CN113389269A - 装配式混凝土梁柱节点及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种装配式混凝土梁柱节点及其施工方法，装配式混凝土梁柱节点，接型钢，所述连接型钢与所述预制柱的外侧面连接，所述连接型钢的型钢翼缘(40)与所述混凝土梁的纵筋(70)连接；所述连接型钢的中间区域的上翼缘向所述连接型钢的内部凹陷，所述连接型钢的中间区域的下翼缘向所述连接型钢的内部凹陷；所述连接型钢的后段部分与所述混凝土梁连接，所述连接型钢的后段部分为所述连接型钢位于其中间区域远离所述预制柱的一侧的型钢段。本发明提供的装配式混凝土梁柱节点，提高了抗震效果。

Description

装配式混凝土梁柱节点及其施工方法
技术领域
本发明涉及装配式建筑设备技术领域，特别涉及一种装配式混凝土梁柱节点及其施工方法。
背景技术
现场施工具有生产效率低、资源浪费率高、品质控制差、环境影响大等特点，为了提高生产效率和施工质量，降低环境污染，装配式建筑近年来得到了大力发展。
为了保证装配式建筑的整体受力性能，需要通过节点连接构件，以使其在荷载作用下共同受力。由于建筑结构受力机理复杂，节点处往往非单一受力状态，需要节点具有足够的强度和刚度。
现有的装配式混凝土构件中，并未很好的发挥梁本身的抗弯承载力，违背了在抗震设计中的“强节点弱构件”的设计原则。
因此，如何提高抗震效果，是本技术领域人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种装配式混凝土梁柱节点，以提高抗震效果。本发明还提供了一种装配式混凝土梁柱节点的施工方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种装配式混凝土梁柱节点，包括：
预制柱；
混凝土梁，所述混凝土梁内具有混凝土梁的纵筋；
连接型钢，所述连接型钢与所述预制柱的外侧面连接，所述连接型钢的型钢翼缘与所述混凝土梁的纵筋连接；所述连接型钢的中间区域的上翼缘向所述连接型钢的内部凹陷，所述连接型钢的中间区域的下翼缘向所述连接型钢的内部凹陷；所述连接型钢的后段部分与所述混凝土梁连接，所述连接型钢的后段部分为所述连接型钢位于其中间区域远离所述预制柱的一侧的型钢段。
可选地，上述装配式混凝土梁柱节点中，所述预制柱包括预制柱上柱及预制柱下柱；
所述预制柱上柱包括第一钢筋混凝土柱及第一箍板，所述第一箍板周向包围所述第一钢筋混凝土柱的下端；所述预制柱下柱包括第二钢筋混凝土柱及第二箍板，所述第二箍板周向包围所述第二钢筋混凝土柱的上端，所述第二箍板与所述第一箍板连接；
所述连接型钢与所述第一箍板及所述第二箍板的外侧面连接。
可选地，上述装配式混凝土梁柱节点中，所述第一箍板的内侧焊接第一环向加强板；
所述第二箍板的内侧焊接第二环向加强板。
可选地，上述装配式混凝土梁柱节点中，所述第一环向加强板与所述第二环向加强板之间具有用于定位及抗剪的内衬件；
或，所述第一箍板与所述第二箍板的内侧设置有竖向加劲肋。
可选地，上述装配式混凝土梁柱节点中，所述第二箍板及所述第一箍板的内侧面设置有多个栓钉。
可选地，上述装配式混凝土梁柱节点中，所述连接型钢的后段部分的上翼缘及所述连接型钢的后段部分的下翼缘设置有多个栓钉。
可选地，上述装配式混凝土梁柱节点中，还包括所述预制柱的外侧面连接的腹板连接板；
所述腹板连接板与所述连接型钢的型钢腹板连接。
可选地，上述装配式混凝土梁柱节点中，所述预制柱包括预制柱上柱及预制柱下柱；
所述腹板连接板朝向所述预制柱的一侧具有避让所述预制柱上柱的第一箍板及所述预制柱下柱的第二箍板的焊接连接处的避让开口。
本发明还提供了一种装配式混凝土梁柱节点的施工方法，应用如上述任一项所述的装配式混凝土梁柱节点，包括：
1)支模浇筑预制柱；
