CN215926271U - 预制混凝土梁柱连接节点构造 - Google Patents

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CN215926271U CN202122040214.XU CN202122040214U CN215926271U CN 215926271 U CN215926271 U CN 215926271U CN 202122040214 U CN202122040214 U CN 202122040214U CN 215926271 U CN215926271 U CN 215926271U
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周剑
丁光富
侯全胜
张维淦
朱礼敏
张峰
田春雨
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Shandong Shenggong Lvzhu Technology Co ltd
Zibo Shengshi Jian'an Co ltd
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Shandong Shenggong Lvzhu Technology Co ltd
Zibo Shengshi Jian'an Co ltd
China Academy of Building Research CABR
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Abstract

本公开提的预制混凝土梁柱连接节点构造,包括部分位于预制混凝土梁端内、另一部分位于预制混凝土梁端外的梁端钢连接头,部分位于预制混凝土柱顶端内、部分位于预制混凝土柱顶端外的柱顶端钢连接头,部分位于预制混凝土柱底端内、部分位于预制混凝土柱底端外的柱底端钢连接头,位于预制混凝土梁端外的梁端钢连接头与位于预制混凝土柱顶端外的柱顶端钢连接头在施工现场固接,位于预制混凝土柱顶端外的柱顶端钢连接头与位于预制混凝土柱底端外的柱底端钢连接头在施工现场固接。本公开可实现预制混凝土梁、柱的无支撑施工,避免了现场湿作业,有效缩短施工周期,同时通过合理设计可发挥钢结构在地震时变形及耗能能力好的优势。

Description

预制混凝土梁柱连接节点构造
技术领域
本公开涉及装配式结构领域,尤其是预制混凝土梁柱连接节点构造。
背景技术
目前,常用的装配式框架结构体系主要包括装配式混凝土框架结构和钢框架结构。装配式框架结构体系的核心是梁柱连接节点构造。
对装配式混凝土框架结构,一般采用预制柱和叠合梁,梁柱连接节点一般采用后浇混凝土的方式,且需要现场设置临时支撑及模板。该体系建造成本较低,但现场作业量较大,施工周期较长。
对钢框架结构,框架柱一般采用矩形钢管柱或H形钢柱,钢梁一般采用H形截面。梁柱连接可采用带短梁,翼缘焊接腹板栓接或全焊接的连接形式。框架柱截面还可采用异形组合截面。该体系施工周期短,但需采取防火、防腐措施,且建造成本较高。
实用新型内容
本公开旨在解决上述问题之一。
为此,本公开第一种实施例提供的一种现场作业量小、施工速度快的预制混凝土梁柱连接节点构造,包括:
梁端钢连接头,所述梁端钢连接头预埋于预制混凝土梁的端部,所述梁端钢连接头包括突出于所述预制混凝土梁的端部设置的第一连接段和位于所述预制混凝土梁内部的第二连接段,所述第二连接段与所述预制混凝土梁内的纵筋通过搭接焊连接;所述梁端钢连接头整体呈工字形,包括固定连接的上翼缘、下翼缘和第一腹板;所述上翼缘、所述下翼缘和所述第一腹板的一部分构成所述第一连接段;所述上翼缘、所述下翼缘和所述第一腹板的另一部分构成所述第二连接段,在所述预制混凝土梁内均匀设有将所述第二连接段包围的箍筋,且所述第二连接段的所述上腹板和所述下腹板分别与所述预制混凝土梁内的上部纵筋和下部钢筋采用搭接焊的方式连接;
柱顶端钢连接头,所述柱顶端钢连接头预埋于预制混凝土柱的顶端,所述柱顶端钢连接头包括突出于所述预制混凝土柱的顶端设置的第三连接段和位于所述预制混凝土柱内的第四连接段,所述第三连接段与所述第一连接段在现场固定连接;所述柱顶端钢连接头包括沿所述预制混凝土柱的轴向由下往上依次固定连接的第一矩形钢管、第一下隔板、第二矩形钢管、第一上隔板、第三矩形钢管和第一法兰板,所述第一矩形钢管的一部分以及所述第一下隔板、所述第二矩形钢管、所述第一上隔板、所述第三矩形钢管和所述第一法兰板构成所述第三连接段,所述第一矩形钢管的另一部分构成所述第四连接段;在所述预制混凝土柱的顶端内均匀设有将所述第四连接段包围的上部箍筋,且所述第四连接段的所述第一矩形钢管与所述预制混凝土柱顶端内的纵筋采用搭接焊的方式连接;所述第一下隔板和所述第一上隔板分别与所述第一连接段的所述下翼缘和所述上翼缘齐平并固接;在所述第二矩形钢管的侧壁上设有用于与所述第一腹板连接的第一竖向连接板;在所述第一法兰板与所述第三矩形钢管之间均匀设有若干第一法兰加劲肋;和
