CN112411767A - 用于预制装配式pec结构体系的梁柱节点及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于预制装配式PEC结构体系的梁柱节点及制备方法，其中节点包括预制PEC柱、带端板的预制PEC横梁和带端板的预制PEC纵梁；所述预制PEC柱包括H型钢混凝土柱，H型钢混凝土柱上布置单边螺栓孔道，所述单边螺栓孔道布置在H型钢混凝土柱左右翼缘上，相对H型钢混凝土柱的腹板左右对称布置，单边螺栓孔道的高度位于梁上下翼缘的外侧；H型钢混凝土柱上还设置槽钢，所述槽钢焊接于H型钢混凝土柱左右翼缘内侧，焊缝平行于柱的翼缘方向。本发明结构简单、操作方便、用料节省、成本较低，能够实现PEC构件工厂预制后直接现场装配，缩短施工周期，易于安装，同时也不会因拆除的模板而形成建筑垃圾，施工过程高效环保。
Description
技术领域
本发明涉及装配式建筑工程技术领域，具体涉及一种用于预制装配式PEC结构体系的梁柱节点及制备方法。
背景技术
近几年，为积极响应绿色发展理念，倡导节能环保的施工方式，实现建筑业可持续发展，国家从战略发展层面针对建筑行业密集出台政策，鼓励并大力推广装配式建筑。
部分包覆钢-混凝土组合结构(PEC结构)是一种在H型钢翼缘之间绑扎钢筋并填充混凝土而形成的组合结构，由于其具有承载力高、延性好、抗火防腐性能优良等优点而被应用于一些高层建筑、大跨结构和工程加固等领域中。然而，常规PEC结构梁柱节点区需要绑扎钢筋，支设模板后浇筑混凝土，在混凝土浇筑过程中存在湿作业及漏浆造成现场污染现象。常规PEC结构梁柱节点的连接方法是在腹板上预留孔道并对穿高强螺栓，绑扎钢筋后支设模板，后浇筑混凝土，可能会有露筋、锈蚀的情况出现，步骤繁多且耗费了大量的人力物力，施工周期较长。混凝土达到一定强度后拆除的模板可回收利用率不高，形成建筑垃圾，不符合装配式结构绿色环保的理念。
发明内容
本发明提出的一种用于预制装配式PEC结构体系的梁柱节点及制备方法，可解决上述背景技术中的缺陷。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种用于预制装配式PEC结构体系的梁柱节点，包括预制PEC柱、带端板的预制PEC纵横梁、紧固连接件；所述预制PEC柱包括H型钢包覆混凝土柱、节点加劲钢板、预留紧固件孔道及空间，所述带有端板的预制PEC纵横梁包括H型钢包覆混凝土梁、预留紧固件孔道的端板，所述紧固连接件包括单边螺栓或环槽铆钉等可实现单边连接的紧固件。
进一步，所述节点加劲钢板包括两块横向加劲钢板和一块纵向加劲钢板组成，所述两块横向加劲钢板焊接于预制PEC柱H型钢左右翼缘上，高度位于PEC梁上下翼缘处，所述纵向加劲钢板焊接于两块横向加劲钢板之间，两块横向加劲钢板预留孔洞，为后期浇筑混凝土提供通道。
进一步，所述预制PEC柱的H型钢左右翼缘两侧开有若干紧固件孔道，紧固件孔道位于PEC柱左右翼缘上对称布置，与PEC梁所带端板预制孔道对应，预制PEC柱通过紧固件与预制PEC梁的端板连接，在PEC柱左右翼缘内侧的紧固件孔道外焊接一段槽钢，覆盖紧固件孔道，形成封闭空间，预留紧固件的插入位置。
进一步，在预制PEC柱的H型钢左右翼缘之间焊接一块钢盖板，长度范围能够包括整个节点区域，同时钢盖板上预留紧固件孔道，在钢盖板背部，同样在紧固件孔道外焊接一段槽钢，覆盖紧固件孔道，形成封闭空间，预留紧固件的插入位置。
进一步，所述预制PEC纵横梁与端板焊接，端板与上下翼缘及腹板的连接处设有若干加劲肋，端板上开有与H型钢柱左右翼缘两侧对应的紧固件孔道，并通过紧固件实现带端板的预制PEC纵横梁与PEC柱的连接。
进一步，所述紧固连接件包括单边螺栓或环槽铆钉等可实现单边连接的紧固件。
另一方面，本发明还公开一种用于PEC体系的新型装配式梁柱节点连接结构的制备，包括以下步骤：
S1、根据图纸在H型钢左右翼缘内焊接两块横向加劲钢板和一块纵向加劲钢板，并在两块横向加劲钢板预留孔洞。
