CN113502973B - 一种纵肋空心墙板的螺旋箍筋吊环连接节点的设计施工方法 - Google Patents

一种纵肋空心墙板的螺旋箍筋吊环连接节点的设计施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明的纵肋空心墙板的螺旋箍筋吊环连接节点的设计施工方法属于建筑结构领域，该螺旋箍筋吊环连接节点包括钢筋吊环、约束箍筋和网片连接钢筋。该螺旋箍筋吊环连接节点能有效提高吊点连接节点混凝土锚固、抗劈裂能力，提高节点安全储备，提升预制墙体与钢筋吊环连接节点的整体受力性能。该钢筋吊环连接节点受力合理、加工方便，安装快捷，成本较低。可实现在具有贯通空腔的纵肋空心预制墙板中设置吊点，减轻纵肋空心预制墙板的自重，减小墙板的尺寸，提高安装效率。

Description

一种纵肋空心墙板的螺旋箍筋吊环连接节点的设计施工方法
技术领域
本发明属于建筑结构领域，具体为一种纵肋空心墙板的螺旋箍筋吊环连接节点的设计施工方法。
背景技术
为满足脱模、翻转、吊运、安装等生产、施工环节需求，纵肋空心墙板需要设置吊点。目前预制墙体常用吊点主要包括三类：(1)预埋吊环吊点，如工具类吊环、钢筋吊环；(2)预埋吊钉吊点；(3)预留孔穿心吊点。常用吊点需要较大的纵肋面积，因此，纵肋空心墙板通常设置成上部小空腔下部大空腔的形式。但是这种形式的纵肋空心墙板自重较大，预制墙体尺寸较小，安装时需要更多数量的纵肋空心墙板，吊装效率较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纵肋空心墙板的螺旋箍筋吊环连接节点的设计施工方法，以解决现有的纵肋空心墙板自重较大，预制墙体尺寸较小，安装时需要更多数量的纵肋空心墙板，吊装效率较低的技术问题。
为此，本发明提供一种纵肋空心墙板的螺旋箍筋吊环连接节点，包括：
钢筋吊环，沿预制墙板的厚度方向设置在墙板纵肋中，并且钢筋吊环的顶部伸出预制墙板外；
约束箍筋，为螺旋箍筋，所述约束箍筋围绕钢筋吊环设置在预制墙板上部；
网片连接钢筋，垂直预制墙板厚度方向对称设置在钢筋吊环的下部外侧并与墙板钢筋网片连接。
优选地，所述网片连接钢筋呈U形，包括两个限位钢筋和连接在限位钢筋的端部之间的连接钢筋，所述限位钢筋的中部向墙板纵肋的内部弯折并与钢筋吊环接触，所述限位钢筋的两端均与墙板钢筋网片连接。
优选地，所述限位钢筋的中部内侧连接有两根吊环定位钢筋，所述吊环定位钢筋沿预制墙板的厚度方向设置，两根吊环定位钢筋和限位钢筋之间形成与钢筋吊环配合的定位槽。
优选地，还包括约束箍筋连接筋，所述约束箍筋连接筋连接在约束箍筋和墙板钢筋网片之间。
优选地，所述约束箍筋连接筋呈倒U形，所述约束箍筋连接筋的一条竖向钢筋与约束箍筋连接，约束箍筋连接筋的另一条竖向钢筋与对侧的墙板钢筋网片连接，约束箍筋连接筋的水平钢筋与钢筋吊环连接。
优选地，所述约束箍筋的外侧间隔连接有约束箍筋竖向附加筋。
另外，本发明还提供一种纵肋空心墙板，包括墙板纵肋和墙板空腔，所述墙板空腔为贯通空腔，还包括如上所述的纵肋空心墙板的螺旋箍筋吊环连接节点。
另外，本发明还提供一种如上所述的纵肋空心墙板的螺旋箍筋吊环连接节点的设计施工方法，包括以下步骤：
S1、根据预制墙板的体积V、混凝土材料密度ρ和空腔率rV，计算预制墙板自重标准值Gmk＝ρV(1-rV)，并根据式(1)计算考虑脱模吸附、动力增大效应和安全冗余度的荷载增大系数K；
Figure GDA0003454250820000021