2)在所述预制柱的外侧面设置连接型钢，所述连接型钢的中间区域的上翼缘向所述连接型钢的内部凹陷，所述连接型钢的中间区域的下翼缘向所述连接型钢的内部凹陷；
3)将所述连接型钢的型钢翼缘与混凝土梁的纵筋连接，在所述连接型钢的后段部分外侧支模浇筑混凝土，形成混凝土梁；所述连接型钢的后段部分为所述连接型钢位于其中间区域远离所述预制柱上柱的一侧的型钢段。
可选地，上述装配式混凝土梁柱节点的施工方法中，所述步骤1)中，所述预制柱包括预制柱上柱及预制柱下柱，将所述预制柱上柱吊装至所述预制柱下柱上方，将所述预制柱上柱的第一箍板与所述预制柱下柱的第二箍板连接。
可选地，上述装配式混凝土梁柱节点的施工方法中，所述步骤1)中，所述预制柱上柱的第一箍板作为浇筑所述预制柱上柱的支模的一部分，所述第一箍板与所述第一钢筋混凝土柱固定连接；
所述预制柱下柱的第二箍板作为浇筑所述预制柱下柱的支模的一部分，所述第二箍板与所述第二钢筋混凝土柱固定连接。
可选地，上述装配式混凝土梁柱节点的施工方法中，所述步骤1)中，在所述第一箍板内设置第一环向加强板，布置所述预制柱上柱的纵筋和捆扎纵筋的箍筋，然后支模浇筑形成预制柱上柱；
在所述第二箍板内设置第二环向加强板，布置所述预制柱下柱的纵筋和捆扎纵筋的箍筋，然后支模浇筑形成预制柱下柱。
可选地，上述装配式混凝土梁柱节点的施工方法中，所述步骤2)中，所述连接型钢的后段部分的上翼缘及所述连接型钢的后段部分的下翼缘设置有多个栓钉。
可选地，上述装配式混凝土梁柱节点的施工方法中，所述步骤2)中，在所述预制柱的外侧面连接腹板连接板；
所述腹板连接板与所述连接型钢的型钢腹板连接。
从上述的技术方案可以看出，本发明提供的装配式混凝土梁柱节点，由于连接型钢的中间区域的上翼缘向连接型钢的内部凹陷，连接型钢的中间区域的下翼缘向连接型钢的内部凹陷，使得连接型钢的中间区域形成狗骨式削弱结构，并且，连接型钢的后段部分与混凝土梁连接，连接型钢的后段部分为连接型钢位于其中间区域远离预制柱的一侧的型钢段，满足了设计规范中的强柱弱梁原则，确保塑性铰在混凝土梁的梁端产生，使得削弱的端部在强震时先屈服耗能，上述连接型钢的中间区域形成的削弱段就是消能段，增强节点的消能能力，从而提高了抗震效果。
本发明还提供了一种装配式混凝土梁柱节点的施工方法，应用上述任一种装配式混凝土梁柱节点。由于上述装配式混凝土梁柱节点具有上述技术效果，本发明提供的装配式混凝土梁柱节点的施工方法也具有同样的技术效果，在此不再一一累述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的装配式混凝土梁柱节点的主视结构示意图；
图2为本发明实施例提供的装配式混凝土梁柱节点的俯视结构示意图。
具体实施方式
本发明公开了一种装配式混凝土梁柱节点，以提高抗震效果。本发明还提供了一种装配式混凝土梁柱节点的施工方法。
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1及图2所示，本发明实施例提供了一种装配式混凝土梁柱节点，包括：预制柱；混凝土梁，混凝土梁内具有混凝土梁的纵筋70；连接型钢，连接型钢与预制柱的外侧面连接，连接型钢的型钢翼缘40与混凝土梁的纵筋70连接；连接型钢的中间区域的上翼缘向连接型钢的内部凹陷，连接型钢的中间区域的下翼缘向连接型钢的内部凹陷；连接型钢的后段部分与混凝土梁连接，连接型钢的后段部分为连接型钢位于其中间区域远离预制柱的一侧的型钢段。
本发明实施例提供的装配式混凝土梁柱节点，由于连接型钢的中间区域的上翼缘向连接型钢的内部凹陷，连接型钢的中间区域的下翼缘向连接型钢的内部凹陷，使得连接型钢的中间区域形成狗骨式削弱结构，并且，连接型钢的后段部分与混凝土梁连接，连接型钢的后段部分为连接型钢位于其中间区域远离预制柱的一侧的型钢段，满足了设计规范中的强柱弱梁原则，确保塑性铰在混凝土梁的梁端产生，使得削弱的端部在强震时先屈服耗能，上述连接型钢的中间区域形成的削弱段就是消能段，增强节点的消能能力，从而提高了抗震效果。