柱底端钢连接头,所述柱底端钢连接头预埋于预制混凝土柱的底端,所述柱底端钢连接头包括突出于所述预制混凝土柱的底端设置的第五连接段和位于所述预制混凝土柱内的第六连接段,所述第五连接段与所述第三连接段在现场固定连接;所述柱底端钢连接头包括固定连接的第四矩形钢管和第二法兰板,所述第四矩形钢管的一部分和所述第二法兰板构成所述第五连接段,所述第四矩形钢管的另一部分构成所述第六连接段;在所述预制混凝土柱的底端内均匀设有将所述第六连接段包围的下部箍筋,且所述第六连接段的所述第四矩形钢管与所述预制混凝土柱底端内的纵筋采用搭接焊的方式连接;所述第四矩形钢管和第二法兰板之间均匀设有若干第二法兰加劲肋,所述第二法兰板与所述第一法兰板固定连接。
本公开实施例提供的预制混凝土梁柱连接节点构造,具有以下特点及有益效果:
1)施工时预制混凝土梁与预制混凝土柱通过螺栓临时固定,预制混凝土梁下无需临时支撑,节省时间和成本;
2)上、下层预制混凝土柱的钢连接头采用螺栓连接,可实现预制混凝土柱的免支撑施工,提高效率、降低成本;
3)无传统的模板工程、混凝土浇筑等大量湿作业,采用全干式连接,可有效提高施工速度,并有利于保护环境;
4)钢连接头均采用型钢或钢板组焊而成,方便取材和制作;
5)通过合理设计,可充分发挥钢连接头在地震时的塑性变形能力及耗能能力,有利于结构抗震。
在一些实施例中,在所述第二连接段的所述第一腹板、所述第一矩形钢管的另一部分和/或所述第四矩形钢管的另一部分上设有孔洞和/或栓钉;根据受力需要在所述第一矩形钢管、所述第二矩形钢管、第三矩形钢管和/或所述第四矩形钢管内填充有混凝土或灌浆料。
本公开第二种实施例提供的的预制混凝土梁柱连接节点构造,包括:
梁端钢连接头,所述梁端钢连接头预埋于预制混凝土梁的端部,所述梁端钢连接头包括突出于所述预制混凝土梁的端部设置的第一连接段和位于所述预制混凝土梁内部的第二连接段,所述第二连接段与所述预制混凝土梁内的纵筋通过搭接焊连接;
柱顶端钢连接头,所述柱顶端钢连接头预埋于预制混凝土柱的顶端,所述柱顶端钢连接头包括突出于所述预制混凝土柱的顶端设置的第三连接段和位于所述预制混凝土柱内的第四连接段,所述第三连接段与所述第一连接段在现场固定连接;所述柱顶端钢连接头包括第一H形钢,以及分别固定于所述第一H形钢的上、下端的第三法兰板和第一端板;所述第一端板构成所述第四连接段,所述第一端板的上表面与所述预制混凝土柱的顶端齐平,且与所述预制混凝土柱顶端内的纵筋采用穿孔塞焊连接;所述第一H形钢和所述第三法兰板构成所述第三连接段,所述第一H形钢由两个第一竖向翼缘和焊接于两个所述第一竖向翼缘的第二腹板构成,在两个所述第一竖向翼缘之间设有分别与所述上翼缘和所述下翼缘连接的第一上水平加劲肋和第一下水平加劲肋,在所述第一上水平加劲肋和所述第一下水平加劲肋之间设有用于与轴向平行于所述第一竖向翼缘的所述梁端钢连接头的第一腹板连接的第二竖向连接板,两个所述第一竖向翼缘的外侧分别设有用于与轴向垂直于所述第一竖向翼缘的所述梁端钢连接头的第一腹板连接的第三竖向连接板,在所述第一H形钢和所述第三法兰板之间均匀设有若干第三法兰加劲肋;
柱底端钢连接头,所述柱底端钢连接头预埋于预制混凝土柱的底端,所述柱底端钢连接头包括突出于所述预制混凝土柱的底端设置的第五连接段和位于所述预制混凝土柱内的第六连接段,所述第五连接段与所述第三连接段在现场固定连接;所述柱底端钢连接头包括第二H形钢,以及分别固定于所述第二H形钢上、下端的第二端板和第四法兰板,所述第二 H形钢和所述第四法兰板构成所述第五连接段,所述第二端板构成所述第六连接段,所述第二端板与所述预制混凝土柱顶端内的纵筋采用穿孔塞焊连接;所述第二H形钢和第四法兰板之间均匀设有若干第四法兰加劲肋,所述第四法兰板与所述第三法兰板固定连接。
在一些实施例中,在所述第一端板的底端和/或所述第二端板的顶面设有抗剪键。
本公开第三种实施例提供的预制混凝土梁柱连接节点构造,包括:
梁端钢连接头,所述梁端钢连接头预埋于预制混凝土梁的端部,所述梁端钢连接头包括突出于所述预制混凝土梁的端部设置的第一连接段和位于所述预制混凝土梁内部的第二连接段,所述第二连接段与所述预制混凝土梁内的纵筋通过搭接焊连接;所述梁端钢连接头整体呈工字形,包括固定连接的上翼缘、下翼缘和第一腹板;所述上翼缘、所述下翼缘和所述第一腹板的一部分构成所述第一连接段;所述上翼缘、所述下翼缘和所述第一腹板的另一部分构成所述第二连接段,在所述预制混凝土梁内均匀设有将所述第二连接段包围的箍筋,且所述第二连接段的所述上腹板和所述下腹板分别与所述预制混凝土梁内的上部纵筋和下部钢筋采用搭接焊的方式连接;和
节点钢连接头,所述节点钢连接头包括沿所述预制混凝土柱轴向由下往上依次固定连接的第五矩形钢管、第二下隔板、第六矩形钢管、第二上隔板和第七矩形钢管;所述第五矩形钢管的一部分和所述第七矩形钢管的一部分分别位于下层预制混凝土柱顶部内和上层预制混凝土柱底部内并与相应预制混凝土柱内的纵筋通过搭接焊连接;所述第五矩形钢管的另一部分、所述第二下隔板、所述第六矩形钢管、所述第二上隔板和所述第七矩形钢管的另一部分位于下层预制混凝土柱和上层预制混凝土柱之间;所述第二下隔板和所述第二上隔板分别与所述下翼缘和所述上翼缘齐平并固接,在所述第六矩形钢管的侧壁上设有用于与所述第一腹板连接的第四竖向连接板。