式(1)中ψdy、ψdy1、ψdy2分别为非脱模工况动力增大系数、脱模工况动力增大系数1、脱模工况动力增大系数2，qad为脱模吸附力，Am为构件脱模面积；
S2、将钢筋吊环连接节点当成铰支座，按照梁模型并考虑荷载增大系数计算各支反力并求和，得出钢筋吊环的受力总荷载Fk；
S3、设计约束箍筋的强度设计值fjy、面积Aj、直径dj和约束箍筋的相邻箍筋之间的间距s；
S4、根据式(3)和(4)计算钢筋吊环的粘结锚固强度τu(单位MPa)和基本锚固长度lab；
Figure GDA0003454250820000022
Figure GDA0003454250820000023
取3.0
Figure GDA0003454250820000024
Figure GDA0003454250820000025
式中c为墙体的钢筋保护层厚度，fc为墙体的混凝土抗压强度设计值，d为钢筋吊环的直径，Aj为约束箍筋的面积，fjy为约束箍筋的强度设计值，fy为钢筋吊环的屈服强度设计值，s为约束箍筋的相邻箍筋之间的间距；
S5、根据式(5)计算钢筋吊环(1)的锚固长度la；
la＝ζalab≥llimit
Figure GDA0003454250820000031
式中llimit为不考虑约束箍筋效益的最小限值；
S6、确定钢筋吊环的构造：根据式(6)确定钢筋吊环的外露高度ho、最大宽度b、最大高度h、环形端部内径Dmin；
max(60mm,4d)≤ho≤70mm
max(60mm,3d)+2d≤b≤tw-7d (6)
式中tw为预制墙板的厚度，h＝ho+la+50mm，Dmin≥2.5d；
S7、根据式(7)计算连接节点处受拉状态下纵肋混凝土锥形体破坏强度Nrib；
Figure GDA0003454250820000032
Aric＝πla 2+2lab (7)
式中Aria、Aric分别为连接节点处受拉状态下纵肋混凝土锥形体破坏面在考虑边距影响情况下的实际投影面积和不考虑边距影响情况的计算投影面积，ft为混凝土抗拉强度设计值；
S8、判断是否满足Nrib≥Fk/n，其中n为钢筋吊环(1)的个数，如果满足条件进行下一步，如果不满足，返回S3-S7，重新确定钢筋吊环的锚固长度la，直至满足条件；
S9、确定约束箍筋竖向附加筋的构造和直径；
S10、按照式(9)确定约束箍筋竖向附加筋伸出约束箍筋的长度lad，并在约束箍筋竖向附加筋的底端设置端锚板；
Figure GDA0003454250820000033
fad为约束箍筋竖向附加筋9的屈服强度设计值，dad为约束箍筋竖向附加筋(9)的直径；
S11、按照设计位置，将约束箍筋连接筋的水平钢筋与钢筋吊环绑扎；将约束箍筋与约束箍筋竖向附加筋焊接或绑扎成型；
S12、将约束箍筋按照从钢筋吊环底部到顶部的方向放置，直至约束箍筋顶部与约束箍筋连接筋的水平钢筋底部接触，约束箍筋侧面内侧与约束箍筋连接筋的竖向钢筋外侧接触，然后将约束箍筋侧面与约束箍筋连接筋的竖向钢筋绑扎，形成整体结构；
S13、将靠近底模一侧的网片连接钢筋定位放置在钢筋吊环的底部，再将网片连接钢筋与相应侧墙板钢筋网片绑扎；
S14、将钢筋吊环、约束箍筋、约束箍筋连接筋和约束箍筋竖向附加筋形成的整体结构按照从墙体底部到顶部的方向放置，且使钢筋吊环穿过吊环定位钢筋和限位钢筋之间形成的定位槽，将钢筋吊环与网片连接钢筋绑扎，将约束箍筋连接筋与对应位置的墙板钢筋网片绑扎；
