CN103924685A - 预应力连接混凝土梁圆钢管混凝土柱节点 - Google Patents

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Abstract

预制预应力钢筋混凝土梁与圆钢管混凝土柱节点属于建筑结构技术领域。包括圆钢管混凝土柱、预制钢筋混凝土梁、预应力筋、环板、槽钢。圆钢管混凝土柱（1）与钢筋混凝土梁（2）均为预制；预制钢筋混凝土梁、圆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（4）；圆钢管混凝土柱（1）上与钢筋混凝土梁（2）连接处焊接环板（5）；槽钢（6）焊接在圆钢管上；在金属波纹管（4）中后穿预应力筋（3），张拉预应力筋（3）；张拉完成后48h之内完成孔道灌浆，从而将梁柱组成整体。本发明施工速度快，能够有效增加节点的抗剪承载力，增强其连接性能，应用前景广阔。

Description

预应力连接混凝土梁圆钢管混凝土柱节点
技术领域
本发明涉及预应力连接混凝土梁圆钢管混凝土柱节点，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。圆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。圆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，在我国圆钢管混凝土结构的发展异常迅速，对圆钢管混凝土结构的研究也越来越多。
圆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，大多构造复杂，施工难度大，传力不明确，节点计算模型不明确，至今我国还没有一套较完整的节点计算理论和设计方法。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，连接安全可靠的圆钢管混凝土柱与梁节点形式，显得十分必要。
有粘结预应力这种施工方法，通过孔道灌浆，使预应力筋与混凝土相互粘结，减轻了锚具传递预应力作用，提高了锚固可靠性与耐久性，广泛用于主要承重构件或结构。
发明内容
本发明的目的在于提供了预应力连接混凝土梁圆钢管混凝土柱节点，该节点可保证节点在连接有效、传力明确的前提下，通过改善预制钢筋混凝土梁与圆钢管混凝土柱节点连接方式，采用预应力筋进行装配，降低了施工难度、加快了施工进度。本发明施工速度快，能够有效增加节点的抗剪承载力，增强其连接性能，应用前景广阔。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为预应力连接混凝土梁圆钢管混凝土柱节点，如图1、2所示，包括圆钢管混凝土柱（1）和预制钢筋混凝土梁（2），二者由预应力筋组成整体。其特征在于：圆钢管混凝土柱（1）与钢筋混凝土梁（2）均为预制；预制钢筋混凝土梁、圆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（4）；在圆钢管混凝土柱（1）上与钢筋混凝土梁（2）连接处焊接环板（5），环板（5）上有对应的孔；槽钢（6）焊接在圆钢管上；在金属波纹管（4）中后穿预应力筋（3），张拉预应力筋（3）；张拉完成后48h之内在孔道灌砂浆（7），从而将梁柱组成整体。
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。
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，槽钢的腹板切割成与圆钢管相同的弧度，以便焊接时与圆钢管完全接触。
预应力筋（3）的预应力大小的设计原则为：既要保证连接处的摩擦抗剪能力，又要使预应力筋中的应力始终保持在屈服极限以内。
在边柱的端部环板可以作为预应力钢筋（3）张拉时的承压板。
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。这种节点采用环板，可以减轻圆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；采用预应力钢筋，通过孔道灌浆，使预应力筋与混凝土相互粘结，减轻了锚具传递预应力作用，提高了钢筋混凝土梁的性能，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为边节点正立面图
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
图中：1、圆钢管混凝土柱，2、预制钢筋混凝土梁，3、预应力筋，4、金属波纹管，5、环板，6、槽钢，7、砂浆。
具体实施方式
以下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
预应力连接预制混凝土梁圆钢管混凝土柱节点构造如图1所示：
1、圆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圆钢管混凝土柱（1）和钢筋混凝土梁（2），预制时均预留四个对应孔道，孔道内径比预应力筋直径大15mm，孔道中预埋金属波纹管（4），在圆钢管混凝土柱（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
圆钢管混凝土柱（1）定位后，通过支撑使钢筋混凝土梁（2）吊装定位。
3、张拉预应力筋
在波纹管（4）中穿预应力筋（3），张拉预应力筋（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。
4、孔道灌浆
张拉完成后48h之内对孔道灌砂浆（7），灌浆采用42.5R普通硅酸盐水泥，灌浆过程中保持连续一致。
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，将预应力筋焊接在环板（5）上，此环板可以作为预应力筋张拉时的承压板。

Claims (4)

1.预应力连接预制混凝土梁圆钢管混凝土柱节点，其特征在于：该节点包括圆钢管混凝土柱（1）、钢筋混凝土梁（2）、预应力筋（3）、环板（5）和槽钢（6）；具体而言，圆钢管混凝土柱（1）与钢筋混凝土梁（2）均为预制；钢筋混凝土梁（2）、圆钢管混凝土柱（1）对应梁截面的位置留设孔道，并在孔道中预埋金属波纹管（4）；在圆钢管混凝土柱（1）上与钢筋混凝土梁（2）连接处焊接环板（5），环板（5）上有对应的孔；槽钢（6）焊接在圆钢管上；在金属波纹管（4）中后穿预应力筋（3），张拉预应力筋（3）；张拉完成后48h之内对孔道灌砂浆（7），从而将梁柱组成整体。
2.根据权利要求1所述的预应力连接预制混凝土梁圆钢管混凝土柱节点，其特征在于：所述预应力（3）采用的是有粘结预应力。
3.根据权利要求1所述的预应力连接预制混凝土梁圆钢管混凝土柱节点，其特征在于：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。
4.根据权利要求1所述的预应力连接预制混凝土梁圆钢管混凝土柱节点，其特征在于：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，槽钢的腹板切割成与圆钢管相同的弧度，以便焊接时与圆钢管完全接触。
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