CN104532952A - 短角钢连接的钢筋混凝土装配整体式框架及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种短角钢连接的钢筋混凝土装配整体式框架及其施工方法，包括带短梁段的钢筋混凝土预制柱、钢筋混凝土预制梁，钢筋混凝土预制梁两端部、钢筋混凝土预制柱两端部以及预制柱附带短梁段端部带有连接用短角钢，短角钢两分肢上面分别带有预留螺栓孔，上下楼层的钢筋混凝土预制柱通过连接短角钢用高强度摩擦型螺栓相连，钢筋混凝土预制梁和钢筋混凝土预制柱的连接则通过钢筋混凝土预制梁端部短角钢、钢筋混凝土预制柱附带短梁段连接短角钢用高强度摩擦型螺栓相连，在梁柱连接区浇筑纤维增强水泥基复合材料，使结构成为装配整体式框架。本发明具有内力传递明确可靠、受力简单合理、施工方法便捷高效、整体性能好、抗震性能好等优点。

Description

短角钢连接的钢筋混凝土装配整体式框架及其施工方法

技术领域：

本发明涉及一种短角钢连接的钢筋混凝土装配整体式框架及其施工方法，属于建筑工程混凝土框架结构技术及施工领域。

技术背景：

钢筋混凝土预制装配整体式框架结构是未来建筑工业化发展的重要方向，具有经济周期短，预制构件质量高，现场湿作业少，环境污染小，加快施工进度，降低工人劳动强度，而且有利于节能降耗保护环境等优点。这种结构体系已在发达国家得到了广泛应用，并已成为一些国家新建建筑的主要形式。连接技术是钢筋混凝土预制装配整体式混框架结构的核心问题，也是装配式框架结构的薄弱环节，只有各预制构件间有可靠的连接，具有较好的整体性能和良好延性，才能保证结构既安全可靠，有具有良好的抗震性能。

我国现有的钢筋混凝土装配整体式框架节点连接可靠性差，难以满足结构抗裂和整体性、抗震性能方面的要求，这就需要开发新的便于整体性连接的节点，以加快我国建筑工业化生产的过程。新型的钢筋混凝土装配整体式框架连接技术需要可靠的连接质量来实现按设计要求传递规定的内力，并保证整体结构安全性、整体性、抗震性的要求；然后尽量简化连接构造和施工工艺，降低施工中不确定性对结构性能的影响，以提高节点连接的施工效率。

发明内容：

技术问题：本发明提供一种短角钢连接的钢筋混凝土装配整体式框架及其施工方法，使钢筋混凝土预制柱与预制柱之间、钢筋混凝土预制柱与预制梁之间连接简单可靠，施工操作方便，加快了施工进度，极大提高了生产效率，同时梁柱连接区具有良好的延性和整体性能，改装配整体式框架具有良好的整体性能和抗震性能。

技术内容：为解决上述技术问题，本发明提供了一种短角钢连接的钢筋混凝土装配整体式框架，该框架包括钢筋混凝土预制梁，附带短梁段的钢筋混凝土预制柱，

钢筋混凝土预制梁的两个端部分别连接设有两个分肢的第一短角钢，第一短角钢两分肢带有第一预留螺栓孔；

钢筋混凝土预制柱上下两个端部分别带有连接用且带有两个分肢的第二短角钢，第二短角钢两分肢带有第二预留螺栓孔；

钢筋混凝土预制柱的附带短梁段带有连接用且带有两个分肢的第三短角钢，第三短角钢两分肢分别带有第三螺栓孔、摩擦型螺栓、纤维增强水泥基复合材料；

上下楼层的钢筋混凝土预制柱通过第二短角钢用摩擦型螺栓穿过第二预留螺栓孔相连；

钢筋混凝土预制梁和钢筋混凝土预制柱之间的连接通过钢筋混凝土预制梁端部的第一短角钢和钢筋混凝土预制柱附带短梁段端部的第三短角钢用用摩擦型螺栓穿过第一预留螺栓孔和第三预留螺栓孔相连，然后在钢筋混凝土预制梁和钢筋混凝土预制柱连接区浇筑有纤维增强水泥基复合材料，使结构成为装配整体式框架。

