CN106703432A - 新增钢梁与原钢筋混凝土柱的抱箍连接节点及其连接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及钢筋混凝土柱改造的连接节点技术领域，公开了一种新增钢梁与原钢筋混凝土柱的抱箍连接节点及其连接方法。本发明包括原钢筋混凝土柱、新增钢梁和设置在原钢筋混凝土柱上的与新增钢梁连接的连接部位的连接构件，连接构件包括固定在原钢筋混凝土柱外周的内箍、植入连接部位的钢筋骨架、固定在钢筋骨架外周的外箍和浇筑在外箍与原钢筋混凝土柱侧壁之间的箍内混凝土结构；内箍分别套设在连接部位的上端与下端，内箍为水平设置的井字形框架；钢筋骨架由纵向排列的层状锚固钢筋组成；外箍内侧壁与锚固钢筋外端和内箍外端焊接固定；新增钢梁与外箍侧壁垂直固定。本发明结构简单、适用范围广、能与原有结构形成整体核心节点。
Description
技术领域
本发明涉及钢筋混凝土柱改造的连接节点技术领域，特别是涉及一种新增钢梁与原钢筋混凝土柱的抱箍连接节点及其连接方法。
背景技术
随着经济发展，老旧厂房因建筑功能调整，需进行结构加固改造，而常规的改造项目，新增结构钢梁或钢筋混凝土横梁。新增的结构钢梁与原混凝土柱连接多采用在混凝土柱上单侧后植埋件或穿透植栓对向连接埋件，然后通过埋件与新增钢梁焊接，但其存在一定的缺陷，当原有混凝土柱截面较大时，受钻孔工艺、工具及原结构钢筋位置限制，难以形成通孔；新增结构与原有柱连接仅靠植栓受力，不利于与柱形成整体梁柱节点受力；新增结构形成的梁柱节点导致内力重分布，该部位为抗震薄弱环节。而新增的钢筋混凝土结构梁与原混凝土柱的连接多采用新增混凝土梁钢筋植入原混凝土柱，其也存在一定的缺陷，新增的钢筋混凝土梁钢筋较大、较密时，植入钢筋容易破坏原有柱混凝土，形成断层；新增梁与原柱连接完全靠植入钢筋，难以形成整体核心节点，为抗震薄弱环节。
厂房原有结构改造的多样性与复杂性，使得传统的加固改造方法难以实施，会破坏原结构构件，导致原结构受损，新增结构形成的梁柱节点导致内力重分布，该部位为抗震薄弱环节，不利于形成整体节点受力，受力构件无法满足力学需求。
发明内容
本发明提供一种结构简单、适用范围广、能与原有结构形成整体核心节点的新增钢梁与原钢筋混凝土柱的抱箍连接节点及其连接方法。
解决的技术问题是：现有改造的连接节点施工限制性较大，难以形成固定穿孔，且新增横梁与原有柱连接仅靠植栓受力，无法与原有柱形成整体梁柱节点受力，稳定性差，连接部常为抗震薄弱环节。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明新增钢梁与原钢筋混凝土柱的抱箍连接节点，包括原钢筋混凝土柱、新增钢梁和设置在原钢筋混凝土柱与新增钢梁连接的连接部位上的连接构件，所述连接构件包括固定在原钢筋混凝土柱外周的内箍、植入连接部位的钢筋骨架、固定在钢筋骨架外周的外箍和浇筑在外箍与原钢筋混凝土柱侧壁之间的箍内混凝土结构；所述内箍分别套设在连接部位的上端与下端，内箍为水平设置的井字形框架；所述钢筋骨架由纵向排列的层状锚固钢筋组成，相邻钢筋层的间隔不大于150mm；外箍为两端开口的长方体，外箍内侧壁与锚固钢筋外端和内箍外端焊接固定；新增钢梁与外箍侧壁垂直固定。
本发明新增钢梁与原钢筋混凝土柱的抱箍连接节点，进一步的，所述内箍由四条钢板条插接围合而成，钢板条上分别设有两个卡接凹槽，钢板条通过化学锚栓固定在原钢筋混凝土柱上。
本发明新增钢梁与原钢筋混凝土柱的抱箍连接节点，进一步的，所述钢板条的厚度为20mm，钢板条的宽度为100mm。
本发明新增钢梁与原钢筋混凝土柱的抱箍连接节点，进一步的，所述所述锚固钢筋包括四组水平设置的钢筋层，分别垂直植入原钢筋混凝土柱的四个侧壁中。
