CN108487461A - 带有附加钢筋和套筒的预制预应力混凝土框架梁柱节点 - Google Patents

带有附加钢筋和套筒的预制预应力混凝土框架梁柱节点 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种带有附加钢筋和套筒的预制预应力混凝土框架梁柱节点，包括梁柱节点后浇区、设置在所述梁柱节点后浇区水平两端的预制混凝土梁、设置在所述梁柱节点后浇区上下两端的预制混凝土柱、设置在所述预制混凝土梁和梁柱节点后浇区上方的叠合梁现浇区，所述梁柱节点后浇区下部水平设置有抗震钢筋和附加钢筋，所述抗震钢筋与梁柱节点后浇区中的箍筋连接，所述叠合梁现浇区与梁柱节点后浇区浇筑为一体。下侧纵向普通受力钢筋和抗震钢筋通过套筒相连，附加钢筋伸入预制混凝土梁端部的插筋孔中。本发明降低了现场施工难度，减少了梁截面尺寸和用钢量，保证了梁端塑性铰的发展和转动性能以及梁柱节点的整体性和延性等抗震性能。

Description

带有附加钢筋和套筒的预制预应力混凝土框架梁柱节点
技术领域
本发明涉及一种带有附加钢筋和套筒的预制预应力混凝土框架梁柱节点，属于土木工程预制混凝土结构技术领域。
背景技术
传统的现浇钢筋混凝土框架结构作为建筑工程领域应用最广的一种结构形式，主要由梁、柱以及梁柱节点组合而成。随着国家对建筑工业化和住宅产业化的要求不断提高，预制预应力装配整体式框架结构因其独特的优势得到迅速推广。该类结构体系具有的优点包括：采用工程机械化生产，产品质量容易控制，构件的外观质量好，耐久性好；大大节省了模板和支撑的使用，节省周转材料；施工现场直接进行吊装，节省了工期而且现场湿作业较少，有利于环境保护；便于采用先张法预应力技术，减小了构件截面和用钢量，节省了能源和建设成本。
预制装配整体式框架的核心技术在于连接节点的构造处理，目前已有的形式包含通过在柱侧面和梁端部设置用于连接的钢构件，通过螺栓对钢构件进行相连形成装配节点；在梁端设有键槽，同时配置预应力钢绞线弯钩处理，且与穿过节点核心区的U型钢筋相互搭接，并通过预留的后浇区和节点区域现浇将预应力梁、柱构件形成整体；通过在梁端设置台阶状牛腿，且梁底端部伸出一定长度的带弯钩的普通钢筋锚固在梁柱节点区，节点区现浇混凝土的连接构造；将钢绞线避开柱筋和梁筋直接锚入梁柱节点区，并在节点区附加螺栓锚头短钢筋并现浇节点区的节点构造。
上述的连接构造，对于梁柱构件通过钢构件螺栓连接的节点构造要求现场施工精度高，经济指标差，对于通过U型钢筋和预应力钢绞线弯钩搭接的节点构造，搭接传力性能和节点延性较差，对于设置台阶状牛腿的梁端伸出带弯钩的钢筋锚入节点区的构造，不同方向的梁底钢筋和柱筋使节点区钢筋较多，出现拥挤碰撞问题，对于附加螺栓锚头短钢筋并将钢绞线直接锚入梁柱节点区的构造，现场操作较为复杂，施工不便。
发明内容
技术问题：为了解决现有技术中存在的不足，本发明提供一种生产制作难度低，施工方便，连接形式简单，传力路径明确的带有附加钢筋和套筒的预制预应力混凝土框架梁柱节点。
技术方案：本发明的带有附加钢筋和套筒的预制预应力混凝土框架梁柱节点，包括梁柱节点后浇区、设置在所述梁柱节点后浇区水平两端的预制混凝土梁、设置在所述梁柱节点后浇区上下两端的预制混凝土柱、设置在所述预制混凝土梁和梁柱节点后浇区上方的叠合梁现浇区，所述梁柱节点后浇区下部水平设置有抗震钢筋和附加钢筋，所述抗震钢筋与梁柱节点后浇区中的箍筋连接，所述叠合梁现浇区与梁柱节点后浇区浇筑为一体，所述预制混凝土梁底部水平设置有预应力钢绞线和下侧纵向普通受力钢筋，并且在端部设置有插筋孔，所述的预制混凝土柱设有竖向普通受力钢筋，所述叠合梁现浇区内设置有水平贯通的上侧纵向普通受力钢筋，所述预应力钢绞线伸入梁柱节点后浇区后截断，所述下侧纵向普通受力钢筋和抗震钢筋通过套筒相连，所述附加钢筋插入预制混凝土梁的插筋孔中。
进一步的，本发明梁柱节点中，所述套筒连接的下侧纵向普通受力钢筋和抗震钢筋的直径不相同，套筒的抗拉承载力标准值为所连接的下侧纵向普通受力钢筋和抗震钢筋的受拉承载力标准值中较大值的1.1-2倍，套筒的长度为下侧纵向普通受力钢筋和抗震钢筋中直径较大值的4-15倍。
进一步的，在本发明梁柱节点中，所述梁柱节点后浇区中附加钢筋的总截面面积Asf为0.2As～0.8As，其中As为叠合梁现浇区中上侧纵向普通受力钢筋总截面面积，所述抗震钢筋的截面面积Ask为0.2As～0.5As。
进一步的，在本发明梁柱节点中，所述梁柱节点后浇区的超出预制混凝土柱边缘的预留长度，即预制混凝土柱边缘与预制混凝土梁边缘的水平距离h0为0.5h～2h，其中h为预制混凝土梁和叠合梁现浇区的高度之和。
进一步的，在本发明梁柱节点中，所述预应力钢绞线伸入梁柱节点后浇区的长度hj为0.2h0～0.5h0，所述插筋孔的深度hk为0.1h0～0.5h0。
