CN115030315B - 一种半预制角钢骨架式混凝土柱-梁柱节点以及施工方法 - Google Patents
一种半预制角钢骨架式混凝土柱-梁柱节点以及施工方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种半预制角钢骨架式混凝土柱‑梁柱节点以及施工方法,在柱身区域,将金属波纹管浆锚连接与钢筋机械连接有效结合,用于柱身部分混凝土永久模板的安装固定,柱身内部混凝土浇注时无需再架设其他模板,有效提升施工效率,且能够显著增强柱身受力性能;在节点区域,将工字形钢梁与钢套筒焊接为一体作为预制部分,通过柱身部分缀材角钢和混凝土模板上的预留孔对钢梁及钢套筒进行定位,形成全封闭式永久模板,定位精准、安装快捷,外立面平整,省去了混凝土浇筑时支模拆模的复杂工序。工字钢梁穿过柱身通长布置,增强节点域刚度,且钢套筒可为节点区混凝土提供约束效应,从而提升梁柱整体受力性能,达到“强节点弱构件”的理想效果。
Description
技术领域
本发明属于土木工程技术领域,特别是一种半预制角钢骨架式混凝土柱-梁柱节点以及施工方法。
背景技术
当前的现浇角钢骨架式混凝土组合结构面临施工周期长、劳动强度高、施工条件复杂、模板消耗量大等问题,而采用预制结构虽能提高施工效率、加快施工进度,但难以达到现浇结构相当的整体性能,尤其在预制构件拼接节点处属于受力薄弱点。
另外,梁柱节点是保障结构抗震性能和抗倒塌性能的关键部位,因其受力复杂,通常需采用加密箍筋或其他加固措施,造成节点处用钢量大、施工难度大、混凝土不易振捣密实等一些问题。
此外,在传统的角钢骨架式混凝土柱中仅采用一种混凝土材料,然而柱子中角钢骨架外部的保护层混凝土通常是受力薄弱环节。
尤其是在高烈度地区,当受到强震作用时,保护层混凝土易最先发生破坏,进而引发一系列连锁破坏现象,造成工程安全隐患。
因此,如何提高混凝土柱-梁柱节点的施工效率,以及在高烈度地区如何提高梁柱节点的整体受力性能和抗震性能,是目前需要解决的问题。
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,从施工效率和受力性能两方面出发,提出一种半预制角钢骨架式混凝土柱-梁柱节点以及施工方法。
采用模板预制、核心区混凝土现浇的半预制方式,实现节点-柱身上下一体全封闭式永久模板,减小现场工作量,提升结构整体受力性能。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:
一种半预制角钢骨架式混凝土柱-梁柱节点结构,其特征在于:包括半预制角钢骨架式混凝土柱结构和梁柱节点结构;
所述半预制角钢骨架式混凝土柱结构包括角钢骨架、柱身模板和现浇混凝土;
所述角钢骨架由四根纵向对称分布的肢件角钢和横向分布的若干缀材槽钢组成,所述缀材槽钢设置于半预制角钢骨架式混凝土柱结构的柱身部分,所述缀材槽钢腹板开设有通透槽口,相邻肢件角钢之间通过缀材槽钢的一侧翼缘固定连接;所述缀材槽钢与肢件角钢连接时呈倒U型;
所述柱身模板包括模板A和模板B,所述模板A和模板B的高度尺寸一致,且模板A和模板B均埋置了若干排弯筋,所述弯筋从模板内壁伸出一定长度,弯筋外伸长度及弯筋直径与所述缀材槽钢腹板上的槽口相匹配,弯筋数量与缀材槽钢的数量相匹配;
所述模板A上下端各设有预留孔一,所述模板A上端同时设有灌浆孔;所述模板A两侧设有多个插筋孔;所述模板A两侧均埋置金属波纹管;
所述金属波纹管包括一个竖管以及多个与竖管交叉连通设计的斜管,所述竖管顶部与灌浆孔连通,用于灌注浆料;所述斜管从外到内向下倾斜且与插筋孔连通;
