的方矩形钢管混凝土柱与梁节点形式，显得十分必要。
无粘结预应力筋是带防腐隔离层和外护套的专用预应力筋，其具有施工简便、对设备要求低、预应力损失小、抗腐蚀能力强、抗疲劳与抗震性能好等优点。在使用阶段，预应力筋处于弹性工作状态，使得结构具有很强的自恢复能力，残余变形小，具有很好的抗震性能。因此被广泛的应用于建筑结构。
发明内容
本发明的目的在保证节点连接有效、传力明确的前提下，通过改善预制钢筋混凝土梁与钢管混凝土柱节点连接方式，采用无粘结预应力筋与普通钢筋进行装配，降低了施工难度，加快了施工进度。本发明施工速度快，不需要现场焊接工艺，而且可以保证节点连接的可靠性，具有很好的抗震性能，此节点连接方式既可以用于结构中的边柱节点，也可以用于中柱节点，应用前景广阔。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为无粘结预应力与普通钢筋连接预制混凝土梁方矩形钢管混凝土柱组合节点，如图1、2所示，该节点包括方矩形钢管混凝土柱、钢筋混凝土梁、无粘结预应力筋、普通钢筋、钢板、槽钢。方矩形钢管混凝土柱（1）与钢筋混凝土梁（2）均为预制，二者通过无粘结预应力筋（3）及普通钢筋（4）连接；在方矩形钢管混凝土柱（1）上与钢筋混凝土梁（2）连接处焊接钢板（5），钢板（5）上有对应的孔；槽钢（6）焊接在方矩形钢管上；钢筋混凝土梁、方矩形钢管混凝土柱对应梁截面的位置留设孔道，并在靠近梁上下表面的孔道中预埋金属波纹管（7），在金属波纹管（7）中后穿普通钢筋（4），中间金属波纹管（7）中穿无粘结预应力筋（3），张拉无粘结预应力筋（3）从而将梁柱组成整体。
所述钢板（5）为普通钢板，宽度为梁截面高度，厚度为钢管壁厚。
所述槽钢（6）腹板高度为梁截面宽度，翼缘宽度为梁截面高度，槽钢长度为梁截面高度。
后穿普通钢筋（4），主要用来增大节点的耗能能力和辅助提高节点的抗弯能力，后穿普通钢筋的预留孔道采用波纹管，以增加后穿非预应力钢筋的粘结、锚固性能。
无粘结预应力钢筋（3）能够提供梁柱界面处的夹紧力，通过此夹紧力来抵抗由于梁上竖向荷载和水平地震作用产生的节点竖向剪力，同时该夹紧力还使结构具有良好的自恢复能力，使结构的残余变形缩小。
在边柱的端部的钢板（5），可以作为无粘结预应力钢筋张拉时的承压板，同时也可以把后穿普通钢筋（4）焊接在此钢板上，来满足后穿钢筋的锚固要求。
与现有技术相比，本发明具有如下有益特征。
采用这种节点现场施工速度快，而且可以保证节点连接的可靠性。这种节点采用钢板，可以减轻方矩形钢管开洞时对承载力的削弱作用；采用槽钢可以增大梁柱节点的抗剪承载力；采用无粘结预应力钢筋，预应力损失小，抗疲劳性能好，预应力筋处于弹性工作状态，使得结构具有很强的自恢复能力，残余变形小，具有很好的抗震性能，这给我国的经济和社会发展带来巨大的经济效益，应用前景广阔。
附图说明
图1为中节点正立面图
图2为边节点立面图
图3为图1沿A-A的截面图
图4为图2沿B-B的截面图
图5为图2沿C-C的截面图
图6为图1沿D-D的截面图
其中，1是方矩形钢管混凝土柱，2是预制钢筋混凝土梁，3是无粘结预应力筋，4是普通钢筋，5是钢板，6是槽钢，7是金属波纹管。
具体实施方式
以下将结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1-6所示。
实施例1
无粘结预应力与普通钢筋连接预制混凝土梁圆钢管混凝土柱组合节点构造如图1所示：
