CN108824637B - 一种预制预应力装配式梁柱节点 - Google Patents

一种预制预应力装配式梁柱节点 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种预制预应力装配式梁柱节点，其特征在于，包括：预制混凝土柱（1）、预制混凝土梁（2）、以及梁柱节点后浇区域（3），在梁柱节点后浇区域（3）的上下两端均设置有预制混凝土柱（1），在梁柱节点后浇区域（3）的左右两端均设置有预制混凝土梁（2）；所述预制混凝土梁（2）为预应力梁；在预制混凝土梁（2）中设置有预应力筋（7），预应力筋（7）在梁柱节点后浇区域（3）截断。采用本发明的预制预应力装配式梁柱节点，能够提高梁柱节点的抗震效果。

Description

一种预制预应力装配式梁柱节点
技术领域
本发明涉及建筑、土木这一技术领域，更具体地说，尤其涉及一种预制预应力装配式梁柱节点。
背景技术
CN105649203 A公开了一种带有U形筋和套筒的预制预应力混凝土框架梁柱节点，主要包括预制混凝土梁、预制混凝土柱、预制梁底预应力筋和普通受力钢筋、梁顶普通受力钢筋、柱内纵向钢筋、U形钢筋、抗震钢筋及其连接套筒。预制梁的两端预留后浇段，预制梁底部配有的预应力筋伸出梁端并锚固于梁端后浇段，与预制梁柱一起通过后浇注的混凝土形成预制混凝土梁柱节点。将梁底部伸出的普通受力钢筋通过套筒与抗震钢筋相互连接，并在节点后浇区域设置U形钢筋，从而加强本梁柱节点的整体性。
CN105625572 A公开了一种差别性使用高性能材料的预制预应力混凝土框架梁柱节点，包括预制混凝土梁、预制混凝土柱、预制梁底预应力筋和普通钢筋、梁顶普通钢筋、柱内纵向钢筋、套筒和连接钢筋、U形钢筋。预制梁的两端预留后浇段，底部配有的预应力筋伸出梁端并锚固于梁端后浇段，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。为确保本梁柱节点整体性，将梁底普通受力钢筋通过套筒与抗震钢筋相互连接，并在节点后浇区域设置U形钢筋。为提高本梁柱节点的耗能能力，预制梁的两端采用具有较高极限应变的混凝土浇筑。
CN105951986A是一种装配整体式框架柱梁的边节点连接结构及其方法，属于预制装配式混凝土结构工程领域，其特征是此一种装配整体式框架柱梁的边节点连接结构还包括受拉纵筋、U形钢筋、毛化层、混凝土连接层，在预制柱上位于节点部位设置上排的连接钢筋即受拉纵筋和下排的U形钢筋，将受拉纵筋、U形钢筋的右段均与箍筋Ⅰ相绑扎并埋设在预制柱内，一种装配整体式框架柱梁的边节点连接方法，在工厂生产预制柱、预制梁并分别设置毛化层，在施工现场，将预制柱上的受拉纵筋、U形钢筋分别与预制梁连接段上的纵筋、箍筋Ⅱ相对应绑扎，同时，现浇普通混凝土连接层，实现梁柱之间的连接，施工方便，缩短了工期，提高了抗震性能。
从上述文献可以知晓，对于预制装配式梁柱结构而言，钢筋连接套筒对于湿法连接而言，是一种必须的构造。
而对于钢筋连接套筒而言，CN106639160A公开了一种钢筋套筒，包括支撑体、第一弹性构件、第二弹性构件、第一按压球体、第二按压球体、第一加宽紧固件、第二加宽紧固件，第三加宽紧固件、第四加宽紧固件、第一盖部件、第二盖部件，所述第一盖部件和第二盖部件通过支撑体连接，撑体内部的中间位置设有分隔壁，分隔壁的一边设置第一容纳腔，另一边设置第二容纳腔；第一加宽紧固件与第二加宽紧固件连接，并设置在第一盖部件内，第三加宽紧固件和第四加宽紧固件连接，并设置在第二盖部件内。
CN 107938949 A公开了一种组合型钢筋对接套筒，包括双套口套筒和单套口套筒，在双套口套筒和单套口套筒的侧面设有排气填料口，在排气填料口中安装有挤压填料盖，挤压填料盖底面设有挤压楔块，两端设有余料排管。排气填料口具有较大口径，既能加快填料速度又能在填料过程中将空气排出套筒内腔，挤压填料盖以挤压的方式将水泥浆料灌满套筒内腔，有效提高了两根钢筋对接的牢固度。
