CN104032840B - 附加角钢的预应力装配式框架节点连接结构 - Google Patents

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Abstract

一种附加角钢的预应力装配式框架节点连接结构及其施工方法，由预制钢筋混凝土柱、预制钢筋混凝土梁和角钢三大部分组成，钢筋混凝土梁柱和角钢均为工厂预制，将预制钢筋混凝土柱吊装到指定位置，预制柱安装就位后吊装预制钢筋混凝土梁到指定位置，然后在梁柱预留的钢绞线预埋管中穿入钢绞线并在梁柱接缝处用高强灌浆料连接，灌浆料强度达到设计要求后张拉预应力钢绞线至设计预拉力，最后在梁柱节点安装角钢，形成整体的预应力附加角钢连接节点。角钢安装在梁柱节点处，在外力作用下尤其是发生地震时，角钢在转角处发生弯曲变形，同时消耗能量，使装配式框架结构在发生地震时能够实现有效耗能的效果。

Description

附加角钢的预应力装配式框架节点连接结构
技术领域
本发明涉及一种土木工程抗震领域中装配式混凝土框架结构，特别是一种附加角钢的预应力装配式框架结构节点连接结构，是一种新型预制框架结构节点连接与耗能技术。
背景技术
我国是一个地震多发国家，大部分地区处于抗震设防区。在实际工程施工中，装配式框架结构可以降低工程造价，加快施工速度，减少资源消耗，降低环境污染。是我国建筑业发展的方向之一。与现浇钢筋混凝土框架结构相比由于装配式钢筋混凝土框架结构节点没有新的设计方法耗能能力略显不足，尤其是抗震耗能能力较低一直是阻碍其发展的主要因素之一。开发新的装配式框架结构节点连接结构，使装配式框架结构在地震作用下消耗能量，有效地提高建筑物的抗震能力是亟待解决的问题。
发明内容
由于地震发生时建筑结构的节点强度和耗能能力是抗震性能的重要指标，为了降低地震对结构的破坏程度，本发明针对现有技术装配式钢筋混凝土框架结构节点耗能能力差的不足，提供一种附加角钢的预应力装配式框架结构节点连接结构。该结构的节点角钢合理利用角钢弯曲变形来消耗能量，使结构在保证整体性的基础上实现有效耗能的效果。有效地提高装配式框架结构在地震作用下的耗能能力。
实现上述目的采用以下技术方案：
一种附加角钢的预应力装配式框架结构节点连接结构，由预制钢筋混凝土柱、预制钢筋混凝土梁和角钢三大部分组成，预制钢筋混凝土梁由梁纵筋，梁箍筋，梁钢绞线预埋管，梁端角钢预埋管和混凝土构成，预制钢筋混凝土柱由柱纵筋，柱箍筋，柱钢绞线预埋管，柱角钢预埋管和混凝土构成，预制钢筋混凝土梁与预制钢筋混凝土梁柱通过预应力钢绞线有效连接，在预制钢筋混凝土梁与预制钢筋混凝土柱的梁柱接缝处用高强灌浆料灌缝，形成梁柱整体节点；在梁柱整体节点处安装角钢，所述角钢的钢板上设有多个角钢安装孔，通过角钢安装孔用紧固件将角钢与梁柱整体节点固定，形成附加角钢的预应力装配式框架结构节点连接结构。
进一步，所述的预制钢筋混凝土梁内平行设置有多条梁钢绞线预埋管和梁端角钢预埋管。
进一步，所述的预制钢筋混凝土柱内平行设置有多条柱钢绞线预埋管和柱角钢预埋管。
进一步，钢绞线是无粘结预应力钢绞线。
一种附加角钢的预应力装配式框架结构节点连接结构的施工方法，所述方法按照下列步骤进行：
a.制备预制钢筋混凝土梁和预制钢筋混凝土柱以及角钢；
b.吊装预制钢筋混凝土柱到设计安装位置，保证预制钢筋混凝土柱上的预留钢绞线预埋管及柱角钢预埋安装管的方向正确无误；
