CN114635502B - 节点叠合的预制拆分梁及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
一种节点叠合的预制拆分梁及其施工方法,涉及装配式建筑,该预制拆分梁在横向分为一个中间梁以及分别位于中间梁左右两端的两个端部梁,中间梁的凹槽槽壁以及两个端部梁的凸起外表面均为经过凿毛处理的表面,中间梁和两个端部梁之间通过横向设置的长螺栓连接在一起,连接处形成两条灌浆槽和两条纵向折缝,并在连接处灌浆将中间梁和两个端部梁形成一个整体梁;由于中间梁和两个端部梁为整体预制,连接处为凹凸结合,接触面积大、斜接缝粘结力大,再通过长螺栓连接在一起,整体性好,连接精度要求低、施工效率高,而且本发明的用钢量少,节约施工成本。
Description
技术领域
本发明涉及装配式建筑领域,特别是一种节点叠合的预制拆分梁及其施工方法。
背景技术
装配式建筑体现了现代建筑的产业化特征。这种建筑方式,提高了建造速度,减少了施工现场环境污染,提高了建造效率。装配式建筑的应用对促进现代建筑业发展具有重要意义。而预制梁作为装配式建筑的主要受力构件,对整个装配式建筑具有不可忽视的作用。
由于我国装配式建筑技术起步比较晚,目前传统的预制梁尚存在梁自重大、运输成本高、施工要求高、抗震性能差、连接节点处性能差、灌浆不密实等缺点。因此,对预制梁的深化研究还有待加强。
现有的预制梁大多数为在纵向分段,比如:专利公布号为CN112411353A、发明名称为“一种纵向分段栓接的预制装配式钢混组合梁及施工方法”的发明专利申请,公开了一种纵向分段栓接的钢混组合梁:其横向连接段通过设置连接板并在连接板上安装螺栓与通过浇筑横向湿接缝完成连接。该连接方法存在以下缺点:第一,运用的普通螺栓过多,不便于施工;第二,运用过多的螺栓也会导致施工精度的提高,进而导致施工时间延长;第三,横向湿接缝较短且位于上部受压区,其作用效果不明显;其纵向连接段通过浇筑纵向湿接缝完成连接,虽然其纵向湿接缝较长,但湿接缝与钢梁直接在表面接触,有效接触面积较小,进而会导致粘结力较小,连接效果较差。
还有些预制梁为在横向分段,比如:授权公告号为CN211689841U、发明名称为“一种钢混叠合预制组合梁桥结构”的实用新型专利:梁体横向连接时,通过在U型钢梁端部设置T型钢预留孔洞,并在相应孔洞设置横向钢筋完成连接。该连接方法存在以下缺点:通过T型钢开孔设置横向钢筋连接,开孔会导致T型钢受力截面削弱,在偶然大荷载下可能会导致T型钢发生屈曲进而破坏;同时,由于其T型钢较小,开孔后,其横向钢筋连接需精准地对准预留的孔洞,方可成功连接,连接精度要求高,需要较大的人力物力成本;相邻梁体之间安装环形湿接缝钢筋,通过浇筑湿接缝完成连接。该连接方法存在以下缺点:通过相邻梁体之间形成的湿接缝,浇筑时需要设置额外的模板支撑,同时,其钢筋为环形结构,与其湿接缝大小相匹配的环形钢筋需要额外定制,其湿接缝施工不仅加大了用钢量,还会进一步延长施工时间。
该预制组合梁桥结构整体运用了钢混结构,使用栓钉、肋板、钢筋较多,构件较多,施工过程中对工人的技术水平要求较高,且用钢量较多,成本较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:提供一种节点叠合的预制拆分梁及其施工方法,以解决现有预制拆分梁的梁体连接处不牢固、整体性差、施工效率低的问题。
