CN105625573A - 梁底中强度预应力筋与普通钢筋套筒连接的梁柱节点 - Google Patents

梁底中强度预应力筋与普通钢筋套筒连接的梁柱节点 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种梁底中强度预应力筋与普通钢筋套筒连接的梁柱节点，包括预制混凝土梁、预制混凝土柱、中强预应力筋、连接套筒、抗震钢筋、节点区域后浇段梁顶部普通受力钢筋和柱内钢筋。梁底部仅配有中强预应力筋，所述预应力筋伸出梁端，通过套筒与抗震钢筋相连，与预制混凝土梁柱一起通过后浇注的混凝土形成预制混凝土梁柱节点。为提高本梁柱节点的耗能能力，预制梁的两端后浇段采用高极限应变的混凝土浇筑。本发明降低了生产和施工难度，减轻了预制混凝土梁的截面高度或用钢量，保证了梁柱节点的整体性和抗震性能。

Description

梁底中强度预应力筋与普通钢筋套筒连接的梁柱节点
技术领域
本发明涉及一种梁底中强度预应力筋与普通钢筋套筒连接的梁柱节点连接构造，属于土木工程预制混凝土结构技术领域。
背景技术
框架结构主要由梁、柱以及梁柱节点构建而成，属于建筑工程中应用最广的一种结构形式。预制预应力混凝土装配整体式框架结构体符合“建筑工业化、住宅产业化”和绿色建筑的要求。该类结构体系具有施工速度快、环境污染小、质量有保证以及耐久性好等优点，还具有便于采用先张预应力技术、构件截面减小、节点施工较为简便、用钢量较低等突出特点。
预制预应力混凝土装配整体式框架结构的核心技术是预制混凝土梁与预制混凝土柱的节点连接构造形式，其质量直接影响到该类结构的极限承载力和抗震性能等。目前已有的预制框架结构梁柱节点连接技术将梁端设有键槽或U形凹槽，同时配有预应力筋及普通钢筋，有时辅以U型钢筋，相互搭接、锚固于节点核心区内，并在节点区的后浇段采用混凝土现浇将预制混凝土梁、柱形成一个整体。或在梁底采用高强钢筋，并在节点核心区内放置附加竖向钢筋，但存在造价较大、施工操作空间不足、节点延性性能有所欠缺等不足。以上预制框架梁柱节点连接技术多具有适用性不足、施工建造不便等问题，这使得预制预应力混凝土装配整体式框架结构的应用优势并不明显。
如何构建受力性能良好、构造措施合理、施工便捷的新型梁柱节点连接构造，一直是预制预应力混凝土装配整体式框架结构的技术难点。
发明内容
技术问题：本发明提供了一种生产制作难度低、施工便捷、连接形式简单、受力明确的预制预应力混凝土装配整体式框架梁柱节点的连接构造。
技术方案：本发明的梁底中强度预应力筋与普通钢筋套筒连接的梁柱节点，包括节点区域后浇段、设置在所述节点区域后浇段水平两端的预制混凝土梁、设置在节点区域后浇段上下两端的预制混凝土柱，所述预制混凝土梁和节点区域后浇段的上方设置有叠合梁上部现浇区域，所述预制混凝土柱中配有柱内竖向受力钢筋，所述叠合梁上部现浇区域中配有普通受力钢筋，所述预制混凝土梁的底部仅配有中强预应力筋，所述节点区域后浇段中配有受力钢筋，所述中强预应力筋伸出梁端，并通过连接套筒与受力钢筋相连。
进一步的，本发明梁柱节点中，所述中强预应力筋的抗拉强度为700MPa～1300MPa，所述中强预应力筋的最大力下的总伸长率不低于3.5％，所述中强预应力筋的直径采用6mm～30mm。
进一步的，本发明梁柱节点中，节点区域后浇段中，连接钢筋的截面面积As为0.2A′s～0.8A′s，其中A′s为叠合梁上部现浇区域中普通受力钢筋的总截面面积。