S15、将另一侧的网片连接钢筋定位放置在钢筋吊环的底部，且使钢筋吊环穿过吊环定位钢筋和限位钢筋之间形成的定位槽，再与相应侧的墙板钢筋网片和钢筋吊环绑扎连接，螺旋箍筋吊环连接节点的各组件安装完成；
S16、浇筑混凝土、收面、养护、脱模成型，最终形在预制墙体顶部形成螺旋箍筋吊环连接节点。
优选地，S4中钢筋吊环的直径d的确定方法为：根据式(2)计算钢筋吊环的单肢截面面积Ar，进而确定钢筋吊环的直径d；
Figure GDA0003454250820000041
式中n取值：两点吊装取2，四点吊装取3；fy为钢筋吊环的屈服强度设计值。
优选地，S9中约束箍筋竖向附加筋的直径的确定方法为：根据式(8)确定约束箍筋竖向附加筋的面积Aad和直径dad；
Figure GDA0003454250820000042
式中：fad为约束箍筋竖向附加筋的屈服强度设计值，m为约束箍筋竖向附加筋的根数，4根布置时取4，2Nrib是考虑了增大1倍的安全储备。
与现有技术相比，本发明的特点和有益效果为：
(1)本发明的螺旋箍筋吊环连接节点采用约束箍筋局部加强，能有效提高吊点连接节点混凝土锚固、抗劈裂能力，提高节点安全储备。约束箍筋外侧间隔连接约束箍筋竖向附加筋，可有效提高吊点抗混凝土椎体破坏的承载力，提高安全储备。并采用约束箍筋连接筋连接钢筋吊环、约束箍筋和墙板钢筋网片，使钢筋吊环、约束箍筋和墙板钢筋网片成为整体。采用网片连接钢筋将钢筋吊环底部和墙板钢筋网片有效定位并连接，提升预制墙体与钢筋吊环连接节点的整体受力性能。该钢筋吊环连接节点受力合理、加工方便，安装快捷，成本较低。
(2)本发明的螺旋箍筋吊环连接节点可实现在具有贯通空腔的纵肋空心预制墙板中设置吊点，减轻纵肋空心预制墙板的自重，减小墙板的尺寸，提高安装效率。
附图说明
图1为螺旋箍筋吊环连接节点示意图。
图2为图1中A-A剖面示意图。
图3为图1中B-B剖面示意图。
图4为图1中C-C剖面示意图。
图5为网片连接钢筋的示意图。
图6为约束箍筋与约束箍筋竖向附加筋的连接示意图。
图7为图6中D-D剖面示意图。
附图标注：1-钢筋吊环、2-网片连接钢筋、21-限位钢筋、22-连接钢筋、23-吊环定位钢筋、3-墙板钢筋网片、4-墙板纵肋、5-约束箍筋连接筋、6-约束箍筋、7-吊环钩部、8-墙板空腔、9-约束箍筋竖向附加筋。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创新特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步说明。
在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-7所示为一种纵肋空心墙板及其螺旋箍筋吊环连接节点，该贯通空腔型纵肋空心墙板包括墙板纵肋4和墙板空腔8，墙板空腔8为贯通空腔。该贯通空腔型纵肋空心墙板的钢筋吊环连接节点包括钢筋吊环1、约束箍筋6、约束箍筋连接筋5和约束箍筋竖向附加筋9。
钢筋吊环1沿预制墙板的厚度方向设置在墙板纵肋4中，并且钢筋吊环1的顶部伸出预制墙板外。钢筋吊环1呈倒U形，钢筋吊环1的底部朝墙板纵肋4内部弯折形成吊环钩部7，提高钢筋吊环1与混凝土锚固性能。吊环钩部7采用向墙板纵肋4内部设置的方式，避免削弱该处保护层厚度。钢筋吊环1采用HPB300钢筋。吊环钩部7为180°弯钩，吊环钩部7的环内径为2.5d，平直段3d。钢筋吊环1的外露长度宜为60mm-70mm，既能方便吊扣放置，又能降低斜向拉力产生的端部附加弯矩。
