CN115030307B - 一种局部钢混组合装配式梁柱节点 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种局部钢混组合装配式梁柱节点，包括预制混凝土柱、预制预应力混凝土梁、现浇叠合层；所述预制混凝土柱在节点核心区预留型钢接头；所述预制预应力混凝土梁为先张法预应力混凝土叠合梁，梁端设有型钢接头；所述预制预应力混凝土梁由所述预留型钢接头与所述预制混凝土柱上的所述型钢接头通过螺栓及连接钢板连接；所述现浇叠合层在梁柱节点核心区连接完成后，进行浇筑，结构成型；本发明采用的新型梁柱节点，梁端上部钢筋混凝土、下部型钢参与耗能，节点耗能能力强，同时型钢接头在结构安装时起到牛腿的作用，无需设置支撑。所述节点处均为全螺栓连接，无需焊接，施工速度快。该节点适应新时代公共建筑的建造需求，可规模化推广应用。

Description

一种局部钢混组合装配式梁柱节点
技术领域
本发明涉及建筑工程领域，特别是一种局部钢混组合装配式梁柱节点。
背景技术
预制混凝土框架结构可以大大提高施工效率，节省大量劳动力，同时保证施工质量，有助于满足“四节一环保”的要求。在加强“建筑工业化、住宅工业化”实施，推进绿色建筑、绿色施工的背景下，具有良好的发展前景。框架结构的节点核心区关系到整个结构的抗震性能。以往地震破坏表明，梁柱连接节点核心区的破坏往往成为结构破坏的主要原因。因此，预制混凝土梁柱连接节点的性能是预制混凝土框架结构得以广泛应用的关键。目前常规预压式预制梁柱连接多采用预应力筋沿预制梁通长布置的形式，预应力张拉力高，预应力筋穿孔工作量大，且后张预应力显著影响预制梁的整体受力性能。预应力预制装配混凝土结构，由于存在预应力筋，具有较高的变形恢复能力，但耗能能力较弱，需要通过相应的措施增加耗能能力。
目前常规装配式框架结构在安装时需要设置大量支撑架，现场还需要绑扎大量钢筋，安装效率低下。钢结构梁在安装时，往往采用栓焊连接的方式，安装较为快捷方便，但现场的焊接工作质量难以保证。因此对于装配式框架结构，需要一种结构性能优良、施工便捷的装配式梁柱节点，保证结构抗震性能的同时，提高结构的施工速度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提出一种局部钢混组合装配式梁柱节点，提升预制预应力混凝土框架结构的施工速度，减少支架，提高预制梁柱节点的受力性能，保证整体性，同时增强结构的耗能能力，并更好控制结构建造成本。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种局部钢混组合装配式梁柱节点，包括预制钢筋混凝土柱和预制预应力混凝土叠合梁；
预制钢筋混凝土柱包括钢筋混凝土柱身、灌浆套筒和预制柱端型钢接头，灌浆套筒预埋于钢筋混凝土柱身底部，部分预制柱端型钢接头埋设于钢筋混凝土柱身内；预制柱端型钢接头包括柱接头下翼缘和柱接头腹板，柱接头腹板垂直连接于柱接头下翼缘上，柱接头腹板和柱接头下翼缘均向同一方向延伸，且柱接头下翼缘的延伸长度大于柱接头腹板的延伸长度；预制预应力混凝土叠合梁包括钢筋混凝土梁身、先张预应力钢绞线和预制梁端型钢接头；先张预应力钢绞线沿钢筋混凝土梁身长度方向布置于所述钢筋混凝土梁身底部；预制梁端型钢接头设置于所述钢筋混凝土梁身的端部，预制梁端型钢接头包括梁接头下翼缘和梁接头腹板，梁接头腹板垂直连接于梁接头下翼缘上，梁接头腹板和梁接头下翼缘均向同一方向延伸，且梁接头下翼缘的延伸长度大于梁接头腹板的延伸长度，梁接头下翼缘的延伸部分中间开缝；柱接头腹板穿过所述梁接头下翼缘的开缝，两块延伸突出部位相互交叠，在施工阶段，可起到牛腿支托作用，无需临时支架进行搁置，预制柱端型钢接头与预制梁端型钢接头固定连接。
