CN114876059A - 一种纤维增强混凝土梁柱节点多层式锚固连接结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种纤维增强混凝土梁柱节点多层式锚固连接结构，该结构包括浇筑的纤维增强混凝土，以及纤维增强混凝土内埋设的梁柱钢筋部件和套设在混凝土外的加固部件。所述的梁柱钢筋部件包括互交叉连接的柱纵向钢筋和梁纵向钢筋，柱纵向钢筋和梁纵向钢筋的节点处外侧设有用于加固的不等宽翼缘T形连接件(6)。与现有技术相比，本发明利用FRP与钢筋之间协调变形能力较好，粘结滑移较小的优点形成多层连接件来传递和平衡内力，使其克服现有FRC结构节点连接构造易剥落、刚度小、延性差的缺点。

Description

一种纤维增强混凝土梁柱节点多层式锚固连接结构
技术领域
本发明涉及土木工程技术领域，具体涉及一种纤维增强混凝土梁柱节点多层式锚固连接结构。
背景技术
目前，FRC新结构节点在国内建筑领域中应用较少，由于FRC本身的脆性和非金属性，其弹性模量与钢材相比较小，使得梁柱节点的抗震性能较差、刚度普遍较小，而且连接装置作用的前提是与梁柱节点共同作用，接触面一旦滑移，易失去补强作用，造成锚固连接装置剥落、连接件利用率低等的问题。
近年来，梁柱节点的锚固得到了快速地发展，出现了很多的专利产品。如中国专利公开号：CN204728490U，专利名称：一种含碳纤维布角钢的混凝土梁柱节点，该专利在在上、下层梁柱节点的左右两侧设置等边型碳纤维布角钢，增强了节点的强度、刚度、整体性。又如中国专利公开号：CN212866371，专利名称：一种逆作法锚固钢筋型首层梁柱连接节点，该专利通过U型锚固筋和封头钢板连接钢管混凝土柱和首层结构梁，极大地简化了梁柱节点形式，降低了施工难点。然而，目前出现的各类梁柱节点连接锚固所用的技术在纤维增强混凝土梁柱方面都不完善，虽然专家学者对FRP新结构梁柱节点的研究已经深入，但现有FRC结构节点连接构造仍存在易剥落、刚度小、延性差的缺点。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种利用FRP与钢筋之间协调变形能力较好，粘结滑移较小的优点形成多层连接件来传递和平衡内力的纤维增强混凝土梁柱节点多层式锚固连接结构。使其克服现有FRC结构节点连接构造易剥落、刚度小、延性差的缺点。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种纤维增强混凝土梁柱节点多层式锚固连接结构，该结构包括浇筑的纤维增强混凝土，以及纤维增强混凝土内埋设的梁柱钢筋部件和套设在混凝土外的加固部件。
进一步地，所述的梁柱钢筋部件包括互交叉连接的柱纵向钢筋和梁纵向钢筋，柱纵向钢筋和梁纵向钢筋的节点处外侧设有用于加固的不等宽翼缘T形连接件。
进一步地，所述的不等宽翼缘T形连接件包括两层L形FRP纤维片，位于FRP纤维片弯折处外侧的不等宽翼缘T型钢板以及位于FRP纤维片弯折处内侧的等边角钢；所述的FRP纤维片在节点处粘结固定，不等宽翼缘T型钢板位于梁纵向钢筋内。
进一步地，等边角钢与FRP纤维片连接时，借助螺栓进行体外锚固。
进一步地，所述的螺栓按距离均匀排列，直径在12-16mm范围。
进一步地，所述的FRP纤维片的抗拉强度为4150MPa，弹性模量为235Gpa。
进一步地，所述的不等宽翼缘T形连接件整体厚度在4-8mm范围内变化。
进一步地，所述的加固部件为U形套筒，该U形套筒套设在浇筑后的梁纵向钢筋的外侧。
进一步地，所述的U形套筒用三块钢板通过焊接相连，竖直两侧尺寸为梁纵向钢筋与不等宽翼缘T形连接件紧贴梁部位的一侧尺寸之和。
进一步地，所述的U形套筒通过黏结剂与梁纵向钢筋和不等宽翼缘T形连接件根部处相紧贴。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明装置特点及其与FRC结构节点的连接方式，不仅解决了FRP新建结构梁柱节点连接自身刚度不足和抗震性能较差等问题，还符合了《混凝土结构加固设计规范》(GB 50367—2013)相关规定；
(2)本发明利用了FRC与钢筋之间协调变形能力较好，粘结滑移较小的特点，采用了混合材料“T”型连接件，并且一部分埋置于锚固区，提高了节点刚度，降低了滑移的可能性，并且连接材料采用钢材加FRC，节点的抗弯承载力和变形能力明显提高；
(3)本发明的梁柱节点根部采用角钢配螺栓，防止了螺栓的滑动并加固约束了连接件的剥离，有效在框架中传递分配了内力；
(4)本发明在梁与连接件根部加焊接好的钢板套筒，克服了FRC梁柱脆性破坏的特点，提高了延性和耗能能力。
附图说明
图1为实施例中锚固结构示意图；
