CN211622803U - 一种预制混凝土外墙板与装配式钢框架结构梁连接构造 - Google Patents

Abstract

一种预制混凝土外墙板与装配式钢框架结构梁连接构造，属于民用建筑结构技术领域，所述预制混凝土外墙板上部与钢框架结构梁底部经摩擦连接组件相连，所述中心钢板一侧开设有第一长圆孔；所述上部夹紧件、下部夹紧件与中心钢板贴合的一面为具有摩擦性能面，所述上部夹紧件、下部夹紧件一面开设有圆孔，另一面设有第二长圆孔；所述中心钢板置于上部夹紧件圆孔与下部夹紧件之间经预紧螺栓组固定相连；所述上部夹紧件、下部夹紧件与中心钢板可相对水平滑移；所述预制混凝土外墙板底部与钢框架结构梁顶部经承重连接组件相连，包括方钢管、角钢，所述角钢分别置于方管钢的相对两侧，所述角钢一侧与方钢管外侧面固定相连，另一侧开设有圆孔。

Description

一种预制混凝土外墙板与装配式钢框架结构梁连接构造

技术领域

本实用新型属于民用建筑结构技术领域，具体涉及一种预制混凝土外墙板与装配式钢框架结构梁连接构造。

背景技术

装配式钢结构建筑围护体系一般采用外挂方式与主体结构连接，将角钢、Z型连接件开长圆孔，使用螺栓通过这些连接件将外墙板外挂在主体结构上。这种连接件开长圆孔外挂墙板式连接构造的设计理念是，为了满足外挂墙板与主体结构的协同变形的要求，在多遇地震作用下，允许预埋在墙板内的螺栓转动，而在罕遇地震作用下，允许螺栓在长圆孔内滑动，如专利CN103883038A《蒸压轻质加气混凝土外墙板与钢梁的连接构件和施工方法》就提供了这种连接构造形式，该专利通过控制焊口的承载力，来实现不同地震烈度条件下的螺栓的转动和滑动，即当地震作用大于焊口承载力后，焊口开裂失效，此时螺栓的滑动功能开启，这里需要注意，螺栓滑动功能一旦开启，便不再具备可逆性。图1是一条典型的地震波观测记录，可见，地震波从峰值加速度衰减到0需要一定的时间，另外，从历史的地震观察记录可知，主震后往往伴随着余震，特别是当震级较大时，余震的震级和数量往往不容忽视，如据中国地震台网数据可知，汶川地震主震级为Ms8.0，此后汶川地区共发生Ms4.0级以上余震233次，其中Ms4.0～4.9级地震200次，Ms5.0～5.9级地震28次，Ms6.0级以上地震5次(不包括主震)，最大余震震级为Ms6.4。专利CN103883038A中，预制外墙板与钢框架结构因为螺栓滑动功能的开启，在主震后的余震中为自由滑动连接方式，预制外墙板自身重量产生的惯性力会反复作用于连接部位，易引起连接结构生破坏，引发二次灾害。

同时，预制混凝土外墙板自身有较大侧向刚度，如果充分利用这部分刚度，围护结构对主体结构起到阻尼的作用，使建筑整体的抗震性能提高，避免了资源浪费。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种改进的预制混凝土外墙板与装配式钢框架结构耗能连接构造，充分利用预制混凝土外墙板平面内刚度，使其满足多水准地震作用下的承载力和变形要求。对于中小地震，预制外墙板内所产生的内力没有达到摩擦连组件的滑移摩擦力，预制混凝土外墙板与主体结构不发生相对位移，预制外墙板起刚性支撑作用，减小地震作用条件下主体结构的响应；在罕遇地震条件下，预制混凝土外墙板内所产生的内力达到摩擦连接组件的滑移荷载，预制混凝土外墙板与主体结构发生相对滑移，从而消耗部分地震能量,减小预制混凝土外墙板自身重量产生的惯性力，而且摩擦连接组件与预制混凝土外墙板底部连接构件均可工厂加工，现场焊接作业少，且连接件与预制混凝土外墙板均采用高强螺栓连接，减小热桥效应，提高整体装配率。