本公开第四种实施例提供的预制混凝土梁柱连接节点构造,包括:
梁端钢连接头,所述梁端钢连接头预埋于预制混凝土梁的端部,所述梁端钢连接头包括突出于所述预制混凝土梁的端部设置的第一连接段和位于所述预制混凝土梁内部的第二连接段,所述第二连接段与所述预制混凝土梁内的纵筋通过搭接焊连接;所述梁端钢连接头整体呈工字形,包括固定连接的上翼缘、下翼缘和第一腹板;所述上翼缘、所述下翼缘和所述第一腹板的一部分构成所述第一连接段;所述上翼缘、所述下翼缘和所述第一腹板的另一部分构成所述第二连接段,在所述预制混凝土梁内均匀设有将所述第二连接段包围的箍筋,且所述第二连接段的所述上腹板和所述下腹板分别与所述预制混凝土梁内的上部纵筋和下部钢筋采用搭接焊的方式连接;和
节点钢连接头,所述节点钢连接头包括沿所述预制混凝土柱轴向由下往上依次固定连接的第三端板、第三H形钢和第四端板,所述第三端板的上表面和所述第四端板的下表面分别与下层预制混凝土柱的顶端和上层预制混凝土柱的底端齐平;所述第三H形钢由两个第二竖向翼缘和焊接于两个所述第二竖向翼缘的第三腹板构成,在两个所述第二竖向翼缘之间设有分别与所述上翼缘和所述下翼缘连接的第二上水平加劲肋和第二下水平加劲肋,在所述第二上水平加劲肋和所述第二下水平加劲肋之间设有用于与轴向平行于所述第二竖向翼缘的梁端钢连接头的第一腹板连接的第五竖向连接板,两个所述第二竖向翼缘的外侧分别设有用于与轴向垂直于所述第二竖向翼缘的梁端钢连接头的第一腹板连接的第六竖向连接板,所述第三端板和所述第四端板分别与相应预制混凝土柱内的纵筋采用穿孔塞焊连接。在一些实施例中,在所述第三端板的底部和/或所述第四端板的顶部设有抗剪键。
附图说明
图1为本公开实施例提供的预制混凝土梁柱连接节点构造的示意图,其中,预制混凝土柱端部的柱顶端钢连接头和柱底端钢连接头均采用矩形钢管连接头。
图2为图1中的A-A截面示图。
图3为图2中的B-B截面示图。
图4的(a)~(c)为图1中预制混凝土梁及其端部的梁端钢连接头的结构示意图。
图5的(a)~(c)为图1中预制混凝土柱及其端部的柱顶端钢连接头、柱底端钢连接头的结构示意图。
图6为本公开另一实施例提供的预制混凝土梁柱连接节点构造的示意图,其中,预制混凝土柱端部的柱顶端钢连接头和柱底端钢连接头均采用H形钢连接头。
图7(a)和图7(b)分别为图6中的D-D和E-E截面示图。
图8的(a)~(c)为图6中预制混凝土柱及其端部的柱顶端钢连接头、柱底端钢连接头的结构示意图。
图9的(a)和(b)为节点处采用矩形钢管连接头的节点连续柱及其节点钢连接头的构造示意图。
图10的(a)和(b)为节点处采用H形钢连接头的节点连续柱及其节点钢连接头的构造示意图。
附图标记:
100-梁端钢连接头,110-第一连接段,120-第二连接段;111-下翼缘,112-上翼缘,113- 第一腹板,第一孔洞1131,1132-栓钉;
200-柱顶端钢连接头,210-第三连接段,220-第四连接段,211-第一矩形钢管,2111- 第二孔洞,212-第二矩形钢管,2121-第一竖向连接板,2122-第一螺栓孔,213-第三矩形钢管,221-第一下隔板,222-第一上隔板,223-第一法兰板,2231-第二螺栓孔,2232-第一法兰加劲肋;231-第一H形钢,2311-第一竖向翼缘,2312-第二腹板,2313-第一上水平加劲肋,2314-第一下水平加劲肋,2315-第二竖向连接板,2316-第三竖向连接板,232-第三法兰板,2321-第三法兰加劲肋;233-第一端板,234-第一抗剪键;
300-柱底端钢连接头,310-第五连接段,320-第六连接段,311-第四矩形钢管,3111- 第三孔洞,312-第二法兰板,3121-第三螺栓孔,3122-第二法兰加劲肋;321-第二H形钢; 322-第四法兰板;3221-第四法兰加劲肋;323-第二端板;324-第二抗剪键;
400-预制混凝土梁,410-预制混凝土梁内的纵筋,420-预制混凝土梁端箍筋;
500-预制混凝土柱,511-预制混凝土柱顶端内的纵筋,512-预制混凝土柱底端内的纵筋, 521-预制混凝土柱上端箍筋,522-预制混凝土柱下端箍筋;
600-节点钢连接头,611-第五矩形钢管,612-第六矩形钢管,613-第七矩形钢管,614- 第二下隔板,615-第二上隔板,616-第四竖向连接板,621-第三H形钢,622-第三端板,623-第四端板,6211-第二竖向翼缘,6212-第三腹板,6213-第二下水平加劲肋,6214-第二上水平加劲肋,6215-第五竖向连接板,6216-第六竖向连接板。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细描述。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请,并不用于限定本申请。