CN106854916A提供了一种免套丝钢筋套筒，包括：第一套筒，具有第一开口端和用于可转动的连接于第一钢筋的第二开口端；第二套筒，具有第三开口端和用于可转动的连接于第二钢筋的第四开口端；以及连接杆，可拆卸的连接于所述第一开口端和所述第三开口端。
发明内容
本发明的目的在于提供一种预制预应力装配式梁柱节点，其解决了现有技术中的不足之处，提高了节点的抗震效果。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种预制预应力装配式梁柱节点，包括：预制混凝土柱（1）、预制混凝土梁（2）、以及梁柱节点后浇区域（3），在梁柱节点后浇区域（3）的上下两端均设置有预制混凝土柱（1），在梁柱节点后浇区域（3）的左右两端均设置有预制混凝土梁（2）；
所述预制混凝土梁（2）为预应力梁；在预制混凝土梁（2）中设置有预应力筋（7），预应力筋（7）在梁柱节点后浇区域（3）截断。
进一步，在预制混凝土梁（2）中设置有下侧钢筋（2-1）；
在梁柱节点后浇区域（3）的下侧设置有钢筋（3-1）；
所述预制混凝土梁（2）中设置的下侧钢筋（2-1）与梁柱节点后浇区域（3）的下侧设置的钢筋（3-1）通过钢筋连接套筒（4）连接；
所述钢筋连接套筒（4）包括：连接杆（4-1）、第一套筒（4-2）、第二套筒（4-3）；在第一套筒（4-2）、第二套筒（4-3）的内表面设置有螺纹
连接杆（4-1）包括：第一端（4-1-1）、第二端（4-1-3）、连接杆本体（4-1-4）、中部凸缘（4-1-2）；
其中，第一端（4-1-1）的外表面有螺纹、且与第二套筒（4-3）的内表面通过螺纹连接；
其中，第一端（4-1-1）以及第二端（4-1-3）的直径均大于连接杆本体（4-1-4）的直径；
第一套筒（4-2）的内部设置有第一段（4-2-1）、第二段（4-2-2）、第三段（4-2-3）；
所述第一段（4-2-1）的直径与连接杆本体（4-1-4）的直径相匹配；
所述第二段（4-2-2）的直径比第一段（4-2-1）的直径大，且第一段（4-2-1）与第二段（4-2-2）设置有过渡连接面（4-2-5）；
在中部凸缘（4-1-2）与过渡连接面（4-2-5）之间固定设置有弹簧（4-4）。
第三段（4-2-3）设置有第一端部阻挡部位（4-2-4），第三段（4-2-3）的第一端部阻挡部位（4-2-4）用于阻挡连接杆（4-1）的第二端（4-1-3）；
在第一套筒（4-2）的第二段（4-2-2）的内部还设置有第二端部阻挡部位（4-2-6）；
所述第一端部阻挡部位（4-2-4）与第二端部阻挡部位（4-2-6）均可以采用凸缘的方式；
所述第一端部阻挡部位（4-2-4）距离第二端部阻挡部位（4-2-6）的距离大于连接杆（4-1）的第二端（4-1-3）长度，即第二端（4-1-3）能够在第一端部阻挡部位（4-2-4）与第二端部阻挡部位（4-2-6）之间活动；
所述连接杆（4-1）的第二端（4-1-3）滑动套设在第三段（4-2-3）中。
进一步，第一套筒在第一段、第二段、第三段的内表面均不设置螺纹，在第三段外的部位设置螺纹。
进一步，在第三段（4-2-3）与第二端（4-1-3）之间的接触面做磨砂处理。
进一步，预应力筋（7）为钢绞线。
进一步，所述预制混凝土梁(2)和梁柱节点后浇区域（3）上方设置有叠合梁上部现浇区域(5)，所述叠合梁上部现浇区域( 5)中配有普通受力钢筋(6)；所述叠合梁上部现浇区域( 5)与梁柱节点后浇区域（3）为一体浇筑。
本发明的有益效果在于：
