CN112523576B - 一种装配式板梁界面减振抗剪连接构造 - Google Patents

一种装配式板梁界面减振抗剪连接构造 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种装配式板梁界面减振抗剪连接构造，包括抗剪钢筋，所述抗剪钢筋下部预埋于装配式梁内；装配式板板边设预制孔，用于配合插入所述抗剪钢筋，在所述预制孔周边，靠近所述板梁界面的装配式板板底，附加两个防混凝土割裂的第一抗拉筋，在装配式梁顶的所述抗剪钢筋附近，附加防混凝土剪切割裂的第二抗拉筋；钢筋表面包裹弹性材料；装配式梁顶与所述装配式板接触部分，其间设置有减振板，所述减振板内设有空心的圆柱形空间，所述圆柱形空间中心预留有上下贯通的通孔。本发明，结构简单，施工方便，抗剪承载力较强，对于反复振动荷载的抗震能力带来的损毁以及使用寿命均有较好效果。

Description

一种装配式板梁界面减振抗剪连接构造
技术领域：
本发明涉及装配式预制混凝土结构建筑领域，具体为一种装配式板梁的连接结构。
背景技术
装配式结构是作为装配式建筑重要的建造手段，预制部分、板、柱、墙等构件之间安全、可靠、方便、高效的连接方式直接决定混凝土结构装配技术的发展，装配式钢筋混凝土结构是我国建筑结构发展的重要方向之一，它有利于我国建筑工业化的发展，提高生产效率节约能源，发展绿色环保建筑，并且有利于提高和保证建筑工程质量。
装配式混凝土节点的连接方式，主要有以下几种，一是套筒灌浆连接技术，是指带肋钢筋插入内腔为凹凸表面的灌浆套筒，通过灌浆孔向套筒内灌注专用高强灌浆料，灌浆料填充内部间隙，灌浆料凝固后将钢筋与套筒连接结合为一有机整体；二是浆锚连接技术，是指将预留构件后插入钢筋部分增设的预留孔道，钢筋插入孔道后，并注入灌浆料达到钢筋搭接连接，搭接钢筋外圈的混凝土可用螺旋钢筋加强，混凝士受到约束，从而使得钢筋搭接可靠；三是预应力连接技术，是指在预制构件在预制阶段时预留孔洞，现场施工时将张拉后的预应力筋穿过孔道，预应力筋将各个预制构件在节点处牢牢的连接在一起，并在拼缝处采用灌浆料填实，从而形成整体；四是螺栓连接技术，是指在预制构件中预先埋设螺栓，构件运送至施工现场后，通过螺栓将构件锚固连接成一整体，通过摩擦使构件满足承载能力的要求标准；五是焊接连接技术，是指在施工现场通过加热、加压等作用，实现部件连接成建造时需要的结构方式。焊接连接方式对施工人员的焊接技术具有较高的要求，不然连接节点的质量难以得到保证；六是牛腿连接技术，是指通过钢筋与连接的机械咬合作用向其他部件传递竖向力，提高连接点的承载力，从而保证装配式混凝土结构的坚固性和抗震性，因此牛腿连接节点强度高、施工便捷，在预制装配式结构中的应用相当普遍。
较为常见的预制板与混凝土装配式连接以焊接钢板埋件连接为主，存在埋件多、节点连接焊接量大且焊质质量要求高等影响装配构件生产和安装效率的问题。
装配式预制板的形式，一般分为出筋形式和取消出筋形式。采用出筋形式，装配式预制板的出筋形成锚筋锚入支座混凝土梁内，虽然其强度高、安全性较高，但由于锚筋将与支座混凝土梁的钢筋笼发生干涉，导致预制板施工吊装困难，影响安装效率；取消出筋形式，即预制板采用不锚入支座混凝土梁内，吊装时不会发生锚筋与钢筋笼干涉问题，但结构的安全可靠性降低。