有益效果：本发明提供的预制预应力装配混凝土框架梁柱节点构造，相对于传统的节点构造形式，在预应力预制混凝土梁中设置了附加钢筋的插筋孔并提前截断预应力钢绞线，采用连接套筒实现普通纵向受力钢筋和抗震钢筋的连接，具有以下优点：(1)预制混凝土梁中设有预应力钢绞线和普通纵向受力钢筋，提高了截面的配筋率，有效控制了梁的裂缝，并且降低了梁的截面尺寸和用钢量，降低了工程造价。(2)预制梁端设置一定长度的梁柱节点后浇区，实现梁和节点的整体浇筑，保证了结构的整体性能，并且由于预制梁和节点区域的刚度均比梁柱节点后浇区大，保证了结构反向受弯(下侧受拉)时的节点的塑性铰发展范围，减少了由于梁端塑性铰的发展对节点区域抗剪承载的不利影响。(3)采用附加钢筋锚固入预制混凝土梁的方式，保证了附加钢筋的应力发展长度，可以保证梁柱节点的延性，比直接采用预应力钢绞线锚固入节点区域更适合与地震高烈度区域。(4)由于预应力钢绞线和普通纵向受力钢筋的搭接性能较差，钢绞线在柱边缘弯钩向上产生销栓作用方向和梁反向受弯一致，对承载不利，提前截断预应力钢绞线，采用附加钢筋锚固使梁柱节点后浇区的各截面的受力性能较为一致，有利于梁端塑性铰的发展。(5)采用连接套筒可以实现抗震钢筋和下侧纵向普通受力钢筋的变直径连接。(6)整个节点构造传力路径十分明确，现场施工非常简单，并且可以保证强节点弱构件的抗震条件，以及梁柱节点的整体性和抗震性能。
附图说明
图1为本发明的带有附加钢筋和套筒的预制预应力混凝土框架梁柱节点连接示意图。
图2为图1中预制混凝土框架梁柱节点1-1截面的剖面图。
图3为图1中预制混凝土框架梁柱节点2-2截面的剖面图。
图4为图1中预制混凝土框架梁柱节点3-3截面的剖面图。
其中：1 为预制混凝土梁、2 为叠合梁现浇区、3 为梁柱节点后浇区、4 为预制混凝土柱、5 为预应力钢绞线、6 为下侧纵向普通受力钢筋、7 为附加钢筋、8 为抗震钢筋、9为竖向普通受力钢筋、10 为上侧纵向普通受力钢筋，11 为套筒、12 为插筋，13 为箍筋。
具体实施方式
下面结合具体的实施并参照附图对本发明做进一步的说明：
图1为本发明的带有附加钢筋和套筒的预制预应力混凝土框架梁柱节点示意，图2-4为对应于图1中预制混凝土框架梁柱节点各截面的剖面图。如图所示，一种带有附加钢筋和套筒的预制预应力混凝土框架梁柱节点，主要包括梁柱节点后浇区3、设置在所述梁柱节点后浇区3水平两端的预制混凝土梁1、设置在所述梁柱节点后浇区3上下两端的预制混凝土柱4、设置在所述预制混凝土梁1和梁柱节点后浇区3上方的叠合梁现浇区2，所述梁柱节点后浇区3下部水平设置有抗震钢筋8和附加钢筋7，所述抗震钢筋8与梁柱节点后浇区3中的箍筋连接，所述叠合梁现浇区2与梁柱节点后浇区3浇筑为一体，所述预制混凝土梁1底部水平设置有预应力钢绞线5和下侧纵向普通受力钢筋6，并且在端部设置有插筋孔12，所述的预制混凝土柱4设有竖向普通受力钢筋9，所述叠合梁现浇区2内设置有水平贯通的上侧纵向普通受力钢筋10，所述预应力钢绞线5伸入梁柱节点后浇区3后截断，所述下侧纵向普通受力钢筋6和抗震钢筋8通过套筒11相连，所述附加钢筋7插入预制混凝土梁1的插筋孔12中。
如图所示，所述套筒11连接的下侧纵向普通受力钢筋6和抗震钢筋8的直径不相同，套筒11的抗拉承载力标准值为所连接的下侧纵向普通受力钢筋6和抗震钢筋8的受拉承载力标准值中较大值的1.1-2倍，套筒11的长度为下侧纵向普通受力钢筋6和抗震钢筋8中直径较大值的4-15倍。
本发明的优选实施例中，梁柱节点后浇区3中附加钢筋7的总截面面积Asf为0.2As～0.8As，其中As为叠合梁现浇区2中上侧纵向普通受力钢筋10总截面面积，所述抗震钢筋8的截面面积Ask为0.2As～0.5As。抗震钢筋8和附加钢筋7的保护层厚度和相关性能指标要求应满足国家现行行业标准和国家规范的相关规定要求，并且抗震钢筋8根数应和下侧纵向普通受力钢筋6根数相同。
本发明优选实施例中，梁柱节点后浇区3的超出预制混凝土柱4边缘的预留长度，即预制混凝土柱4边缘与预制混凝土梁1边缘的水平距离h0为0.5h～2h，其中h为预制混凝土梁1和叠合梁现浇区2的高度之和。所述预应力钢绞线5伸入梁柱节点后浇区3的长度hj为0.2h0～0.5h0，所述插筋孔12的深度hk为0.1h0～0.5h0。
需指出的是，在预制混凝土梁1和预制混凝土柱4吊装前，需要先搭设临时支撑和模板，并根据设计要求调节支撑高度，以确保预制混凝土梁1和预制混凝土柱4的位置准确无误。现场施工时，模板主要设置在预制混凝土梁1两端的梁柱节点后浇区3，然后将上侧普通受力钢筋10、抗震钢筋8、附加钢筋7安装完成后，将叠合梁现浇区2和梁柱节点后浇区3同时采用混凝土现场浇筑，形成预制混凝土框架梁柱节点。
以上只是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，附图中所示只是本发明的实施方式之一。当本发明所公开的梁柱节点连接方式应用于更一般的预制混凝土框架结构梁柱节点时，可根据实际情况进行适当调整。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和实施方式，均应属于本发明创造的保护范围。

