CN107386432A - 一种混凝土框架的钢‑砼组合节点及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种混凝土框架的钢‑砼组合节点及其施工方法，包括预制梁接头和预制柱接头，预制梁接头的连接处采用工字钢结构，在预制柱的制作过程中，在预制柱的内部埋设能够固定夹持钢板的预埋钢结构，节点装配连接的过程中，只需要将预制梁的工字钢的工字钢腹板置于预制柱接头的夹持钢板的夹持孔内，再通过固定螺栓穿过二者之间的螺栓孔进行栓接即可，组装过程方便快捷，施工难度较小；在工字钢腹板的两侧面与夹持钢板之间还设置有同样带螺栓孔的摩擦片，并在预制梁、预制柱、预制梁接头和预制柱接头上均预设有预应力孔道，在预应力孔道中穿设预应力钢绞线，能够快速修复结构变形。

Description

一种混凝土框架的钢-砼组合节点及其施工方法
技术领域
本发明涉及梁柱连接装置技术领域，特别是涉及一种混凝土框架的钢-砼组合节点及其施工方法。
背景技术
地震是全人类共同面对的自然灾害之一。历年来的多次强震，对人们的生命和财产安全构成了严重的威胁。国内外的震害调查表明，对于常见的框架结构，其节点区的震害非常普遍。由于节点区的受力较为复杂，在地震作用下，该部位往往成为整个结构体系中最薄弱的环节。同时，由于节点在框架中起着传递、分配内力和保证结构整体性的重要作用，其破坏往往将导致整个框架丧失承载力，甚至结构倒塌。此外，节点区的震后修复难度较大。因此，针对梁柱连接节点的改进非常重要而有意义。
节点作为框架结构中的重要组成部分，其自复位的能力对结构体系的自复位能力有较大的影响；因此，人们始终关注对自复位节点的开发。目前，带有自复位功能的框架节点一般采用在预制梁和预制柱外部附加钢板等结构进行固位连接，影响梁的使用，还需要螺栓穿过整个预制梁的横截面进行固定，需要较长的固定螺栓，施工难度大。
发明内容
本发明的目的是提供一种混凝土框架的钢-砼组合节点及其施工方法，以解决上述现有技术存在的问题，该组合节点不影响梁的使用，结构简单，施工难度较小，并且能够快速修复结构变形。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种混凝土框架的钢-砼组合节点及其施工方法，包括预制梁接头和预制柱接头；
所述预制梁接头包括工字钢和端板，所述端板的一个端面与所述工字钢的一个工字型面连接，所述端板的另一个端面与预制梁连接，所述工字钢的工字钢腹板上设置有第一螺栓孔；
所述预制柱接头包括预埋钢结构和夹持钢板，所述预埋钢结构设置于预制柱的柱体内部，所述夹持钢板一端设置于所述预埋钢结构上，所述夹持钢板另一端突出于所述预制柱的柱体设置，所述夹持钢板平行于所述预制柱正向立面设置，所述夹持钢板上设置有与所述第一螺栓孔配合设置的第二螺栓孔，所述工字钢腹板设置于所述夹持钢板的夹持孔内，所述工字钢腹板与所述夹持钢板通过固定螺栓固定连接；
所述预制梁、所述预制柱、所述预制梁接头和所述预制柱接头上均设置有互通的横向预应力孔道，所述预应力孔道内设置有预应力钢绞线。
优选地，所述预埋钢结构为一预埋工字钢，所述预埋工字钢的预埋工字钢腹板与所述预制柱的正向立面平行设置，所述夹持钢板设置于所述预埋工字钢的预埋工字钢翼缘板的外侧面上。
优选地，所述夹持钢板包括两个相对设置的槽钢，所述工字钢腹板设置于两个所述槽钢的槽钢腹板构成的夹持孔内。
优选地，所述工字钢腹板的两侧面与两个所述槽钢腹板之间设置有摩擦片，所述摩擦片上设置有与所述第一螺栓孔和所述第二螺栓孔配合设置的第三螺栓孔。
优选地，所述摩擦片为黄铜摩擦片。
优选地，所述端板与所述预制梁连接的端面上设置有栓钉。
优选地，所述工字钢底部的工字钢翼缘板上设置有加长钢板，所述加长钢板朝向所述预制梁方向设置，所述加长钢板顶部设置有栓钉。