装配式建筑是我国建筑产业化的重要组成部分，而不同连接技术对装配式建筑的抗震性能有重要影响。预制构件之间的连接主要有干连接、湿连接和混合连接三种。湿连接是装配式建筑预制剪力墙的主要连接方法，在性能上等同现浇。钢筋的连接主要有套筒灌浆连接、箍筋浆锚搭接连接和套箍连接。在选择不同连接方法时要考虑钢筋直径、锚固长度、搭接长度、灌浆料性能、施工工艺、套筒材质等因素对连接节点性能的影响。现有技术中，尤其对于遭受反复振动荷载的板梁连接节点的抗震能力，以及抗震结构的耐久性等并未涉及；另外，如果增加减振结构往往需要增加钢结构来完成，工艺复杂，成本较高。
发明内容
有鉴于此，本发明针对现有装配式楼板连接节点存在的结构复杂、施工难度大、抗剪承载力较弱，以及对于抗震系能，尤其是反复振动荷载的抗震能力提出一种装配式板梁界面减振抗剪连接构造，具体技术方案如下：
一种装配式板梁界面减振抗剪连接构造，包括抗剪钢筋，所述抗剪钢筋外层包裹有弹性材料，所述抗剪钢筋上部为锚固直段，下部为底端螺旋段，所述抗剪钢筋顶端配设有螺母，所述抗剪钢筋下部预埋于装配式梁内；
装配式板板边设预制孔，用于配合插入所述抗剪钢筋，在所述预制孔周边，靠近所述板梁界面的装配式板板底，附加两个防混凝土割裂的第一抗拉筋，所述第一抗拉筋外层包裹有弹性材料，所述第一抗拉筋一端为180度弯折，另一端为设置成螺旋状，所述180度弯折部位环绕所述预制孔设置，所述两个第一抗拉筋承一定夹角布置；
在装配式梁顶的所述抗剪钢筋附近，附加防混凝土剪切割裂的第二抗拉筋，所述第二抗拉筋外层包裹有弹性材料；所述第二抗拉筋中部弯折，弯折部环绕所述抗剪钢筋，所述第二抗拉筋两端设为螺旋状；
在所述装配式梁顶与所述装配式板接触部分，其间设置有减振板，所述减振板内设有空心的圆柱形空间，所述圆柱形空间中心预留有上下贯通的通孔。
进一步地，所述两个第一抗拉筋位于下侧的第一抗拉筋的下表面与所述装配式板板底表面平齐，所述第二抗拉筋的上表面与所述装配式梁顶表面平齐。
进一步地，所述预制孔设置在所述装配式板板边，所述预制孔用于在所述装配式板安装后进行灌浆。
进一步地，所述圆柱形空间为多个。
进一步地，所述螺母还配设有弹性垫片。
进一步地，所述减振板上下表面为四氟乙烯材料，中间包裹有弹性材料。
进一步地，所述减震板的制备方法为：
首先，将所述用于中间包裹的弹性材料进行裁切，形成圆柱形通孔；
然后，将所述弹性材料上下表面粘结所述四氟乙烯材料，并在所述圆柱形通孔中心部位对应的上下四氟乙烯材料进行打孔，形成所述上下贯通的通孔。
进一步地，所述装配式板板边的预制孔内设有钢管，所述钢管内径大于所述抗剪钢筋直径。
进一步地，所述钢管内表面设有螺纹。
施工时，首先将带有预制孔的装配式板安装于装配式梁上，所述装配式梁的抗剪钢筋配合插入所述预制孔；然后，所述装配式板板安装完成后，向所述预制孔内浇灌高强灌浆料，并保湿养护。
本发明的技术效果：
1.采用了抗剪钢筋周围的抗拉约束钢筋的设置，大大减少板梁混凝土结构边缘的应力集中剪切破坏，提高稳固性可靠性；通过上下抗拉筋的表面贴合设计，可以使得板梁界面的剪切力完全由抗拉筋承担，避免局部混凝土剪切破坏。
2.减振板的设置可以提高减振效果，减振板的具体结构可以大大提高耐久性，以及可靠性，避免反复振动荷载对于减振板的劳损破坏；同时，减震板的材料结构，可以直接与混凝土接触，避免钢板的使用，简化工艺，降低成本，施工方便。
3.钢筋以及抗拉筋外包弹性材料，可以大大减少剪切力由于钢筋直接接触混凝土而造成的局部损伤，更可以提高连接结构的整体减振性能。
4.本发明的结构简单，板端边缘无需板内钢筋伸出，进行复杂的钢筋笼操作，装配式板生产工艺、运输、存储及安装简单；通过预制孔的设置使得板梁连接装配操作方便、可靠。
5.钢管内部螺纹提高了预制孔内灌浆与混凝土粘结性能，提高抗剪钢筋的承载能力。
附图说明
图1为装配式板梁界面减振抗剪连接构造俯视图。
图2为装配式板梁界面减振抗剪连接构造正视图。