本发明还提供了一种短角钢连接的钢筋混凝土装配整体式框架的施工方法，该方法包括如下步骤：

步骤1：进行钢筋混凝土装配整体式框架结构的整体分析，确定钢筋混凝土预制柱、预制梁的截面尺寸、钢筋强度等级和钢筋用量等；确定钢筋混凝土预制柱、钢筋混凝土预制梁的分段情况：钢筋混凝土预制柱的分段点设置在楼层中部，选取上下楼层的弯矩反弯点处作为分段依据，并附带预制短梁段，钢筋混凝土预制梁的分段点设置在梁的端部，距离为预制柱边1～2h，h为钢筋混凝土预制梁高度，依据预制梁两端的弯矩反弯点作为分段依据；钢筋混凝土预制梁和钢筋混凝土预制柱分段完成后，根据钢筋混凝土预制梁和钢筋混凝土预制柱分段处的梁柱抗剪设计要求确定短角钢的具体尺寸；

步骤2：制作钢筋混凝土预制柱和钢筋混凝土预制梁；按上面的设计要求制作钢筋混凝土预制柱和钢筋混凝土预制梁，其中钢筋混凝土预制柱带有短梁段，钢筋混凝土预制柱两端以及预制柱附带短梁段端部带有短角钢，连接短角钢预留螺栓孔方便高强度螺栓连接；

步骤3：钢筋混凝土预制柱的竖向连接；将预制好的柱段运输到工地现场，先安装下部的钢筋混凝土预制柱，然后将上部钢筋混凝土预制柱吊装就位，用高强度摩擦型螺栓连接上下柱端部的短角钢，然后在钢筋混凝土柱之间的连接区浇筑纤维增强水泥基复合材料，使柱成为一个整体；

步骤4：钢筋混凝土预制梁和钢筋混凝土预制柱的连接；待钢筋混凝土预制柱安装完成后，将钢筋混凝土预制梁水平吊装就位，与钢筋混凝土预制柱附带短梁段位于同一水平标高处，用高强度摩擦型螺栓连接钢筋混凝土预制梁端部的短角钢和预制柱附带短梁段的短角钢，然后在钢筋混凝土预制梁之间的连接区浇筑纤维增强水泥基复合材料，使梁柱成为一个整体，完成钢筋混凝土装配整体式框架的制作。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优点：

⑴钢筋混凝土预制柱带有短梁段，梁柱节点整体预制，节点具有良好的整体性能和抗震性能；

⑵钢筋混凝土预制柱通过两端部连接短角钢用高强度摩擦型螺栓相连，连接方式简单，柱整体性能高，施工操作便捷；

⑶钢筋混凝土预制梁端部埋置短连接角钢，在预制梁吊装到位后可以通过高强度摩擦型螺栓与预制柱短梁段端部的短连接角钢相连，不用再用脚手架临时支撑预制梁，节约相关费用，另一方面可以增强节点端部刚度，使塑性铰区域离开节点区，提高了节点连接性能；

⑷梁柱连接区采用纤维增强水泥基复合材料浇筑，既改善了连接区裂缝开展形态，避免了新老混凝土结合面的开裂，又能极大的提高连接区的抗震耗能能力，使该发明钢筋混凝土装配整体式成为抗震性能较好的延性框架。

