CN115467411A - 一种预制混凝土框架梁柱干式连接节点 - Google Patents

一种预制混凝土框架梁柱干式连接节点 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种预制混凝土框架梁柱干式连接节点，所述连接节点包括预制混凝土框架柱、型钢A、型钢B、预制混凝土框架梁、连接件、混凝土保护层，其中，所述型钢A贯穿预制混凝土框架柱，在混凝土框架柱两侧外伸悬挑；所述型钢B一段预埋在预制混凝土框架梁内，一端外伸悬挑；所述型钢A、型钢B腹板之间设置有连接件；所述型钢A、型钢B连接后，浇注混凝土保护层。将混凝土框架梁柱连接转化为钢构件连接，构造简单，现场施工方便，还可以有效减小连接区段长度，节省工程造价，同时柱内预埋钢梁并外伸，避免了节点区钢筋密布施工难度大，保持钢梁贯通，避免了在梁柱连接受力较大部位的焊接，抗震性能好。

Description

一种预制混凝土框架梁柱干式连接节点
技术领域
本发明属于建筑工程技术领域，具体涉及一种预制混凝土框架梁柱干式连接节点。
背景技术
装配式混凝土结构可以在工厂加工制作，质量容易控制，不受季节影响，其工期容易得到保障，比较环保，符合绿色建筑理念；目前装配式混凝土框架结构通常采用装配整体式，梁柱节点整体预制，梁在受力较小位置后浇连接，或梁柱分别整段预制，节点现场后浇。
预制混凝土框架结构的预制柱与预制梁在梁柱核心区，后浇混凝土，形成整体。节点核心区域钢筋众多，现场浇筑施工难度大；后浇混凝土养护时间长，需要达到一定强度后才能进行下一道工序，影响施工工期。本发明可以有效解决目前预制混凝土框架结构节点核心区浇筑难度大及施工工期问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种预制混凝土框架梁柱干式连接节点，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种预制混凝土框架梁柱干式连接节点，其特征在于：所述连接节点包括预制混凝土框架柱1、型钢A2、型钢B3、预制混凝土框架梁4、连接件5和混凝土保护层6，其中，
所述型钢A2贯穿预制混凝土框架柱1，在混凝土框架柱1两侧外伸悬挑，
所述型钢B3一端预埋在预制混凝土框架梁4内，一端外伸悬挑，
所述型钢A2、型钢B3腹板之间设置有连接件5；
所述型钢A2、型钢B3连接后，浇注混凝土保护层6。
具体的，所述型钢B3位于型钢A2的一侧，型钢B3和型钢A2位于同一水平面。
具体的，所述预制混凝土框架柱1在型钢A上翼缘2-1上侧和型钢A下翼缘2-2下侧分别设置有条形钢板环箍1-1。
具体的，预制混凝土框架柱1在型钢A2高度范围设第一钢板箍1-2、第二钢板箍1-3，所述第一钢板箍1-2连接第二钢板箍1-3；
所述第一钢板箍1-2设置于预制混凝土框架柱1的两侧，型钢A2贯穿第一钢板箍1-2，所述第二钢板箍1-3设置于预制混凝土框架柱1的另外两侧。
具体的，所述型钢A上翼缘2-1、型钢A下翼缘2-2在预制混凝土框架柱内部分设第一开孔2-6，所述第一开孔2-6贯穿柱纵向钢筋1-4。
具体的，所述型钢A上翼缘2-1、型钢A下翼缘2-2在柱内部分设置柱条形环箍加劲板2-4，条形环箍加劲板2-4设第二开孔2-7，贯穿柱箍筋1-5。
具体的，所述型钢A腹板2-3悬挑端设型钢A腹板开孔2-5，型钢A在预制混凝土框架柱内腹板设置第三开孔2-8，贯穿柱箍筋1-5。
具体的，所述型钢B3与预制钢筋混凝土梁4交界处设面承板3-6。
具体的，型钢B3在预制混凝土框架梁内的上翼缘3-2、型钢B在预制混凝土框架梁内的下翼缘3-4预埋在预制钢筋混凝土梁4内的部分加宽。
具体的，型钢B腹板3-5悬挑端设第四开孔3-7，预埋在预制钢筋混凝土梁4内的部分设水平连接板3-8。