图3为装配式板梁界面减振抗剪连接构造左视图。
图4为抗剪钢筋、第一、第二抗拉筋结构图。
图5为减振板结构图。
以上附图中各数字标号所指代的部位名称如下：
1-抗剪钢筋、1-1锚固直段、1-2底端螺旋段、2-螺母、3-装配式梁、4-装配式板、5-第一抗拉筋、6-第二抗拉筋、7-减振板、7-1圆柱形空间、7-2通孔、8-钢管、9-预制孔
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合实施例附图对本发明作进一步详细的说明。本领域技术人员可以明确的是，在缺少部分或全部这些具体细节的情况下也可以实现本发明。在其他情况下，为了不会使本发明存在不必要的不清楚之处，没有具体描述公知的处理步骤和/或结构。另外，尽管结合特定的实施例对本发明进行描述，但是应该理解的是，该描述并不旨在将发明限制于所描述的实施例。相反，该描述旨在覆盖可包括在由所附权利要求书限定的本发明的精神和范围内的替换、改进和等同方案。
如图1-5所示，本发明的具体结构为
一种装配式板梁界面减振抗剪连接构造，包括抗剪钢筋1，所述抗剪钢筋外层包裹有弹性材料，所述抗剪钢筋上部为锚固直段1-1，下部为底端螺旋段1-2，所述抗剪钢筋顶端配设有螺母2，所述抗剪钢筋1下部预埋于装配式梁3内；
螺旋段的结构，类似于弹簧结构，实际上会起到一定的结构减振作用，包括抗拉筋端部的螺旋状结构，也是同样原理；螺母2与底端螺旋段1-2配合可以板梁的稳固抗拉结合，形成一种类似锚固结构；
装配式板4板边设预制孔9，用于配合插入所述抗剪钢筋1，在所述预制孔9周边，靠近所述板梁界面的装配式板4板底，附加两个防混凝土割裂的第一抗拉筋5，所述第一抗拉筋5外层包裹有弹性材料，所述第一抗拉筋5一端为180度弯折，另一端为设置成螺旋状，所述180度弯折部位环绕所述预制孔9设置，所述两个第一抗拉筋5承一定夹角布置；
夹角布置，目的是为了承受不同方向的剪切力的荷载，必要时，可以设置三个或者更多个第一抗拉钢筋。
在装配式梁3顶的所述抗剪钢筋1附近，附加防混凝土剪切割裂的第二抗拉筋6，所述第二抗拉筋6外层包裹有弹性材料；所述第二抗拉筋6中部弯折，弯折部环绕所述抗剪钢筋1，所述第二抗拉筋6两端设为螺旋状；
第二抗拉筋与第一抗拉筋配合，形成有效的抗剪切系统，利用抗拉筋的抗拉能力，大大提高抗剪切破坏能力。
在所述装配式梁顶与所述装配式板接触部分，其间设置有减振板，所述减振板内设有空心的圆柱形空间，所述圆柱形空间中心预留有上下贯通的通孔；
空心的圆柱形空间，可以缓冲减振板的变形，而通孔可以起到排出空间内气体作用，从而进一步缓冲变形并能大大提高减振板寿命，尤其是应对反复振动荷载的磨损，如：建在地铁、桥梁附近的装配式建筑。
进一步地，所述两个第一抗拉筋位于下侧的第一抗拉筋的下表面与所述装配式板板底表面平齐，所述第二抗拉筋的上表面与所述装配式梁顶表面平齐。
这种平齐的结构，可是板梁之间受到剪切力时，由抗拉筋直接承受荷载，避免抗剪钢筋的弯曲对于混凝土的破坏。如图——所示，第一、第二抗拉钢筋也可以设置在板、梁的混凝土内，当抗剪钢筋受到剪切力时，第一、第二抗拉钢筋离得越远，抗剪钢筋受剪而产生弯曲变形能力越强，而抗剪钢筋弯曲会导致与装配式板、梁的结合部受损，从而导致局部破坏。
进一步地，所述预制孔设置在所述装配式板板边，所述预制孔用于在所述装配式板安装后进行灌浆。
进一步地，所述圆柱形空间为多个。
进一步地，所述螺母还配设有弹性垫片。
进一步地，所述减振板上下表面为四氟乙烯材料，中间包裹有弹性材料。