相反,本申请涵盖任何由权利要定义的在本申请精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步,为了使公众对本申请有更好的了解,在下文对本申请的细节描述中,详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本申请。
参见图1~图3,本公开一种实施例提供的预制混凝土梁柱连接节点构造,包括:
梁端钢连接头100,梁端钢连接头100预埋于预制混凝土梁400的端部,梁端钢连接头 100包括突出于预制混凝土梁400的端部设置的第一连接段110和位于预制混凝土梁400内部的第二连接段120,第二连接段120与预制混凝土梁400内的纵筋410通过搭接焊连接;
柱顶端钢连接头200,柱顶端钢连接头200预埋于预制混凝土柱500的顶端,柱顶端钢连接头200包括突出于预制混凝土柱500的顶端设置的第三连接段210和位于预制混凝土柱500顶端内的第四连接段220,第四连接段220与预制混凝土柱500顶端内的纵筋511 通过搭接焊连接,第三连接段210与第一连接段110在现场固定连接,以实现预制混凝土梁和预制混凝土柱的连接;
柱底端钢连接头300,柱底端钢连接头300预埋于预制混凝土柱500的底端,柱底端钢连接头300包括突出于预制混凝土柱500的底端设置的第五连接段310和位于预制混凝土柱300底端内的第六连接段320,第六连接段320与预制混凝土柱500底端内的纵筋521 通过搭接焊连接,上层预制混凝土柱的第五连接段310与下层预制混凝土柱的第三连接段 210在现场固定连接,以实现上、下层预制混凝土柱的连接。
根据本公开实施例提供的预制混凝土梁柱连接节点构造,避免了传统混凝土结构连接方式的缺点,可实现预制混凝土梁、柱的无支撑施工,避免了现场湿作业,有效缩短施工周期,同时通过合理设计可发挥钢结构在地震时变形及耗能能力好的优势。
在一些实施例中,参见图4的(a)~(c),预埋于预制混凝土梁400端部的梁端钢连接头100整体呈工字形,工字形的梁端钢连接头100包括固定连接的上翼缘112、下翼缘 111和第一腹板113,梁端钢连接头100的第一连接段110突出于预制混凝土梁400端部,第二连接段120位于预制混凝土梁400内部,第一连接段110和第二连接段120的长度需根据计算及生产、施工要求确定;梁端钢连接头100的截面尺寸需根据受力计算确定,同时需保证第二连接段120的上、下翼缘边缘至预制混凝土梁400相应侧的混凝土表面的距离不小于30mm,第二连接段120的上、下翼缘外表面至预制混凝土梁400上下侧混凝土表面的距离不小于50mm;根据受力需要,可在第二连接段120的第一腹板113上开设直径不小于30mm的第一孔洞1131和/或焊接栓钉1132,以增强梁端钢连接头100与预制混凝土梁400内混凝土之间的连接,实现二者共同受力;第二连接段120的上、下翼缘与预制混凝土梁内的上部、下部纵筋410均采用搭接焊的方式连接,采用单面焊缝、双面焊缝时,搭接长度分别不小于10倍和5倍的纵筋直径,同时在第二连接段120所在范围内均匀设置箍筋420,箍筋420需将梁端钢连接头100的第二连接段120包围。
在一些实施例中,参见图5的(a)、(b),预埋于预制混凝土柱500上端的柱顶端钢连接头200,梁柱节点域位于柱顶端钢连接头200内;柱顶端钢连接头200为矩形钢管连接头,包括由下往上依次固定连接的第一矩形钢管211、下隔板221、第二矩形钢管212、上隔板222、第三矩形钢管213和第一法兰板223;其中,各矩形钢管(211、212、213) 的外壁至预制混凝土柱500上端的混凝土表面的距离不小于50mm,各隔板(221、222) 的边缘均突出于相应矩形钢管的外表面,且各隔板(221、222)的边缘至相应矩形钢管外表面的距离一般取30mm,上隔板222和下隔板221分别与梁端钢连接头100的上翼缘112 和下翼缘111齐平并焊接,以传递梁端弯矩;第一法兰板223的边缘突出于第三矩形钢管 213的外表面,且第一法兰板223的边缘至第三矩形钢管213外表面的距离需根据螺栓及螺栓孔尺寸确定;第一矩形钢管211部分预埋于预制混凝土柱500的上端内,预埋长度需由受力计算确定,第一矩形钢管211的四面与预制混凝土柱500的顶端内的纵筋511采用搭接焊连接,同时第一矩形钢管211范围均匀设置上部箍筋521,第一矩形钢管211内部填充有混凝土(在工厂完成混凝土的填充),根据需要在第一矩形钢管211的侧壁上开设直径不小于30mm的第二孔洞2111,以便于混凝土浇筑和增强第一矩形钢管211与混凝土的连接;第二矩形钢管212外露于预制混凝土柱500上端,可根据受力需要在其内部填充混凝土或灌浆料,在需要连接预制混凝土梁400的第二矩形钢管212侧壁上焊接有第一竖向连接板2121,用于与设置于预制混凝土梁300端部的梁端钢连接头100的第一腹板113 连接,第一竖向连接板2121的上开设有用于与第一腹板113连接的第一螺栓孔2122,第一竖向连接板2121的尺寸及螺栓孔2122的规格均由计算确定;第一法兰板223位于柱顶端钢连接头200的顶部,其厚度应根据计算确定,且第一法兰板223的四周开设有第二螺栓孔2231,用于与柱底端钢连接头300法兰连接;第一法兰板223与第三矩形钢管213的四面之间焊接有若干第一法兰加劲肋2232,第一法兰加劲肋2232的尺寸需计算确定,以保证法兰连接的刚度及承载力。