所述模板B两侧预埋若干斜筋,所述斜筋从模板内壁伸出一定长度,斜筋的数量、直径、外伸长度、倾斜角度等与模板A中金属波纹管的斜管的构造相匹配,且模板B上的斜筋能够通过插筋孔插入到金属波纹管的斜管中;
所述梁柱节点结构包括两个正交焊接一体成型的工字型钢梁以及钢套筒,且正交焊接交点位于钢套筒的中心位置;
所述钢套筒四周筒壁与两个工字型钢梁垂直焊接;所述工字型钢梁与钢套筒之间具有间隙部,所述肢件角钢能够穿过所述间隙部;
所述钢套筒在与模板A相接的上下端表面设有若干个预焊螺杆一,所述螺杆一的数量、位置、尺寸大小等与所述预留孔一相匹配。
进一步地,所述角钢骨架还包括缀材角钢,所述缀材角钢设置于半预制角钢骨架式混凝土柱结构的节点区域,相邻肢件角钢之间通过缀材角钢的一肢固定连接;未与肢件角钢连接的一肢设有若干个预留孔二,所述预留孔用于连接梁柱节点结构;
所述钢套筒内部的工字型钢梁上下翼缘外表面设有若干个预焊螺杆二,所述螺杆二的数量、位置、尺寸大小等与所述缀材角钢的预留孔二相匹配。
进一步地,所述缀材角钢和缀材槽钢通过焊接或栓接的方式与肢件角钢连接。
进一步地,所述模板A和模板B为钢筋混凝土预制模板。
进一步地,所述模板A和模板B采用的混凝土为超高性能混凝土(UHPC)或者工程水泥基复合材料(ECC)材料。
进一步地,所述缀材槽钢的腹板上开设的通透槽口的形状为矩形。
进一步地,所述钢套筒内部的工字型钢梁腹板表面还设有若干个栓钉,用于加强节点区域钢梁与现浇混凝土之间的协同作用。
本发明还提供如上所述的半预制角钢骨架式混凝土柱-梁柱节点的施工方法,其步骤如下:
步骤一、准备工作:预制由工字型钢梁与钢套筒焊接一体成型的预制梁柱节点结构,采用超高性能混凝土(UHPC)或工程水泥基复合材料(ECC)等高性能材料预制的模板A和模板B,肢件角钢、缀材角钢、缀材槽钢、现浇混凝土等材料均运输至施工现场;
步骤二、角钢骨架安装:四根肢件角钢纵向对称分布安装固定,柱身区域的相邻肢件角钢之间通过缀材槽钢固定连接,缀材槽钢与肢件角钢连接呈倒“U”型,节点区域相邻肢件角钢之间通过缀材角钢固定连接,缀材槽钢和缀材角钢与肢件角钢之间的连接采用焊接或螺栓等固定连接方式;
步骤三、模板A安装:将模板A吊装至角钢骨架附近,直至其内壁上外伸的弯筋位于相应的缀材槽钢腹板上沿,之后缓缓下降,使弯筋穿过缀材槽钢腹板上的槽口,同时模板A下端预留孔一穿过下层节点钢套筒上端螺杆一,最终模板A落于钢套筒上,模板A上的弯筋紧扣在缀材槽钢腹板槽口内,完成模板A的安装;在同一段柱身区域,角钢骨架上共安装两块模板A,两块模板A采用对向安装,安装后两块模板A相互平行;
步骤四、模板B安装:将模板B吊装至角钢骨架附近,将其两侧外伸的斜筋分别放置于两边模板A对应的插筋孔中,同时模板B内壁外伸的弯筋扣在缀材槽钢腹板槽口的边沿上,之后将模板B沿着斜筋的轴线方向斜向下缓慢下降,直至斜筋完全插入金属波纹管中,同时弯筋紧扣在缀材槽钢腹板槽口内,最终,模板B左右两侧与模板A接触,下端与钢套筒接触,完成模板B安装;安装后模板A与模板B之间形成金属波纹管-斜筋连接结构;在同一段柱身区域,角钢骨架上共安装两块模板B,两块模板B采用对向安装,安装后两块模板B相互平行;
步骤五、对模板A灌浆:通过模板A上端的灌浆孔,对内置的金属波纹管填充无收缩、高强度灌浆料,使模板A和模板B通过金属波纹管浆锚连接形成全封闭式模板结构,提高预制模板整体工作性能;