具体的，所述预制钢筋混凝土梁4的梁纵筋4-1焊接在型钢B3的型钢B在预制混凝土框架梁内的上翼缘3-2、型钢B在预制混凝土框架梁内的下翼缘3-4上。
具体的，所述预制钢筋混凝土梁4的梁腰筋4-2焊接在型钢B腹板3-5的水平连接板3-8上。
具体的，所述连接件5，包括腹板连接板5-1和摩擦型高强螺栓连接副5-2，所述腹板连接板5-1上设置有多个螺栓孔，所述摩擦型高强螺栓连接副5-2通过所述螺栓孔与所述腹板连接板5-1连接。
具体的，所述型钢A2和型钢B3之间腹板悬挑端通过高强螺栓与连接件5连接，高强螺栓从腹板连接板5-1、型钢A腹板2-3、型钢B腹板3-5中的螺栓孔穿过；型钢A上翼缘2-1、型钢A下翼缘2-2悬挑端分别与型钢B悬挑端上翼缘3-1、型钢B悬挑端下翼缘3-3悬挑端采用焊接连接。
本发明的技术效果和优点：
将混凝土框架梁柱连接转化为钢构件连接，构造简单，现场施工方便。梁柱节点核心区外伸钢梁承载力与预制钢-混凝土混合梁相同，钢梁连接完毕即可进行下一道安装工序，外露钢构件只需要后期浇筑混凝土保护，不影响工期。
柱面钢板箍、条形钢环箍等使节点区混凝土被分割成更小的小块，每一小块都处于钢梁腹板、上下翼缘和节点外加强构件的约束之中，从而使混凝土处于三向受压状态，大幅度提高了混凝土的抗压抗剪能力，从而增大节点极限承载力，提高了节点延性及耗能能力，很容易实现强节点弱构件的设计理念。抗震性能优于混凝土节点。
柱内预埋钢梁并外伸，避免了节点区钢筋密布施工难度大，保持钢梁贯通，避免了在梁柱连接受力较大部位的焊接，抗震性能好。
型钢间采用栓焊连接，栓焊混合连接兼顾了螺栓连接和焊接连接的优点，节点极限承载力比焊接节点略低，比螺栓连接承载力高，但栓焊混合连接节点具有更好的延性性能和耗能能力。
栓焊混合连接可以有效减小连接区段长度，节省工程造价。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
图1为本发明的预制混凝土框架梁柱干式连接节点示意图；
图2为本发明节点连接后的示意图；
图3为本发明的连接件详图；
图4a为本发明的型钢A与型钢B连接正立面示意图；
图4b为本发明的型钢A与型钢B连接剖视图示意图；
图5为本发明的型钢A构造示意图；
图6为本发明的型钢B的构造示意图；
图7a为本发明的预制混凝土框架梁配筋俯视图示意图；
图7b为本发明的预制混凝土框架梁配筋剖视图示意图；
图7c为本发明的预制混凝土框架梁配筋正立面示意图；
图8为本发明的预制混凝土框架柱1配筋示意图。
图中：
1-预制混凝土框架柱；1-1-条形钢板环箍；1-2-第一钢板箍；1-3-第二钢板箍；1-4-柱纵向钢筋；1-5-柱箍筋；
2-型钢A；2-1-型钢A上翼缘；2-2-型钢A下翼缘；2-3-型钢A腹板；2-4-条形环箍加劲板；2-5-型钢A腹板开孔；2-6-第一开孔；2-7-第二开孔；2-8-第三开孔；
3-型钢B；3-1-型钢B悬挑端上翼缘；3-2-型钢B在预制混凝土框架梁内的上翼缘；3-3-型钢B悬挑端下翼缘；3-4-型钢B在预制混凝土框架梁内的下翼缘；3-5-型钢B腹板；3-6-面承板；3-7-第四开孔；3-8-水平连接板；
4-预制混凝土框架梁；4-1-梁纵筋；4-2-梁腰筋；4-3-梁箍筋；
5-连接件；5-1-腹板连接板；5-2-摩擦型高强螺栓连接副；
6-混凝土保护层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为解决现有技术的不足，本发明提供了一种预制混凝土框架梁柱干式连接节点，所述连接节点包括预制混凝土框架柱1、型钢A2、型钢B3、预制混凝土框架梁4、连接件5及混凝土保护层6。其中，型钢A2贯穿预制混凝土框架柱1并外伸悬挑；型钢B3一端预埋在预制混凝土框架梁4内，一端悬挑；所述型钢B3位于型钢A2的一侧；所述型钢A2与型钢B3之间腹板采用连接件5连接，翼缘采用焊接连接；型钢A2与型钢B3之间连接完毕，浇筑混凝土保护层6保护。