作为本发明的进一步优选，钢筋混凝土柱身还包括柱端箍筋和柱端纵筋；柱接头下翼缘在柱端纵筋对应处开设纵筋孔洞，柱端纵筋穿过纵筋孔洞，柱接头腹板在柱端箍筋对应处开设有箍筋孔洞，所述柱端箍筋穿过箍筋孔洞。
作为本发明的进一步优选，还包括连接螺栓和连接钢板，柱接头下翼缘与梁接头下翼缘开设有对应的螺栓孔，柱接头腹板、梁接头腹板与连接钢板开设有对应的螺栓孔；连接螺栓穿过对应的螺栓孔将预制柱端型钢接头与预制梁端型钢接头连接。
作为本发明的进一步优选，所述梁接头下翼缘的开缝宽度大于柱接头腹板的厚度2mm。
作为本发明的进一步优选，梁接头下翼缘在螺栓孔后方设置狗骨结构。
作为本发明的进一步优选，钢筋混凝土梁身还包括梁端箍筋；梁端箍筋覆盖梁接头下翼缘的狗骨结构。
作为本发明的进一步优选，钢筋混凝土梁身还包括梁端纵筋，钢筋混凝土梁身顶部设有贯穿式的梁端纵筋。
作为本发明的进一步优选，还包括现浇叠合层，现浇叠合层浇筑于预制预应力混凝土叠合梁与所述预制钢筋混凝土柱上方。
本发明具有如下有益效果：
（1）梁柱连接在地震作用下通过下部型钢狗骨和上部钢筋混凝土耗能，耗能能力强，抗震性能高，抗倒塌能力强。
（2）叠合层区域保留常规做法习惯，保证结构整体性，节点区等位置均无需设置模板，现场施工简便。
（2）梁柱节点区局部设置型钢接头，主梁为预应力叠合梁，截面较小，整体结构相对于常规钢筋混凝土结构较轻，钢构件用量少，成本可控。
（3）梁柱连接可采用类似钢结构的安装方式，快速便捷，型钢接头可起到牛腿作用，无需设置临时支架。
（4）钢构件连接部位实现全螺栓连接，无现场焊接工作量，可有效保证连接质量，符合现代装配式结构的发展方向。
附图说明
图1为本发明的预制预应力混凝土梁端型钢接头示意图；
图2为本发明的预制混凝土柱端型钢接头示意图；
图3为本发明的预制混凝土柱的透视图；
图4为本发明的预制预应力混凝土梁和预制混凝土柱空间吊装示意图；
图5为本发明的预制梁柱节点拼接完成待浇筑示意图；
图6为本发明的现浇叠合层浇筑完成示意图；
图7为本发明的预制梁柱节点用钢透视图。
其中有：1—预制梁端型钢接头 ； 2—预制柱端型钢接头；3—连接钢板；4—柱端箍筋；
5—柱端纵筋；6—狗骨结构；7—先张预应力钢绞线；8—连接螺栓； 9—现浇混凝土；10—预制钢筋混凝土柱；11—灌浆套筒；12-梁端箍筋；13-梁端纵筋；14-预制预应力混凝土叠合梁；15-开缝。
具体实施方式
下面结合附图和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明的描述中，需要理解的是，术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”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，“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度，因此不能理解为对本发明的限制。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案，并不限制本发明的保护范围。
如图1-7所示，一种局部钢混组合装配式梁柱节点，包括预制钢筋混凝土柱10、预制预应力混凝土叠合梁14和现浇叠合层。
预制钢筋混凝土柱10包括钢筋混凝土柱身、灌浆套筒11和预制柱端型钢接头2，灌浆套筒11预埋于钢筋混凝土柱身底部。所述预制钢筋混凝土柱10底预埋灌浆套筒11，所述预制钢筋混凝土柱10与柱之间通过所述灌浆套筒11连接，保留现有预制柱连接习惯，保证连接质量。所述预制钢筋混凝土柱10的高度为层高减去所述现浇层厚度的高度；所述柱端连接型钢截面形式为“倒T形”，包括柱接头下翼缘与柱接头腹板，用于预制梁的底部连接。