步骤六、梁柱节点结构安装:将工字型钢梁与钢套筒焊接为一体的预制梁柱节点结构件吊装至节点区域上部,缓缓下降,使钢套筒下端预焊螺杆一插入模板A上的预留孔一中,钢梁下翼缘外表面预焊螺杆二穿过缀材角钢上的预留孔中,完成节点区域预制梁柱节点结构件的定位。
随后将新的缀材角钢带预留孔的一肢穿过工字型钢梁上翼缘螺杆二,另一肢与肢件角钢通过焊接或者栓接方式连接,并用螺帽拧紧螺杆二,进一步将缀材角钢紧固在工字型钢梁上;
步骤七、上层柱身模板与节点安装重复步骤3-6,待柱身模板与节点安装完毕后,可进行现浇混凝土浇筑。
本发明具有如下有益效果:
在柱身区域,采用高性能材料(UHPC或ECC等)制作而成的预制模板作为保护层材料,将预制的钢筋增强UHPC/ECC板通过合理的构造措施与角钢骨架连接,从而形成性能优越的柱身永久模板,柱身永久模板能够与柱体内混凝土一同参与受力,能够增强柱体强度,提升柱体整体受力性能;另外,在对柱身内部进行混凝土浇注时无需再架设其他模板,有效提升现场施工效率。
(2)在梁柱节点区域,采用预制工字钢梁-钢套筒一体化焊接方式与角钢骨架形成高效可靠且安装快捷的梁柱节点结构,工字型钢梁上下翼缘与缀材角钢,以及钢套筒与柱身模板之间均是通过穿孔连接,安装定位精准、安装快速。
其中工字钢梁通长布置可保障节点区域刚度,钢套筒则可提高节点区域抗震性能,实现了抗震设防中“强节点弱构件”的设计原则;同时钢套筒兼作节点区域永久模板,为混凝土提供有效的约束效应,亦无需再架设模板或加密箍筋,有效提高施工效率。
(3)因此本发明从施工效率和受力性能两方面出发,提出一种半预制角钢骨架式混凝土柱及梁柱节点结构及施工方法。
采用模板和工字钢梁节点预制、核心区混凝土现浇的半预制方式,实现节点-柱身上下一体全封闭式永久模板,减小现场工作量,提升梁柱结构整体受力性能,尤其适用于高烈度地区。
附图说明
图1是本发明一种半预制角钢骨架式混凝土柱-梁柱节点结构的预制工字型钢梁-钢套筒结构示意图;
图2是本发明一种半预制角钢骨架式混凝土柱-梁柱节点结构的预制工字型钢梁细节构造图;
图3是本发明一种半预制角钢骨架式混凝土柱-梁柱节点结构的角钢骨架构造图;
图4是本发明一种半预制角钢骨架式混凝土柱-梁柱节点结构的预制混凝土模板A和模板B结构示意图;
图5是本发明一种半预制角钢骨架式混凝土柱-梁柱节点结构的预制混凝土模板A内部构造图;
图6是本发明一种半预制角钢骨架式混凝土柱-梁柱节点结构的角钢骨架-预制混凝土模板拼接图;
图7是本发明一种半预制角钢骨架式混凝土柱-梁柱节点结构的预制模板A安装图;
图8是本发明一种半预制角钢骨架式混凝土柱-梁柱节点结构的预制模板B安装图;
图9是本发明一种半预制角钢骨架式混凝土柱-梁柱节点结构的A-B模板浆锚连接示意图;
图10是本发明一种半预制角钢骨架式混凝土柱-梁柱节点结构的预制工字型钢梁-钢套筒结构安装图;
图11是本发明一种半预制角钢骨架式混凝土柱-梁柱节点结构的钢梁上翼缘表面安装缀材角钢示意图;
图12是本发明一种半预制角钢骨架式混凝土柱-梁柱节点结构的钢梁上翼缘-缀材角钢螺栓连接细节图;
图13是本发明一种半预制角钢骨架式混凝土柱-梁柱节点结构的缀材角钢预留孔洞细节图;
图14是本发明一种半预制角钢骨架式混凝土柱-梁柱节点结构的缀材槽钢预留槽口细节图;
其中有:1.工字型钢梁;2.钢套筒;3.栓钉;4.螺杆一;41.螺杆二;5.肢件角钢;6.缀材角钢;61. 预留孔二;7.缀材槽钢;71.槽口;8.模板A; 9.预留孔一;10.金属波纹管;11.灌浆孔;12.插筋孔;13.模板B;14.弯筋;15.斜筋;16.螺帽;17.现浇混凝土。