本发明新增钢梁与原钢筋混凝土柱的抱箍连接节点，进一步的，所述钢筋层为D16的钢筋并列排布而成，相邻钢筋的间隔不大于150mm。
本发明新增钢梁与原钢筋混凝土柱的抱箍连接节点，进一步的，所述外箍由20mm厚的钢板围合而成，外箍钢板与原钢筋混凝土柱侧壁之间的水平间距为100-300mm。
本发明新增钢梁与原钢筋混凝土柱的抱箍连接节点，进一步的，所述连接构件的高度高于新增钢梁的高度200mm。
本发明新增钢梁与原钢筋混凝土柱的抱箍连接节点的连接方法，包括以下步骤：
步骤一、凿毛处理：在原钢筋混凝土柱与新增钢梁连接的连接部位表面进行凿毛处理；
步骤二、内箍设置：在凿毛处的上边与下边钻孔植入化学锚栓；然后将内箍与植入的化学锚栓连接，紧固螺栓；
步骤三、钢筋骨架设置：避开原结构钢筋，在凿毛处钻孔植入锚固钢筋；
步骤四、外箍设置：对应锚固钢筋和内箍的位置，在外箍钢板上开孔，孔径大于锚固钢筋的钢筋直径3-5mm，将外箍钢板穿过锚固钢筋进行焊接固定，然后将外箍钢板之间和外箍钢板与内箍外端之间焊接固定；
步骤五、探伤试验：步骤四焊接工作完成后，根据设计要求的焊缝等级，进行探伤试验；
步骤六、新增钢梁设置：步骤五探伤试验合格后，将新增钢梁与外箍侧壁焊接固定；
步骤七、箍内混凝土结构浇筑：连接构件下方采用脚手架回顶支撑，进行箍内浇筑混凝土。
本发明新增钢梁与原钢筋混凝土柱的抱箍连接节点的连接方法，进一步的，步骤二的植栓和步骤三的植筋过程中，在凿毛处钻得的孔内要保持清洁干燥，在孔内缓慢注入锚固胶，注胶量以锚栓或钢筋插入后锚固胶将孔内填满，并能从孔内溢出为宜；植栓或植筋完成后，均进行现场拉拔试验，试验合格后进行下一步操作。
本发明新增钢梁与原钢筋混凝土柱的抱箍连接节点的连接方法，进一步的，步骤三中将锚固钢筋预先做好除锈处理，除锈长度大于锚固长度4.5-5.5cm。
本发明新增钢梁与原钢筋混凝土柱的抱箍连接节点与现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明新增钢梁与原钢筋混凝土柱的抱箍连接节点采用了内外两层抱箍设置，内箍分别套设在连接部位的上下两端，外箍则采用具有一定高度的钢板围合而成，套设在内箍外侧，分别与原结构柱和内箍固定连接，覆盖整个连接部位，扩大了新增梁与原结构柱连接的受力面积；并在外箍内浇筑箍内混凝土结构，与原结构柱形成整体节点受力，对连接节点的核心区进行了强化，避免了由新增梁造成原结构柱受力不均的情况，使得改造的新增节点核心区稳定性高，受力均匀，充分满足了抗震的要求。
本发明新增钢梁与原钢筋混凝土柱的抱箍连接节点在连接时先后安装内箍和外箍，分别通过植入锚栓和钢筋将其均匀固定在原结构柱的四周，将受力均匀分摊在原结构柱上，无需穿过整根原结构柱形成通孔，最大限度的减少了对原结构的破坏和扰动，施工更加便捷，不受原结构柱的横截面的限制，适用范围广泛。
下面结合附图对本发明的新增钢梁与原钢筋混凝土柱的抱箍连接节点及其连接方法作进一步说明。
附图说明
图1为本发明新增钢梁与原钢筋混凝土柱的抱箍连接节点的纵截面示意图；
图2为本发明新增钢梁与原钢筋混凝土柱的抱箍连接节点的横截面示意图；
图3为本发明原钢筋混凝土柱的凿毛、植栓的纵截面示意图；
图4为本发明的内箍安装的纵截面示意图；
图5为本发明的内箍安装的横截面示意图；
图6为本发明的钢筋骨架的纵截面示意图；
图7为本发明的钢筋骨架的横截面示意图；
图8为本发明的外箍的安装示意图；
图9为本发明的新增钢梁的安装示意图。
附图标记：
1-原钢筋混凝土柱；2-新增钢梁；3-内箍；31-钢板条；32-化学锚栓；4-钢筋骨架；41-锚固钢筋；5-外箍；6-箍内混凝土结构。