所述钢筋混凝土柱身采用常规钢筋混凝土柱，所述柱端型钢接头埋设于梁柱连接节点核心区，部分预制柱端型钢接头2埋设于钢筋混凝土柱身内；预制柱端型钢接头2包括柱接头下翼缘和柱接头腹板，柱接头腹板垂直连接于柱接头下翼缘上，柱接头腹板和柱接头下翼缘均向同一方向延伸，且柱接头下翼缘的延伸长度大于柱接头腹板的延伸长度。
预制预应力混凝土叠合梁14包括钢筋混凝土梁身、先张预应力钢绞线7和预制梁端型钢接头1；先张预应力钢绞线7沿钢筋混凝土梁身长度方向布置于所述钢筋混凝土梁身底部，保证跨中的承载能力和刚度，实现施工阶段跨中无支架。预制梁端型钢接头1设置于所述钢筋混凝土梁身的端部，预制梁端型钢接头1包括梁接头下翼缘和梁接头腹板，梁接头腹板垂直连接于梁接头下翼缘上，梁接头腹板和梁接头下翼缘均向同一方向延伸，且梁接头下翼缘的延伸长度大于梁接头腹板的延伸长度，梁接头下翼缘的延伸部分中间设有开缝15；柱接头腹板穿过所述梁接头下翼缘的开缝15，预制柱端型钢接头2与预制梁端型钢接头1固定连接。同时可有效缩短连接区域的长度，节省钢材。
所述预制预应力混凝土梁由上向下吊装至设计位置 ，所述预制钢筋混凝土柱10连接型钢的腹板穿过所述预制预应力混凝土梁连接型钢翼缘的开缝15，使得所述柱接头下翼缘和所述梁接头下翼缘上下搁置搭接，起到“牛腿”作用，无需临时支架，便于安装。
所述预制预应力混凝土梁，在节点核心区与其他预制梁设有贯穿式的梁端纵筋13，保证结构整体性。所述现浇叠合层浇筑于所述预制预应力混凝土叠合梁14与所述预制钢筋混凝土柱10上方。且柱接头下翼缘厚度满足承受所述预制预应力混凝土叠合梁14重力的要求。
钢筋混凝土柱身还包括柱端箍筋4和柱端纵筋5；柱接头下翼缘在柱端纵筋5对应处开设纵筋孔洞，柱端纵筋5穿过纵筋孔洞，柱接头腹板在柱端箍筋4对应处开设有箍筋孔洞，所述柱端箍筋4穿过箍筋孔洞。保证型钢构件的锚固质量和性能。
预制柱端型钢接头2与预制梁端型钢接头1优选为螺栓连接，因此还包括连接螺栓8和连接钢板3，柱接头下翼缘与梁接头下翼缘延伸部分相互交叠，并开设有对应的螺栓孔，柱接头腹板、梁接头腹板与连接钢板3开设有对应的螺栓孔；连接螺栓8穿过对应的螺栓孔将预制柱端型钢接头2与预制梁端型钢接头1连接。梁接头腹板与柱接头腹板通过连接钢板3连接。
所述预制预应力混凝土梁和所述预制钢筋混凝土柱10的连接型钢螺栓孔相对应，腹板通过连接板和螺栓连接，下翼缘直接通过螺栓连接，连接快速，无需常规翼缘螺栓连接板。梁上部穿过普通纵向钢筋，浇筑节点区混凝土，保证结构整体性，完成连接。
所述梁接头下翼缘的开缝15宽度大于柱接头腹板的厚度2mm。这样便于二者连接，并且梁体可以更好的固定在连接型钢处。
所述梁接头下翼缘在所述预留孔螺栓孔后方设置狗骨结构6，在地震来临时，所述狗骨位置为主要的耗能位置，增强耗能能力，有助于形成“强柱弱梁”体系。
灌浆套筒11内部的连接钢筋，其插入深度应满足设计锚固深度要求。预制连接型钢上的螺栓开孔满足规范要求，间距设置合理，避免产生应力突变。所述预制连接型钢附近箍筋要按照所属地抗震等级严格加密，所述预制预应力混凝土梁端型钢接头布置的所述狗骨结构6应在箍筋加密区内。
本发明的工作原理：
如图1所示：预制预应力混凝土梁的截面下部根据计算要求设置先张预应力筋，其长度根据预应力筋的变形要求进行合理计算；预制端型钢接头及预制柱端型钢接头2在腹板位置处开设螺栓孔，用于连接螺栓8；预制梁端型钢接头下翼缘凸出腹板一定长度，凸出部分的翼缘中间开缝，宽度大于图2中预制柱端型钢接头2的腹板宽度；预制梁端型钢接头区域及附近区域用箍筋加密；预制预应力混凝土梁内部的型钢接头后方位置设有狗骨结构6，狗骨结构6布置在梁端箍筋加密区内；预制预应力混凝土梁上部架设贯穿式纵筋，保证结构整体性。