附图说明：

图1为短角钢连接的钢筋混凝土装配整体式框架；

图2为连接用短角钢；

图3为带短角钢的钢筋混凝土预制梁；

图4为带短梁段的钢筋混凝土预制柱。

1-钢筋混凝土预制梁

2-附带短梁段

3-钢筋混凝土预制柱

4-钢筋混凝土预制梁两端部连接用第一短角钢

5-钢筋混凝土预制梁两端部连接用短角钢两分肢第一预留螺栓孔

6-钢筋混凝土预制柱上下两端部连接用第二短角钢

7-钢筋混凝土预制柱上下两端部连接用短角钢两分肢第二预留螺栓孔

8-钢筋混凝土预制柱附带短梁段连接用第三短角钢

9-钢筋混凝土预制柱附带短梁段连接用短角钢两分肢第三预留螺栓孔

10-摩擦型螺栓

11-纤维增强水泥基复合材料

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做进一步说明。

如图1-4所示，本发明提供的短角钢连接的钢筋混凝土装配整体式框架，该框架包括钢筋混凝土预制梁1，附带短梁段2的钢筋混凝土预制柱3，

钢筋混凝土预制梁1的两个端部分别连接设有两个分肢的第一短角钢4，第一短角钢4两分肢带有第一预留螺栓孔5，

钢筋混凝土预制柱3上下两个端部分别带有连接用且带有两个分肢的第二短角钢6，第二短角钢6两分肢带有第二预留螺栓孔7，

钢筋混凝土预制柱3的附带短梁段2带有连接用且带有两个分肢的第三短角钢8，第三短角钢8两分肢分别带有第三螺栓孔9、摩擦型螺栓10、纤维增强水泥基复合材料11；

上下楼层的钢筋混凝土预制柱3通过第二短角钢6用摩擦型螺栓10穿过第二预留螺栓孔7相连；

钢筋混凝土预制梁1和钢筋混凝土预制柱3之间的连接通过钢筋混凝土预制梁1端部的第一短角钢4和钢筋混凝土预制柱3附带短梁段2端部的第三短角钢用8用摩擦型螺栓10穿过第一预留螺栓孔5和第三预留螺栓孔9相连，然后在钢筋混凝土预制梁1和钢筋混凝土预制柱3连接区浇筑有纤维增强水泥基复合材料11，使结构成为装配整体式框架。

按照设计要求确定各连接用短角钢的尺寸，连接用短角钢上面按设计要求钻预留螺栓孔；在预制工厂的生产台座上面生产附带短梁段2的钢筋混凝土预制柱3，钢筋混凝土预制柱3两端部的连接用短角钢6和附带短梁段2端部的连接用短角钢8要注意放置位置，一半在预制构件内，一半在预制构件外；在预制工厂的生产台座上面生产钢筋混凝土预制梁1，钢筋混凝土预制梁1两端部的连接用短角钢4一半放置在预制构件内一半放置在预制构件外；将钢筋混凝土预制柱3和钢筋混凝土预制梁1运输到工地安装现场，先安装下层钢筋混凝土预制柱3，然后将上层的钢筋混凝土预制柱3吊装就位，用高强度摩擦型螺栓10连接上下层钢筋混凝土预制柱3端部的连接用短角钢6，然后在柱连接区浇筑纤维增强水泥基复合材料11，使各钢筋混凝土预制柱3成为一个整体；待钢筋混凝土预制柱3安装完成后，将钢筋混凝土预制梁1水平吊装就位，使钢筋混凝土预制梁1和钢筋混凝土预制柱3附带短梁段2位于同一水平标高处，用高强度摩擦型螺栓10连接钢筋混凝土预制梁1端部和钢筋混凝土预制柱3附带短梁段2的连接短角钢，然后在预制梁连接区浇筑纤维增强水泥基复合材料11，使钢筋混凝土预制梁1和钢筋混凝土预制柱3成为一个整体，完成钢筋混凝土装配整体式框架的制作。

本发明提供的一种短角钢连接的钢筋混凝土装配整体式框架的施工方法，该方法包括如下步骤：

步骤1：进行钢筋混凝土装配整体式框架结构的整体分析，确定钢筋混凝土预制柱、预制梁的截面尺寸、钢筋强度等级和钢筋用量等；确定钢筋混凝土预制柱、钢筋混凝土预制梁的分段情况：钢筋混凝土预制柱的分段点设置在楼层中部，选取上下楼层的弯矩反弯点处作为分段依据，并附带预制短梁段，钢筋混凝土预制梁的分段点设置在梁的端部，距离为预制柱边1～2h，h为钢筋混凝土预制梁高度，依据预制梁两端的弯矩反弯点作为分段依据；钢筋混凝土预制梁和钢筋混凝土预制柱分段完成后，根据钢筋混凝土预制梁和钢筋混凝土预制柱分段处的梁柱抗剪设计要求确定短角钢的具体尺寸；