连接型钢优选工字型钢。连接型钢的型钢翼缘40与混凝土梁的纵筋70优选焊接连接。
为了降低施工难度，预制柱包括预制柱上柱及预制柱下柱；预制柱上柱包括第一钢筋混凝土柱1及第一箍板2，所述第一箍板周向包围所述第一钢筋混凝土柱的下端；预制柱上柱包括第二钢筋混凝土柱10及设置于第二钢筋混凝土柱10上端具有第二箍板20，第二箍板20周向包围第二钢筋混凝土柱10的上端，第二箍板20与第一箍板2连接；连接型钢与第一箍板2及第二箍板20的外侧面连接。
本发明实施例提供的装配式混凝土梁柱节点，由于第一钢筋混凝土柱1下端具有第一箍板2，第二钢筋混凝土柱10上端具有第二箍板20，因此，可以将预制柱上柱及预制柱下柱在工厂内预先生产，无需现场浇筑预制柱上柱及预制柱下柱，省去了预制柱上柱及预制柱下柱的支模浇筑过程，提高了施工效率，降低了施工成本；在现场施工过程中，仅需将第二箍板20与第一箍板2连接，即可连接预制柱上柱及预制柱下柱，形成预制柱的组装；再将连接型钢与第二箍板20及第一箍板2的外侧面连接，使得连接型钢的型钢翼缘40与混凝土梁的纵筋70连接，然后在连接型钢与混凝土梁的纵筋70外支模并进行混凝土填充浇筑形成混凝土梁，确保了增强了梁柱节点处的连接强度和刚度，提高了结构可靠性。由于仅需浇筑混凝土梁，简化了施工流程，降低了施工难度。
可以理解的是，混凝土梁的加工过程中，利用箍筋捆扎混凝土梁的混凝土梁的纵筋70。优选地，第二箍板20与第一箍板2焊接连接。
预制柱上柱和预制柱下柱采用普通混凝土或高强混凝土浇筑，浇筑完成后依据混凝土施工要求对其进行养护。
为了提高强度，第一箍板2的内侧焊接第一环向加强板3；第二箍板20的内侧焊接第二环向加强板30。
第一环向加强板3与第二环向加强板30之间填充混凝土。填充混凝土可以在预制柱上柱与预制柱下柱连接完成后，也可以在预制柱上柱与预制柱下柱连接完成后之前，具体操作依据实际需求而定。
焊接第一箍板2与第二箍板20时，可以在第一环向加强板3与第二环向加强板30之间设置内衬件，内衬件兼作定位件和抗剪件，用于定位及抗剪。第一环向加强板3与第二环向加强板30之间具有用于定位及抗剪的内衬件。内衬件优选为内衬钢管。
第一箍板2与第二箍板20的内侧设置有竖向加劲肋。有效增强了梁柱节点的刚度和强度。
在保证足够的结构强度的前提下，若使用大量的型钢钢材来进行连接则显得不经济，而且会增加施工难度。为了在确保节点的连接性能的基础上节省钢材，可以适当消减型钢截面，采用变截面结构设计。
本实施例中，第二箍板20及第一箍板2的内侧面设置有多个栓钉。
为了提高连接强度，连接型钢的后段部分的上翼缘及连接型钢的后段部分的下翼缘设置有多个栓钉。
本发明实施例提供的装配式混凝土梁柱节点中，还包括第二箍板20及第一箍板2的外侧面连接的腹板连接板5；腹板连接板5与连接型钢的型钢腹板4连接。
优选地，通过高强螺栓7连接腹板连接板5与连接型钢的型钢腹板4。
在本实施例中，预制柱包括预制柱上柱及预制柱下柱；腹板连接板5朝向预制柱的一侧具有避让预制柱上柱的第一箍板2及预制柱下柱的第二箍板20的焊接连接处的避让开口。通过设置避让开口，有效避免了第一箍板2及第二箍板20的焊缝与腹板连接板5连接第一箍板2及第二箍板20的焊缝重叠，防止应力集中。
本实施例中，避让开口优选为半圆形孔洞，进一步防止应力集中。当然，也可以将避让开口设置为其他结构，如三角形或矩形缺口，在此不再一一累述且均在保护范围之内。
由于第二箍板20及第一箍板2与混凝土梁连接，因此，第二箍板20及第一箍板2的长度之和大于或等于混凝土梁的高度。为了加强第二箍板20及第一箍板2与预制柱的连接强度，第二箍板20及第一箍板2的内侧面可以设有若干个栓钉。优选地，栓钉沿预制柱的轴线方向均匀分布。
优选地，腹板连接板5的中部预留半圆形缺口，以避免腹板连接板5与第二箍板20及第一箍板2连接时出现焊缝交叉，避免应力集中的问题。