如图2~3所示：如图2预制钢筋混凝土柱10按计算要求设置柱端纵筋5及柱端箍筋4，并对柱端箍筋4按要求加密；图3中预制柱底预埋灌浆套筒11，柱与柱之间通过灌浆套筒11连接，在梁柱连接节点位置预埋预制柱端型钢接头2，下翼缘凸出腹板一定长度，下翼缘与腹板预留螺栓孔，同时在预制柱端型钢接头2腹板上开设箍筋孔洞。
如图4~6所示预制梁柱节点连接时，预制预应力混凝土梁由上向下吊装至设计位置 ，预制柱端型钢接头2的腹板穿过预制梁端型钢接头翼缘的开缝15，预制梁端型钢接头和预制柱端型钢接头2的连接型钢螺栓孔相对应，预制梁柱型钢接头腹板通过连接钢板3和连接螺栓8连接，下翼缘直接通过连接螺栓8连接，梁上部穿过柱普通纵向钢筋，浇筑节点核心区的现浇混凝土9，完成连接。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种局部钢混组合装配式梁柱节点，其特征在于：包括预制钢筋混凝土柱（10）和预制预应力混凝土叠合梁（14）；
预制钢筋混凝土柱（10）包括钢筋混凝土柱身、灌浆套筒（11）和预制柱端型钢接头（2），灌浆套筒（11）预埋于钢筋混凝土柱身底部，部分预制柱端型钢接头（2）埋设于钢筋混凝土柱身内；预制柱端型钢接头（2）包括柱接头下翼缘和柱接头腹板，柱接头腹板垂直连接于柱接头下翼缘上，柱接头腹板和柱接头下翼缘均向同一方向延伸，且柱接头下翼缘的延伸长度大于柱接头腹板的延伸长度；
预制预应力混凝土叠合梁（14）包括钢筋混凝土梁身、先张预应力钢绞线（7）和预制梁端型钢接头（1）；先张预应力钢绞线（7）沿钢筋混凝土梁身长度方向布置于所述钢筋混凝土梁身底部；预制梁端型钢接头（1）设置于所述钢筋混凝土梁身的端部，预制梁端型钢接头（1）包括梁接头下翼缘和梁接头腹板，梁接头腹板垂直连接于梁接头下翼缘上，梁接头腹板和梁接头下翼缘均向同一方向延伸，且梁接头下翼缘的延伸长度大于梁接头腹板的延伸长度，梁接头下翼缘的延伸部分中间开缝（15）；
柱接头腹板穿过所述梁接头下翼缘的开缝（15），预制柱端型钢接头（2）与预制梁端型钢接头（1）固定连接；
钢筋混凝土柱身还包括柱端箍筋（4）和柱端纵筋（5）；柱接头下翼缘在柱端纵筋（5）对应处开设纵筋孔洞，柱端纵筋（5）穿过纵筋孔洞，柱接头腹板在柱端箍筋（4）对应处开设有箍筋孔洞，所述柱端箍筋（4）穿过箍筋孔洞；
还包括连接螺栓（8）和连接钢板（3），柱接头下翼缘与梁接头下翼缘延伸部分相互交叠，并开设有对应的螺栓孔，柱接头腹板、梁接头腹板与连接钢板（3）开设有对应的螺栓孔；连接螺栓（8）穿过对应的螺栓孔将预制柱端型钢接头（2）与预制梁端型钢接头（1）连接。
2.根据权利要求1所述的一种局部钢混组合装配式梁柱节点，其特征在于：所述梁接头下翼缘的开缝（15）宽度大于柱接头腹板的厚度2mm。
3.根据权利要求1所述的一种局部钢混组合装配式梁柱节点，其特征在于：梁接头下翼缘在螺栓孔后方设置狗骨结构（6）。
4.根据权利要求3所述的一种局部钢混组合装配式梁柱节点，其特征在于：钢筋混凝土梁身还包括梁端箍筋（12）；梁端箍筋（12）覆盖梁接头下翼缘的狗骨结构（6）。
5.根据权利要求1所述的一种局部钢混组合装配式梁柱节点，其特征在于：钢筋混凝土梁身还包括梁端纵筋（13），钢筋混凝土梁身顶部设有贯穿式的梁端纵筋（13）。
6.根据权利要求1所述的一种局部钢混组合装配式梁柱节点，其特征在于：还包括现浇叠合层，现浇叠合层浇筑于预制预应力混凝土叠合梁（14）与所述预制钢筋混凝土柱（10）上方。
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