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1-5所示,一种半预制角钢骨架式混凝土柱-梁柱节点以及施工方法,包括半预制角钢骨架式混凝土柱结构和梁柱节点结构;半预制角钢骨架式混凝土柱结构包括角钢骨架、柱身模板和现浇混凝土;
如图3所示,角钢骨架由四根纵向对称分布的肢件角钢5、横向分布的若干缀材角钢6和横向分布的若干缀材槽钢7组成。
缀材槽钢7设置于半预制角钢骨架式混凝土柱结构的柱身部分,缀材槽钢预留槽口细节如图14所示,缀材槽钢7腹板开设有通透矩形槽口71,相邻两个肢件角钢5之间通过缀材槽钢7的侧板进行焊接连接;缀材槽钢7与肢件角钢5固定连接时呈倒U型。
缀材角钢6设置于半预制角钢骨架式混凝土柱结构的节点区域,相邻的两个肢件角钢5之间通过缀材角钢6的一肢焊接连接;未与肢件角钢5连接的一肢设有若干个预留孔二61,预留孔二61用于连接梁柱节点结构,缀材角钢预留孔洞细节如图13所示。
如图4所示,柱身模板包括模板(A)8和模板(B)13,模板A和模板B的高度尺寸一致,且模板A和模板B均埋置了若干弯筋14,弯筋14从模板内壁伸出一定长度,弯筋外伸长度及弯筋直径与缀材槽钢7腹板上的槽口71相匹配,且弯筋数量与缀材槽钢7的数量相匹配。
另外,模板A和模板B采用的混凝土材料为超高性能混凝土(UHPC)或者纤维水泥基复合材料(ECC)材料,并且模板A和模板B除了发挥模板作用外,安装后无需拆除,随柱身内部混凝土和角钢骨架一同参与结构服役期受力,能够有效提升柱身区域的受力性能。
如图5所示,模板A上下端各设有预留孔一9,模板A上端同时设有两个灌浆孔11;模板A两侧设有多个插筋孔12;模板A两侧均埋置金属波纹管10;金属波纹管10包括一个竖管以及多个与竖管交叉连通设计的斜管,竖管顶部与灌浆孔11连通,用于灌注浆料;斜管从外到内向下倾斜且与插筋孔12连通。
如图4-5所示,模板B两侧预埋若干斜筋15,斜筋15从模板内壁伸出一定长度,斜筋15的数量、直径、外伸长度、倾斜角度等与模板A中金属波纹管10的构造相匹配,且模板B上的斜筋15能够通过插筋孔12插入到金属波纹管的斜管中。
如图1-2所示,梁柱节点结构包括两个正交焊接一体成型的工字型钢梁1以及钢套筒2,且正交焊接交点位于钢套筒2的中心位置;钢套筒2四周筒壁与两个工字型钢梁垂直焊接;工字型钢梁1与钢套筒2之间具有间隙部,肢件角钢5能够穿过所述间隙部,使梁柱节点结构能够套设在角钢骨架上。
钢套筒2在与模板A相接的上下端表面设有若干个预焊螺杆一4,所述螺杆一4的的数量、位置、尺寸大小等与所述预留孔一9相匹配。
钢套筒2内部的工字型钢梁1上下翼缘外表面设有若干个预焊螺杆二41,所述螺杆二41的数量、位置、尺寸大小等参数与所述缀材角钢6的预留孔二61能够匹配。
钢套筒2内部的工字型钢梁1腹板表面还设有若干个栓钉3,栓钉3可以加强节点区域钢梁与现浇混凝土之间的协同作用。
本发明还提供如上所述的半预制角钢骨架式混凝土柱-梁柱节点的施工方法,其步骤如下:
步骤一、准备工作:预制由工字型钢梁1与钢套筒2焊接一体成型的预制梁柱节点结构,采用超高性能混凝土(UHPC)或工程水泥基复合材料(ECC)等高性能材料预制的模板A和模板B,以及肢件角钢、缀材角钢、缀材槽钢、现浇混凝土等上述材料均运输至施工现场。
步骤二、角钢骨架安装:如图3所示,四根肢件角钢纵向对称分布安装固定,柱身区域的相邻肢件角钢5之间通过缀材槽钢7焊接固定连接,缀材槽钢7与肢件角钢5连接呈倒“U”型,节点区域相邻肢件角钢5之间通过缀材角钢6焊接固定连接,缀材槽钢7和缀材角钢6与肢件角钢5之间的连接采用焊接或螺栓等固定连接方式。