1、方矩形钢管混凝土和钢筋混凝土梁的制作
在工厂严格按照相关规范和图纸制作方矩形钢管混凝土柱（1）和钢筋混凝土梁（2），预制时均预留6个对应孔道，孔道内径比无粘结预应力筋（3）直径大10mm，靠近梁上下截面的孔道中预埋金属波纹管（7），在方矩形钢管混凝土柱（1）上连接梁处采用围焊方式焊接环板（5）和槽钢（6）。
2、梁柱节点的装配
方矩形钢管混凝土柱（1）定位后，通过支撑使钢筋混凝土梁（2）吊装定位。
3、无粘结预应力筋与普通钢筋穿束
在波纹管（7）中穿普通钢筋（4），穿束结束后灌浆。在中间波纹管（7）中穿无粘结预应力筋（3）。
4、张拉无粘结预应力筋
浆体强度达到设计强度时张拉无粘结预应力筋（3），张拉采用对称张拉方式，张拉力的作用线与孔道中心线重合。张拉控制采用应力与伸长值双控，张拉程序为0→10%σcon→100%σcon→103%σcon→锚固。，
5、切割
张拉结束后，采用手提式砂轮机切割机将外露预应力筋切除，其外露长度不宜小于预应力筋直径的1.5倍，且不小于30mm。
实施例2
当为边柱节点时见图2，其它措施同实施例1，只是在边柱的端部，环板（5）可以作为无粘结预应力钢筋（3）张拉时的承压板，同时也可以把后穿普通钢筋（4）焊接在此环板上，来满足后穿钢筋的锚固要求。
Claims (6)
1.一种无粘结预应力与普通钢筋连接预制混凝土梁方矩形钢管混凝土柱组合节点，其特征在于：该节点包括方矩形钢管混凝土柱（1）、钢筋混凝土梁（2）、无粘结预应力筋（3）、普通钢筋（4）、钢板（5）、槽钢（6）；方矩形钢管混凝土柱（1）与钢筋混凝土梁（2）均为预制，二者通过无粘结预应力筋（3）及普通钢筋（4）连接；在方矩形钢管混凝土柱（1）上与钢筋混凝土梁（2）连接处焊接钢板（5），钢板（5）上有对应的孔；槽钢（6）焊接在方矩形钢管上；钢筋混凝土梁、方矩形钢管混凝土柱对应梁截面的位置留设孔道，并在靠近梁上下表面的孔道中预埋金属波纹管（7），在金属波纹管（7）中后穿普通钢筋（4），中间金属波纹管（7）中穿无粘结预应力筋（3），张拉无粘结预应力筋（3）从而将梁柱组成整体。
2.根据权利要求1一种无粘结预应力与普通钢筋连接预制混凝土梁方矩形钢管混凝土柱组合节点，所述环板（5）为普通钢板，宽度为梁截面高度，厚度为钢管壁厚。
3.根据权利要求1一种无粘结预应力与普通钢筋连接预制混凝土梁方矩形钢管混凝土柱组合节点，所述槽钢（6）腹板高度为梁截面宽度，翼缘宽度为梁截面高度，槽钢长度为梁截面高度。
4.根据权利要求1一种无粘结预应力与普通钢筋连接预制混凝土梁方矩形钢管混凝土柱组合节点，后穿普通钢筋（4），主要用来增大节点的耗能能力和辅助提高节点的抗弯能力，后穿普通钢筋的预留孔道采用波纹管，以增加后穿非预应力钢筋的粘结、锚固性能。
5.根据权利要求1一种无粘结预应力与普通钢筋连接预制混凝土梁方矩形钢管混凝土柱组合节点，无粘结预应力钢筋（3）能够提供梁柱界面处的夹紧力，通过此夹紧力来抵抗由于梁上竖向荷载和水平地震作用产生的节点竖向剪力，同时该夹紧力还使结构具有良好的自恢复能力，使结构的残余变形缩小。
6.根据权利要求1一种无粘结预应力与普通钢筋连接预制混凝土梁方矩形钢管混凝土柱组合节点，在边柱的端部的钢板（5），可以作为无粘结预应力钢筋张拉时的承压板，同时也可以把后穿普通钢筋（4）焊接在此钢板上，来满足后穿钢筋的锚固要求。
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