本发明实施例还提供了一种装配式混凝土梁柱节点的施工方法，应用如上述任一种装配式混凝土梁柱节点，包括：
S1：支模浇筑预制柱；
S2：在第二箍板20及第一箍板2的外侧面设置连接型钢，连接型钢的中间区域的上翼缘向连接型钢的内部凹陷，连接型钢的中间区域的下翼缘向连接型钢的内部凹陷；
S3：将连接型钢的型钢翼缘与混凝土梁的纵筋连接，在连接型钢的后段部分外侧支模浇筑混凝土，形成混凝土梁；连接型钢的后段部分为连接型钢位于其中间区域远离预制柱上柱的一侧的型钢段。
本发明实施例提供的装配式混凝土梁柱节点的施工方法，应用上述任一种装配式混凝土梁柱节点。由于上述装配式混凝土梁柱节点具有上述技术效果，本发明实施例提供的装配式混凝土梁柱节点的施工方法也具有同样的技术效果，在此不再一一累述。
为了降低施工难度，步骤S1中，预制柱包括预制柱上柱及预制柱下柱，将预制柱上柱吊装至预制柱下柱上方，将预制柱上柱的第一箍板2与预制柱下柱的第二箍板20连接。
其中，混凝土梁的纵筋70的端部与第一箍板2及第二箍板20上的连接型钢连接，根据混凝土梁的设计强度要求设置箍筋捆扎绑扎并固定纵筋；箍筋设置完成后，根据混凝土梁的设计尺寸支模，浇筑混凝土梁。现浇混凝土的浇筑面积量由混凝土梁的高度以及混凝土梁的纵筋70凸出混凝土梁的端面的长度等因素决定。
其中，连接型钢与混凝土梁的混凝土梁的纵筋70搭接，即连接型钢与混凝土梁的纵筋存在重合部分，二者重合部分的具体长度参考现有施工规定规范关于锚固长度的要求计算确定
步骤S1中，当预制柱上柱与预制柱下柱之间的间隙较大时，可以在预制柱上柱的下端面与预制柱下柱上端面之间浇筑混凝土填充。
进一步地，步骤S1中，在第一箍板2内设置第一环向加强板3，布置预制柱上柱的纵筋和捆扎纵筋的箍筋，然后支模浇筑形成预制柱上柱；在第二箍板20内设置第二环向加强板30，布置预制柱下柱的纵筋和捆扎纵筋的箍筋，然后支模浇筑形成预制柱下柱。
并且，第一环向加强板3及第二环向加强板30提供了预制柱的支模边界；
第一钢筋混凝土柱1下端与第一环向加强板3对齐，第二钢筋混凝土柱10的下端与第二环向加强板30对齐。
上述第一环向加强板3及第二环向加强板30也可替换为对拉锚筋等具有相似功能的结构。第一环向加强板3及第二环向加强板30的数量可以为一个，可以为多个；第一环向加强板3及第二环向加强板30可以焊接于箍板(第一箍板2及第二箍板20)的端部，也可以焊接于箍板的中段。
更进一步地，步骤S1中，预制柱上柱的第一箍板2作为浇筑预制柱上柱的支模的一部分，第一箍板2与第一钢筋混凝土柱1固定连接；预制柱下柱的第二箍板20作为浇筑预制柱下柱的支模的一部分，第二箍板20与第二钢筋混凝土柱10固定连接。
进一步地，步骤S2中，连接型钢的后段部分的上翼缘及连接型钢的后段部分的下翼缘设置有多个栓钉。加强了连接型钢与混凝土梁的连接的性能。
优选地，步骤S2中，在预制柱(第二箍板20及第一箍板2)的外侧面连接腹板连接板5；腹板连接板5与连接型钢的型钢腹板4连接。
通过高强螺栓7连接腹板连接板5与连接型钢的型钢腹板4。
优选地，连接型钢以及混凝土柱靠近连接型钢的端部(节点)的箍筋加密布置。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (14)

1.一种装配式混凝土梁柱节点，其特征在于，包括：
预制柱；
混凝土梁，所述混凝土梁内具有混凝土梁的纵筋(70)；
连接型钢，所述连接型钢与所述预制柱的外侧面连接，所述连接型钢的型钢翼缘(40)与所述混凝土梁的纵筋(70)连接；所述连接型钢的中间区域的上翼缘向所述连接型钢的内部凹陷，所述连接型钢的中间区域的下翼缘向所述连接型钢的内部凹陷；所述连接型钢的后段部分与所述混凝土梁连接，所述连接型钢的后段部分为所述连接型钢位于其中间区域远离所述预制柱的一侧的型钢段。
2.如权利要求1所述的装配式混凝土梁柱节点，其特征在于，所述预制柱包括预制柱上柱及预制柱下柱；