解决上述技术问题的技术方案是:一种节点叠合的预制拆分梁,该预制拆分梁在横向分为一个中间梁以及分别位于中间梁左右两端的两个端部梁,所述的中间梁和两个端部梁的连接面通过凹凸结合的方式配合连接,中间梁和两个端部梁之间通过横向设置的长螺栓连接在一起。
本发明的进一步技术方案是:所述的中间梁上部两侧分别设有对称的凹槽,两个端部梁的上部设有与中间梁的凹槽相对应的凸起,中间梁的上部两侧与两个端部梁的上部之间分别通过该凹槽和凸起相嵌合的方式连接在一起,且连接处上部形成两条灌浆槽, 连接处下部形成两条纵向折缝,中间梁的下部两侧与两个端部梁的下部之间通过横向设置的长螺栓连接在一起,并通过在灌浆槽和纵向折缝灌浆将中间梁和两个端部梁形成一个与立柱连接的端部为台阶状的整体梁。
本发明的进一步技术方案是:所述的中间梁的凹槽槽壁以及两个端部梁的凸起外表面均为经过凿毛处理的表面。
本发明的进一步技术方案是:所述的端部梁的上端面预埋有伸出钢筋Ⅰ,下端面预埋有伸出钢筋Ⅱ,所述的伸出钢筋Ⅱ与立柱预留的钢筋孔相对接,并浇灌有砂浆,所述的伸出钢筋Ⅰ设置有箍筋,并浇灌有超高性能混凝土。
本发明的进一步技术方案是:所述的两个端部梁的端部外侧预埋有钢板,所述钢板与立柱端部的角钢焊接连接。
本发明的另一技术方案是:一种节点叠合的预制拆分梁的施工方法,该方法是首先制作中间梁和两个端部梁,中间梁和两个端部梁的连接面通过凹凸结合方式连接,再通过横向设置的长螺栓将中间梁和两个端部梁连接在一起。
本发明的进一步技术方案是:该方法包括以下步骤:
a.根据实际需求确定梁的跨度,进行中间梁和端部梁的制模、设计;
b.整体浇筑形成中间梁和两个端部梁,中间梁和两个端部梁下部预留长螺栓孔;
c.将中间梁和两个端部梁对齐,中间梁和两个端部梁的连接面通过凹凸结合方式连接,然后将长螺栓嵌入长螺栓孔拧紧,完成预制拆分梁的初步合并连接;
d.在中间梁和两个端部梁连接面进行灌浆、养护,完成整个预制拆分梁的制作。
本发明的进一步技术方案是:步骤b中,浇筑时,所述的中间梁上部两侧分别设置对称的凹槽,所述的两个端部梁的上部设置与中间梁的凹槽相对应的凸起;
步骤c中,中间梁的上部两侧与两个端部梁的上部之间分别通过该凹槽和凸起相嵌合的方式连接在一起;
步骤d中,在中间梁和两个端部梁连接处上部形成的两条灌浆槽、连接处下部形成的两条纵向折缝处进行灌浆。
本发明的再进一步技术方案是:步骤b中,浇筑时,在端部梁的上端面预埋伸出钢筋Ⅰ、下端面预埋伸出钢筋Ⅱ;
中间梁和两个端部梁成型后,在中间梁上部两侧的凹槽槽壁以及两个端部梁的凸起外表面进行凿毛。
本发明的再进一步技术方案是:步骤b中,浇筑时,在两个端部梁的端部外侧预埋钢板;
该方法还包括步骤e:在立柱端部预埋角钢,角钢下预埋承托板;
预制拆分梁与立柱连接时,对预制拆分梁的伸出钢筋Ⅰ进行箍筋绑扎,将预制拆分梁的伸出钢筋Ⅱ与立柱预留的钢筋孔对接,焊接钢板和角钢,对伸出钢筋Ⅱ浇灌砂浆,对伸出钢筋Ⅰ浇灌超高性能混凝土。
由于采用上述结构,本发明之节点叠合的预制拆分梁及其施工方法与现有技术相比,具有以下有益效果:
1.结构牢固、整体性好
本发明的预制拆分梁在横向分为一个中间梁以及分别位于中间梁左右两端的两个端部梁,所述的中间梁和两个端部梁的连接面通过凹凸结合的方式配合连接,中间梁和两个端部梁之间通过横向设置的长螺栓连接在一起;由于中间梁和两个端部梁为整体预制,连接处为凹凸结合,接触面积大,再通过长螺栓将中间梁和两个端部梁连接在一起,因此,本发明的预制拆分梁的梁体连接处牢固、整体性好;