具体地，本发明具体实施例中：
所述预制混凝土框架柱1在型钢A上翼缘2-1上侧和下翼缘2-2下侧分别设置有条形钢板环箍1-1，在型钢A2高度范围设第一钢板箍1-2、第二钢板箍1-3，所述第一钢板箍1-2连接第二钢板箍1-3；
所述第一钢板箍1-2设置于预制混凝土框架柱1的两侧，型钢A贯穿第一钢板箍1-2，所述第二钢板箍1-3设置于预制混凝土框架柱1的另外两侧。梁
所述条形钢板环箍1-1包括上、下两肢箍，设置在预制混凝土框架柱1箍筋1-5的两侧。
所述型钢A上翼缘2-1、型钢A下翼缘2-2在预制混凝土框架柱内部分设第一开孔2-6，贯穿预制钢筋混凝土柱1的纵向钢筋1-4。
所述型钢A腹板2-3在预制混凝土框架柱内腹板设置第三开孔2-8，形环箍加劲板2-4设第二开孔2-7，贯穿预制钢筋混凝土柱1箍筋1-5。
所述型钢A腹板2-3悬挑端设型钢A腹板开孔2-5。
所述型钢B3与预制钢筋混凝土梁4交界处设面承板3-6。
所述型钢B腹板3-5悬挑端设第四开孔3-7。
所述型钢B3在预制钢筋混凝土梁4内的型钢B在预制混凝土框架梁内的上翼缘3-2、型钢B在预制混凝土框架梁内的下翼缘3-4加宽。
所述型钢B腹板3-5在预制钢筋混凝土梁4内的部分设水平连接板3-8。
所述预制钢筋混凝土梁4的梁纵筋4-1与型钢B3的上下翼缘焊接连接。
所述预制钢筋混凝土梁4的梁腰筋4-2与型钢B3腹板水平连接板3-8焊接。
所述预制钢筋混凝土梁4的梁箍筋4-3在型钢B 3长度范围内采用两肢箍。
所述型钢B3悬挑端位于型钢A2悬挑端的一侧，型钢B 3和型钢A2位于同一水平面。
所述连接件5包括腹板连接板5-1和摩擦型高强螺栓连接副5-2，所述腹板连接板5-1上设置有多个螺栓孔。
型钢A 2和型钢B3之间腹板悬挑端采用连接件5连接，高强螺栓从5-1、型钢A腹板2-3、型钢B腹板3-5中的螺栓孔穿过；型钢A上翼缘2-1、型钢A下翼缘2-2悬挑端分别与型钢B悬挑端上翼缘3-1、型钢B悬挑端下翼缘3-3悬挑端采用焊接连接。
所述型钢A2、型钢B3连接后，浇注混凝土保护保护层6。
具体地，所述节点由预制混凝土框架柱1、型钢A2、型钢B3、预制混凝土框架梁4、连接件5及混凝土保护层6组成。型钢A2与型钢B3之间腹板悬挑端连接采用连接件5，型钢A2与型钢B3之间的上下翼缘悬挑端采用焊接连接。进一步地，所述连接件5包括腹板连接板5-1和高强螺栓连接副5-2，在腹板连接板5-1上设置有若干高强螺栓孔，腹板连接板5-1设置在型钢A2、型钢B3的悬挑端腹板结合处，并用高强螺栓连接副5-2进行固定，为了进行进一步的稳固，型钢A2与型钢B3之间悬挑端的上下翼缘采用焊接连接。型钢A2与型钢B3连接完成后浇筑混凝土保护层6保护。型钢A2与型钢B3悬挑端之间采用栓焊混合连接，栓焊混合连接兼顾了螺栓连接和焊接连接的优点，节点极限承载力比焊接节点略低，比螺栓连接承载力高，但栓焊混合连接节点具有更好的延性性能和耗能能力。栓焊混合连接可以有效减小连接区段长度，节省工程造价。
具体，如图1所示，所述型钢A 2惯穿预制混凝土框架柱1，外伸悬挑；所述型钢B 3一端预埋在预制混凝土框架梁4内，一端外伸悬挑；型钢A2和型钢B 3悬挑端翼缘之间焊接连接，型钢A 2和型钢B 3悬挑端腹板之间采用连接件5连接；所述预制混凝土框架柱1的外表设置有条形钢板环箍1-1和第一钢板箍1-2、第二钢板箍1-3；所述型钢B 3与所述预制混凝土框架梁4的交界处设有面承板3-6。
如图2所示，型钢A2和型钢B 3连接完成后浇筑混凝土保护层6保护。