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明新增钢梁与原钢筋混凝土柱的抱箍连接节点包括原钢筋混凝土柱1、新增钢梁2和设置在原钢筋混凝土柱1上的与新增钢梁2连接的连接部位的连接构件，连接构件包括固定在原钢筋混凝土柱1外周的内箍3、植入连接部位的钢筋骨架4、固定在钢筋骨架4外周的外箍5和浇筑在外箍5与原钢筋混凝土柱1侧壁之间的箍内混凝土结构6；内箍3数量为2个，分别套设在连接部位的上端与下端，内箍3为井字形框架，由四个钢板条31插接围合而成，钢板条31采用20mm厚的钢板制成，钢板条31通过化学锚栓32固定在原钢筋混凝土柱1上，钢板条31上分别设有两个卡接凹槽，相邻钢板条31通过凹槽卡接，相邻钢板条31的交接缝隙焊接固定，钢板条31的宽度为100mm；钢筋骨架4由纵向排列的层状锚固钢筋41组成，每层锚固钢筋41包括四组水平设置的钢筋层，分别垂直植入原钢筋混凝土柱1的四个侧壁中，相邻钢筋层的间隔不大于150mm，钢筋层为D16的钢筋并列排布而成，相邻钢筋的间隔不大于150mm；外箍5为由20mm厚的钢板围合而成的两端开口的长方体，外箍5内侧壁与锚固钢筋41外端和内箍3外端焊接固定，外箍5的高度大于两内箍3的间隔距离，外箍5钢板与原钢筋混凝土柱1侧壁之间的水平间距为100-300mm；连接构件的高度高于新增钢梁2的高度200mm，新增钢梁2与外箍5侧壁垂直固定，新增钢梁2顶端与外箍5钢板焊接固定；当新增横梁为钢筋混凝土结构时，钢筋混凝土梁的纵筋垂直植入外箍5钢板，在外箍5钢板外侧焊接抗剪键固定。
如图1-图9所示，本发明新增钢梁与原钢筋混凝土柱的抱箍连接节点的连接方法如下：
步骤一、凿毛处理：根据改造施工方案，进行精确的测量和放线定位，将原钢筋混凝土柱1与新增钢梁2连接的连接部位进行凿毛处理，将原混凝土结构表面的浮浆及松软层、碳化区全部去除，露出粗骨料，注意不能把粗骨料剔松散，避免条状、点状或坑式凿毛；
步骤二、内箍设置：避开原结构钢筋，在凿毛处的上边与下边处钻孔植入化学锚栓32；孔内要保持清洁干燥，缓慢将锚固胶注入孔内，注胶量以锚栓插入后锚固胶将孔内填满，并能从孔内溢出为宜；植栓完成后进行现场拉拔试验，试验合格后将内箍3与植入的化学锚栓32连接，紧固螺栓，然后将相邻钢板条31的凹槽交接处焊接固定，确保内箍3与原结构契合牢固；
步骤三、钢筋骨架设置：将锚固钢筋41做好除锈处理，除锈长度大于锚固长度4.5-5.5cm，避开原结构钢筋，在凿毛处钻孔植入锚固钢筋41；孔内要保持清洁干燥，缓慢将锚固胶注入孔内，注胶量以钢筋插入后锚固胶将孔内填满，并能从孔内溢出为宜；植筋完成后进行现场拉拔试验；
步骤四、外箍设置：步骤三中拉拔试验合格后，对应锚固钢筋41和内箍3的位置，在外箍5钢板上以磁力钻开孔，孔径大于锚固钢筋41的钢筋直径3-5mm，将外箍5钢板穿过锚固钢筋41进行焊接固定，然后将外箍5钢板之间和外箍5钢板与钢板条31侧壁顶端之间焊接固定；
步骤五、探伤试验：步骤四焊接工作完成后，根据设计要求的焊缝等级，进行探伤试验；
步骤六、新增钢梁设置：步骤五探伤试验合格后，将新增钢梁2与外箍5侧壁焊接固定；当新增横梁为钢筋混凝土结构时，将钢筋混凝土梁的纵筋垂直植入外箍5钢板，在外箍5钢板外侧焊接抗剪键固定；