c.吊装预制钢筋混凝土梁到设计安装位置，预制钢筋混凝土梁和预制钢筋混凝土柱上的钢绞线预埋管要对正；
d.在预制钢筋混凝土梁和预制钢筋混凝土柱内的钢绞线预埋管中安分别装无粘结预应力钢绞线；
e.预制钢筋混凝土梁和预制钢筋混凝土柱的梁柱接缝处用高强灌浆料灌缝，形成梁柱整体节点；
f.待灌浆料达到设计强度后张拉预应力钢绞线对预制钢筋混凝土梁和预制钢筋混凝土柱施加设计的预压力；
g.在预制钢筋混凝土梁和预制钢筋混凝土柱的角钢预埋管分别中穿入角钢固定螺杆，安装角钢并拧紧固定螺母。
采用上述技术方案，与现有技术相比，本发明的角钢安装在预制钢筋混凝土梁和预制钢筋混凝土柱的节点处，在外力作用下尤其是地震发生时，角钢在转角处发生弯曲变形，同时消耗能量，可以有效提高装配式框架结构节点的耗能能力。本发明的梁柱和角钢均由工厂预制，可用于新建的工程结构，也可用于建筑物的加固与改良。具有施工简单、安全可靠、节省造价、经久耐用且易于替换等优点，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明连接结构示意图。
图2为本发明节点角钢正立面示意图。
图3为本发明节点角钢侧立面示意图。
图4为本发明预制钢筋混凝梁顶面示意图。
图5为本发明预制钢筋混凝梁端截面示意图。
图6为本发明预制钢筋混凝梁正截面示意图。
图7为本发明预制钢筋混凝柱正立面示意图。
图8为本发明预制钢筋混凝柱截面示意图。
图中：预制钢筋混凝土柱1，角钢2，预制钢筋混凝土梁3，螺栓4，钢绞线预埋管5，角钢安装预埋管6，安装螺孔7，梁端角钢预埋管8，梁钢绞线预埋管9，梁箍筋10，梁纵筋11，柱角钢预埋管12，柱钢绞线预埋管13，柱箍筋14，柱纵筋15。
具体实施方式法
下面结合附图和实例对本发明做进一步说明。
参见附图1，这种附加角钢的预应力装配式框架结构节点连接结构由预制钢筋混凝土柱1、预制钢筋混凝土梁3和角钢2三大部分组成。具体结构见图1-8。
见图4，图5和图6，预制钢筋混凝土梁3由梁端角钢预埋管8，梁钢绞线预埋管9，梁箍筋10，梁纵筋11和混凝土组成。见图7，图8，预制钢筋混凝土柱1由柱角钢预埋管12，柱角钢预埋管13，柱箍筋14，柱纵筋15和混凝土构成。
见图2，图3，角钢2的钢板上设有多个角钢安装孔即安装螺孔7。
在预制钢筋混凝土梁3与预制钢筋混凝土柱1的梁柱接缝处用高强灌浆料灌缝，预制钢筋混凝土梁3与预制钢筋混凝土柱1用灌浆料连接，形成梁柱整体节点；在梁柱整体节点处安装角钢2，通过安装螺孔7用紧固件螺栓4将角钢2与梁柱整体节点固定，形成附加角钢的预应力装配式框架结构，该结构用于装配式框架结构梁柱节点。
钢绞线预埋管5分为梁钢绞线预埋管9和柱钢绞线预埋管13。角钢安装预埋管6分为梁端角钢预埋管8，柱角钢预埋管12。见图1，图4，图5，在预制钢筋混凝土梁3内平行设置有多条梁钢绞线预埋管9和梁端角钢预埋管8。
在预制钢筋混凝土柱1内平行设置有多条柱钢绞线预埋管13和柱角钢预埋管12。
本发明采用的钢绞线是无粘结预应力钢绞线。钢绞线穿在梁柱各自的钢绞线预埋管内。
本发明的钢绞线预埋管5和角钢安装预埋管6均采用PVC材料或波纹钢管制作，直径为15~30mm。钢绞线为钢质材料制作，直径为15.2mm。
本发明附加角钢的预应力装配式框架结构节点连接结构的施工方法，按照下列步骤进行：