S2、在H型钢左右翼缘上预留紧固件孔道，在H型钢左右翼缘内侧的紧固件孔道外焊接一段槽钢，长度至少大于紧固件孔道直径与紧固件孔道间隙的总和。
S3、根据图纸选取一块长度至少大于节点区域长度的钢盖板，并在钢盖板上预留紧固件孔道。在钢盖板背部焊接一段槽钢，长度至少大于紧固件孔道直径与紧固件孔道间隙的总和。焊接完成之后，将钢盖板焊接在H型钢左右翼缘之间。
S4、在槽钢两端填充泡沫形成封闭空间。浇筑混凝土，混凝土可通过预留的孔洞将节点区填实，工厂预制好PEC柱。
S5、根据图纸在PEC纵横梁端板上预留单边螺栓孔道。PEC纵横梁与PEC纵横梁端板焊接并用加劲肋加强连接。绑扎钢筋，浇筑混凝土，预制好带端板的预制PEC纵横梁，端板上预留紧固件孔道。
S6、将预制好的PEC柱、带端板的预制PEC纵横梁运输至现场。
S7、用紧固件将PEC体系梁柱进行现场拼装。
由上述技术方案可知，本发明包括预制PEC柱、带端板的预制PEC纵横梁、紧固连接件。所述预制PEC柱包括H型钢包覆混凝土柱、节点加劲钢板、预留紧固件孔道及空间，所述带有端板的预制PEC纵横梁包括H型钢包覆混凝土梁、预留紧固件孔道的端板，所述紧固连接件包括单边螺栓或环槽铆钉等可实现单边连接的紧固件。本发明的用于预制装配式PEC结构体系的梁柱节点，该连接结构简单、操作方便、用料节省、成本较低，能够实现PEC构件工厂预制后直接现场装配，缩短施工周期，易于安装，同时也不会因拆除的模板而形成建筑垃圾，施工过程高效环保。
具体的说，本发明的优点在于：
(1)本发明能够实现PEC体系梁柱构件的装配式连接，实现PEC构件工厂预制后直接现场装配，缩短施工周期，易于安装。
(2)本发明采用了干连接的施工方式，避免湿作业，符合装配式理念。同时也不会因拆除的模板而形成建筑垃圾，施工过程高效环保。
(3)采用单边螺栓或环槽铆钉等可实现单边连接的紧固件，强度满足要求、连接稳定可靠。
(4)使用槽钢为紧固件安装预留空间，同时可以弥补预留空间未填混凝土导致的截面强度降低。
(5)节点连接构造的中空区域采用纵横向加劲板并可通过预留孔洞浇筑节点区混凝土，保证节点区强度，达到“强节点”的设计要求。
(6)通过焊接钢盖板实现纵梁与PEC柱的装配式连接，使用更广泛。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为PEC柱结构示意图(视角一)；
图3为PEC柱结构示意图(视角二)；
图4为带端板的预制PEC横梁示意图；
图5为PEC横梁截面示意图；
图6为PEC纵梁结构示意图(视角一)；
图7为PEC纵梁结构示意图(视角二)。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1所示，一种用于PEC体系的新型装配式梁柱节点，该节点包括预制PEC柱1、带端板的预制PEC横梁2、带端板的预制PEC纵梁3、单边螺栓4。
如图2和图3所示，所述预制PEC柱1包括H型钢混凝土柱5、H型钢左右翼缘上的单边螺栓孔道6、H型钢翼缘内的槽钢7、横向加劲板8、纵向加劲钢板9、横向加劲钢板上的预留孔洞10、钢盖板11、钢盖板上的单边螺栓孔道12、钢盖板背部的槽钢13。
如图2所示，所述单边螺栓孔道6布置在H型钢左右翼缘上，关于H型钢柱的腹板左右对称布置，高度位于梁上下翼缘的外侧，上下各布置4个螺栓孔道，孔道间距均匀。所述槽钢7焊接于H型钢左右翼缘内侧，焊缝平行于柱的翼缘方向，长度覆盖住2个单边螺栓孔道，形成前后开口的空间，为单边螺栓的安装预留空间。所述两块横向加劲钢板8焊接于预制PEC柱H型钢左右翼缘上，高度位于PEC梁上下翼缘处。在横向加劲钢板上左右各预留一个孔洞10，为节点区浇筑混凝土预留通道。所述纵向加劲钢板9焊接于两块横向加劲钢板之间，位置在横向加劲钢板的中点处。
如图3所示，所述钢盖板11焊接在预制PEC柱的H型钢左右翼缘之间，长度能够包括整个节点区域，同时钢盖板上预留单边螺栓孔道12。在钢盖板背部，同样在单边螺栓孔道外焊接一段槽钢，覆盖单边螺栓孔道，形成封闭空间，预留单边螺栓的插入位置。