约束箍筋6为螺旋箍筋，约束箍筋6围绕钢筋吊环1设置在预制墙板上部。约束箍筋6的外侧间隔连接有约束箍筋竖向附加筋9，约束箍筋竖向附加筋9的底端连接有端锚板。约束箍筋竖向附加筋9的底部低于约束箍筋6的底部。约束箍筋竖向附加筋9可有效提高吊点抗混凝土椎体破坏的承载力，提高安全储备。约束箍筋6与吊点处混凝土形成约束效应，提高了强度，可有效避免墙体翻转、吊运时吊点处劈裂破坏。约束箍筋6的高度不小于预制墙板的厚度，约束箍筋6的外径比墙板纵肋4的宽度小30mm。约束箍筋6的顶部位于预制墙板顶部下方20mm处。约束箍筋6的相邻箍筋之间的间距为40mm-60mm。约束箍筋竖向附加筋9的数量优选为四根。
约束箍筋连接筋5连接在约束箍筋6和墙板钢筋网片3之间。约束箍筋连接筋5将钢筋吊环1、约束箍筋6和墙板钢筋网片3连接成为整体。
约束箍筋连接筋5呈倒U形，约束箍筋连接筋5的一条竖向钢筋与约束箍筋6连接，约束箍筋连接筋5的另一条竖向钢筋与对侧的墙板钢筋网片3连接，约束箍筋连接筋5的水平钢筋与钢筋吊环1连接。
该钢筋吊环连接节点还包括网片连接钢筋2，网片连接钢筋2垂直预制墙板厚度方向对称设置在钢筋吊环1的下部外侧并与墙板钢筋网片3连接。网片连接钢筋2呈U形，包括两个限位钢筋21和连接在限位钢筋21的端部之间的连接钢筋22，限位钢筋21的中部向墙板纵肋4的内部弯折并与钢筋吊环1接触，限位钢筋21的两端均与墙板钢筋网片3连接。限位钢筋21的中部内侧连接有两根吊环定位钢筋23，吊环定位钢筋23沿预制墙板的厚度方向设置，两根吊环定位钢筋23和限位钢筋21之间形成与钢筋吊环1配合的定位槽。网片连接钢筋2采用有高差的U形钢筋，并设置吊环定位钢筋23连接钢筋吊环1和墙板钢筋网片3，提升预制墙体和钢筋吊环连接节点的整体受力性能，并与约束箍筋连接筋5联合作用，起定位、支撑钢筋吊环1和约束箍筋6的作用。
上述纵肋空心墙板及其螺旋箍筋吊环连接节点的设计施工方法为：
S1、根据预制墙板的体积V、混凝土材料密度ρ和空腔率rV，计算预制墙板自重标准值Gmk＝ρV(1-rV)，并根据荷载工况、构件类型、模板类型等参数，按照式(1)计算考虑脱模吸附、动力增大效应和安全冗余度的荷载增大系数K；
Figure GDA0003454250820000071
式(1)中ψdy、ψdy1、ψdy2分别为非脱模工况动力增大系数、脱模工况动力增大系数1、脱模工况动力增大系数2，qad为脱模吸附力，Am为构件脱模面积。各参数按照表1取值。
表1.各种模板的参数对照表
Figure GDA0003454250820000072
Figure GDA0003454250820000081
S2、根据S1中确定的墙板自重标准值Gmk和荷载增大系数K，将钢筋吊环连接节点当成铰支座，按照梁模型并考虑荷载增大系数计算各支反力并求和，得出钢筋吊环1的受力总荷载Fk。
S3、设计约束箍筋6的强度设计值fjy、面积Aj、直径dj和相邻箍筋之间的间距s。约束箍筋6的外径比墙板纵肋4的宽度小30mm，约束箍筋6的顶部位于预制墙板顶部下方20mm处。
S4、根据式(3)和(4)计算钢筋吊环1的粘结锚固强度τu(单位MPa)和基本锚固长度lab；
Figure GDA0003454250820000082
Figure GDA0003454250820000083
取3.0
Figure GDA0003454250820000084
Figure GDA0003454250820000085