如图3所示，连接件5包括腹板连接板5-1、摩擦型高强螺栓连接副5-2。
如图4a和4b所示，型钢A腹板2-3、型钢B腹板3-5采用腹板连接板5-1、摩擦型高强螺栓连接副5-2连接，腹板连接板5-1布置在型钢A2和型钢B3腹板的两侧。型钢A上翼缘2-1、型钢A下翼缘2-2分别和型钢B悬挑端上翼缘3-1、型钢B悬挑端下翼缘3-3间焊接连接。
如图5所示，所述型钢A上翼缘2-1、型钢A下翼缘2-2在预制混凝土框架柱内部分设孔第一开孔2-6；所述型钢A腹板2-3悬挑端设型钢A腹板开孔2-5，预制混凝土框架柱1内的部分设置第三开孔2-8；条形环箍加劲板2-4与型钢A上翼缘2-1、型钢A下翼缘2-2、条形钢板环箍1-1焊接；条形环箍加劲板2-4与型钢A腹板2-3在一个竖直平面内；条形环箍加劲板2-4设第二开孔2-7。
如图6所示，所述型钢B 3在预制混凝土框架梁4内的型钢B在预制混凝土框架梁内的上翼缘3-2、型钢B在预制混凝土框架梁内的下翼缘3-4加宽，所述型钢B 3与预制钢筋混凝土梁4交界处设面承板3-6，面承板3-6布置在型钢B腹板3-5两侧，与型钢B腹板3-5、型钢B在预制混凝土框架梁内的上翼缘3-2和型钢B在预制混凝土框架梁内的下翼缘3-4焊接；所述型钢B腹板3-5悬挑端设第四开孔3-7，在预制钢筋混凝土梁4内的腹板两侧设水平连接板3-8。
如图7a、7b和7c所示，所述预制钢筋混凝土梁4的梁纵筋4-1焊接在所述型钢B在预制混凝土框架梁内的上翼缘3-2、型钢B在预制混凝土框架梁内的下翼缘3-4上，中部梁腰筋4-2焊接在型钢B3腹板两侧水平连接板3-8上，梁箍筋4-3为两肢封闭箍。
如图8所示，所述预制混凝土框架柱1内纵筋1-4在型钢A2翼缘范围内的，穿过翼缘设置第一开孔2-6；所述预制混凝土框架柱1内箍筋1-5穿过型钢A2腹板开孔及条形环箍加劲板2-4开孔，箍筋1-5为两肢封闭箍。
综上，连接节点包括型钢A 2悬挑端、型钢B 3悬挑端及连接件5，连接件5包括腹板连接板和摩擦型高强螺栓，型钢A 2与型钢B 3悬挑端之间腹板采用高强螺栓连接、翼缘采用焊接连接，型钢A 2、型钢B 3连接后，浇注混凝土保护。柱内预埋钢梁并外伸，避免了节点区钢筋密布施工难度大，保持钢梁贯通，避免了在梁柱连接受力较大部位的焊接，抗震性能好。
该装配式混凝土框架结构中梁柱节点，使用时，首先，型钢A2与型钢B 3腹板用高强螺栓连接，然后型钢A 2与型钢B 3的翼缘再焊接连接，最后在预制柱和预制梁的连接处浇入现浇混凝土保护。最后一个步骤不需要立即实施，不影响下一道工序施工。
有益效果：将混凝土框架梁柱连接转化为钢构件连接，构造简单，现场施工方便。梁柱节点核心区外伸钢梁承载力与预制钢-混凝土混合梁相同，钢梁连接完毕即可进行下一道安装工序，外露钢构件只需要后期浇筑混凝土保护，不影响工期。
柱面钢板箍、条形钢环箍等使节点区混凝土被分割成更小的小块，每一小块都处于钢梁腹板、上下翼缘和节点外加强构件的约束之中，从而使混凝土处于三向受压状态，大幅度提高了混凝土的抗压抗剪能力，从而增大节点极限承载力，提高了节点延性及耗能能力，很容易实现强节点弱构件的设计理念。抗震性能优于混凝土节点。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种预制混凝土框架梁柱干式连接节点，其特征在于：所述连接节点包括预制混凝土框架柱(1)、型钢A(2)、型钢B(3)、预制混凝土框架梁(4)、连接件(5)和混凝土保护层(6)，其中，
所述型钢A(2)贯穿预制混凝土框架柱(1)，在混凝土框架柱(1)两侧外伸悬挑；
所述型钢B(3)一端预埋在预制混凝土框架梁(4)内，一端外伸悬挑；
所述型钢A(2)、型钢B(3)腹板之间设置有连接件(5)；