步骤三、模板A安装:如图6-7所示,将模板A吊装至角钢骨架附近,直至其内壁上外伸的弯筋14位于相应的缀材槽钢7腹板上沿,之后缓缓下降,使弯筋14穿过缀材槽钢7腹板上的槽口71,同时模板A下端预留孔一9穿过下层梁柱节点钢套筒2上端螺杆一4,最终模板A落于钢套筒2上,模板A上的弯筋14紧扣在缀材槽钢7腹板槽口71内,完成模板A的安装;在同一段柱身区域,角钢骨架上共安装两块模板A,两块模板A采用对向安装,安装后两块模板A相互平行,如图7所示。
步骤四、模板B安装:如图8-9所示,将模板B吊装至角钢骨架附近,将其两侧外伸的斜筋15分别放置于两边模板A对应的插筋孔12中,同时模板B内壁外伸的弯筋14扣在缀材槽钢7槽口的边沿上,之后将模板B沿着斜筋15的轴线方向斜向下缓慢下降,直至斜筋15完全插入金属波纹管10中,同时弯筋14紧扣在缀材槽钢7腹板槽口71内,最终,模板B左右两侧与模板A接触,下端与钢套筒2接触,完成模板B安装,安装后模板A与模板B之间形成金属波纹管-斜筋连接结构,如图9所示。
在同一段柱身区域,角钢骨架上共安装两块模板B,两块模板B采用对向安装,安装后两块模板B相互平行,如图8所示。
步骤五、对模板A灌浆:通过模板A上端的灌浆孔11,对内置的金属波纹管10填充无收缩、高强度灌浆料,使模板A和模板B通过金属波纹管浆锚连接形成全封闭式模板结构。
浆锚连接构造保证了模板整体刚度,能够显著提高预制模板整体工作性能,并且模板A和模板B与角钢骨架连接形成的柱身模板将作为柱身永久模板参与柱体受力,能够显著提高柱身受力性能,尤其适用于高烈度地区。
另外,受力柱身内部混凝土浇注时无需再架设其他模板,有效提升施工效率。
步骤六、梁柱节点结构安装:为了实现工字型钢梁1与钢套筒2焊接为一体的预制梁柱节点与柱身预制模板和角钢骨架的连接。
如图10所示,将预制梁柱节点结构件吊装至节点区域上部,将钢套筒2下端设有预焊螺杆一4的一侧调整到模板A的上方,缓缓下降梁柱节点结构,角钢骨架的四根肢件角钢5分别穿过工字型钢梁1与钢套筒2之间的间隙部,钢套筒2下端的预焊螺杆一4穿入模板A上的预留孔一9中,钢梁下翼缘外表面预焊的螺杆二41穿过缀材角钢6上的预留孔中,完成节点区域预制梁柱节点结构件的定位。
如图11-12所示,随后将新的缀材角钢6带预留孔的一肢穿过工字型钢梁上翼缘螺杆二41,并用螺帽16拧紧螺杆二41,将缀材角钢6与工字型钢梁进一步固定;缀材角钢6的另一肢与相邻的肢件角钢5通过焊接或者栓接方式实现固定连接。
至此完成梁柱节点区域永久模板及钢梁的安装。
因此在节点区域,采用了预制工字钢梁-钢套筒一体焊接而成的梁柱节点结构,能够与角钢骨架实现快速安装,工字型钢梁上下翼与缀材角钢,以及钢套筒与柱身模板之间均是通过穿孔连接,安装定位精准、安装便捷,施工效率高,钢套筒兼作节点区域永久模板,为混凝土提供有效的约束效应,亦无需再架设其它模板或加密箍筋,能够有效提高施工效率。
另外,工字钢梁采用通长布置可保障节点区域刚度,钢套筒则可提高节点区域抗震性能,实现了抗震设防中“强节点弱构件”的设计原则,能够显著增强节点区域的整体受力性能,提高节点区域抗震性能。
步骤七、上层柱身模板与节点安装重复步骤3-6,待柱身模板与节点安装完毕后,可对梁柱结构内部进行现浇混凝土17浇筑。
此时,采用模板和工字钢梁节点预制、核心区混凝土现浇的半预制方式,实现了梁柱柱身-节点上下一体全封闭式永久模板结构,将现浇混凝土浇筑到梁柱结构的内部,不仅能够减小现场工作量,实现快速安装和浇筑,还能有效提升梁柱结构整体受力性能,尤其适用于高烈度地区。