为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案：

一种预制混凝土外墙板与装配式钢框架结构梁连接构造，所述预制混凝土外墙板上部与钢框架结构梁底部经摩擦连接组件相连，所述摩擦连接组件包括中心钢板、上部夹紧件、下部夹紧件，预紧螺栓组，所述中心钢板一侧开设有第一长圆孔；所述上部夹紧件、下部夹紧件与中心钢板贴合的一面为具有摩擦性能面，所述上部夹紧件、下部夹紧件与中心钢板贴合的一面开设有圆孔，另一面设有与第一长圆孔垂直的第二长圆孔；所述中心钢板置于上部夹紧件圆孔与下部夹紧件之间经预紧螺栓组固定相连；所述上部夹紧件、下部夹紧件与中心钢板可相对水平滑移；所述预制混凝土外墙板底部与钢框架结构梁顶部经承重连接组件相连，所述承重连接组件包括方钢管、角钢，所述角钢分别置于方管钢的相对两侧，所述角钢一侧与方钢管外侧面固定相连，另一侧开设有圆孔。

进一步地，所述上部夹紧件、下部夹紧件均为L型钢板。

进一步地，所述预紧螺栓组由高强螺栓、高强螺母、弹簧垫圈组成，所述高强螺栓依次经上部夹紧件、中心钢板长、下部夹紧件上的圆孔使三者固定相连，经弹簧垫圈和高强螺母预紧固定。

进一步地，所述摩擦性能面为喷镀的聚四氟乙烯镀层摩擦面或具备摩擦性能的材料层。

进一步地，所述预制混凝土外墙板上部预埋有两个螺栓套筒，上下布置；下部预埋有两个螺栓套筒，左右布置。

进一步地，所述摩擦组件和承重组件与钢框架梁焊接固定，与预制混凝土外墙板通过高强螺栓铰接固定。

进一步地，所述上部夹紧件、下部夹紧件长圆孔长度为地震下钢框架结构层间位移竖向分量的2倍且满足施工公差要求。

进一步地，所述中心钢板的长圆孔长度为上部夹紧件、下部夹紧件与中心钢板三边对齐、贴合后，夹紧件与中心板贴合面的三个圆孔中两侧圆孔外边缘与中心板长圆孔两侧边缘距离需满足地震作用下层间位移以及施工公差要求。

进一步地，所述承重连接组件中方钢管与角钢之间、承重连接组件与钢框架结构梁之间、摩擦连接组件与钢框架结构梁之间焊接相连，所述焊接均为三面围焊，其焊缝均为满焊角焊缝。

进一步地，所述预制混凝土板缝填充有聚氨酯类保温胶，外部设有防水砂浆。

本实用新型的优点与效果为：

本实用新型是预制混凝土外墙板与钢框架结构之间的连接构件，该种连接主要由摩擦连接组件和承重连接组件组成，这种连接达到了抗震性能好、整体美观、平整等技术要求。长圆孔螺栓为预制混凝土外墙板提供了变形空间，且能吸收施工公差，此连接结构能有效吸收层间位移，此连接构件均可工厂预先加工，提高了施工进度。实现了建筑工业化生产，提高了施工速度，缩短了施工工期。

附图说明

图1 地震波示意图；

图2摩擦连接组件；

图3预制混凝土墙板底连接组件；

图4 连接左视图；

图5 连接轴测图；

图6 预制混凝土外墙板预设结构。

图中部件：1为上部夹紧件、2为下部夹紧件、3为中心钢板、4为聚四氟乙烯镀层、5为高强度预紧螺栓、6为高强度螺母、7为弹簧垫圈、8为方钢管、9为开孔角钢、10为高强度连接螺栓、11为聚氨酯类保温胶、12为防水砂浆、13为保温砂浆、14为工字钢梁、15为预制混凝土外墙板。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步解释。

