CN110284725B - 一种钢筋混凝土框架节点梁负弯矩装配钢结构及其加固方法 - Google Patents

一种钢筋混凝土框架节点梁负弯矩装配钢结构及其加固方法 Download PDF

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Abstract

本发明一种钢筋混凝土框架节点梁负弯矩装配钢结构及其加固方法,所述的装配钢结构,包括高强钢板带,角钢和楼板底部纵向钢带;钢筋混凝土框架节点包括竖向设置的框架柱,垂直框架柱水平设置的框架梁,以及分别垂直框架柱和框架梁水平设置在框架梁上的楼板;高强钢板带弯折呈直角贴合设置在楼板上面层和框架柱上,高强钢板带经螺杆分别与楼板和框架柱固定;角钢固定在高强钢板带的阴角处;角钢竖向肢经螺杆与高强钢板带和框架柱固定;楼板底部纵向钢带分别对称设置在框架梁两侧,且靠近框架梁贴合固定在楼板下面层;高强钢板带水平段经螺栓与楼板和楼板底部纵向钢带固定,阴角处经螺栓与角钢水平肢、楼板和楼板底部纵向钢带固定。

Description

一种钢筋混凝土框架节点梁负弯矩装配钢结构及其加固方法
技术领域
本发明涉及土木建筑工程加固和装配结构领域,具体为一种钢筋混凝土框架节点梁负弯矩装配钢结构及其加固方法。
背景技术
由于建筑使用功能改变,钢筋混凝土框架梁上的荷载作用随之变化,有可能超过原设计值,使得框架梁安全性不满足规范要求,尤其是负弯矩区,需要进行加固。现有加固方法有粘贴碳纤维法(CRFP)或粘钢板法,是借助化学胶水将纤维层或钢板粘贴在混凝土表面,一方面对混凝土强度等级和表面质量有较高要求,另一方面这些化学材料抗火性能较差、容易老化。虽然碳纤维或钢板的抗拉强度远高于混凝土,但二者之间剪力和拉力均通过胶层传递,而胶层性能又取决于混凝土,一旦混凝土剥离拉裂,碳纤维或钢板则无法发挥其强度,失去加固效果。这些方法对混凝土梁负弯矩区的抗力提高幅度有限,对现场加固施工技术水平依赖程度高,可靠性不足。
发明内容
针对现有技术中存在的问题,本发明提供一种钢筋混凝土框架节点梁负弯矩装配钢结构及其加固方法,结构简单,设计合理,对混凝土梁负弯矩区的抗力提高幅度大,对现场加固施工方便,可靠性高。
本发明是通过以下技术方案来实现:
一种钢筋混凝土框架节点梁负弯矩装配钢结构,包括高强钢板带,角钢和楼板底部纵向钢带;
所述的钢筋混凝土框架节点包括竖向设置的框架柱,垂直框架柱水平设置的框架梁,以及分别垂直框架柱和框架梁水平设置在框架梁上的楼板;
所述的高强钢板带弯折呈直角贴合设置在楼板上面层和框架柱上,高强钢板带经螺杆分别与楼板和框架柱固定;
所述的角钢固定在高强钢板带的阴角处;角钢竖向肢经螺杆与高强钢板带和框架柱固定;
所述的楼板底部纵向钢带分别对称设置在框架梁两侧,且靠近框架梁贴合固定在楼板下面层;
高强钢板带水平段经螺栓与楼板和楼板底部纵向钢带固定,阴角处经螺栓与角钢水平肢、楼板和楼板底部纵向钢带固定。
优选的,斜向设置在框架梁与框架柱交接处的节点域斜钢套管,节点域斜连接螺栓依次穿过角钢和高强钢板带阴角与节点域斜钢套管紧固连接。
优选的,角钢中部焊接有若干斜封板,形成局部封闭截面。
一种钢筋混凝土框架节点梁负弯矩装配钢结构加固方法,包括如下步骤:
步骤1,钻孔;
在楼板上钻楼板螺栓圆孔并穿透楼板,楼板螺栓圆孔分布在框架梁的两侧,楼板螺栓圆孔中心线到相邻框架梁边缘的距离不大于倍楼板厚度,且不超过框架柱的宽度;