本发明还提供了一种混凝土框架的钢-砼组合节点的施工方法，包括以下施工步骤：
步骤一、预制梁和预制柱的生产：
在建筑工业化厂房内生产所述预制梁和所述预制柱，所述预制梁端部带有预制梁接头，所述预制梁接头的端板和加长板上的栓钉栓接于所述预制梁接头和所述预制梁梁体之间；在所述预制柱的柱体内部预埋所述预制柱接头，其中所述预埋钢结构完全埋入所述预制柱的柱体内部，所述夹持钢板与所述预制梁接头的所述工字钢腹板连接的部分突出于所述预制柱的柱体设置；
步骤二、预制梁和预制柱节点的组装：
将所述预制梁和所述预制柱运送至安装现场进行装配，将带有所述预制梁接头的所述预制梁置于所述预制柱带有所述预制柱接头的一侧，把所述预制梁接头的所述工字钢腹板放置于所述预制柱接头上的所述夹持钢板的夹持孔之间，并在所述工字钢腹板两侧与所述夹持钢板之间放入摩擦片，将所述工字钢腹板、所述夹持钢板和所述摩擦片上的第一螺栓孔、第二螺栓孔和第三螺栓孔对齐，用所述固定螺栓穿过并拧紧；
步骤三、埋设预应力钢绞线：
所述预制梁和所述预制柱节点组装完成后，在预留的所述预应力孔道中穿入所述预应力钢绞线。
本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：
1、本发明提供的混凝土框架的钢-砼组合节点及混凝土框架的钢-砼组合节点的施工方法，在预制梁的制作过程中，在其端部增加预制梁接头，预制梁接头的连接处采用工字钢结构，在预制柱的制作过程中，在预制柱的内部埋设能够固定夹持钢板的预埋钢结构，节点装配连接的过程中，只需要将预制梁接头的工字钢的工字钢腹板置于预制柱接头的夹持钢板的夹持孔内，再通过固定螺栓穿过二者之间的螺栓孔进行栓接即可，组装过程方便快捷，施工难度较小。
2、本发明提供的混凝土框架的钢-砼组合节点及混凝土框架的钢-砼组合节点的施工方法，在工字钢腹板的两侧面与夹持钢板之间还设置有同样带螺栓孔的摩擦片，并在预制梁、预制柱、预制梁接头和预制柱接头上均预设有预应力孔道，并在预应力孔道中穿设预应力钢绞线，在地震来临时，节点发生变形后，可以通过摩擦片来耗散地震能量，当地震过后依靠预应力钢绞线的回弹力恢复结构变形，能够快速修复结构变形。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中混凝土框架的钢-砼组合节点的带有预制梁接头的预制梁的正向结构示意图；
图2为本发明中混凝土框架的钢-砼组合节点的带有预制柱接头的预制柱的正向结构示意图；
图3为本发明中混凝土框架的钢-砼组合节点的装配结构示意图；
图4为本发明中图3的A-A向剖视结构示意图；
图中：1-预制梁、2-预制桩、3-工字钢、4-端板、5-工字钢腹板、6-工字钢翼缘板、7-第一螺栓孔、8-栓钉、9-加长钢板、10-预埋钢结构、11-夹持钢板、12-第二螺栓孔、13-预埋工字钢腹板、14-预埋工字钢翼缘板、15-槽钢腹板、16-固定螺栓、17-摩擦片、18-预应力孔道、19-预应力钢绞线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种混凝土框架的钢-砼组合节点及其施工方法，以解决现有技术存在的问题。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本实施例提供一种混凝土框架的钢-砼组合节点，如图1-4所示，包括预制梁接头和预制柱接头；
预制梁接头包括工字钢3和端板4，端板4的一个端面与工字钢3的一个工字型面焊接连接，端板4的另一个端面与预制梁1连接，工字钢3的工字钢腹板5上设置有第一螺栓孔7；工字钢3底部的工字钢翼缘板6上设置有一体成型的加长钢板9，加长钢板9朝向预制梁1方向设置，加长钢板9与预制梁1连接的顶部焊接有栓钉8，端板4与预制梁1连接的端面上也焊接有栓钉8，以增强其与混凝土之间的相互粘结能力；