a.在工厂按照设计要求，制备预制钢筋混凝土梁和预制钢筋混凝土柱以及角钢。
b.在框架结够的建筑物上，吊装预制钢筋混凝土柱到设计安装位置，保证预制钢筋混凝柱柱上的预留钢绞线预埋管及预制钢筋混凝柱上的角钢安装预埋管的方向正确无误。
c.吊装预制钢筋混凝土梁到设计安装位置，预制钢筋混凝土梁和预制钢筋混凝土柱上的钢绞线预埋管要对正。
d.在预制钢筋混凝土梁和预制钢筋混凝土柱内的钢绞线预埋管中安分别穿装无粘结预应力钢绞线；
e.预制钢筋混凝土梁和预制钢筋混凝土柱的梁柱接缝处用高强灌浆料灌缝，高强灌浆料将预制钢筋混凝土梁和预制钢筋混凝土柱胶管连接为一体，形成梁柱整体节点。
f.待灌浆料达到设计强度后张拉预应力钢绞线对预制钢筋混凝土梁和预制钢筋混凝土柱施加设计的预压力。
g.在预制钢筋混凝土梁和预制钢筋混凝土柱的角钢预埋管分别中穿入角钢固定螺杆，安装角钢并拧紧固定螺母。
本发明的工作原理：
本发明将角钢安装在梁柱整体节点上，在地震发生时，预应力钢绞线保证梁柱的有效连接，角钢可以在转角处发生弯曲变形消耗能量，以有效的消耗地震能量，保证装配式混凝土框架结构在地震发生时，实现节点的有效连接和有效耗能的效果，保护建筑结构。
上述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种附加角钢的预应力装配式框架节点连接结构，由预制钢筋混凝土柱、预制钢筋混凝土梁和角钢三大部分组成，预制钢筋混凝土梁由梁纵筋，梁箍筋，梁钢绞线预埋管，梁端角钢预埋管和混凝土构成，预制钢筋混凝土柱由柱纵筋，柱箍筋，柱钢绞线预埋管，柱角钢预埋管和混凝土构成，其特征在于，预制钢筋混凝土梁与预制钢筋混凝土梁柱通过预应力钢绞线有效连接，在预制钢筋混凝土梁与预制钢筋混凝土柱的梁柱接缝处用高强灌浆料灌缝，形成梁柱整体节点；在梁柱整体节点处安装角钢，所述角钢的钢板上设有多个角钢安装孔，通过角钢安装孔用紧固件将角钢与梁柱整体节点固定，形成附加角钢的预应力装配式框架结构节点连接结构，其施工方法按照下列步骤进行：
a.制备预制钢筋混凝土梁和预制钢筋混凝土柱以及角钢；
b.吊装预制钢筋混凝土柱到设计安装位置，保证预制钢筋混凝土柱上的预留钢绞线预埋管及柱角钢预埋安装管的方向正确无误；
c.吊装预制钢筋混凝土梁到设计安装位置，预制钢筋混凝土梁和预制钢筋混凝土柱上的钢绞线预埋管要对正；
d.在预制钢筋混凝土梁和预制钢筋混凝土柱内的钢绞线预埋管中安分别装无粘结预应力钢绞线；
e.预制钢筋混凝土梁和预制钢筋混凝土柱的梁柱接缝处用高强灌浆料灌缝，形成梁柱整体节点；
f.待灌浆料达到设计强度后张拉预应力钢绞线对预制钢筋混凝土梁和预制钢筋混凝土柱施加设计的预压力；
g.在预制钢筋混凝土梁和预制钢筋混凝土柱的角钢预埋管分别中穿入角钢固定螺杆，安装角钢并拧紧固定螺母。
2.根据权利要求1所述的附加角钢的预应力装配式框架节点连接结构，其特征在于，所述的预制钢筋混凝土梁内平行设置有多条梁钢绞线预埋管和梁端角钢预埋管。
3.根据权利要求1所述的附加角钢的预应力装配式框架节点连接结构，其特征在于，所述的预制钢筋混凝土柱内平行设置有多条柱钢绞线预埋管和柱角钢预埋管。
4.根据权利要求1所述的附加角钢的预应力装配式框架节点连接结构，其特征在于，钢绞线是无粘结预应力钢绞线。
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