进一步的,中间梁上部两侧分别为对称的凹槽,两个端部梁的上部为与中间梁的凹槽相对应的凸起,中间梁的上部两侧与两个端部梁的上部之间分别通过该凹槽和凸起相嵌合的方式连接在一起,且连接处上部形成两条灌浆槽, 连接处下部形成两条纵向折缝,并通过在灌浆槽和纵向折缝灌浆将中间梁和两个端部梁形成一个与立柱连接的端部为台阶状的整体梁;本发明的预制拆分梁的湿接缝均为斜接缝,接触面积大、粘结力大,运用斜接缝受力更为合理,整体性更好;
并且,中间梁的凹槽槽壁以及两个端部梁的凸起外表面均经过凿毛处理,提高了预制拆分梁梁体连接面的咬合力。
2.抗震性能好
本发明的端部梁的上端面预埋有伸出钢筋Ⅰ,下端面预埋有伸出钢筋Ⅱ,所述的伸出钢筋Ⅱ与立柱预留的钢筋孔相对接,并浇灌砂浆,所述的伸出钢筋Ⅰ设置有箍筋,并浇筑超高性能混凝土(UHPC),利用UHPC强度高、性能好的优点,使得预制拆分梁与立柱连接节点处的抗震性能大大提高,安全性更高,同时,预制拆分梁与立柱连接节点处采用叠合灌浆,可进一步增强预制拆分梁与立柱的咬合力和整体性,提高抗震性能;
并且,两个端部梁的端部外侧预埋有钢板,钢板与立柱端部的角钢焊接连接,角钢下还有承托板,使得梁柱连接节点处的抗剪能力大大提高,进一步保障了节点的提高抗震性能和安全性。
3.施工效率高
本发明将预制拆分梁在横向分为三个部分,降低预制拆分梁的自重,便于预制拆分梁的制备、运输与安装,并且,通过中间梁的凹槽和端部梁的凸起相配合,运用长螺栓进行预制拆分梁的初步横向连接,连接精度要求低、工序少、性能好,施工效率也高;
另外,角钢的设置使得预制拆分梁与立柱连接的支撑面积加大,从而给预制拆分梁安装时提供支撑力,方便预制拆分梁与立柱的连接,节省施工时间。
4.节约成本本发明将预制拆分梁在横向分为三个部分,有效降低预制拆分梁的自重,降低运输成本;同时,将预制拆分梁分为三个部分可免除预制拆分梁中部箍筋的使用,箍筋主要起到固定作用,而免除使用箍筋后,对预制拆分梁的力学性能影响不大,因此,能有效减少预制拆分梁的配筋率,节约成本,而且本发明的用钢量少,降低施工成本。
附图说明
图1:实施例所述本发明的节点叠合的预制拆分梁的立体结构示意图;
图2:实施例所述本发明的中间梁的立体结构示意图;
图3:实施例所述本发明的安装在中间梁左边的端部梁的结构示意图;
图4:实施例所述本发明的安装在中间梁右边的端部梁的结构示意图;
图5:实施例所述本发明的节点叠合的预制拆分梁与柱连接的状态示意图;
图6:实施例所述设置角钢和承托板的柱端立体结构示意图;
1-中间梁,11-凹槽,2-端部梁,21-凸起,22-伸出钢筋Ⅰ,23-伸出钢筋Ⅱ,24-箍筋,25-钢板,3-长螺栓,4-长螺栓孔,5-立柱,51-钢筋孔,52-角钢,53-承托板。
具体实施方式
实施例一
如图1~4所示,一种节点叠合的预制拆分梁,该预制拆分梁在横向分为一个中间梁1以及分别位于中间梁1左右两端的两个端部梁2,所述的中间梁1上部两侧分别设有对称的凹槽11,两个端部梁2的上部设有与中间梁1的凹槽11相对应的凸起21,中间梁1的凹槽11槽壁以及两个端部梁2的凸起21外表面均为经过凿毛处理的表面,中间梁1的上部两侧与两个端部梁2的上部之间分别通过该凹槽11和凸起21相嵌合的方式连接在一起,且连接处上部形成两条灌浆槽、连接处下部形成两条纵向折缝,中间梁1的下部两侧与两个端部梁2的下部之间通过横向设置的长螺栓3连接在一起,并通过在灌浆槽和纵向折缝灌浆将中间梁1和两个端部梁2形成一个与立柱5连接的端部为台阶状的整体梁。