预制柱接头包括预埋钢结构10和夹持钢板11，预埋钢结构10设置于预制柱2的柱体内部，夹持钢板11一端焊接于预埋钢结构10上，夹持钢板11另一端突出于预制柱2的柱体设置，夹持钢板11平行于预制柱2正向立面设置，夹持钢板11上设置有与第一螺栓孔7配合设置的第二螺栓孔12，工字钢腹板5设置于夹持钢板11的夹持孔内，工字钢腹板5与夹持钢板11通过固定螺栓16固定连接；
本实施例中，预埋钢结构10具体选择为一预埋工字钢，预埋工字钢的预埋工字钢腹板13与预制柱2的正向立面平行设置，夹持钢板11焊接于预埋工字钢的预埋工字钢翼缘板14的外侧面上；夹持钢板11包括两个相对设置的槽钢，工字钢腹板5设置于两个槽钢的槽钢腹板15构成的夹持孔内；
本实施例中，工字钢腹板5的两侧面与两个槽钢腹板15之间还设置有摩擦片17，摩擦片17为黄铜摩擦片17，摩擦片17上设置有与第一螺栓孔7和第二螺栓孔12配合设置的第三螺栓孔；工字钢腹板5、摩擦片17和槽钢腹板15三者之间通固定螺栓16穿过第一螺栓孔7、第二螺栓孔12和第三螺栓孔进行固定连接；
本实施例中，预制梁1、预制柱2、预制梁接头和预制柱接头上均设置有互通的横向预应力孔道18，预应力孔道18内设置有预应力钢绞线19。
本实施例提供的混凝土框架的钢-砼组合节点，固定螺栓16仅需要穿过工字钢腹板5、摩擦片17和槽钢腹板15上的螺栓孔即可实现三者的固定，同时也实现了节点连接固定，组装过程方便快捷，施工难度较小；在工字钢腹板5的两侧面与夹持钢板11之间还设置有同样带螺栓孔的摩擦片17，并在预制梁1、预制柱2、预制梁接头和预制柱接头上均预设有预应力孔道18，并在预应力孔道18中穿设预应力钢绞线19，在地震来临时，节点发生变形后，可以通过摩擦片17来耗散地震能量，当地震过后依靠预应力钢绞线19的回弹力恢复结构变形，能够快速修复结构变形。
本实施例还提供了混凝土框架的钢-砼组合节点的施工方法，该方法是对上述混凝土框架的钢-砼组合节点的具体施工方法，具体包括以下施工步骤：
步骤一、预制梁1和预制柱2的生产：
在建筑工业化厂房内生产预制梁1和预制柱2，预制梁1端部带有预制梁接头，预制梁接头的端板4和加长板上的栓钉8栓接于预制梁接头和预制梁1梁体之间；在预制柱2的柱体内部预埋预制柱接头，其中为预埋工字钢额预埋钢结构10完全埋入预制柱2的柱体内部，构成夹持钢板11的两个槽钢与预制梁接头的工字钢腹板5连接的部分突出于预制柱2的柱体设置；
步骤二、预制梁1和预制柱2节点的组装，本实施例中预制柱2的两侧均连接有一个预制梁1，即预制柱2内的预埋工字钢3的两个预埋工字钢翼缘板14上均设置有夹持钢板11，具体装配示意图如图3所示：
将预制梁1和预制柱2运送至安装现场进行装配，将带有预制梁1接头的预制梁1置于预制柱2带有预制柱接头的一侧，把预制梁接头的工字钢腹板5放置于预制柱接头上的夹持钢板11的夹持孔之间，并在工字钢腹板5两侧与夹持钢板11之间放入摩擦片17，将工字钢腹板5、夹持钢板11和摩擦片17上的第一螺栓孔7、第二螺栓孔12和第三螺栓孔对齐，用固定螺栓16穿过并拧紧；
步骤三、埋设预应力钢绞线19：
预制梁1和预制柱2节点组装完成后，在预留的预应力孔道18中穿入预应力钢绞线19，本实施例中预制柱2两侧均连接有预制梁1，预应力钢绞线19则贯穿整个预制柱2和其两侧的预制梁1来施加预应力；当地震来临时，节点发生变形后，可以通过摩擦片17来耗散地震能量，当地震过后依靠预应力钢绞线19的回弹力恢复结构变形，达到快速修复结构变形的目的。