式中c为墙体的钢筋保护层厚度，fc为墙体的混凝土抗压强度设计值，d为钢筋吊环1的直径，Aj为约束箍筋6的面积，fjy为约束箍筋6的强度设计值，fy为钢筋吊环1的屈服强度设计值，s为约束箍筋6的相邻箍筋之间的间距。
钢筋吊环1的直径d的确定方法为：采用HPB300、HPB235钢筋和钢筋吊环1受力相同的原则，确定钢筋吊环1的个数n，根据式(2)计算钢筋吊环1的单肢截面面积Ar，进而确定钢筋吊环1的直径d；
Figure GDA0003454250820000086
式中n取值：两点吊装取2，四点吊装取3；fy为钢筋吊环1的屈服强度设计值。
S5、根据式(5)计算钢筋吊环1的锚固长度la；
la＝ζalab≥llimit
Figure GDA0003454250820000091
式中llimit为不考虑约束箍筋效益的最小限值。
S6、确定钢筋吊环1的构造：根据式(6)确定钢筋吊环1的外露高度ho、最大宽度b、最大高度h、环形端部内径Dmin；
max(60mm,4d)≤ho≤70mm
max(60mm,3d)+2d≤b≤tw-7d (6)
式中tw为预制墙板的厚度，h＝ho+la+50mm，Dmin≥2.5d。
S7、根据式(7)计算连接节点处受拉状态下纵肋混凝土锥形体破坏强度Nrib；
Figure GDA0003454250820000092
Aric＝πla 2+2lab (7)
式中Aria、Aric分别为连接节点处受拉状态下纵肋混凝土锥形体破坏面在考虑边距影响情况下的实际投影面积和不考虑边距影响情况的计算投影面积，ft为混凝土抗拉强度设计值。
S8、判断是否满足Nrib≥Fk/n，其中n为钢筋吊环(1)的个数，如果满足条件进行下一步，如果不满足，返回S3-S7，重新确定钢筋吊环1的锚固长度la，直至满足条件。
S9、确定约束箍筋竖向附加筋9的构造和直径。约束箍筋竖向附加筋9的直径的确定方法为：根据式(8)确定约束箍筋竖向附加筋9的面积Aad和直径dad；
Figure GDA0003454250820000093
式中：fad为约束箍筋竖向附加筋9的屈服强度设计值；m为约束箍筋竖向附加筋9的根数，4根布置时m为4；2Nrib是考虑了增大1倍的安全储备。
S10、按照式(9)确定约束箍筋竖向附加筋9伸出约束箍筋6的长度lad，并在约束箍筋竖向附加筋9的底端设置端锚板；
Figure GDA0003454250820000094
fad为约束箍筋竖向附加筋9的屈服强度设计值，dad为约束箍筋竖向附加筋(9)的直径。
S11、按照设计位置，将约束箍筋连接筋5的水平钢筋与钢筋吊环1两点绑扎；将约束箍筋6与约束箍筋竖向附加筋9焊接或绑扎成型，每根约束箍筋竖向附加筋9与约束箍筋6的连接点不少于2个。
S12、将约束箍筋6按照从钢筋吊环1底部到顶部的方向放置，直至约束箍筋6顶部与约束箍筋连接筋5的水平钢筋底部接触，约束箍筋6侧面内侧与约束箍筋连接筋5的竖向钢筋外侧接触，然后将约束箍筋6侧面与约束箍筋连接筋5的竖向钢筋两点绑扎，形成整体结构。
S13、将靠近底模一侧的网片连接钢筋2定位放置在钢筋吊环1的底部。具体地，网片连接钢筋2的底部与钢筋吊环1的底部平齐，并且网片连接钢筋2沿预制墙板的长度方向设置在钢筋吊环1的两侧。再将网片连接钢筋2与相应侧墙板钢筋网片3中的竖向钢筋绑扎。