在一些实施例中,参见图5的(a)、(c),预埋于预制混凝土柱500的底端的柱底端钢连接头300为矩形钢管连接头,主要由第四矩形钢管311和第二法兰板312焊接组成;其中,第四矩形钢管311部分预埋于预制混凝土柱500的底端内,第四矩形钢管311的四面与预制混凝土柱500内底部的纵向钢筋512采用搭接焊连接,同时预埋部分均匀设置下部箍筋522,且第四矩形钢管311内部填充有混凝土,根据需要在第四矩形钢管311的侧壁上开设第三孔洞3111,以便于混凝土浇筑和增强第四矩形钢管311与混凝土的连接,第四矩形钢管311预埋部分的相关要求和第一矩形钢管211相同,此处不再赘述;第二法兰板312位于第四矩形钢管311外露部分的端部,第二法兰板312的四周开设有第三螺栓孔 3121,用于与柱顶端钢连接头200内的第一法兰板223法兰连接,第二法兰板312相关要求与第一法兰板223相同,此处不再赘述;第二法兰板312与第四矩形钢管311的四面之间焊接有第二法兰加劲肋3122。
现结合图1~图5,对本公开实施例提供的预制混凝土梁柱连接节点构造的施工方法进行描述,本公开的施工方法包括:
按照设计要求,在工厂制作设有梁端钢连接头100的预制混凝土梁400,以及设有柱顶端钢连接头200和柱底端钢连接头300的预制混凝土柱500,其中柱顶端钢连接头200采用矩形钢管连接头;
现场在本层预制混凝土柱安装完成后按以下步骤进行施工:
第一步:吊装设有梁端钢连接头100的预制混凝土梁400,并将梁端钢连接头100的第一腹板113与柱顶端钢连接头200的第二矩形钢管212侧面的第一竖向连接板2121采用高强度螺栓固定,螺栓的规格、间距、边距等应根据计算及构造要求确定,并进行螺栓初拧;
第二步:将梁端钢连接头100的上翼缘112和下翼缘111分别与柱顶端钢连接头200的上隔板222和下隔板221对齐并焊接,一般采用全熔透坡口焊缝;
第三步:对第一步中连接第一腹板113与第一竖向连接板2121的高强度螺栓进行终拧,使螺栓预拉力达到设计要求;
第四步:吊装上层预制混凝土柱,将其下端的柱底端钢连接头300与下层预制混凝土柱上端的柱顶端钢连接头200采用法兰连接,即将上层预制混凝土柱下端的柱底端钢连接头300的第二法兰板312与下层预制混凝土柱上端的柱顶端钢连接头200的第一法兰板223 对齐并紧贴,在螺栓孔内穿设螺栓并按设计要求拧紧即可;为使第二法兰板312与第一法兰板223紧贴且保证柱的垂直度,可在上层预制混凝土柱安装前,在第一法兰板223的上表面和第二法兰板312的下表面涂抹一定厚度的胶粘剂,并设置薄垫片,以调整偏差;上层预制混凝土柱安装到位后,胶粘剂受压挤出,表示第二法兰板312与第一法兰板223之间连接紧密且无间隙。
在一些实施例中,参见图6的(a)、(b)和图7(a)、图7(b),柱顶端钢连接头 200采用H形钢连接头,柱底端钢连接头300采用矩形钢管连接头。
参见图8的(a)、(b),预埋于预制混凝土柱500上端的柱顶端钢连接头200,其包含梁柱节点域;柱顶端钢连接头200为H形钢连接头,包括第一H形钢231,分别固定于第一H形钢231上、下端的第三法兰板232和第一端板233,以及固定于第一端板233 底面的第一抗剪键234;其中,第一端板233设置于柱混凝土部分的端部,第一端板233 的外表面与预制混凝土柱的外表面齐平,且与柱纵筋采用穿孔塞焊连接,根据需要在第一端板233的底面焊接第一抗剪键234,第一抗剪键234可采用钢板、T形钢或H形钢,第一端板233的厚度及第一抗剪键234的规格均需计算确定;第一H形钢231由两个第一竖向翼缘2311和一个第二腹板2312焊接构成,两个第一竖向翼缘2311之间焊接第一上水平加劲肋2313和第一下水平加劲肋2314(第一上水平加劲肋2313和第一下水平加劲肋2314 的三侧均分别与第一H形钢的两个第一竖向翼缘和第二腹板焊接),用于连接轴向平行于第一竖向翼缘2311的梁端钢连接头100的上翼缘112和下翼缘111,第一上水平加劲肋2313 和第一下水平加劲肋2314的位置分别与梁端钢连接头100的上翼缘112和下翼缘111对应,且第一上、下水平加劲肋的厚度需比所连接的预制混凝土梁400端部的梁端钢连接头100 的翼缘厚度至少大2mm,在第一上、下水平加劲肋之间还焊接有第二竖向连接板2315,用于与该梁端钢连接头的第一腹板113连接,第二竖向连接板2315上开设螺栓孔;第一H 形钢的两个第一竖向翼缘的外侧分别焊接有第三竖向连接板2316,用于连接轴向垂直于第一竖向翼缘2311的梁端钢连接头100的第一腹板113,第三竖向连接板2316上开设有螺栓孔;第二、第三竖向连接板的尺寸及螺栓的规格、数量均需计算确定;第三法兰板232 的四周开设有螺栓孔,用于与柱底端钢连接头法兰连接,同时在第三法兰板232的下侧与第一H形钢231的翼缘、腹板之间焊接有第三法兰加劲肋2321,以保证法兰连接的刚度及承载力。