Claims (5)

1.一种带有附加钢筋和套筒的预制预应力混凝土框架梁柱节点，其特征在于，该节点包括梁柱节点后浇区(3)、设置在所述梁柱节点后浇区(3)水平两端的预制混凝土梁(1)、设置在所述梁柱节点后浇区(3)上下两端的预制混凝土柱(4)、设置在所述预制混凝土梁(1)和梁柱节点后浇区(3)上方的叠合梁现浇区(2)，所述梁柱节点后浇区(3)下部水平设置有抗震钢筋(8)和附加钢筋(7)，所述抗震钢筋(8)与梁柱节点后浇区(3)中的箍筋连接，所述叠合梁现浇区(2)与梁柱节点后浇区(3)浇筑为一体，所述预制混凝土梁(1)底部水平设置有预应力钢绞线(5)和下侧纵向普通受力钢筋(6)，并且在端部设置有插筋孔(12)，所述的预制混凝土柱(4)设有竖向普通受力钢筋(9)，所述叠合梁现浇区(2)内设置有水平贯通的上侧纵向普通受力钢筋(10)，所述预应力钢绞线(5)伸入梁柱节点后浇区(3)后截断，所述下侧纵向普通受力钢筋(6)和抗震钢筋(8)通过套筒(11)相连，所述附加钢筋(7)插入预制混凝土梁(1)的插筋孔(12)中。
2.根据权利要求1所述的带有附加钢筋和套筒的预制预应力混凝土框架梁柱节点，其特征在于，所述套筒(11)连接的下侧纵向普通受力钢筋(6)和抗震钢筋(8)的直径不相同，套筒(11)的抗拉承载力标准值为所连接的下侧纵向普通受力钢筋(6)和抗震钢筋(8)的受拉承载力标准值中较大值的1.1-2倍，套筒(11)的长度为下侧纵向普通受力钢筋(6)和抗震钢筋(8)中直径较大值的4-15倍。
3.根据权利要求1所述的带有附加钢筋和套筒的预制预应力混凝土框架梁柱节点，其特征在于，所述梁柱节点后浇区(3)中附加钢筋(7)的总截面面积Asf为0.2As～0.8As，其中As为叠合梁现浇区(2)中上侧纵向普通受力钢筋(10)总截面面积，所述抗震钢筋(8)的截面面积Ask为0.2As～0.5As。
4.根据权利要求1、2或3所述的带有附加钢筋和套筒的预制预应力混凝土框架梁柱节点，其特征在于，所述梁柱节点后浇区(3)的超出预制混凝土柱(4)边缘的预留长度，即预制混凝土柱(4)边缘与预制混凝土梁(1)边缘的水平距离h0为0.5h～2h，其中h为预制混凝土梁(1)和叠合梁现浇区(2)的高度之和。
5.根据权利要求4所述的带有附加钢筋和套筒的预制预应力混凝土框架梁柱节点，其特征在于，所述预应力钢绞线(5)伸入梁柱节点后浇区(3)的长度hj为0.2h0～0.5h0，所述插筋孔(12)的深度hk为0.1h0～0.5h0。
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