S14、将钢筋吊环1、约束箍筋6、约束箍筋连接筋5和约束箍筋竖向附加筋9形成的整体结构按照从墙体底部到顶部的方向放置，且使钢筋吊环1穿过吊环定位钢筋23和限位钢筋21之间形成的定位槽，将钢筋吊环1与网片连接钢筋2两点绑扎，将约束箍筋连接筋5与对应位置的墙板钢筋网片3的水平钢筋绑扎。
S15、将另一侧的网片连接钢筋2定位放置在钢筋吊环1的底部，且使钢筋吊环1穿过吊环定位钢筋23和限位钢筋21之间形成的定位槽，再与相应侧的墙板钢筋网片3的竖向钢筋和钢筋吊环1绑扎连接，螺旋箍筋吊环连接节点的各组件安装完成。
S16、浇筑混凝土、收面、养护、脱模成型，最终形在预制墙体顶部形成螺旋箍筋吊环连接节点。
具体以某纵肋空心墙板为例，纵肋空心墙板集合尺寸：墙长lw＝5.4m，墙高hw＝2.7m，墙厚tw＝0.2m，采用贯通空腔，空腔率为35.7％；采用钢模平模生产，不带斜槽和饰面，脱模面积为5.4x2.7＝14.58m2；采用C40混凝土，抗压强度设计值fc＝19.1Mpa。预制墙体钢筋保护层厚度c为15mm，设置螺旋箍筋吊环连接节点处纵肋最小宽度brib为150mm。混凝土材料密度ρ＝25kN/m3。HPB300钢筋的屈服强度设计值fy＝300Mpa，HRB400钢筋的屈服强度设计值fy＝360Mpa。
S1、根据预制墙板的体积V，混凝土材料密度ρ，空腔率rV，计算墙板自重标准值Gmk＝47kN；根据计算判断，非脱模吊运工况下钢筋吊环受力最大，故按照式(1)计算荷载增大系数K＝4.5。
S2、根据S1确定的墙板自重标准值Gmk、荷载增大系数K，计算考荷载增大效应的钢筋吊环1的受力总荷载Fk＝70kN。
S3、钢筋吊环1采用2个对称布置，按照式(2)计算钢筋吊环1的钢筋单肢截面面积Ar＝175.7mm2，进而确定钢筋吊环1采用φ16钢筋(d＝16mm)。
约束箍筋6采用HRB400的φ8钢筋，间距s为50mm，确定约束箍筋6的屈服强度设计值fjy＝360MPa，抗压强度设计值fc＝19.1Mpa，约束箍筋6截面面积Aj＝50mm2。
S4、根据式(3)和(4)计算钢筋吊环1的粘结锚固强度τu＝3.22MPa，基本锚固长度lab满足lab/d＝23.22，最终lab取380mm。
S5、根据式(5)计算钢筋吊环1的锚固长度la＝lab＝380mm，满足《混凝土结构设计规范》GB50010-2010规定的最小限值llimit＝(20d，200mm)。
S6、根据式(6)确定钢筋吊环1的外露高度ho＝70mm，最大宽度b＝90mm；最大高度(算至端部外表面)h＝500mm；环形端部内径Dmin＝60mm。
S7、根据式(7)计算连接节点处受拉状态下纵肋混凝土锥形体破坏强度Nrib＝40.1kN，其中实际投影面积Aric按照偏保守的取tw×brib＝150mm×200mm。
S8、判断纵肋混凝土锥形体破坏强度(Nrib＝40.1kN)＞(Fk/n＝70/2＝35kN)，满足判别条件，进入下一步。
S9、按照式(8)确定约束箍筋竖向附加筋9的面积Aad＝69.61mm2，最终采用HRB400的φ10钢筋(直径dad＝10mm)。
S10、按照式(9)确定约束箍筋竖向附加筋9伸出约束箍筋6的长度lad＝16dad小于《混凝土结构设计规范》GB50010-2010规定的最小限值llimit＝200mm，最终取200mm，并在约束箍筋竖向附加筋9的底端设置端锚板。
以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种纵肋空心墙板的螺旋箍筋吊环连接节点的设计施工方法，其特征在于，该纵肋空心墙板的螺旋箍筋吊环连接节点包括：