进一步的，本发明梁柱节点中，节点区域后浇段的预留长度，即预制混凝土柱边缘与预制混凝土梁端部的水平间距为0.5h～2h，其中h为叠合混凝土梁的高度，即预制混凝土梁和叠合梁上部现浇区域的高度之和。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)常规预制混凝土梁内配置普通受力钢筋，梁的跨越能力较差，为了提高跨越能力，预制预应力混凝土梁内配有预应力筋及普通受力钢筋，以满足混凝土梁的裂缝、拉应力等控制要求，造成构件代价较高，在有效的现浇施工空间内，节点区域的连接和施工作业难度很大。而本发明中预制梁底部仅配有具有较好延伸率的中强预应力筋，不需额外配置普通钢筋，仍然达到与现浇混凝土框架结构同等的承载能力和抗震性能，降低了预制梁的梁截面或用钢量，从而构件的造价、施工难度显著降低，达到了节材高效的目的。
(2)预制梁底部不需要配置普通受力钢筋，一方面降低了预制混凝土梁柱节点核心区域的复杂性，有利于梁底部受力钢筋之间的搭接连接，另一方面也显著降低了预制混凝土梁构件的制作、生产难度，提高了现场施工的便捷性和高效性。
(3)梁底受力钢筋伸出梁端并通过套筒与满足抗震要求的普通钢筋相连，在节点核心区域内整浇形成梁柱节点，在保证梁柱节点的整体性和抗震性能的前提下，该连接构造较为简单，传力方式直接、受力明确。
附图说明
图1为本发明的梁底中强度预应力筋与普通钢筋套筒连接的梁柱节点连接示意图。
图2为图1中预制混凝土梁及叠合梁上部现浇区域的剖面图。
其中：1为预制混凝土梁，2为叠合梁的上部现浇区域，3为预制混凝土梁底部配有的中强预应力筋，4为预制混凝土柱，5为预制梁柱节点区域的后浇段，6为梁顶部的普通受力钢筋，7为预制混凝土柱内配有的竖向受力钢筋，8为用于连接柱两侧中强预应力筋的连接套筒，9为与套筒相连并满足抗震要求的普通钢筋，预制混凝土梁两端预留的后浇区域，10为箍筋。
具体实施方式
下面结合具体的实施例，并参照附图，对本发明做进一步的说明：
图1为本发明的梁底中强度预应力筋与普通钢筋套筒连接的梁柱节点连接示意，而图2对应着图1中预制混凝土梁及叠合梁上部现浇区域的剖面图。如图1、图2所示，梁底中强度预应力筋与普通钢筋套筒连接的梁柱节点，包括预制混凝土梁1、叠合梁上部现浇区域2、中强预应力筋3、预制混凝土柱4、节点区域后浇段5、梁顶部普通受力钢筋6、柱内竖向受力钢筋7、连接套筒8和满足抗震要求的连接钢筋9。所述预制混凝土梁1的底部仅配有中强预应力筋3，所述预应力筋3伸出梁端，并采用连接套筒8与所述的受力钢筋9在节点区域后浇段5内相连，所述的预制混凝土梁1、中强预应力筋3和预制混凝土柱4、柱内竖向受力钢筋7通过后浇注的混凝土实现预制混凝土梁和预制混凝土柱的可靠连接，并形成预制混凝土梁柱节点。
如图1所示，所述中强预应力筋3的抗拉强度为700MPa～1300MPa(例如取其抗拉强度为750MPa)，所述中强预应力筋3的最大力下的总伸长率不低于3.5％，所述中强预应力筋3的直径采用6mm～30mm(例如取直径为12mm)。预应力筋的强度较高，但延伸率较低(约为3.5％)，远低于普通受力钢筋，当仅配置预应力筋时，抗震性能较差，因此通常需辅以普通受力钢筋，改善节点延性。而本发明充分利用中强预应力筋的优点，避免配置普通受力钢筋的同时，仍然达到与现浇混凝土框架结构同等的承载能力和抗震性能，降低了预制梁的梁截面或用钢量，从而构件的造价、施工难度显著降低，达到了节材高效的目的。