在框架梁中心线钻框架梁中心圆孔,孔径和孔深与框架梁连接螺杆配套;
在框架柱中心线钻框架柱中心圆孔,孔径和孔深与框架柱连接螺杆配套;
在框架梁与框架柱交接处斜向钻节点域斜钢套管圆孔,孔径和孔深与高强的节点域斜钢套管配套;
步骤2,螺杆锚定;
用化学植筋胶分别将框架梁连接螺杆锚入框架梁的框架梁中心圆孔,将框架柱连接螺杆锚入框架柱的框架柱圆孔内,将节点域斜钢套筒锚入梁柱交接处节点域斜钢套管圆孔内;
步骤3,装配钢结构成型;
将高强度钢板带弯折成直角,并在钢板上钻螺栓圆孔,孔位与楼板、框架梁和框架柱的孔位相对应;在转角处钻螺栓圆孔,孔位与框架梁柱交接处节点域斜钢套筒对应;
准备压条角钢,在角钢上两肢及棱边钻螺栓圆孔,孔位与楼板、框架梁、框架柱及节点域斜钢套管圆孔孔位对应;在角钢中部焊接斜封板,形成局部封闭截面;
准备楼板底部纵向钢带,在楼板底部纵向钢带钻螺栓圆孔,孔距与楼板螺栓圆孔相对应;
步骤4,安装加固;
将高强钢板带与楼板、框架梁和框架柱贴合紧密,对准孔位,框架梁和框架柱对应的框架梁连接螺杆和框架柱连接螺杆穿高强钢板带螺栓圆孔而出,带螺帽拧紧;
在高强钢板带阴角处放置压条角钢,框架柱连接螺杆穿角钢竖向肢螺栓圆孔而出,带螺栓拧紧;用节点域斜连接螺栓穿角钢阴角螺栓孔,拧入节点域斜钢套管,拧紧完成连接;
在高强钢板带阴角处,高强的楼板螺栓穿过角钢水平肢、高强钢板带、楼板和楼板底部纵向钢带的螺栓圆孔而出,带螺栓拧紧;
在高强钢板带水平处,高强的楼板螺栓穿高强钢板带、楼板、楼板底部纵向钢带的螺栓圆孔而出,带螺帽拧紧;完成装配钢结构连接安装加固。
优选的,钻孔前,清理楼板和框架梁面层至原结构面,以及节点框架柱连接框架梁的高度范围内的装饰面层。
优选的,螺栓圆孔注胶或环氧树脂砂浆。
优选的,节点域斜钢套管圆孔呈45°设置。
与现有技术相比,本发明具有以下有益的技术效果:
本发明采用高强钢板和型钢件,分别布置在楼板底面和顶面,充分利用楼板的宽度和厚度,一方面利用楼板厚度,在楼板上表面布置钢板以增加受拉钢板的力臂,另一方面将钢板扩展至板跨内以增加受拉钢板的宽度;同时在楼板下表面布置钢板或型钢,与楼板及上表面的钢板,通过螺栓连接形成T组合混凝土梁板。钢板与混凝土之间通过螺栓连接副传递混凝土构件的剪力和拉力,连接副承载力取决于高强螺栓抗剪强度,从而大幅提升二者协同工作能力和负弯矩区的抗弯承载力。大幅提升加固施工效率,消除现场焊接工作;极大改善钢板与混凝土的连接强度,保证二者共同工作,提高节点负弯矩承载力能力;对原建筑空间占用很少,现场基本无湿作业,对用户影响较小。
附图说明
图1为本发明实例中所述加固梁柱节点立面示意图。
图2为本发明实例中所述加固梁柱节点剖面示意图。
图中:1楼板,11为楼板螺栓圆孔,12为楼板螺栓;2为框架梁,21为框架梁中心圆孔,22为框架梁连接螺杆;3为框架柱,31为框架柱圆孔,32为节点域斜钢套管圆孔,33为节点域斜钢套管,34框架柱连接螺杆,35为节点域斜连接螺栓;41为高强钢板带,42为角钢,43为斜封板,44为楼板底部纵向钢带。