图2为实施例中锚固结构侧视图；
图3为实施例中锚固结构立体图；
图4为实施例中不等宽翼缘T形连接件示意图；
图5为本发明的体外锚固示意图；
图中标号所示：不等宽翼缘T型钢板1、FRP纤维片2、等边角钢3、螺栓4、U形套筒5、不等宽翼缘T形连接件6。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例
一种纤维增强混凝土梁柱节点多层式锚固连接结构，如图1-3，该结构包括浇筑的纤维增强混凝土，以及纤维增强混凝土内埋设的梁柱钢筋部件和套设在混凝土外的加固部件。梁柱钢筋部件包括互交叉连接的柱纵向钢筋和梁纵向钢筋，柱纵向钢筋和梁纵向钢筋的节点处外侧设有用于加固的不等宽翼缘T形连接件6。
不等宽翼缘T形连接件6包括两层L形FRP纤维片2，位于FRP纤维片2弯折处外侧的不等宽翼缘T型钢板1以及位于FRP纤维片2弯折处内侧的等边角钢3；FRP纤维片2在节点处粘结固定，不等宽翼缘T型钢板1位于梁纵向钢筋内。
如图4-5，等边角钢3与FRP纤维片2连接时，借助螺栓4进行体外锚固。螺栓4按距离均匀排列，直径在12-16mm范围。FRP纤维片2的抗拉强度为4150MPa，弹性模量为235Gpa。不等宽翼缘T形连接件6整体厚度在4-8mm范围内变化。加固部件为U形套筒5，该U形套筒5套设在浇筑后的梁纵向钢筋的外侧。U形套筒5用三块钢板通过焊接相连，竖直两侧尺寸为梁纵向钢筋与不等宽翼缘T形连接件6紧贴梁部位的一侧尺寸之和。U形套筒5通过黏结剂与梁纵向钢筋和不等宽翼缘T形连接件6根部处相紧贴。
用对接焊缝焊接三块矩形钢板形成不等宽翼缘T型钢板1，T型翼缘宽度较短一侧设于梁纵向钢筋内，另外倒L区通过黏结剂粘结FRP纤维片2，在此基础上，在L形内侧用螺栓4在梁根部和柱根部分别连接等边角钢3，并在梁与不等宽翼缘T形连接件6根部加焊接好的U形套筒5。
在施工过程中，通过使已提前制成的不等宽翼缘T形连接件6翼缘宽度较小，即无纤维片的一端嵌入梁纵向钢筋内，用该部分钢板两边与梁纵向钢筋焊接，剩下的充当部分支梁柱节点模板，围在捆扎后的柱纵向钢筋与梁纵向钢筋的外侧，将多层式锚固装置固定在梁柱节点连接处，待梁柱浇筑成形再在不等宽翼缘T形连接件6根部处利用黏结剂将U形套筒5黏紧。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种纤维增强混凝土梁柱节点多层式锚固连接结构，其特征在于，该结构包括浇筑的纤维增强混凝土，以及纤维增强混凝土内埋设的梁柱钢筋部件和套设在混凝土外的加固部件。
2.根据权利要求1所述的一种纤维增强混凝土梁柱节点多层式锚固连接结构，其特征在于，所述的梁柱钢筋部件包括互交叉连接的柱纵向钢筋和梁纵向钢筋，柱纵向钢筋和梁纵向钢筋的节点处外侧设有用于加固的不等宽翼缘T形连接件(6)。
3.根据权利要求2所述的一种纤维增强混凝土梁柱节点多层式锚固连接结构，其特征在于，所述的不等宽翼缘T形连接件(6)包括两层L形FRP纤维片(2)，位于FRP纤维片(2)弯折处外侧的不等宽翼缘T型钢板(1)以及位于FRP纤维片(2)弯折处内侧的等边角钢(3)；所述的FRP纤维片(2)在节点处粘结固定，不等宽翼缘T型钢板(1)位于梁纵向钢筋内。
4.根据权利要求3所述的一种纤维增强混凝土梁柱节点多层式锚固连接结构，其特征在于，等边角钢(3)与FRP纤维片(2)连接时，借助螺栓(4)进行体外锚固。
5.根据权利要求4所述的一种纤维增强混凝土梁柱节点多层式锚固连接结构，其特征在于，所述的螺栓(4)按距离均匀排列，直径在12-16mm范围。
6.根据权利要求3所述的一种纤维增强混凝土梁柱节点多层式锚固连接结构，其特征在于，所述的FRP纤维片(2)的抗拉强度为4150MPa，弹性模量为235Gpa。
7.根据权利要求2所述的一种纤维增强混凝土梁柱节点多层式锚固连接结构，其特征在于，所述的不等宽翼缘T形连接件(6)整体厚度在4-8mm范围内变化。
8.根据权利要求2所述的一种纤维增强混凝土梁柱节点多层式锚固连接结构，其特征在于，所述的加固部件为U形套筒(5)，该U形套筒(5)套设在浇筑后的梁纵向钢筋的外侧。
9.根据权利要求8所述的一种纤维增强混凝土梁柱节点多层式锚固连接结构，其特征在于，所述的U形套筒(5)用三块钢板通过焊接相连，竖直两侧尺寸为梁纵向钢筋与不等宽翼缘T形连接件(6)紧贴梁部位的一侧尺寸之和。
10.根据权利要求8所述的一种纤维增强混凝土梁柱节点多层式锚固连接结构，其特征在于，所述的U形套筒(5)通过黏结剂与梁纵向钢筋和不等宽翼缘T形连接件(6)根部处相紧贴。
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