参见图8的(a)、(c),预埋于预制混凝土柱500的底端的柱底端钢连接头300为 H形钢连接头,主要包括第二H形钢321,分别固定于第二H形钢321上、下端的第二端板323和第四法兰板322,以及固定于第二端板323顶面的第二抗剪键324;其中,第二端板323设置于柱混凝土部分的端部,且与柱纵向钢筋采用穿孔塞焊连接,根据需要在第二端板323的顶面焊接第二抗剪键324,第二抗剪键324可采用钢板、T形钢或H形钢,第二端板323的厚度及第二抗剪键324的规格均需计算确定;第四法兰板322的四周开设有螺栓孔,用于与下层预制混凝土柱顶部的第三法兰板232法兰连接,同时在第四法兰板 322的上侧与第二H形钢321的翼缘、腹板之间焊接有第四法兰加劲肋3221,以保证法兰连接的刚度及承载力。
现结合图6~图8,对采用H形钢连接头的预制混凝土梁柱连接节点构造的施工方法进行描述,本公开的施工方法包括:
按照设计要求,在工厂制作设有梁端钢连接头100的预制混凝土梁400,以及设有柱顶端钢连接头200和柱底端钢连接头300的预制混凝土柱500,其中柱顶端钢连接头200采用H形钢连接头;
现场在本层预制混凝土柱安装完成后按以下步骤进行施工:
第一步:吊装预制混凝土梁400,对轴向垂直于柱顶端钢连接头200的第一竖向翼缘的预制混凝土梁400,将其梁端钢连接头100的第一腹板113与柱顶端钢连接头200的第一竖向翼缘外侧的第三竖向连接板2316采用高强度螺栓固定,并进行螺栓初拧;对轴向平行于柱顶端钢连接头200的竖向翼缘的预制混凝土梁400,将其梁端钢连接头100的第一腹板113与柱顶端钢连接头200的第一上、下水平加劲肋之间的第二竖向连接板2315 采用高强度螺栓固定,并进行螺栓初拧;高强度螺栓的规格、间距、边距等应根据计算及构造要求确定;
第二步:对轴向垂直于柱顶端钢连接头200的竖向翼缘的预制混凝土梁400,将其梁端钢连接头的上翼缘112、下翼缘111与柱顶端钢连接头的第一竖向翼缘分别在第一上、下水平加劲肋对应高度处焊接;对轴向平行于柱顶端钢连接头200的第一竖向翼缘的预制混凝土梁400,将其梁端钢连接头的上翼缘112和下翼缘111分别与柱顶端钢连接头的第一上水平加劲肋2313和第一下水平加劲肋2314对齐并焊接;焊缝形式为全熔透坡口焊缝;
第三步:对第一步中梁端钢连接头的第一腹板与柱顶端钢连接头的第二竖向连接板、第三竖向连接板采用的高强度螺栓连接进行螺栓终拧,使螺栓预拉力达到设计要求;
第四步:吊装上层预制混凝土柱,将其下端的柱底端钢连接头300与下层预制混凝土柱上端的柱顶端钢连接头200采用法兰连接,具体方法与采用矩形钢管连接头的预制混凝土梁柱连接节点构造的施工方法相同,此处不再赘述。
在一些实施例中,参见图9和图10,预制混凝土柱可采用节点处连续的做法,图9为节点处采用矩形钢管连接头的节点连柱的构造,图10为节点处采用H形钢连接头的节点连续柱的构造。
参见图9的(a)和(b),与图2和图5相比,区别在于将柱顶端钢连接头200和柱底端钢连接头300替换为节点钢连接头600,即上、下层预制混凝土柱在梁柱节点处通过节点钢连接头600连接,节点钢连接头600为矩形钢管连接头,且在工厂一起生产,使得上、下层柱在梁柱节点域处连续;节点钢连接头600包括沿预制混凝土柱轴向由下往上依次固定连接的第五矩形钢管611、第二下隔板614、第六矩形钢管612、第二上隔板615和第七矩形钢管613;第五矩形钢管611的一部分和第七矩形钢管613的一部分分别位于下层预制混凝土柱顶部内和上层预制混凝土柱底部内并与相应预制混凝土柱内的纵筋通过搭接焊连接;第五矩形钢管611的另一部分、第二下隔板614、第六矩形钢管612、第二上隔板615和第七矩形钢管613的另一部分位于下层预制混凝土柱和上层预制混凝土柱之间;第二下隔板614和第二上隔板615分别与梁端钢连接头的下翼缘和上翼缘齐平并固接,在第六矩形钢管612的侧壁上设有用于与梁端钢连接头的第一腹板连接的第四竖向连接板 616。
节点钢连接头600与下层、上层预制混凝土柱的具体连接构造相同,且和图2、图5中的柱顶端钢连接头200与下层预制混凝土柱的连接构造相同;节点钢连接头600和预制混凝土梁400的端部的梁端钢连接头100的连接构造与图2中的柱顶端钢连接头200与梁端钢连接头100的连接构造相同。
参见图10的(a)和(b),与图7(a)、图7(b)和图8相比,区别在于将柱顶端钢连接头200和柱底端钢连接头300替换为节点钢连接头600,即上、下层预制混凝土柱在梁柱节点处通过节点钢连接头600连接,节点钢连接头600为H形钢连接头,且在工厂一起生产,使得上、下层柱在梁柱节点域处连续;节点钢连接头600包括沿预制混凝土柱轴向由下往上依次固定连接的第三端板622、第三H形钢621和第四端板623,第三端板 622的上表面和第四端板623的下表面分别与下层预制混凝土柱的顶端和上层预制混凝土柱的底端齐平;第三H形钢621由两个第二竖向翼缘6211和焊接于两个第二竖向翼缘的第三腹板6212构成,在两个第二竖向翼缘6211之间设有分别用于现场连接梁端钢连接头的上翼缘和下翼缘的第二上水平加劲肋6214和第二下水平加劲肋6213,在第二上水平加劲肋6214和第二下水平加劲肋6213之间设有用于与轴向平行于第二竖向翼缘6211的梁端钢连接头的第一腹板连接的第五竖向连接板6215,两个第二竖向翼缘6211的外侧分别设有用于与轴向垂直于第二竖向翼缘6211的梁端钢连接头的第一腹板连接的第六竖向连接板6216;第三端板622和第四端板623分别与相应预制混凝土柱内的纵筋采用穿孔塞焊连接,在第三端板622的底部设有抗剪键624,在第四端板623的顶部设有抗剪键625,抗剪键624、抗剪键625采用钢板、T形钢或H形钢。