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明,所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明一种钢筋混凝土框架节点梁负弯矩装配钢结构,如图1和图2所示,包括高强钢板带41,角钢42和楼板底部纵向钢带44;所述的钢筋混凝土框架节点包括竖向设置的框架柱3,垂直框架柱3水平设置的框架梁2,以及分别垂直框架柱3和框架梁2水平设置在框架梁2上的楼板1;所述的高强钢板带41弯折呈直角贴合设置在楼板1上面层和框架柱3上,高强钢板带41经螺杆分别与楼板1和框架柱3固定;所述的角钢42固定在高强钢板带41的阴角处;角钢42竖向肢经螺杆与高强钢板带41和框架柱3固定;所述的楼板底部纵向钢带44分别对称设置在框架梁2两侧,且靠近框架梁2贴合固定在楼板1下面层;高强钢板带41水平段经螺栓与楼板1和楼板底部纵向钢带44固定,阴角处经螺栓与角钢42水平肢、楼板1和楼板底部纵向钢带44固定。
其中,斜向设置在框架梁2与框架柱3交接处的节点域斜钢套管33,节点域斜连接螺栓依次穿过角钢42和高强钢板带41阴角与节点域斜钢套管33紧固连接。角钢42中部焊接有若干斜封板43,形成局部封闭截面。
本发明一种钢筋混凝土框架节点梁负弯矩装配钢结构加固方法,如图1和图2所示,其步骤如下:
1、清理楼板1、框架梁2面层至原结构面,以及节点框架柱3底部框架梁2高度范围内的装饰面层。
2、在楼板1上钻楼板螺栓圆孔11并穿透楼板1,楼板螺栓圆孔11分布在框架梁2的两侧,楼板螺栓圆孔11中心线到相邻框架梁2边缘的距离不大于1倍楼板厚度,且不超过框架柱3的宽度;
在框架梁2中心线钻框架梁中心圆孔21,孔径和孔深与框架梁连接螺杆22配套;
在框架柱3中心线钻框架柱中心圆孔31,孔径和孔深与框架柱连接螺杆34配套;
在框架梁2与框架柱3交接处斜向钻节点域斜钢套管圆孔32,孔径和孔深与高强的节点域斜钢套管33配套。节点域斜钢套管圆孔32呈45°设置。
3、用化学植筋胶将高强度全螺纹的框架梁连接螺杆22锚入框架梁2的框架梁中心圆孔21,将框架柱连接螺杆34锚入框架柱3的框架柱圆孔31内;
用化学植筋胶将高强度螺纹的节点域斜钢套筒33锚入梁柱交接处节点域斜钢套管圆孔32内。
4、取适当厚度高强度钢板带41弯折成直角,并在钢板41上钻螺栓圆孔,孔位与楼板1、框架梁2和框架柱3的孔位相对应,在转角处钻螺栓圆孔,孔位与框架梁柱交接处节点域斜钢套筒33对应;
准备压条角钢42,在角钢42上两肢及棱边钻螺栓圆孔,孔位与楼板1、框架梁2、框架柱3及梁柱交界面处斜45°的节点域斜钢套管圆孔32孔位对应;在角钢中部焊接斜封板43,形成局部封闭截面。
准备楼板底部纵向钢带44,在楼板底部纵向钢带44钻螺栓圆孔,孔距与楼板螺栓圆孔11相对应。
5、将高强钢板带41与楼板1、框架梁2、框架柱3贴合紧密,对准孔位,楼板1、框架梁2、框架柱3对应的螺栓穿高强钢板带41螺栓圆孔而出,带螺帽拧紧;
在钢板带41阴角处放置压条角钢42,框架柱3螺杆穿角钢竖向肢螺栓圆孔而出,带螺栓拧紧;用内六角高强度的节点域斜连接螺栓35穿角钢42阴角螺栓孔,拧入梁柱节点交接处呈斜45°螺纹钢套筒设置的节点域斜钢套管33,拧紧完成连接。
高强的楼板螺栓12穿过角钢42水平肢、高强钢板带41的螺栓圆孔、楼板1、楼板底部纵向钢带44的螺栓圆孔而出,带螺栓拧紧。
高强的楼板螺栓12穿高强钢板带41的螺栓圆孔、楼板1、楼板底部纵向钢带44的螺栓圆孔而出,带螺帽拧紧。
完成连接。
其中,螺栓孔和螺栓圆孔可以注胶或环氧树脂砂浆以防止松动,提高初始刚度。
螺栓可用螺杆代替,其外露螺纹长度满足连接要求。