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 (8)
1.一种半预制角钢骨架式混凝土柱-梁柱节点结构,其特征在于:包括半预制角钢骨架式混凝土柱结构和梁柱节点结构;
所述半预制角钢骨架式混凝土柱结构包括角钢骨架、柱身模板和现浇混凝土;
所述角钢骨架由四根纵向对称分布的肢件角钢(5)和横向分布的若干缀材槽钢(7)组成,所述缀材槽钢(7)设置于半预制角钢骨架式混凝土柱结构的柱身部分,所述缀材槽钢(7)腹板开设有通透槽口(71),相邻肢件角钢(5)之间通过缀材槽钢(7)的一侧翼缘固定连接;所述缀材槽钢(7)与肢件角钢(5)连接时呈倒U型;
所述柱身模板包括模板A(8)和模板B(13),所述模板A和模板B的高度尺寸一致,且模板A和模板B均埋置了若干排弯筋(14),所述弯筋(14)从模板内壁伸出一定长度,弯筋外伸长度及弯筋直径与所述缀材槽钢(7)腹板上的槽口(71)相匹配,弯筋数量与缀材槽钢(7)的数量相匹配;
所述模板A(8)上下端各设有预留孔一(9),所述模板A(8)上端同时设有灌浆孔(11);所述模板A(8)两侧设有多个插筋孔(12);所述模板A(8)两侧均埋置金属波纹管(10);
所述金属波纹管(10)包括一个竖管以及多个与竖管交叉连通设计的斜管,所述竖管顶部与灌浆孔(11)连通,用于灌注浆料;所述斜管从外到内向下倾斜且与插筋孔(12)连通;
所述模板B(13)两侧预埋若干斜筋(15),所述斜筋(15)从模板内壁伸出一定长度,斜筋(15)的数量、直径、外伸长度、倾斜角度与模板A(8)中金属波纹管的斜管的构造相匹配,且模板B上的斜筋(15)能够通过插筋孔(12)插入到金属波纹管的斜管中;
所述梁柱节点结构包括两个正交焊接一体成型的工字型钢梁(1)以及钢套筒(2),且正交焊接交点位于钢套筒(2)的中心位置;
所述钢套筒(2)四周筒壁与两个工字型钢梁垂直焊接;所述工字型钢梁(1)与钢套筒(2)之间具有间隙部,所述肢件角钢(5)能够穿过所述间隙部;
所述钢套筒(2)在与模板A(8)相接的上下端表面设有若干个预焊螺杆一(4),所述螺杆一(4)的数量、位置、尺寸大小与所述预留孔一(9)相匹配。
2.根据权利要求1所述的半预制角钢骨架式混凝土柱-梁柱节点结构,其特征在于:所述角钢骨架还包括缀材角钢(6),所述缀材角钢(6)设置于半预制角钢骨架式混凝土柱结构的节点区域,相邻肢件角钢(5)之间通过缀材角钢(6)的一肢固定连接;未与肢件角钢(5)连接的一肢设有若干个预留孔二(61),所述预留孔用于连接梁柱节点结构;
所述钢套筒(2)内部的工字型钢梁(1)上下翼缘外表面设有若干个预焊螺杆二(41),所述螺杆二(41)的数量、位置、尺寸大小与所述缀材角钢(6)的预留孔二(61)相匹配。
3.根据权利要求2所述的半预制角钢骨架式混凝土柱-梁柱节点结构,其特征在于:所述缀材角钢(6)和缀材槽钢(7)通过焊接或栓接的方式与肢件角钢(5)连接。
4.根据权利要求3所述的半预制角钢骨架式混凝土柱-梁柱节点结构,其特征在于:所述模板A(8)和模板B(13)为钢筋混凝土预制模板。
5.根据权利要求4所述的半预制角钢骨架式混凝土柱-梁柱节点结构,其特征在于:所述模板A(8)和模板B(13)采用的混凝土为超高性能混凝土(UHPC)或者工程水泥基复合材料(ECC)材料。
6.根据权利要求1所述的半预制角钢骨架式混凝土柱-梁柱节点结构,其特征在于:所述缀材槽钢(7)腹板上开设的通透槽口(71)的形状为矩形。