如图4所示，所述带端板的预制PEC横梁2包括预制PEC梁15、梁端板14、加劲肋16。预制PEC横梁2采用标准截面形式，包括H型钢、混凝土、纵筋、箍筋。横梁端板14上布置单边螺栓孔道17，与单边螺栓孔道6对应。横梁端板与预制PEC梁之间焊接并用加劲肋16加强连接，加劲肋沿横梁翼缘腹板对称布置，间距均匀。预制PEC梁截面如图5所示。带端板的预制PEC横梁2与预制PEC柱1通过单边螺栓4连接。
如图6所示，所述带端板的预制PEC纵梁3包括预制PEC梁18、纵梁端板19、加劲肋16。预制PEC纵梁3采用标准截面形式，包括H型钢、混凝土、纵筋、箍筋。纵梁端板19上布置单边螺栓孔道20，与单边螺栓孔道12对应。横梁端板与预制PEC梁之间焊接并用加劲肋16加强连接，加劲肋沿横梁翼缘腹板对称布置，间距均匀。如图7所示，槽钢13焊接在钢盖板11背部，带端板的预制PEC纵梁3与钢盖板11通过单边螺栓4连接。
同时本发明实施例的一种用于PEC体系的新型装配式梁柱节点的制备方法，具体按照以下步骤进行：
S1、根据图纸在H型钢5左右翼缘内焊接两块横向加劲钢板8和一块纵向加劲钢板9，并在两块横向加劲钢板预留孔洞10。
S2、在H型钢左右翼缘上预留单边螺栓孔道6，在H型钢左右翼缘内侧的单边螺栓孔道外焊接一段槽钢7，长度至少大于单边螺栓孔道直径与单边螺栓孔道间隙的总和。
S3、根据图纸选取一块长度至少大于节点区域长度的钢盖板11，并在钢盖板上预留单边螺栓孔道12。在钢盖板背部焊接一段槽钢13，长度至少大于单边螺栓孔道直径与单边螺栓孔道间隙的总和。焊接完成之后，将钢盖板焊接在H型钢左右翼缘之间。
S4、在槽钢7、13两端填充泡沫形成封闭空间。浇筑混凝土，混凝土可通过预留的孔洞10将节点区填实，工厂预制好PEC柱。
S5、根据图纸在PEC纵横梁端板上预留单边螺栓孔道17、20。PEC纵横梁15、18与PEC纵横梁端板14、19焊接并用加劲肋16加强连接。绑扎钢筋，浇筑混凝土，预制好带端板的预制PEC纵横梁2、3。
S6、将预制好的PEC柱1、带端板的预制PEC纵横梁2、3运输至现场。
S7、用单边螺栓4将PEC体系梁柱进行现场拼装。
由上可知，本发明实施例的一种用于PEC体系的新型装配式梁柱节点，适用于PEC体系的新型装配式梁柱节点构造的干法施工方案，适用于多种梁柱对接结构。总体而言，本发明涉及一种用于PEC体系的新型装配式梁柱节点，包括预制PEC柱、带端板的预制PEC纵横梁、紧固连接件，所述预制PEC柱包括H型钢包覆混凝土柱、节点加劲钢板、预留紧固件孔道及空间，所述带有端板的预制PEC纵横梁包括H型钢包覆混凝土梁、预留紧固件孔道的端板，所述紧固连接件包括单边螺栓或环槽铆钉等可实现单边连接的紧固件；本发明结构简单、操作方便、用料节省、成本较低，能够实现PEC构件工厂预制后直接现场装配，缩短施工周期，易于安装，同时也不会因拆除的模板而形成建筑垃圾，施工过程高效环保。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种用于预制装配式PEC结构体系的梁柱节点，包括预制PEC柱(1)，其特征在于：所述预制PEC柱(1)上设置带端板的预制PEC横梁(2)和带端板的预制PEC纵梁(3)；
所述预制PEC柱(1)包括H型钢混凝土柱(5)，H型钢混凝土柱(5)上布置单边螺栓孔道(6)所述单边螺栓孔道(6)布置在H型钢混凝土柱(5)左右翼缘上，相对H型钢混凝土柱(5)的腹板左右对称布置，单边螺栓孔道(6)的高度位于梁上下翼缘的外侧；
H型钢混凝土柱(5)上还设置槽钢(7)，所述槽钢(7)焊接于H型钢混凝土柱(5)左右翼缘内侧，焊缝平行于柱的翼缘方向。
2.根据权利要求1所述的用于预制装配式PEC结构体系的梁柱节点，其特征在于：所述单边螺栓孔道(6)上下各布置4个螺栓孔道，孔道间距均匀。
3.根据权利要求2所述的用于预制装配式PEC结构体系的梁柱节点，其特征在于：所述槽钢(7)的长度覆盖住2个单边螺栓孔道，形成前后开口的空间，为单边螺栓的安装预留空间。