节点钢连接头600与下层、上层预制混凝土柱的具体连接构造相同,且和图7(a)、图7(b)、图8中的柱顶端钢连接头200与下层预制混凝土柱的连接构造相同;节点钢连接头600和预制混凝土梁400的端部的梁端钢连接头100的连接构造与图7(a)、图7(b) 中的柱顶端钢连接头200与梁端钢连接头100的连接构造相同。
当预制混凝土柱采用图9、图10所示的节点处连续的做法时,如果房屋层数不多于3 层,则一般采用通高柱,即柱不分段、不拼接;当房屋较高时,柱需分段,一般在梁顶向上1.3m处分段,即在此处进行柱拼接,拼接处上、下段柱的端部需设置矩形钢管连接头或H形钢连接头,钢连接头可采用本公开中的柱底端钢连接头300,也可采用其他构造,上、下段柱的钢连接头之间采用法兰连接或焊接连接。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

Claims (7)

1.一种预制混凝土梁柱连接节点构造,其特征在于,包括:
梁端钢连接头,所述梁端钢连接头预埋于预制混凝土梁的端部,所述梁端钢连接头包括突出于所述预制混凝土梁的端部设置的第一连接段和位于所述预制混凝土梁内部的第二连接段,所述第二连接段与所述预制混凝土梁内的纵筋通过搭接焊连接;所述梁端钢连接头整体呈工字形,包括固定连接的上翼缘、下翼缘和第一腹板;所述上翼缘、所述下翼缘和所述第一腹板的一部分构成所述第一连接段;所述上翼缘、所述下翼缘和所述第一腹板的另一部分构成所述第二连接段,在所述预制混凝土梁内均匀设有将所述第二连接段包围的箍筋,且所述第二连接段的所述上翼缘和所述下翼缘分别与所述预制混凝土梁内的上部纵筋和下部钢筋采用搭接焊的方式连接;
柱顶端钢连接头,所述柱顶端钢连接头预埋于预制混凝土柱的顶端,所述柱顶端钢连接头包括突出于所述预制混凝土柱的顶端设置的第三连接段和位于所述预制混凝土柱内的第四连接段,所述第三连接段与所述第一连接段在现场固定连接;所述柱顶端钢连接头包括沿所述预制混凝土柱的轴向由下往上依次固定连接的第一矩形钢管、第一下隔板、第二矩形钢管、第一上隔板、第三矩形钢管和第一法兰板,所述第一矩形钢管的一部分以及所述第一下隔板、所述第二矩形钢管、所述第一上隔板、所述第三矩形钢管和所述第一法兰板构成所述第三连接段,所述第一矩形钢管的另一部分构成所述第四连接段;在所述预制混凝土柱的顶端内均匀设有将所述第四连接段包围的上部箍筋,且所述第四连接段的所述第一矩形钢管与所述预制混凝土柱顶端内的纵筋采用搭接焊的方式连接;所述第一下隔板和所述第一上隔板分别与所述第一连接段的所述下翼缘和所述上翼缘齐平并固接;在所述第二矩形钢管的侧壁上设有用于与所述第一腹板连接的第一竖向连接板;在所述第一法兰板与所述第三矩形钢管之间均匀设有若干第一法兰加劲肋;和
柱底端钢连接头,所述柱底端钢连接头预埋于预制混凝土柱的底端,所述柱底端钢连接头包括突出于所述预制混凝土柱的底端设置的第五连接段和位于所述预制混凝土柱内的第六连接段,所述第五连接段与所述第三连接段在现场固定连接;所述柱底端钢连接头包括固定连接的第四矩形钢管和第二法兰板,所述第四矩形钢管的一部分和所述第二法兰板构成所述第五连接段,所述第四矩形钢管的另一部分构成所述第六连接段;在所述预制混凝土柱的底端内均匀设有将所述第六连接段包围的下部箍筋,且所述第六连接段的所述第四矩形钢管与所述预制混凝土柱底端内的纵筋采用搭接焊的方式连接;所述第四矩形钢管和第二法兰板之间均匀设有若干第二法兰加劲肋,所述第二法兰板与所述第一法兰板固定连接。
2.根据权利要求1所述的预制混凝土梁柱连接节点构造,其特征在于,在所述第二连接段的所述第一腹板、所述第一矩形钢管的另一部分和/或所述第四矩形钢管的另一部分上设有孔洞和/或栓钉;根据受力需要在所述第一矩形钢管、所述第二矩形钢管、第三矩形钢管和/或所述第四矩形钢管内填充有混凝土或灌浆料。
3.一种预制混凝土梁柱连接节点构造,其特征在于,包括:
梁端钢连接头,所述梁端钢连接头预埋于预制混凝土梁的端部,所述梁端钢连接头包括突出于所述预制混凝土梁的端部设置的第一连接段和位于所述预制混凝土梁内部的第二连接段,所述第二连接段与预制混凝土梁内的纵筋通过搭接焊连接;