Claims (7)

1.一种钢筋混凝土框架节点梁负弯矩装配钢结构,其特征在于,包括高强钢板带(41),角钢(42)和楼板底部纵向钢带(44);
所述的钢筋混凝土框架节点包括竖向设置的框架柱(3),垂直框架柱(3)水平设置的框架梁(2),以及分别垂直框架柱(3)和框架梁(2)水平设置在框架梁(2)上的楼板(1);
所述的高强钢板带(41)弯折呈直角贴合设置在楼板(1)上面层和框架柱(3)上,高强钢板带(41)经螺杆分别与楼板(1)和框架柱(3)固定;
所述的角钢(42)固定在高强钢板带(41)的阴角处;角钢(42)竖向肢经螺杆与高强钢板带(41)和框架柱(3)固定;
所述的楼板底部纵向钢带(44)分别对称设置在框架梁(2)两侧,且靠近框架梁(2)贴合固定在楼板(1)下面层;
高强钢板带(41)水平段经螺栓与楼板(1)和楼板底部纵向钢带(44)固定,阴角处经螺栓与角钢(42)水平肢、楼板(1)和楼板底部纵向钢带(44)固定。
2.根据权利要求1所述的一种钢筋混凝土框架节点梁负弯矩装配钢结构,其特征在于,斜向设置在框架梁(2)与框架柱(3)交接处的节点域斜钢套管(33),节点域斜连接螺栓依次穿过角钢(42)和高强钢板带(41)阴角与节点域斜钢套管(33)紧固连接。
3.根据权利要求1所述的一种钢筋混凝土框架节点梁负弯矩装配钢结构,其特征在于,角钢(42)中部焊接有若干斜封板(43),形成局部封闭截面。
4.一种钢筋混凝土框架节点梁负弯矩装配钢结构加固方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1,钻孔;
在楼板(1)上钻楼板螺栓圆孔(11)并穿透楼板(1),楼板螺栓圆孔(11)分布在框架梁(2)的两侧,楼板螺栓圆孔(11)中心线到相邻框架梁(2)边缘的距离不大于1倍楼板厚度,且不超过框架柱(3)的宽度;
在框架梁(2)中心线钻框架梁中心圆孔(21),孔径和孔深与框架梁连接螺杆(22)配套;
在框架柱(3)中心线钻框架柱中心圆孔(31),孔径和孔深与框架柱连接螺杆(34)配套;
在框架梁(2)与框架柱(3)交接处斜向钻节点域斜钢套管圆孔(32),孔径和孔深与高强的节点域斜钢套管(33)配套;
步骤2,螺杆锚定;
用化学植筋胶分别将框架梁连接螺杆(22)锚入框架梁(2)的框架梁中心圆孔(21),将框架柱连接螺杆(34)锚入框架柱(3)的框架柱圆孔(31)内,将节点域斜钢套筒(33)锚入梁柱交接处节点域斜钢套管圆孔(32)内;
步骤3,装配钢结构成型;
将高强度钢板带(41)弯折成直角,并在钢板(41)上钻螺栓圆孔,孔位与楼板(1)、框架梁(2)和框架柱(3)的孔位相对应;在转角处钻螺栓圆孔,孔位与框架梁柱交接处节点域斜钢套筒(33)对应;
准备压条角钢(42),在角钢(42)上两肢及棱边钻螺栓圆孔,孔位与楼板(1)、框架梁(2)、框架柱(3)及节点域斜钢套管圆孔(32)孔位对应;在角钢(42)中部焊接斜封板(43),形成局部封闭截面;
准备楼板底部纵向钢带(44),在楼板底部纵向钢带(44)钻螺栓圆孔,孔距与楼板螺栓圆孔(11)相对应;
步骤4,安装加固;
将高强钢板带(41)与楼板(1)、框架梁(2)和框架柱(3)贴合紧密,对准孔位,框架梁(2)和框架柱(3)对应的框架梁连接螺杆(22)和框架柱连接螺杆穿高强钢板带(41)螺栓圆孔而出,带螺帽拧紧;
在高强钢板带(41)阴角处放置压条角钢(42),框架柱连接螺杆(34)穿角钢竖向肢螺栓圆孔而出,带螺栓拧紧;用节点域斜连接螺栓(35)穿角钢(42)阴角螺栓孔,拧入节点域斜钢套管(33),拧紧完成连接;
在高强钢板带(41)阴角处,高强的楼板螺栓(12)穿过角钢(42)水平肢、高强钢板带(41)、楼板(1)和楼板底部纵向钢带(44)的螺栓圆孔而出,带螺栓拧紧;
在高强钢板带(41)水平处,高强的楼板螺栓(12)穿高强钢板带(41)、楼板(1)、楼板底部纵向钢带(44)的螺栓圆孔而出,带螺帽拧紧;完成装配钢结构连接安装加固。
5.根据权利要求4所述的一种钢筋混凝土框架节点梁负弯矩装配钢结构加固方法,其特征在于,钻孔前,清理楼板(1)和框架梁(2)面层至原结构面,以及节点框架柱(3)连接框架梁(2)的高度范围内的装饰面层。
6.根据权利要求4所述的一种钢筋混凝土框架节点梁负弯矩装配钢结构加固方法,其特征在于,螺栓圆孔注胶或环氧树脂砂浆。
7.根据权利要求4所述的一种钢筋混凝土框架节点梁负弯矩装配钢结构加固方法,其特征在于,节点域斜钢套管圆孔(32)呈45°设置。
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