4.根据权利要求3所述的用于预制装配式PEC结构体系的梁柱节点，其特征在于：所述H型钢混凝土柱(5)还设置横向加劲钢板(8)；
两块横向加劲钢板(8)焊接于H型钢混凝土柱(5)左右翼缘上，高度位于PEC梁上下翼缘处；在横向加劲钢板(8)上左右各预留一个孔洞(10)，为节点区浇筑混凝土预留通道。
5.根据权利要求4所述的用于预制装配式PEC结构体系的梁柱节点，其特征在于：还包括纵向加劲钢板(9)，所述纵向加劲钢板(9)焊接于两块横向加劲钢板(8)之间，位置在横向加劲钢板(8)的中点处。
6.根据权利要求1所述的用于预制装配式PEC结构体系的梁柱节点，其特征在于：还包括钢盖板(11)，所述钢盖板(11)焊接在H型钢混凝土柱(5)左右翼缘之间，长度能够包括整个节点区域，同时钢盖板(11)上预留单边螺栓孔道二(12)；
在钢盖板(11)背部，同样在单边螺栓孔道二(12)外焊接一段槽钢，覆盖单边螺栓孔道，形成封闭空间，预留单边螺栓的插入位置；
槽钢二(13)焊接在钢盖板(11)背部，带端板的预制PEC纵梁(3)与钢盖板(11)通过单边螺栓(4)连接。
7.根据权利要求1所述的用于预制装配式PEC结构体系的梁柱节点，其特征在于：所述带端板的预制PEC横梁(2)采用标准截面形式，包括H型钢、混凝土、纵筋、箍筋；
具体包括预制PEC梁(15)、横梁端板(14)、加劲肋(16)；
其中横梁端板(14)上布置单边螺栓孔道三(17)，与单边螺栓孔道(6)对应；
横梁端板(14)与预制PEC梁(15)之间焊接并用加劲肋(16)加强连接，加劲肋(16)沿横梁翼缘腹板对称布置，间距均匀。
8.根据权利要求1所述的用于预制装配式PEC结构体系的梁柱节点，其特征在于：所述带端板的预制PEC横梁(1)与预制PEC柱(1)通过单边螺栓(4)连接。
9.根据权利要求1所述的用于预制装配式PEC结构体系的梁柱节点，其特征在于：所述预制PEC纵梁(3)采用标准截面形式，包括H型钢、混凝土、纵筋、箍筋；
所述带端板的预制PEC纵梁(3)具体包括预制PEC梁(18)、纵梁端板(19)、加劲肋(16)；
其中，
纵梁端板(19)上布置单边螺栓孔道四(20)，与单边螺栓孔道二(12)对应；
横梁端板(14)与预制PEC梁(3)之间焊接并用加劲肋(16)加强连接，加劲肋(16)沿横梁翼缘腹板对称布置，间距均匀。
10.一种用于预制装配式PEC结构体系的梁柱节点的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、根据图纸在H型钢混凝土柱(5)左右翼缘内焊接两块横向加劲钢板(8)和一块纵向加劲钢板(9)，并在两块横向加劲钢板预留孔洞(10)；
S2、在H型钢混凝土柱(5)左右翼缘上预留单边螺栓孔道(6)，在H型钢混凝土柱(5)左右翼缘内侧的单边螺栓孔道外焊接一段槽钢(7)，长度至少大于单边螺栓孔道直径与单边螺栓孔道间隙的总和；
S3、根据图纸选取一块长度至少大于节点区域长度的钢盖板(11)，并在钢盖板上预留单边螺栓孔道(12)；在钢盖板背部焊接一段槽钢(13)，长度至少大于单边螺栓孔道直径与单边螺栓孔道间隙的总和，焊接完成之后，将钢盖板焊接在H型钢左右翼缘之间；
S4、在槽钢两端填充泡沫形成封闭空间，浇筑混凝土，混凝土可通过预留的孔洞(10)将节点区填实，工厂预制好PEC柱；
S5、根据图纸在PEC纵横梁端板上预留单边螺栓孔道，PEC纵横梁与PEC纵横梁端板对应焊接并用加劲肋(16)加强连接，绑扎钢筋，浇筑混凝土，预制好带端板的预制PEC纵横梁；
S6、将预制好的PEC柱(1)、带端板的预制PEC纵横梁运输至现场；
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2020
- 2020-11-30 CN CN202011378955.2A patent/CN112411767A/zh not_active Withdrawn
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