钢筋吊环(1)，沿预制墙板的厚度方向设置在墙板纵肋(4)中，并且钢筋吊环(1)的顶部伸出预制墙板外；
约束箍筋(6)，为螺旋箍筋，所述约束箍筋(6)围绕钢筋吊环(1)设置在预制墙板上部；
网片连接钢筋(2)，垂直预制墙板厚度方向对称设置在钢筋吊环(1)的下部外侧并与墙板钢筋网片(3)连接；
该设计施工方法包括以下步骤：
S1、根据预制墙板的体积V、混凝土材料密度ρ和空腔率rV，计算预制墙板自重标准值Gmk＝ρV(1-rV)，并根据式(1)计算考虑脱模吸附、动力增大效应和安全冗余度的荷载增大系数K；
Figure FDA0003454250810000011
式(1)中ψdy、ψdy1、ψdy2分别为非脱模工况动力增大系数、脱模工况动力增大系数1、脱模工况动力增大系数2，qad为脱模吸附力，Am为构件脱模面积；
S2、将钢筋吊环连接节点当成铰支座，按照梁模型并考虑荷载增大系数计算各支反力并求和，得出钢筋吊环(1)的受力总荷载Fk；
S3、设计约束箍筋(6)的强度设计值fjy、面积Aj、直径dj和相邻箍筋之间的间距s；
S4、根据式(3)和(4)计算钢筋吊环(1)的粘结锚固强度τu和基本锚固长度lab；
Figure FDA0003454250810000012
Figure FDA0003454250810000013
式中c为墙体的钢筋保护层厚度，fc为墙体的混凝土抗压强度设计值，d为钢筋吊环(1)的直径，Aj为约束箍筋(6)的面积，fjy为约束箍筋(6)的强度设计值，fy为钢筋吊环(1)的屈服强度设计值，s为约束箍筋(6)的相邻箍筋之间的间距；
S5、根据式(5)计算钢筋吊环(1)的锚固长度la；
la＝ζalab≥llimit
Figure FDA0003454250810000021
式中llimit为不考虑约束箍筋效益的最小限值；
S6、确定钢筋吊环(1)的构造：根据式(6)确定钢筋吊环(1)的外露高度ho、最大宽度b、最大高度h、环形端部内径Dmin；
Figure FDA0003454250810000022
式中tw为预制墙板的厚度，h＝ho+la+50mm，Dmin≥2.5d；
S7、根据式(7)计算连接节点处受拉状态下纵肋混凝土锥形体破坏强度Nrib；
Figure FDA0003454250810000023
式中Aria、Aric分别为连接节点处受拉状态下纵肋混凝土锥形体破坏面在考虑边距影响情况下的实际投影面积和不考虑边距影响情况的计算投影面积，ft为混凝土抗拉强度设计值；
S8、判断是否满足Nrib≥Fk/n，其中n为钢筋吊环(1)的个数，如果满足条件进行下一步，如果不满足，返回S3-S7，重新确定钢筋吊环(1)的锚固长度la，直至满足条件；
S9、确定约束箍筋竖向附加筋(9)的构造和直径；
S10、按照式(9)确定约束箍筋竖向附加筋(9)伸出约束箍筋(6)的长度lad，并在约束箍筋竖向附加筋(9)的底端设置端锚板；
Figure FDA0003454250810000024
fad为约束箍筋竖向附加筋9的屈服强度设计值，dad为约束箍筋竖向附加筋(9)的直径；
S11、按照设计位置，将约束箍筋连接筋(5)的水平钢筋与钢筋吊环(1)绑扎；将约束箍筋(6)与约束箍筋竖向附加筋(9)焊接或绑扎成型；
S12、将约束箍筋(6)按照从钢筋吊环(1)底部到顶部的方向放置，直至约束箍筋(6)顶部与约束箍筋连接筋(5)的水平钢筋底部接触，约束箍筋(6)侧面内侧与约束箍筋连接筋(5)的竖向钢筋外侧接触，然后将约束箍筋(6)侧面与约束箍筋连接筋(5)的竖向钢筋绑扎，形成整体结构；