预制混凝土外墙板上部与钢框架结构底部通过摩擦连接组件连接，摩擦连接组件由四部分组成：中心钢板、上部夹紧件、下部夹紧件，预紧螺栓组。摩擦连接组件中预紧螺栓组由高强螺栓、高强螺母、弹簧垫圈组成。摩擦连接组件中中心钢板开长圆孔；上、下部夹紧件与中心钢板贴合的一面分别喷镀聚四氟乙烯镀层摩擦面（或具备类似摩擦性能的材料）；上、下夹紧件中与中心钢板贴合的一面分别开三个圆孔，另一面开长圆孔；预紧螺栓组中的高强螺栓依次穿过上部夹紧件圆孔、中心钢板长圆孔、下部夹紧件圆孔将其三部分连接，由弹簧垫圈和高强螺母预紧固定。上、下部夹紧件能够与中心钢板发生水平相对滑移。

预制混凝土外墙板底部与钢框架结构梁顶部通过承重连接组件连接，承重连接组件由三部分组成：方钢管、角钢、角钢。其中两个角钢一侧分别与方钢管一端两侧焊接固定，另一侧开圆孔。

预制混凝土外墙板预设结构为：预制混凝土外墙板上部预埋两个螺栓套筒，上下布置；下部预埋两个螺栓套筒，左右布置。

摩擦组件和承重组件与钢框架梁焊接固定，与预制混凝土外墙板通过高强螺栓铰接固定。

上述上、下部夹紧件长圆孔长度需满足2倍的罕遇地震下钢框架结构层间位移竖向分量且满足施工公差要求。

上述中心钢板开长圆孔长度：将摩擦连接组件中上、下部夹紧件与中心钢板三边对齐、贴合，夹紧件与中心板贴合面的三个圆孔中两侧圆孔外边缘与中心板长圆孔两侧边缘距离需满足罕遇震作用下层间位移以及施工公差要求。

上述的上、下部夹紧件开圆孔以及中心钢板开圆孔位置需满足《钢结构高强度螺栓连接技术规程》。

承重连接组件中方钢管与角钢之间的焊接、承重连接组件与钢框架结构梁的焊接、摩擦连接组件与钢框架结构梁之间的焊接均为三面围焊，其焊缝均为满焊角焊缝，焊缝长度以及焊脚高度在实际应用中需要根据实际情况进行修正。

预制混凝土板缝填充聚氨酯类保温胶，外抹防水砂浆。

本实用新型连接方式也适用于其他类型预制外墙板与钢框架结构的连接。

实施例1

一种预制混凝土外墙板与钢框架的连接构造，本连接中钢框架柱为型钢，该种连接结构由预制混凝土外墙板、摩擦连接组件、承重连接组件以及填缝密封材料构成、预制混凝土外墙板的预设结构为：预制混凝土外墙板上部预埋两个螺栓套筒，上下布置、下部预埋两个螺栓套筒，左右布置，在工厂预先加工。

摩擦连接组件：上、下部夹紧件与中心钢板贴合面喷镀聚四氟乙烯镀层4、将上部夹紧件1、中心钢板3、下部夹紧件2依次叠放在一起，高强度预紧螺栓5穿过上述三部分，用弹簧垫圈7和高强度预紧螺母6预紧固定，上述摩擦连接组件预先在工厂加工。

承重连接组件：将两个角钢9未开孔侧分别与方钢管8一端两侧焊接固定。上述承重连接组件预先在工厂加工。

将承重连接组件中方钢管8未焊接角钢一端与钢框架结构梁顶部焊接固定、摩擦连接组件中中心钢板3为开长圆孔一侧与钢框架结构梁15底部焊接固定。摩擦连接组件中中心钢板3未开长圆孔部分与钢框架结构梁15底部焊接固定。

将预制混凝土外墙板14底部预埋螺栓套筒孔与承重连接组件中角钢9开孔中心位置对齐，将高强度螺栓10穿过角钢9旋入预埋螺栓套筒孔内通过螺母固定、预制混凝土外墙板14顶部预埋螺栓套筒孔与摩擦连接组件中上部夹紧件1与下部夹紧件2长圆孔中心位置对齐，将高强度螺栓10穿过夹紧件旋入预埋螺栓套筒孔内通过螺母固定。

此连接中预制混凝土外墙板14板缝填充聚酯氨保温胶11，外抹防水砂浆12，预制混凝土外墙板14外抹保温砂浆13。

当受罕遇地震作用时，预制混凝土外墙板通过摩擦连接组件与主体结构发生水平相对位移，通过上下夹紧件开竖向长圆孔侧发生竖向相对滑移，预制混凝土外墙板与钢框架结构能够在发生平面内相对位移。