7.根据权利要求1所述的半预制角钢骨架式混凝土柱-梁柱节点结构,其特征在于:所述钢套筒(2)内部的工字型钢梁(1)腹板表面还设有若干个栓钉(3),用于加强节点区域钢梁与现浇混凝土之间的协同作用。
8.如权利要求1-7任一项所述的半预制角钢骨架式混凝土柱-梁柱节点结构的施工方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一、准备工作:预制由工字型钢梁(1)与钢套筒(2)焊接一体成型的预制梁柱节点结构,采用超高性能混凝土(UHPC)或工程水泥基复合材料(ECC)预制的模板A(8)和模板B(13),以及肢件角钢、缀材角钢、缀材槽钢、现浇混凝土均运输至施工现场;
步骤二、角钢骨架安装:四根肢件角钢纵向对称分布安装固定,柱身区域的相邻肢件角钢(5)之间通过缀材槽钢(7)固定连接,缀材槽钢(7)与肢件角钢(5)连接呈倒“U”型,节点区域相邻肢件角钢(5)之间通过缀材角钢(6)固定连接,缀材槽钢(7)和缀材角钢(6)与肢件角钢(5)之间的连接采用焊接或螺栓连接;
步骤三、模板A安装:将模板A(8)吊装至角钢骨架附近,直至其内壁上外伸的弯筋(14)位于相应的缀材槽钢(7)腹板上沿,之后缓缓下降,使弯筋(14)穿过缀材槽钢(7)腹板上的槽口(71),同时模板A下端预留孔一(9)穿过下层节点钢套筒(2)上端螺杆一(4),最终模板A(8)落于钢套筒(2)上,模板A上的弯筋(14)紧扣在缀材槽钢(7)腹板槽口(71)内,完成模板A(8)的安装;在同一段柱身区域,角钢骨架上共安装两块模板A(8),两块模板A(8)采用对向安装,安装后两块模板A(8)相互平行;
步骤四、模板B安装:将模板B(13)吊装至角钢骨架附近,将其两侧外伸的斜筋(15)分别放置于两边模板A对应的插筋孔(12)中,同时模板B(13)内壁外伸的弯筋(14)扣在缀材槽钢(7)腹板槽口(71)的边沿上,之后将模板B沿着斜筋(15)的轴线方向斜向下缓慢下降,直至斜筋(15)完全插入金属波纹管(10)中,同时弯筋(14)紧扣在缀材槽钢(7)腹板槽口(71)内,最终,模板B(13)左右两侧与模板A(8)接触,下端与钢套筒(2)接触,完成模板B安装;安装后模板A(8)与模板B(13)之间形成金属波纹管-斜筋连接结构;在同一段柱身区域,角钢骨架上共安装两块模板B(13),两块模板B(13)采用对向安装,安装后两块模板B(13)相互平行;
步骤五、对模板A灌浆:通过模板A(8)上端的灌浆孔(11),对内置的金属波纹管(10)填充无收缩、高强度灌浆料,使模板A和模板B通过金属波纹管浆锚连接形成全封闭式模板结构,提高预制模板整体工作性能;
步骤六、梁柱节点结构安装:将工字型钢梁(1)与钢套筒(2)焊接为一体的预制梁柱节点结构件吊装至节点区域上部,缓缓下降,使钢套筒(2)下端预焊螺杆一(4)插入模板A(8)上的预留孔一(9)中,钢梁下翼缘外表面预焊螺杆二(41)穿过缀材角钢(6)上的预留孔中,完成节点区域预制梁柱节点结构件的定位;
随后将新的缀材角钢(6)带预留孔的一肢穿过工字型钢梁上翼缘螺杆二(41),另一肢与肢件角钢(5)通过焊接或者栓接方式连接,并用螺帽(16)拧紧螺杆二(41),进一步将缀材角钢(6)紧固在工字型钢梁上;
步骤七、上层柱身模板与节点安装重复步骤3-6,待柱身模板与节点安装完毕后,可对梁柱结构内部进行现浇混凝土浇筑。
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