第一，本申请的主要构思之一是：提出了2种基本构造，一是设置叠合梁上部现浇区域(5)，对应于实施例一、五、六；二是不设置叠合梁上部现浇区域(5)，对应于实施例二、三、四。
第二，本申请的主要构思之一是：提出了柔性的钢筋连接套筒（4）的构造设计，钢筋连接套筒的构思设计在于：第一端部阻挡部位（4-2-4）距离第二端部阻挡部位（4-2-6）的距离减去第二端（4-1-3）的距离，称为分级距离，当第一套筒与第二套筒（4-3）的变形距离变大且小于等于分级距离时，弹簧距离减小，以此来满足第一套筒与第二套筒（4-3）之间的变形距离；当第一套筒与第二套筒（4-3）的变形距离变大且大于分级距离时， 此时，变形主要依靠连接杆的轴向变形为主。将上述钢筋连接套筒（4）用于前述的梁柱节点中，能够提高梁柱节点的抗震效果。
第三，本申请的主要构思之一是：柱与柱之间设置连接套筒（8）。通过独特的设计，使得梁柱节点区域的抗弯承载力要高于柱的抗弯承载力，即将塑性铰从梁柱节点区域外移到柱端部。
附图说明
下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不构成对本发明的任何限制。
图1是实施例一中的预制装配式梁柱节点的结构示意图。
图2是实施例一中的钢筋连接套筒的设计示意图。
图3是实施例一中的钢筋连接套筒的连接杆的示意图。
图4是实施例一中的钢筋连接套筒的第一套筒的示意图。
图5是实施例一中的钢筋连接套筒处于拉伸状态下的示意图。
图6是实施例二的梁柱节点设计示意图。
图7是实施例三的梁柱节点设计示意图。
图8是实施例四的梁柱节点设计示意图。
图9是实施例四中的柱的连接套筒的正面示意图。
图10是实施例五的梁柱节点的结构示意图。
图11是实施例六的梁柱节点的结构示意图。
具体实施方式
实施例一：如图1所示，一种预制装配式梁柱节点，包括：预制混凝土柱（1）、预制混凝土梁（2）、以及梁柱节点后浇区域（3），在梁柱节点后浇区域（3）的上下两端均设置有预制混凝土柱（1），在梁柱节点后浇区域（3）的左右两端均设置有预制混凝土梁（2）；
在预制混凝土梁（2）中设置有下侧钢筋（2-1）；
在梁柱节点后浇区域（3）的下侧设置有钢筋（3-1）；
所述预制混凝土梁（2）中设置的下侧钢筋（2-1）与梁柱节点后浇区域（3）的下侧设置的钢筋（3-1）通过钢筋连接套筒（4）连接；
所述钢筋连接套筒（4）包括：连接杆（4-1）、第一套筒（4-2）、第二套筒（4-3）；在第一套筒（4-2）、第二套筒（4-3）的内表面设置有螺纹
连接杆（4-1）包括：第一端（4-1-1）、第二端（4-1-3）、连接杆本体（4-1-4）、中部凸缘（4-1-2）；
其中，第一端（4-1-1）的外表面有螺纹、且与第二套筒（4-3）的内表面通过螺纹连接；
其中，第一端（4-1-1）以及第二端（4-1-3）的直径均大于连接杆本体（4-1-4）的直径；
第一套筒（4-2）的内部设置有第一段（4-2-1）、第二段（4-2-2）、第三段（4-2-3）；
所述第一段（4-2-1）的直径与连接杆本体（4-1-4）的直径相匹配；
所述第二段（4-2-2）的直径比第一段（4-2-1）的直径大，且第一段（4-2-1）与第二段（4-2-2）设置有过渡连接面（4-2-5）；
在中部凸缘（4-1-2）与过渡连接面（4-2-5）之间固定设置有弹簧（4-4）；
第三段（4-2-3）设置有第一端部阻挡部位（4-2-4），第三段（4-2-3）的第一端部阻挡部位（4-2-4）用于阻挡连接杆（4-1）的第二端（4-1-3）；
在第一套筒（4-2）的第二段（4-2-2）的内部还设置有第二端部阻挡部位（4-2-6）；
所述第一端部阻挡部位（4-2-4）与第二端部阻挡部位（4-2-6）均可以采用凸缘的方式；