柱顶端钢连接头,所述柱顶端钢连接头预埋于预制混凝土柱的顶端,所述柱顶端钢连接头包括突出于所述预制混凝土柱的顶端设置的第三连接段和位于所述预制混凝土柱内的第四连接段,所述第三连接段与所述第一连接段在现场固定连接;所述柱顶端钢连接头包括第一H形钢,以及分别固定于所述第一H形钢的上、下端的第三法兰板和第一端板;所述第一端板构成所述第四连接段,所述第一端板的上表面与所述预制混凝土柱的顶端齐平,且与预制混凝土柱顶端内的纵筋采用穿孔塞焊连接;所述第一H形钢和所述第三法兰板构成所述第三连接段,所述第一H形钢由两个第一竖向翼缘和焊接于两个所述第一竖向翼缘的第二腹板构成,在两个所述第一竖向翼缘之间设有与所述第二腹板连接的第一上水平加劲肋和第一下水平加劲肋,在所述第一上水平加劲肋和所述第一下水平加劲肋之间设有用于与轴向平行于所述第一竖向翼缘的所述梁端钢连接头的第一连接段连接的第二竖向连接板,两个所述第一竖向翼缘的外侧分别设有用于与轴向垂直于所述第一竖向翼缘的所述梁端钢连接头的第一腹板连接的第三竖向连接板,在所述第一H形钢和所述第三法兰板之间均匀设有若干第三法兰加劲肋;
柱底端钢连接头,所述柱底端钢连接头预埋于预制混凝土柱的底端,所述柱底端钢连接头包括突出于所述预制混凝土柱的底端设置的第五连接段和位于所述预制混凝土柱内的第六连接段,所述第五连接段与所述第三连接段在现场固定连接;所述柱底端钢连接头包括第二H形钢,以及分别固定于所述第二H形钢上、下端的第二端板和第四法兰板,所述第二H形钢和所述第四法兰板构成所述第五连接段,所述第二端板构成所述第六连接段,所述第二端板与所述预制混凝土柱顶端内的纵筋采用穿孔塞焊连接;所述第二H形钢和第四法兰板之间均匀设有若干第四法兰加劲肋,所述第四法兰板与所述第三法兰板固定连接。
4.根据权利要求3所述的预制混凝土梁柱连接节点构造,其特征在于,在所述第一端板的底端和/或所述第二端板的顶面设有抗剪键。
5.一种预制混凝土梁柱连接节点构造,其特征在于,包括:
梁端钢连接头,所述梁端钢连接头预埋于预制混凝土梁的端部,所述梁端钢连接头包括突出于所述预制混凝土梁的端部设置的第一连接段和位于所述预制混凝土梁内部的第二连接段,所述第二连接段与所述预制混凝土梁内的纵筋通过搭接焊连接;所述梁端钢连接头整体呈工字形,包括固定连接的上翼缘、下翼缘和第一腹板;所述上翼缘、所述下翼缘和所述第一腹板的一部分构成所述第一连接段;所述上翼缘、所述下翼缘和所述第一腹板的另一部分构成所述第二连接段,在所述预制混凝土梁内均匀设有将所述第二连接段包围的箍筋,且所述第二连接段的所述上翼缘和所述下翼缘分别与所述预制混凝土梁内的上部纵筋和下部钢筋采用搭接焊的方式连接;和
节点钢连接头,所述节点钢连接头包括沿所述预制混凝土柱轴向由下往上依次固定连接的第五矩形钢管、第二下隔板、第六矩形钢管、第二上隔板和第七矩形钢管;所述第五矩形钢管的一部分和所述第七矩形钢管的一部分分别位于下层预制混凝土柱顶部内和上层预制混凝土柱底部内并与相应预制混凝土柱内的纵筋通过搭接焊连接;所述第五矩形钢管的另一部分、所述第二下隔板、所述第六矩形钢管、所述第二上隔板和所述第七矩形钢管的另一部分位于下层预制混凝土柱和上层预制混凝土柱之间;所述第二下隔板和所述第二上隔板分别与所述下翼缘和所述上翼缘齐平并固接,在所述第六矩形钢管的侧壁上设有用于与所述第一腹板连接的第四竖向连接板。
6.一种预制混凝土梁柱连接节点构造,其特征在于,包括:
梁端钢连接头,所述梁端钢连接头预埋于预制混凝土梁的端部,所述梁端钢连接头包括突出于所述预制混凝土梁的端部设置的第一连接段和位于所述预制混凝土梁内部的第二连接段,所述第二连接段与所述预制混凝土梁内的纵筋通过搭接焊连接;所述梁端钢连接头整体呈工字形,包括固定连接的上翼缘、下翼缘和第一腹板;所述上翼缘、所述下翼缘和所述第一腹板的一部分构成所述第一连接段;所述上翼缘、所述下翼缘和所述第一腹板的另一部分构成所述第二连接段,在所述预制混凝土梁内均匀设有将所述第二连接段包围的箍筋,且所述第二连接段的所述上翼缘和所述下翼缘分别与所述预制混凝土梁内的上部纵筋和下部钢筋采用搭接焊的方式连接;和
节点钢连接头,所述节点钢连接头包括沿所述预制混凝土柱轴向由下往上依次固定连接的第三端板、第三H形钢和第四端板,所述第三端板的上表面和所述第四端板的下表面分别与下层预制混凝土柱的顶端和上层预制混凝土柱的底端齐平;所述第三H形钢由两个第二竖向翼缘和焊接于两个所述第二竖向翼缘的第三腹板构成,在两个所述第二竖向翼缘之间设有分别与所述上翼缘和所述下翼缘连接的第二上水平加劲肋和第二下水平加劲肋,在所述第二上水平加劲肋和所述第二下水平加劲肋之间设有用于与轴向平行于所述第二竖向翼缘的梁端钢连接头的第一腹板连接的第五竖向连接板,两个所述第二竖向翼缘的外侧分别设有用于与轴向垂直于所述第二竖向翼缘的梁端钢连接头的第一腹板连接的第六竖向连接板,所述第三端板和所述第四端板分别与相应预制混凝土柱内的纵筋采用穿孔塞焊连接。
7.根据权利要求6所述的预制混凝土梁柱连接节点构造,其特征在于,在所述第三端板的底部和/或所述第四端板的顶部设有抗剪键。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116201230A (zh) * 2022-12-05 2023-06-02 金陵科技学院 一种预制新型榫卯式型钢-砼梁柱节点设计和施工方法

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