所述的端部梁2的上端面预埋有伸出钢筋Ⅰ22,下端面预埋有伸出钢筋Ⅱ23,所述的伸出钢筋Ⅱ23与立柱5预留的钢筋孔51相对接,并浇筑有砂浆,所述的伸出钢筋Ⅰ22设置有箍筋24(由于预制拆分梁与立柱连接节点受到剪力较大,因此,此处设置箍筋安全合理),并浇筑有超高性能混凝土(UHPC)。
所述的两个端部梁2的端部外侧预埋有钢板25,所述钢板25与立柱端部的角钢52焊接连接。
实施例二
一种节点叠合的预制拆分梁的施工方法,该施工方法是实施例一所述的节点叠合的预制拆分梁的施工方法,首先制作中间梁和两个端部梁,中间梁1和两个端部梁2的连接面通过凹凸结合方式连接,再通过横向设置的长螺栓3将中间梁和两个端部梁连接在一起(参见图1~4)。
该方法包括以下步骤:
a.根据实际需求确定梁的跨度,进行中间梁和端部梁的制模、设计;
b.在中间梁上部两侧分别设置对称的凹槽11,在两个端部梁2的上部设置与中间梁1的凹槽11相对应的凸起21;并在端部梁2的上端面预埋伸出钢筋Ⅰ22、下端面预埋伸出钢筋Ⅱ23;以及在两个端部梁2的端部外侧预埋钢板25;中间梁和两个端部梁下部预留长螺栓孔4;整体浇筑形成中间梁和两个端部梁;
中间梁和两个端部梁成型后,在中间梁1上部两侧的凹槽11槽壁以及两个端部梁2的凸起21外表面进行凿毛;
c.将中间梁和两个端部梁对齐,中间梁1的上部两侧与两个端部梁2的上部之间分别通过该凹槽11和凸起21相嵌合的方式连接在一起;然后将长螺栓嵌入长螺栓孔拧紧(可根据需要设置预应力螺栓),完成预制拆分梁的初步精准合并连接;
d.在中间梁和两个端部梁连接处上部形成的两条灌浆槽、连接处下部形成的两条纵向折缝处进行灌浆、养护,完成整个预制拆分梁的制作。
e.在立柱5端部预埋角钢52,角钢下预埋承托板53(参见图6)(角钢的设置使得预制拆分梁与立柱连接的支撑面积加大,从而给预制拆分梁安装时提供支撑力,很大程度上为梁柱间的连接提供更为便利的条件,承托板的设置使得梁柱连接节点处的抗剪能力大大提高,进一步保障了节点的安全性);
预制拆分梁与立柱连接时,对预制拆分梁的伸出钢筋Ⅰ22进行箍筋绑扎(箍筋的面积通过实际安全性荷载按规范要求计算得到),再将预制拆分梁的伸出钢筋Ⅱ23与立柱5预留的钢筋孔51对接,焊接钢板25和角钢52(参见图5),最后对伸出钢筋Ⅱ23浇灌砂浆,对伸出钢筋Ⅰ22浇灌超高性能混凝土(UHPC),完成预制拆分梁与立柱的连接。
Claims (7)
1.一种节点叠合的预制拆分梁,其特征在于:该预制拆分梁在横向分为一个中间梁(1)以及分别位于中间梁(1)左右两端的两个端部梁(2),所述的中间梁(1)和两个端部梁(2)的连接面通过凹凸结合的方式配合连接,中间梁(1)和两个端部梁(2)之间通过横向设置的长螺栓(3)连接在一起,所述的中间梁(1)上部两侧分别设有对称的凹槽(11),两个端部梁(2)的上部设有与中间梁(1)的凹槽(11)相对应的凸起(21),中间梁(1)的上部两侧与两个端部梁(2)的上部之间分别通过该凹槽(11)和凸起(21)相嵌合的方式连接在一起,且连接处上部形成两条灌浆槽, 连接处下部形成两条纵向折缝,中间梁(1)的下部两侧与两个端部梁(2)的下部之间通过横向设置的长螺栓(3)连接在一起,并通过在灌浆槽和纵向折缝灌浆将中间梁(1)和两个端部梁(2)形成一个与立柱(5)连接的端部为台阶状的整体梁,所述的中间梁(1)的凹槽(11)槽壁以及两个端部梁(2)的凸起(21)外表面均为经过凿毛处理的表面,所述的端部梁(2)的上端面预埋有伸出钢筋Ⅰ(22),下端面预埋有伸出钢筋Ⅱ(23),所述的伸出钢筋Ⅱ(23)与立柱(5)预留的钢筋孔(51)相对接,并浇灌有砂浆,所述的伸出钢筋Ⅰ(22)设置有箍筋(24),并浇灌有超高性能混凝土。