所述第一端部阻挡部位（4-2-4）距离第二端部阻挡部位（4-2-6）的距离大于连接杆（4-1）的第二端（4-1-3）长度，即第二端（4-1-3）能够在第一端部阻挡部位（4-2-4）与第二端部阻挡部位（4-2-6）之间活动；
所述连接杆（4-1）的第二端（4-1-3）滑动套设在第三段（4-2-3）中；
第一套筒在第一段、第二段、第三段的内表面均不设置螺纹，在第三段外的部位设置螺纹。
实施例一的设计构思，主要是满足在地震等特殊情况下，梁的端部处于大变形的情况下，受力钢筋不被拉断。
实施例一的实际设计思想在于：第一端部阻挡部位（4-2-4）距离第二端部阻挡部位（4-2-6）的距离减去第二端（4-1-3）的距离，称为分级距离，当第一套筒与第二套筒（4-3）的变形距离变大且小于等于分级距离时，弹簧距离减小，以此来满足第一套筒与第二套筒（4-3）之间的变形距离；当第一套筒与第二套筒（4-3）的变形距离变大且大于分级距离时，此时，变形主要依靠连接杆的轴向变形为主。
为了提高距离小于分级距离时的刚度，在第三段（4-2-3）与第二端（4-1-3）之间的接触面做磨砂处理，以提高初始状态下的刚度。
实施例一中的梁柱节点还包括：所述预制混凝土梁(2)和梁柱节点后浇区域（3）上方设置有叠合梁上部现浇区域(5)，所述叠合梁上部现浇区域( 5)中配有普通受力钢筋(6)。所述叠合梁上部现浇区域( 5)与梁柱节点后浇区域（3）为一体浇筑。
实施例二：如图6所示，与实施例一的不同之处在于，预制混凝土梁(2)和梁柱节点后浇区域（3）上方未设置有叠合梁上部现浇区域(5)；
在预制混凝土梁（2）设置有上侧钢筋（2-2），在梁柱节点后浇区域（3）的上侧设置有钢筋（3-2）；
所述预制混凝土梁（2）中设置的上侧钢筋（2-2）与梁柱节点后浇区域（3）的上侧设置的钢筋（3-2）通过套筒（4）连接。
实施例三：实施例二的预制混凝土梁为预应力梁时，在预制混凝土梁（2）中设置有预应力筋（7），预应力筋（7）在梁柱节点后浇区域（3）截断；即与CN101029503A等专利文献所记载的将预应力筋通过节点区域的方法不同。
实施例四：实施例二的基础上，梁柱节点在设计时，一般遵循“强节点弱构件”的设计。为此，如图8所示，在下侧的预制混凝土柱与上侧的预制混凝土上设置竖向的连接套筒（8）。
所述套筒（8）从上到下依次为：上侧套筒（8-1）、倒T形板（8-3、8-4）、下侧套筒（8-2）；
倒T形板（8-3、8-4）包括：第一竖向板（8-3）、第二竖向板（8-4）；
下侧套筒（8-2）套设在下侧的预制混凝土柱的顶端；
第二竖向板（8-4）对应设置在梁柱节点后浇区域（3），在第二竖向板（8-4）上设置有通孔，以便钢筋通过。
第一竖向板（8-3）以及上侧套筒（8-1）设置在上侧的预制混凝土柱的底端。
第一竖向板相对于第二竖向板（8-4）而言，其截面受到了削弱，使得，梁柱节点区域的抗弯承载力要高于柱的抗弯承载力，即将塑性铰从梁柱节点区域外移到柱端部。
实施例五：如图10所示，与实施例一的不同之处在于，在预制混凝土梁（2）中设置有预应力筋（7），预应力筋（7）在梁柱节点后浇区域（3）截断。
实施例六：如图11所示，与实施例五的不同之处在于，在下侧的预制混凝土柱与上侧的预制混凝土上设置竖向的连接套筒（8）。
所述套筒（8）从上到下依次为：上侧套筒（8-1）、倒T形板（8-3、8-4）、下侧套筒（8-2）；
倒T形板（8-3、8-4）包括：第一竖向板（8-3）、第二竖向板（8-4）；
下侧套筒（8-2）套设在下侧的预制混凝土柱的顶端；
第二竖向板（8-4）对应设置在梁柱节点后浇区域（3）以及叠合梁上部现浇区域(5)，在第二竖向板（8-4）上设置有通孔，以便钢筋通过。
第一竖向板（8-3）以及上侧套筒（8-1）设置在上侧的预制混凝土柱的底端。