步骤2：制作钢筋混凝土预制柱和钢筋混凝土预制梁；按上面的设计要求制作钢筋混凝土预制柱和钢筋混凝土预制梁，其中钢筋混凝土预制柱带有短梁段，钢筋混凝土预制柱两端以及预制柱附带短梁段端部带有短角钢，连接短角钢预留螺栓孔方便高强度螺栓连接；

步骤3：钢筋混凝土预制柱的竖向连接；将预制好的柱段运输到工地现场，先安装下部的钢筋混凝土预制柱，然后将上部钢筋混凝土预制柱吊装就位，用高强度摩擦型螺栓连接上下柱端部的短角钢，然后在钢筋混凝土柱之间的连接区浇筑纤维增强水泥基复合材料，使柱成为一个整体；

步骤4：钢筋混凝土预制梁和钢筋混凝土预制柱的连接；待钢筋混凝土预制柱安装完成后，将钢筋混凝土预制梁水平吊装就位，与钢筋混凝土预制柱附带短梁段位于同一水平标高处，用高强度摩擦型螺栓连接钢筋混凝土预制梁端部的短角钢和预制柱附带短梁段的短角钢，然后在钢筋混凝土预制梁之间的连接区浇筑纤维增强水泥基复合材料，使梁柱成为一个整体，完成钢筋混凝土装配整体式框架的制作。

一种短角钢连接的钢筋混凝土装配整体式框架的施工方法，具体步骤如下：

⑴进行钢筋混凝土装配整体式框架结构的整体分析，确定钢筋混凝土预制柱3、钢筋混凝土预制梁1的截面尺寸、钢筋强度等级和钢筋用量等；确定钢筋混凝土预制柱3、钢筋混凝土预制梁1的分段情况：钢筋混凝土预制柱3的分段点设置在楼层中部，选取上下楼层的弯矩反弯点处作为分段依据，钢筋混凝土预制柱3附带短梁段2，附带短梁段2长度为h，h为钢筋混凝土预制梁1高度，钢筋混凝土预制梁1的分段点设置在梁的端部，一般距钢筋混凝土预制柱3边1～2h，h为钢筋混凝土预制梁1高度；钢筋混凝土预制柱3和钢筋混凝土预制梁1分段完成后，根据钢筋混凝土预制柱3和钢筋混凝土预制梁1分段处的抗剪设计要求确定连接用短角钢的具体尺寸；

⑵制作连接用短角钢；根据设计要求制作连接用短角钢，并在连接用短角钢端部预留螺栓孔；

⑶制作钢筋混凝土预制柱3和钢筋混凝土预制梁1；按上面的设计要求在预制工厂生产台座上年制作钢筋混凝土预制柱3和钢筋混凝土预制梁1，其中钢筋混凝土预制柱3带有短梁段2，钢筋混凝土预制柱3两端部、钢筋混凝土预制柱3附带短梁段2端部和钢筋混凝土预制梁1两端部带有连接用短角钢，连接用短角钢应将带螺栓孔的部分置于预制构件外，其余部分置于预制构件内；

⑷钢筋混凝土预制柱3的竖向连接；将制作完成的钢筋混凝土预制柱3运输到工地安装现场，先安装下部的钢筋混凝土预制柱3，然后将上部的钢筋混凝土预制柱3吊装就位，将上下预制柱端部连接用短角钢的螺栓孔对齐，用高强度摩擦型螺栓10连接，然后在钢筋混凝土预制柱3连接区浇筑纤维增强水泥基复合材料11，使各钢筋混凝土预制柱3成为一个整体；