2.根据权利要求1所述的节点叠合的预制拆分梁,其特征在于:所述的两个端部梁(2)的端部外侧预埋有钢板(25),所述钢板(25)与立柱端部的角钢(52)焊接连接。
3.一种如权利要求1所述的节点叠合的预制拆分梁的施工方法,其特征在于:该方法是首先制作中间梁和两个端部梁,中间梁(1)和两个端部梁(2)的连接面通过凹凸结合方式连接,再通过横向设置的长螺栓(3)将中间梁和两个端部梁连接在一起。
4.根据权利要求3所述的节点叠合的预制拆分梁的施工方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:
a.根据实际需求确定梁的跨度,进行中间梁和端部梁的制模、设计;
b.整体浇筑形成中间梁和两个端部梁,中间梁和两个端部梁下部预留长螺栓孔(4);
c.将中间梁和两个端部梁对齐,中间梁(1)和两个端部梁(2)的连接面通过凹凸结合方式连接,然后将长螺栓嵌入长螺栓孔拧紧,完成预制拆分梁的初步合并连接;
d.在中间梁和两个端部梁连接面进行灌浆、养护,完成整个预制拆分梁的制作。
5.根据权利要求4所述的节点叠合的预制拆分梁的施工方法,其特征在于:步骤b中,浇筑时,所述的中间梁上部两侧分别设置对称的凹槽(11),所述的两个端部梁(2)的上部设置与中间梁(1)的凹槽(11)相对应的凸起(21);
步骤c中,中间梁(1)的上部两侧与两个端部梁(2)的上部之间分别通过该凹槽(11)和凸起(21)相嵌合的方式连接在一起;
步骤d中,在中间梁和两个端部梁连接处上部形成的两条灌浆槽、连接处下部形成的两条纵向折缝处进行灌浆。
6.根据权利要求5所述的节点叠合的预制拆分梁的施工方法,其特征在于:步骤b中,浇筑时,在端部梁(2)的上端面预埋伸出钢筋Ⅰ(22)、下端面预埋伸出钢筋Ⅱ(23);
中间梁和两个端部梁成型后,在中间梁(1)上部两侧的凹槽(11)槽壁以及两个端部梁(2)的凸起(21)外表面进行凿毛。
7.根据权利要求6所述的节点叠合的预制拆分梁的施工方法,其特征在于:步骤b中,浇筑时,在两个端部梁(2)的端部外侧预埋钢板(25);
该方法还包括步骤e:在立柱(5)端部预埋角钢(52),角钢下预埋承托板(53);
预制拆分梁与立柱连接时,对预制拆分梁的伸出钢筋Ⅰ(22)进行箍筋绑扎,将预制拆分梁的伸出钢筋Ⅱ(23)与立柱(5)预留的钢筋孔(51)对接,焊接钢板(25)和角钢(52),对伸出钢筋Ⅱ(23)浇灌砂浆,对伸出钢筋Ⅰ(22)浇灌超高性能混凝土。
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2022
- 2022-03-11 CN CN202210241783.7A patent/CN114635502B/zh active Active
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整体预制钢-混凝土组合梁桥合理结构研究;苏庆田;胡一鸣;徐晨;卢永成;王冠男;;建筑钢结构进展(02);全文 * |
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CN114635502A (zh) | 2022-06-17 |
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