所述型钢A(2)、型钢B(3)连接后，浇注混凝土保护层(6)。
2.根据权利要求1所述的一种预制混凝土框架梁柱干式连接节点，其特征在于：所述型钢B(3)位于型钢A(2)的一侧，型钢B(3)和型钢A(2)位于同一水平面。
3.根据权利要求1所述的一种预制混凝土框架梁柱干式连接节点，其特征在于：所述预制混凝土框架柱(1)在型钢A上翼缘(2-1)上侧和型钢A下翼缘(2-2)下侧分别设置有条形钢板环箍(1-1)。
4.根据权利要求1所述的一种预制混凝土框架梁柱干式连接节点，其特征在于：
所述预制混凝土框架柱(1)在型钢A(2)高度范围设第一钢板箍(1-2)、第二钢板箍(1-3)，所述第一钢板箍(1-2)连接第二钢板箍(1-3)；
所述第一钢板箍(1-2)设置于预制混凝土框架柱(1)的两侧，型钢A(2)贯穿第一钢板箍(1-2)，所述第二钢板箍(1-3)设置于预制混凝土框架柱(1)的另外两侧。
5.根据权利要求1所述的一种预制混凝土框架梁柱干式连接节点，其特征在于：所述型钢A上翼缘(2-1)、型钢A下翼缘(2-2)在预制混凝土框架柱内部分设第一开孔(2-6)，所述第一开孔(2-6)贯穿柱纵向钢筋(1-4)。
6.根据权利要求1所述的一种预制混凝土框架梁柱干式连接节点，其特征在于：所述型钢A上翼缘(2-1)、型钢A下翼缘(2-2)在柱内部分设置柱条形环箍加劲板(2-4)，条形环箍加劲板(2-4)设第二开孔(2-7)，贯穿柱箍筋(1-5)。
7.根据权利要求1所述的一种预制混凝土框架梁柱干式连接节点，其特征在于：所述型钢A腹板(2-3)悬挑端设型钢A腹板开孔(2-5)，型钢A在预制混凝土框架柱内腹板设置第三开孔(2-8)，贯穿柱箍筋(1-5)。
8.根据权利要求1所述的一种预制混凝土框架梁柱干式连接节点，其特征在于：
所述型钢B(3)与预制钢筋混凝土梁(4)交界处设面承板(3-6)。
9.根据权利要求1所述的一种预制混凝土框架梁柱干式连接节点，其特征在于：
型钢B(3)在预制混凝土框架梁内的上翼缘(3-2)、型钢B(3)在预制混凝土框架梁内的下翼缘(3-4)预埋在预制钢筋混凝土梁(4)内的部分加宽。
10.根据权利要求1所述的一种预制混凝土框架梁柱干式连接节点，其特征在于：
所述型钢B腹板(3-5)悬挑端设第四开孔(3-7)，预埋在预制钢筋混凝土梁(4)内的部分设水平连接板(3-8)。
11.根据权利要求1所述的一种预制混凝土框架梁柱干式连接节点，其特征在于：所述预制钢筋混凝土梁(4)的梁纵筋(4-1)焊接在型钢B(3)的型钢B在预制混凝土框架梁内的上翼缘(3-2)、型钢B在预制混凝土框架梁内的下翼缘(3-4)上。
12.根据权利要求1所述的一种预制混凝土框架梁柱干式连接节点，其特征在于：所述预制钢筋混凝土梁(4)的梁腰筋(4-2)焊接在型钢B腹板(3-5)的水平连接板(3-8)上。
13.根据权利要求1所述的一种预制混凝土框架梁柱干式连接节点，其特征在于：所述连接件(5)，包括腹板连接板(5-1)和摩擦型高强螺栓连接副(5-2)，所述腹板连接板(5-1)上设置有多个螺栓孔，所述摩擦型高强螺栓连接副(5-2)通过所述螺栓孔与所述腹板连接板(5-1)连接。
14.根据权利要求1所述的一种预制混凝土框架梁柱干式连接节点，其特征在于：
所述型钢A(2)和型钢B(3)之间腹板悬挑端通过高强螺栓与连接件(5)连接，高强螺栓从腹板连接板(5-1)、型钢A腹板(2-3)、型钢B腹板(3-5)中的螺栓孔穿过；
型钢A上翼缘(2-1)、型钢A下翼缘(2-2)悬挑端分别与型钢B悬挑端上翼缘(3-1)、型钢B悬挑端下翼缘(3-3)悬挑端采用焊接连接。
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