步骤七、箍内混凝土结构浇筑：连接构件下方采用脚手架回顶支撑，进行箍内浇筑混凝土，混凝土采用自密实微膨胀混凝土，混凝土要求粉煤灰等级Ⅰ级；当新增横梁为钢筋混凝土结构时，箍内混凝土结构6与新增横梁的混凝土结构一起浇筑。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.新增钢梁与原钢筋混凝土柱的抱箍连接节点，其特征在于：包括原钢筋混凝土柱（1）、新增钢梁（2）和设置在原钢筋混凝土柱（1）与新增钢梁（2）连接的连接部位上的连接构件，所述连接构件包括固定在原钢筋混凝土柱（1）外周的内箍（3）、植入连接部位的钢筋骨架（4）、固定在钢筋骨架（4）外周的外箍（5）和浇筑在外箍（5）与原钢筋混凝土柱（1）侧壁之间的箍内混凝土结构（6）；所述内箍（3）分别套设在连接部位的上端与下端，内箍（3）为水平设置的井字形框架；所述钢筋骨架（4）由纵向排列的层状锚固钢筋（41）组成，相邻钢筋层的间隔不大于150mm；外箍（5）为两端开口的长方体，外箍（5）内侧壁与锚固钢筋（41）外端和内箍（3）外端焊接固定；新增钢梁（2）与外箍（5）侧壁垂直固定。
2.根据权利要求1所述的新增钢梁与原钢筋混凝土柱的抱箍连接节点，其特征在于：所述内箍（3）由四条钢板条（31）插接围合而成，钢板条（31）上分别设有两个卡接凹槽，钢板条（31）通过化学锚栓（32）固定在原钢筋混凝土柱（1）上。
3.根据权利要求2所述的新增钢梁与原钢筋混凝土柱的抱箍连接节点，其特征在于：所述钢板条（31）的厚度为20mm，钢板条（31）的宽度为100mm。
4.根据权利要求1所述的新增钢梁与原钢筋混凝土柱的抱箍连接节点，其特征在于：每层所述锚固钢筋（41）包括四组水平设置的钢筋层，分别垂直植入原钢筋混凝土柱（1）的四个侧壁中。
5.根据权利要求4所述的新增钢梁与原钢筋混凝土柱的抱箍连接节点，其特征在于：所述钢筋层为D16的钢筋并列排布而成，相邻钢筋的间隔不大于150mm。
6.根据权利要求1所述的新增钢梁与原钢筋混凝土柱的抱箍连接节点，其特征在于：所述外箍（5）由20mm厚的钢板围合而成，外箍（5）钢板与原钢筋混凝土柱（1）侧壁之间的水平间距为100-300mm。
7.根据权利要求1所述的新增钢梁与原钢筋混凝土柱的抱箍连接节点，其特征在于：所述连接构件的高度高于新增钢梁的高度200mm。
8.权利要求1-7任意一项所述的新增钢梁与原钢筋混凝土柱的抱箍连接节点的连接方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、凿毛处理：在原钢筋混凝土柱（1）与新增钢梁（2）连接的连接部位表面进行凿毛处理；
步骤二、内箍设置：在凿毛处的上边与下边钻孔植入化学锚栓（32）；然后将内箍（3）与植入的化学锚栓（32）连接，紧固螺栓；
步骤三、钢筋骨架设置：避开原结构钢筋，在凿毛处钻孔植入锚固钢筋（41）；
步骤四、外箍设置：对应锚固钢筋（41）和内箍（3）的位置，在外箍（5）钢板上开孔，孔径大于锚固钢筋（41）的钢筋直径3-5mm，将外箍（5）钢板穿过锚固钢筋（41）进行焊接固定，然后将外箍（5）钢板之间和外箍（5）钢板与内箍（3）外端之间焊接固定；
步骤五、探伤试验：步骤四焊接工作完成后，根据设计要求的焊缝等级，进行探伤试验；
步骤六、新增钢梁设置：步骤五探伤试验合格后，将新增钢梁（2）与外箍（5）侧壁焊接固定；
步骤七、箍内混凝土结构浇筑：连接构件下方采用脚手架回顶支撑，进行箍内浇筑混凝土。
9.根据权利要求8所述的新增钢梁与原钢筋混凝土柱的抱箍连接节点的连接方法，其特征在于：步骤二的植栓和步骤三的植筋过程中，在凿毛处钻得的孔内要保持清洁干燥，在孔内缓慢注入锚固胶，注胶量以锚栓或钢筋插入后锚固胶将孔内填满，并能从孔内溢出为宜；植栓或植筋完成后，均进行现场拉拔试验，试验合格后进行下一步操作。
10.根据权利要求8所述的新增钢梁与原钢筋混凝土柱的抱箍连接节点的连接方法，其特征在于：步骤三中将锚固钢筋（41）预先做好除锈处理，除锈长度大于锚固长度4.5-5.5cm。
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