需指出，图1中与套筒8相连并满足抗震要求的连接钢筋9不但应满足普通钢筋的相关性能指标要求，还需要满足抗震方面的三个要求，即：钢筋9的实测抗拉强度与实测屈服强度之比不小于1.25，钢筋9的实测屈服强度与常见的热轧钢筋强度特征值之比不大于1.30，钢筋9的最大力总伸长率不小于9％。
图1中所描述的预制梁柱节点后浇区域5的预留长度采用0.5h～2h，其中h为叠合混凝土梁的高度。如图2所示，每根预制混凝土梁1的底部不需要配置普通受力钢筋，所配有的中强预应力筋3的根数、强度等级均相同。所述的满足抗震要求的连接钢筋9的截面面积As为0.2A′s～0.8A′s，其中A′s为梁顶部普通受力钢筋6的总截面面积，其根数宜与中强预应力筋3相同。当预制混凝土梁1应用于高烈度区时，尚应设置普通受力钢筋；当梁高度较高时，梁的两侧应设置腰筋，且箍筋宜采用封闭箍筋。梁底中强预应力筋3的分布宜分散、对称；其锚固长度及混凝土保护层厚度应满足国家现行行业标准和国家规范的相关规定要求。
现场施工时，将预制混凝土梁1和预制混凝土柱4吊装就位后，设置临时支撑、模板等，将梁底部的中强预应力筋3、顶部普通受力钢筋6、箍筋10和柱内钢筋7安装完成，并采用混凝土浇筑形成预制混凝土梁柱节点。
以上示意性地对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图1——图2中所示只是本发明的实施方式之一。当本发明所公开连接方式应用于更一般的框架结构梁柱节点时，可根据实际梁柱连接方式(如顶层边柱、顶层中柱、一般层边柱等)，对节点区域的中强预应力筋根数及分布形式作适当调整。因此，如果其他技术人员在未脱离本发明创造宗旨的情况下，采用与该技术方案相似的构件连接方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种梁底中强度预应力筋与普通钢筋套筒连接的梁柱节点，其特征在于，该节点包括节点区域后浇段(5)、设置在所述节点区域后浇段(5)水平两端的预制混凝土梁(1)、设置在节点区域后浇段(5)上下两端的预制混凝土柱(4)，所述预制混凝土梁(1)和节点区域后浇段(5)的上方设置有叠合梁上部现浇区域(2)，所述预制混凝土柱(4)中配有柱内竖向受力钢筋(7)，所述叠合梁上部现浇区域(2)中配有普通受力钢筋(6)，所述预制混凝土梁(1)的底部仅配有中强预应力筋(3)，所述节点区域后浇段(5)中配有受力钢筋(9)，所述中强预应力筋(3)伸出梁端，并通过连接套筒(8)与受力钢筋(9)相连。
2.根据权利要求1所述的梁底中强度预应力筋与普通钢筋套筒连接的梁柱节点，其特征在于，所述中强预应力筋(3)的抗拉强度为700MPa～1300MPa，所述中强预应力筋(3)的最大力下的总伸长率不低于3.5％，所述中强预应力筋(3)的直径采用6mm～30mm。
3.根据权利要求1所述的梁底中强度预应力筋与普通钢筋套筒连接的梁柱节点，其特征在于，所述节点区域后浇段(5)中，连接钢筋(9)的截面面积As为0.2A′s～0.8A′s，其中A′s为叠合梁上部现浇区域(2)中普通受力钢筋(6)的总截面面积。
4.根据权利要求1、2或3所述的梁底中强度预应力筋与普通钢筋套筒连接的梁柱节点，其特征在于，所述的节点区域后浇段(5)的预留长度，即预制混凝土柱(4)边缘与预制混凝土梁(1)端部的水平间距为0.5h～2h，其中h为叠合混凝土梁的高度，即预制混凝土梁(1)和叠合梁上部现浇区域(2)的高度之和。
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