本实用新型满足中小地震下，预制混凝土外墙板与主体结构不发生相对位移，由外墙板起刚性支撑作用、罕遇地震下，预制混凝土外墙板内力达到摩擦连接组件滑移荷载，预制混凝土外墙板与主体结构产生相对平面移动，预制混凝土外墙板克服摩擦力与主体结构产生相对位移，减小预制混凝土外墙板自重产生的惯性力。

本实用新型适用于钢结构框架预制混凝土外墙板的连接，本连接中的预制混凝土外墙板需要在工厂内预先生产，连接构件工厂预先加工组装。

本实用新型连接方式适用于其他类型预制外墙板与钢框架结构的连接。

Claims (9)

1.一种预制混凝土外墙板与装配式钢框架结构梁连接构造，其特征在于：所述预制混凝土外墙板上部与钢框架结构梁底部经摩擦连接组件相连，所述摩擦连接组件包括中心钢板、上部夹紧件、下部夹紧件，预紧螺栓组，所述中心钢板一侧开设有第一长圆孔；所述上部夹紧件、下部夹紧件与中心钢板贴合的一面为具有摩擦性能面，所述上部夹紧件、下部夹紧件与中心钢板贴合的一面开设有圆孔，另一面设有与第一长圆孔垂直的第二长圆孔；所述中心钢板置于上部夹紧件圆孔与下部夹紧件之间经预紧螺栓组固定相连；所述上部夹紧件、下部夹紧件与中心钢板可相对水平滑移；所述预制混凝土外墙板底部与钢框架结构梁顶部经承重连接组件相连，所述承重连接组件包括方钢管、角钢，所述角钢分别置于方管钢的相对两侧，所述角钢一侧与方钢管外侧面固定相连，另一侧开设有圆孔。

2.根据权利要求1所述的一种预制混凝土外墙板与装配式钢框架结构梁连接构造，其特征在于：所述上部夹紧件、下部夹紧件均为L型钢板。

3.根据权利要求1所述的一种预制混凝土外墙板与装配式钢框架结构梁连接构造，其特征在于：所述预紧螺栓组由高强螺栓、高强螺母、弹簧垫圈组成，所述高强螺栓依次经上部夹紧件、中心钢板长、下部夹紧件上的圆孔使三者固定相连，经弹簧垫圈和高强螺母预紧固定。

4.根据权利要求1所述的一种预制混凝土外墙板与装配式钢框架结构梁连接构造，其特征在于：所述摩擦性能面为喷镀的聚四氟乙烯镀层摩擦面或具备摩擦性能的材料层。

5.根据权利要求1所述的一种预制混凝土外墙板与装配式钢框架结构梁连接构造，其特征在于：所述预制混凝土外墙板上部预埋有两个螺栓套筒，上下布置；下部预埋有两个螺栓套筒，左右布置。

6.根据权利要求1所述的一种预制混凝土外墙板与装配式钢框架结构梁连接构造，其特征在于：所述摩擦连接组件和承重组件与钢框架梁焊接固定，与预制混凝土外墙板通过高强螺栓铰接固定。

7.根据权利要求1所述的一种预制混凝土外墙板与装配式钢框架结构梁连接构造，其特征在于：所述上部夹紧件、下部夹紧件长圆孔长度为地震下钢框架结构层间位移竖向分量的2倍且满足施工公差要求。

8.根据权利要求1所述的一种预制混凝土外墙板与装配式钢框架结构梁连接构造，其特征在于：所述中心钢板的长圆孔长度为上部夹紧件、下部夹紧件与中心钢板三边对齐、贴合后，夹紧件与中心板贴合面的三个圆孔中两侧圆孔外边缘与中心板长圆孔两侧边缘距离需满足地震作用下层间位移以及施工公差要求。

9.根据权利要求1所述的一种预制混凝土外墙板与装配式钢框架结构梁连接构造，其特征在于：所述承重连接组件中方钢管与角钢之间、承重连接组件与钢框架结构梁之间、摩擦连接组件与钢框架结构梁之间焊接相连，所述焊接均为三面围焊，其焊缝均为满焊角焊缝。

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