所述预制柱上柱包括第一钢筋混凝土柱(1)及第一箍板(2)，所述第一箍板(2)周向包围所述第一钢筋混凝土柱(1)的下端；所述预制柱下柱包括第二钢筋混凝土柱(10)及第二箍板(20)，所述第二箍板(20)周向包围所述第二钢筋混凝土柱(10)的上端，所述第二箍板(20)与所述第一箍板(2)连接；
所述连接型钢与所述第一箍板(2)及所述第二箍板(20)的外侧面连接。
3.如权利要求2所述的装配式混凝土梁柱节点，其特征在于，所述第一箍板(2)的内侧焊接第一环向加强板(3)；
所述第二箍板(20)的内侧焊接第二环向加强板(30)。
4.如权利要求3所述的装配式混凝土梁柱节点，其特征在于，所述第一环向加强板(3)与所述第二环向加强板(30)之间具有用于定位及抗剪的内衬件；
或，所述第一箍板(2)与所述第二箍板(20)的内侧设置有竖向加劲肋。
5.如权利要求2所述的装配式混凝土梁柱节点，其特征在于，所述第二箍板(20)及所述第一箍板(2)的内侧面设置有多个栓钉。
6.如权利要求1所述的装配式混凝土梁柱节点，其特征在于，所述连接型钢的后段部分的上翼缘及所述连接型钢的后段部分的下翼缘设置有多个栓钉。
7.如权利要求1-6任一项所述的装配式混凝土梁柱节点，其特征在于，还包括所述预制柱的外侧面连接的腹板连接板(5)；
所述腹板连接板(5)与所述连接型钢的型钢腹板(4)连接。
8.如权利要求7所述的装配式混凝土梁柱节点，其特征在于，所述预制柱包括预制柱上柱及预制柱下柱；
所述腹板连接板(5)朝向所述预制柱的一侧具有避让所述预制柱上柱的第一箍板(2)及所述预制柱下柱的第二箍板(20)的焊接连接处的避让开口。
9.一种装配式混凝土梁柱节点的施工方法，其特征在于，应用如权利要求1-8任一项所述的装配式混凝土梁柱节点，包括：
1)支模浇筑预制柱；
2)在所述预制柱的外侧面设置连接型钢，所述连接型钢的中间区域的上翼缘向所述连接型钢的内部凹陷，所述连接型钢的中间区域的下翼缘向所述连接型钢的内部凹陷；
3)将所述连接型钢的型钢翼缘与混凝土梁的纵筋连接，在所述连接型钢的后段部分外侧支模浇筑混凝土，形成混凝土梁；所述连接型钢的后段部分为所述连接型钢位于其中间区域远离所述预制柱上柱的一侧的型钢段。
10.如权利要求9所述的装配式混凝土梁柱节点的施工方法，其特征在于，所述步骤1)中，所述预制柱包括预制柱上柱及预制柱下柱，将所述预制柱上柱吊装至所述预制柱下柱上方，将所述预制柱上柱的第一箍板(2)与所述预制柱下柱的第二箍板(20)连接。
11.如权利要求10所述的装配式混凝土梁柱节点的施工方法，其特征在于，所述步骤1)中，所述预制柱上柱的第一箍板(2)作为浇筑所述预制柱上柱的支模的一部分，所述第一箍板(2)与所述第一钢筋混凝土柱(1)固定连接；
所述预制柱下柱的第二箍板(20)作为浇筑所述预制柱下柱的支模的一部分，所述第二箍板(20)与所述第二钢筋混凝土柱(10)固定连接。
12.如权利要求10所述的装配式混凝土梁柱节点的施工方法，其特征在于，所述步骤1)中，在所述第一箍板(2)内设置第一环向加强板(3)，布置所述预制柱上柱的纵筋和捆扎纵筋的箍筋，然后支模浇筑形成预制柱上柱；
在所述第二箍板(20)内设置第二环向加强板(30)，布置所述预制柱下柱的纵筋和捆扎纵筋的箍筋，然后支模浇筑形成预制柱下柱。
13.如权利要求9所述的装配式混凝土梁柱节点的施工方法，其特征在于，所述步骤2)中，所述连接型钢的后段部分的上翼缘及所述连接型钢的后段部分的下翼缘设置有多个栓钉。
14.如权利要求9-13任一项所述的装配式混凝土梁柱节点的施工方法，其特征在于，所述步骤2)中，在所述预制柱的外侧面连接腹板连接板(5)；
所述腹板连接板(5)与所述连接型钢的型钢腹板(4)连接。
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