第一竖向板相对于第二竖向板（8-4）而言，其截面受到了削弱，使得梁柱节点区域的抗弯承载力要高于柱的抗弯承载力，即将塑性铰从梁柱节点区域外移到柱端部。
以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。

Claims (3)

1.一种预制预应力装配式梁柱节点，其特征在于，包括：预制混凝土柱（1）、预制混凝土梁（2）、以及梁柱节点后浇区域（3），在梁柱节点后浇区域（3）的上下两端均设置有预制混凝土柱（1），在梁柱节点后浇区域（3）的左右两端均设置有预制混凝土梁（2）；
所述预制混凝土梁（2）为预应力梁；
在预制混凝土梁（2）中设置有预应力筋（7），预应力筋（7）在梁柱节点后浇区域（3）截断；
在预制混凝土梁（2）中设置有下侧钢筋（2-1）；
在梁柱节点后浇区域（3）的下侧设置有钢筋（3-1）；
所述预制混凝土梁（2）中设置的下侧钢筋（2-1）与梁柱节点后浇区域（3）的下侧设置的钢筋（3-1）通过钢筋连接套筒（4）连接；
所述钢筋连接套筒（4）包括：连接杆（4-1）、第一套筒（4-2）、第二套筒（4-3）；在第一套筒（4-2）、第二套筒（4-3）的内表面设置有螺纹；
连接杆（4-1）包括：第一端（4-1-1）、第二端（4-1-3）、连接杆本体（4-1-4）、中部凸缘（4-1-2）；
其中，第一端（4-1-1）的外表面有螺纹、且与第二套筒（4-3）的内表面通过螺纹连接；
其中，第一端（4-1-1）以及第二端（4-1-3）的直径均大于连接杆本体（4-1-4）的直径；
第一套筒（4-2）的内部设置有第一段（4-2-1）、第二段（4-2-2）、第三段（4-2-3）；
所述第一段（4-2-1）的直径与连接杆本体（4-1-4）的直径相匹配；
所述第二段（4-2-2）的直径比第一段（4-2-1）的直径大，且第一段（4-2-1）与第二段（4-2-2）设置有过渡连接面（4-2-5）；
在中部凸缘（4-1-2）与过渡连接面（4-2-5）之间固定设置有弹簧（4-4）；
第三段（4-2-3）设置有第一端部阻挡部位（4-2-4），第三段（4-2-3）的第一端部阻挡部位（4-2-4）用于阻挡连接杆（4-1）的第二端（4-1-3）；
在第一套筒（4-2）的第二段（4-2-2）的内部还设置有第二端部阻挡部位（4-2-6）；
所述第一端部阻挡部位（4-2-4）与第二端部阻挡部位（4-2-6）均可以采用凸缘的方式；所述第一端部阻挡部位（4-2-4）距离第二端部阻挡部位（4-2-6）的距离大于连接杆（4-1）的第二端（4-1-3）长度，即第二端（4-1-3）能够在第一端部阻挡部位（4-2-4）与第二端部阻挡部位（4-2-6）之间活动；
所述连接杆（4-1）的第二端（4-1-3）滑动套设在第三段（4-2-3）中。
2.如权利要求1所述的一种预制预应力装配式梁柱节点，其特征在于，第一套筒在第一段、第二段、第三段的内表面均不设置螺纹，在第三段外的部位设置螺纹。
3.如权利要求1或2所述的一种预制预应力装配式梁柱节点，其特征在于，预应力筋（7）为钢绞线。
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CN103882990A (zh) * 2014-03-25 2014-06-25 李全民 一种用于建筑构件的快速机械连接装置及其制造方法
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KR101857586B1 (ko) * 2017-08-01 2018-05-15 주식회사 동신 철근 이음용 커플러

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