S13、将靠近底模一侧的网片连接钢筋(2)定位放置在钢筋吊环(1)的底部，再将网片连接钢筋(2)与相应侧墙板钢筋网片(3)绑扎；
S14、将钢筋吊环(1)、约束箍筋(6)、约束箍筋连接筋(5)和约束箍筋竖向附加筋(9)形成的整体结构按照从墙体底部到顶部的方向放置，且使钢筋吊环(1)穿过吊环定位钢筋(23)和限位钢筋(21)之间形成的定位槽，将钢筋吊环(1)与网片连接钢筋(2)绑扎，将约束箍筋连接筋(5)与对应位置的墙板钢筋网片(3)绑扎；
S15、将另一侧的网片连接钢筋(2)定位放置在钢筋吊环(1)的底部，且使钢筋吊环(1)穿过吊环定位钢筋(23)和限位钢筋(21)之间形成的定位槽，再与相应侧的墙板钢筋网片(3)和钢筋吊环(1)绑扎连接，螺旋箍筋吊环连接节点的各组件安装完成；
S16、浇筑混凝土、收面、养护、脱模成型，最终形在预制墙体顶部形成螺旋箍筋吊环连接节点。
2.根据权利要求1所述的纵肋空心墙板的螺旋箍筋吊环连接节点的设计施工方法，其特征在于：S4中钢筋吊环(1)的直径d的确定方法为：根据式(2)计算钢筋吊环(1)的单肢截面面积Ar，进而确定钢筋吊环(1)的直径d；
Figure FDA0003454250810000031
式中n取值：两点吊装取2，四点吊装取3；fy为钢筋吊环(1)的屈服强度设计值。
3.根据权利要求1所述的纵肋空心墙板的螺旋箍筋吊环连接节点的设计施工方法，其特征在于，S9中约束箍筋竖向附加筋(9)的直径的确定方法为：根据式(8)确定约束箍筋竖向附加筋(9)的面积Aad和直径dad；
Figure FDA0003454250810000032
式中：fad为约束箍筋竖向附加筋(9)的屈服强度设计值；m为约束箍筋竖向附加筋(9)的根数，4根布置时m取4；2Nrib是考虑了增大1倍的安全储备。
4.根据权利要求1所述的纵肋空心墙板的螺旋箍筋吊环连接节点的设计施工方法，其特征在于：所述网片连接钢筋(2)呈U形，包括两个限位钢筋(21)和连接在限位钢筋(21)的端部之间的连接钢筋(22)，所述限位钢筋(21)的中部向墙板纵肋(4)的内部弯折并与钢筋吊环(1)接触，所述限位钢筋(21)的两端均与墙板钢筋网片(3)连接。
5.根据权利要求4所述的纵肋空心墙板的螺旋箍筋吊环连接节点的设计施工方法，其特征在于：所述限位钢筋(21)的中部内侧连接有两根吊环定位钢筋(23)，所述吊环定位钢筋(23)沿预制墙板的厚度方向设置，两根吊环定位钢筋(23)和限位钢筋(21)之间形成与钢筋吊环(1)配合的定位槽。
6.根据权利要求1所述的纵肋空心墙板的螺旋箍筋吊环连接节点的设计施工方法，其特征在于：所述约束箍筋连接筋(5)连接在约束箍筋(6)和墙板钢筋网片(3)之间。
7.根据权利要求6所述的纵肋空心墙板的螺旋箍筋吊环连接节点的设计施工方法，其特征在于：所述约束箍筋连接筋(5)呈倒U形，所述约束箍筋连接筋(5)的一条竖向钢筋与约束箍筋(6)连接，约束箍筋连接筋(5)的另一条竖向钢筋与对侧的墙板钢筋网片(3)连接，约束箍筋连接筋(5)的水平钢筋与钢筋吊环(1)连接。
8.根据权利要求1所述的纵肋空心墙板的螺旋箍筋吊环连接节点的设计施工方法，其特征在于：所述约束箍筋(6)的外侧间隔连接有约束箍筋竖向附加筋(9)。
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