需要说明的是，本发明中预埋钢结构不仅限于预埋工字钢这一种结构，在能够保证预制柱与预埋钢结构之间的强度，以及夹持钢板和预埋钢结构之间的强度的基础上，预埋钢结构的具体结构可灵活选择；同理夹持钢板也不仅限于由两个槽钢组成；摩擦片的材质不仅限于黄铜摩擦片，具体设置中可以根据摩擦强度的需求进行灵活选择；此外，本发明中，栓钉、螺栓孔和固定螺栓的数个数并没有具体限定，根据连接强度需要可以灵活设计三者的个数。
本发明应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种混凝土框架的钢-砼组合节点，其特征在于：包括预制梁接头和预制柱接头；
所述预制梁接头包括工字钢和端板，所述端板的一个端面与所述工字钢的一个工字型面连接，所述端板的另一个端面与预制梁连接，所述工字钢的工字钢腹板上设置有第一螺栓孔；
所述预制柱接头包括预埋钢结构和夹持钢板，所述预埋钢结构设置于预制柱的柱体内部，所述夹持钢板一端设置于所述预埋钢结构上，所述夹持钢板另一端突出于所述预制柱的柱体设置，所述夹持钢板平行于所述预制柱正向立面设置，所述夹持钢板上设置有与所述第一螺栓孔配合设置的第二螺栓孔，所述工字钢腹板设置于所述夹持钢板的夹持孔内，所述工字钢腹板与所述夹持钢板通过固定螺栓固定连接；
所述预制梁、所述预制柱、所述预制梁接头和所述预制柱接头上均设置有互通的横向预应力孔道，所述预应力孔道内设置有预应力钢绞线。
2.根据权利要求1所述的混凝土框架的钢-砼组合节点，其特征在于：所述预埋钢结构为一预埋工字钢，所述预埋工字钢的预埋工字钢腹板与所述预制柱的正向立面平行设置，所述夹持钢板设置于所述预埋工字钢的预埋工字钢翼缘板的外侧面上。
3.根据权利要求2所述的混凝土框架的钢-砼组合节点，其特征在于：所述夹持钢板包括两个相对设置的槽钢，所述工字钢腹板设置于两个所述槽钢的槽钢腹板构成的夹持孔内。
4.根据权利要求3所述的混凝土框架的钢-砼组合节点，其特征在于：所述工字钢腹板的两侧面与两个所述槽钢腹板之间设置有摩擦片，所述摩擦片上设置有与所述第一螺栓孔和所述第二螺栓孔配合设置的第三螺栓孔。
5.根据权利要求4所述的混凝土框架的钢-砼组合节点，其特征在于：所述摩擦片为黄铜摩擦片。
6.根据权利要求1所述的混凝土框架的钢-砼组合节点，其特征在于：所述端板与所述预制梁连接的端面上设置有栓钉。
7.根据权利要求6所述的混凝土框架的钢-砼组合节点，其特征在于：所述工字钢底部的工字钢翼缘板上设置有加长钢板，所述加长钢板朝向所述预制梁方向设置，所述加长钢板顶部设置有栓钉。
8.一种如权利要求1～7中任一项所述的混凝土框架的钢-砼组合节点的混凝土框架的钢-砼组合节点的施工方法，其特征在于：包括以下施工步骤：
步骤一、预制梁和预制柱的生产：
在建筑工业化厂房内生产所述预制梁和所述预制柱，所述预制梁端部带有预制梁接头，所述预制梁接头的端板和加长板上的栓钉栓接于所述预制梁接头和所述预制梁梁体之间；在所述预制柱的柱体内部预埋所述预制柱接头，其中所述预埋钢结构完全埋入所述预制柱的柱体内部，所述夹持钢板与所述预制梁接头的所述工字钢腹板连接的部分突出于所述预制柱的柱体设置；
步骤二、预制梁和预制柱节点的组装：
将所述预制梁和所述预制柱运送至安装现场进行装配，将带有所述预制梁接头的所述预制梁置于所述预制柱带有所述预制柱接头的一侧，把所述预制梁接头的所述工字钢腹板放置于所述预制柱接头上的所述夹持钢板的夹持孔之间，并在所述工字钢腹板两侧与所述夹持钢板之间放入摩擦片，将所述工字钢腹板、所述夹持钢板和所述摩擦片上的第一螺栓孔、第二螺栓孔和第三螺栓孔对齐，用所述固定螺栓穿过并拧紧；
步骤三、埋设预应力钢绞线：
所述预制梁和所述预制柱节点组装完成后，在预留的所述预应力孔道中穿入所述预应力钢绞线。
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