四氟乙烯材料，耐高温、耐低温、耐腐蚀，而且具有较小的摩擦系数，通过合理设计，使得板梁界面受到横向振动荷载时，能够有效将振动荷载主要由抗剪钢筋和抗拉钢筋承担，避免界面磨损对混凝土的局部破坏，并进一步通过钢筋表面弹性材料形成减振效果。
进一步地，所述减振板的制备方法为：
首先，将所述用于中间包裹的弹性材料进行裁切，形成圆柱形通孔；
然后，将所述弹性材料上下表面粘结所述四氟乙烯材料，并在所述圆柱形通孔中心部位对应的上下四氟乙烯材料进行打孔，形成所述上下贯通的通孔。
这种结构可以通过四氟乙烯材料对弹性材料形成包裹性的保护，大大提高弹性材料使用寿命。
进一步地，所述装配式板板边的预制孔内设有钢管，所述钢管内径大于所述抗剪钢筋直径。
进一步地，所述钢管内表面设有螺纹。螺纹结构可以提高钢管与灌浆材料的粘合性，螺纹也可以采用其他形状，以提高钢管与灌浆材料的粘合性。
施工时，首先将带有预制孔的装配式板安装于装配式梁上，所述装配式梁的抗剪钢筋配合插入所述预制孔；然后，所述装配式板板安装完成后，向所述预制孔内浇灌高强灌浆料，并保湿养护。高强灌浆料的强度需要满足强度要求。
上面对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种装配式板梁界面减振抗剪连接构造，其特征在于，包括抗剪钢筋，所述抗剪钢筋外层包裹有弹性材料，所述抗剪钢筋上部为锚固直段，下部为底端螺旋段，所述抗剪钢筋顶端配设有螺母，所述抗剪钢筋下部预埋于装配式梁内；
装配式板板边设预制孔，用于配合插入所述抗剪钢筋，在所述预制孔周边，靠近所述板梁界面的装配式板板底，附加两个防混凝土割裂的第一抗拉筋，所述第一抗拉筋外层包裹有弹性材料，所述第一抗拉筋一端为180度弯折，另一端为设置成螺旋状，所述180度弯折部位环绕所述预制孔设置，所述两个第一抗拉筋呈 一定夹角布置；
在装配式梁顶的所述抗剪钢筋附近，附加防混凝土剪切割裂的第二抗拉筋，所述第二抗拉筋外层包裹有弹性材料；所述第二抗拉筋中部弯折，弯折部环绕所述抗剪钢筋，所述第二抗拉筋两端设为螺旋状；
在所述装配式梁顶与所述装配式板接触部分，其间设置有减振板，所述减振板内设有空心的圆柱形空间，所述圆柱形空间中心预留有上下贯通的通孔。
2.如权利要求1所述的装配式板梁界面减振抗剪连接构造，其特征在于，所述两个第一抗拉筋位于下侧的第一抗拉筋的下表面与所述装配式板板底表面平齐，所述第二抗拉筋的上表面与所述装配式梁顶表面平齐。
3.如权利要求1所述的装配式板梁界面减振抗剪连接构造，其特征在于，所述预制孔设置在所述装配式板板边，所述预制孔用于在所述装配式板安装后进行灌浆。
4.如权利要求1所述的装配式板梁界面减振抗剪连接构造，其特征在于，所述圆柱形空间为多个。
5.如权利要求1所述的装配式板梁界面减振抗剪连接构造，其特征在于，所述螺母还配设有弹性垫片。
6.如权利要求1所述的装配式板梁界面减振抗剪连接构造，其特征在于，所述减振板上下表面为四氟乙烯材料，中间包裹有弹性材料。
7.如权利要求6所述的装配式板梁界面减振抗剪连接构造，其特征在于，所述减振板的制备方法为：
首先，将所述用于中间包裹的弹性材料进行裁切，形成圆柱形通孔；
然后，将所述弹性材料上下表面粘结所述四氟乙烯材料，并在所述圆柱形通孔中心部位对应的上下四氟乙烯材料进行打孔，形成所述上下贯通的通孔。
8.如权利要求1所述的装配式板梁界面减振抗剪连接构造，其特征在于，所述装配式板板边的预制孔内设有钢管，所述钢管内径大于所述抗剪钢筋直径。
9.如权利要求8所述的装配式板梁界面减振抗剪连接构造，其特征在于，所述钢管内表面设有螺纹。
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