⑸钢筋混凝土预制梁1和钢筋混凝土预制柱3的水平连接；待钢筋混凝土预制柱3安装完成后，将钢筋混凝土预制梁1水平吊装就位，使钢筋混凝土预制梁1和钢筋混凝土预制柱3附带短梁段2位于同一水平标高处，用高强度摩擦型螺栓10连接钢筋混凝土预制梁1端部和钢筋混凝土预制柱3附带短梁段2的连接短角钢，然后在预制梁连接区浇筑纤维增强水泥基复合材料11，使钢筋混凝土预制梁1和钢筋混凝土预制柱3成为一个整体，完成钢筋混凝土装配整体式框架的制作。

Claims (2)

1.一种短角钢连接的钢筋混凝土装配整体式框架，其特征在于，该框架包括钢筋混凝土预制梁(1)，附带短梁段(2)的钢筋混凝土预制柱(3)；

钢筋混凝土预制梁(1)的两个端部分别连接设有两个分肢的第一短角钢(4)，第一短角钢(4)两分肢带有第一预留螺栓孔(5)；

钢筋混凝土预制柱(3)上下两个端部分别带有连接用且带有两个分肢的第二短角钢(6)，第二短角钢(6)两分肢带有第二预留螺栓孔(7)；

钢筋混凝土预制柱(3)的附带短梁段(2)带有连接用且带有两个分肢的第三短角钢(8)，第三短角钢(8)两分肢分别带有第三螺栓孔(9)、摩擦型螺栓(10)、纤维增强水泥基复合材料(11)；

上下楼层的钢筋混凝土预制柱(3)通过第二短角钢(6)用摩擦型螺栓(10)穿过第二预留螺栓孔(7)相连；

钢筋混凝土预制梁(1)和钢筋混凝土预制柱(3)之间的连接通过钢筋混凝土预制梁(1)端部的第一短角钢(4)和钢筋混凝土预制柱(3)附带短梁段(2)端部的第三短角钢用(8)用摩擦型螺栓(10)穿过第一预留螺栓孔(5)和第三预留螺栓孔(9)相连，然后在钢筋混凝土预制梁(1)和钢筋混凝土预制柱(3)连接区浇筑有纤维增强水泥基复合材料(11)，使结构成为装配整体式框架。

2.一种短角钢连接的钢筋混凝土装配整体式框架的施工方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤1：进行钢筋混凝土装配整体式框架结构的整体分析，确定钢筋混凝土预制柱、预制梁的截面尺寸、钢筋强度等级和钢筋用量等；确定钢筋混凝土预制柱、钢筋混凝土预制梁的分段情况：钢筋混凝土预制柱的分段点设置在楼层中部，选取上下楼层的弯矩反弯点处作为分段依据，并附带预制短梁段，钢筋混凝土预制梁的分段点设置在梁的端部，距离为预制柱边1～2h，h为钢筋混凝土预制梁高度，依据预制梁两端的弯矩反弯点作为分段依据；钢筋混凝土预制梁和钢筋混凝土预制柱分段完成后，根据钢筋混凝土预制梁和钢筋混凝土预制柱分段处的梁柱抗剪设计要求确定短角钢的具体尺寸；

步骤2：制作钢筋混凝土预制柱和钢筋混凝土预制梁；按上面的设计要求制作钢筋混凝土预制柱和钢筋混凝土预制梁，其中钢筋混凝土预制柱带有短梁段，钢筋混凝土预制柱两端以及预制柱附带短梁段端部带有短角钢，连接短角钢预留螺栓孔方便高强度螺栓连接；

步骤3：钢筋混凝土预制柱的竖向连接；将预制好的柱段运输到工地现场，先安装下部的钢筋混凝土预制柱，然后将上部钢筋混凝土预制柱吊装就位，用高强度摩擦型螺栓连接上下柱端部的短角钢，然后在钢筋混凝土柱之间的连接区浇筑纤维增强水泥基复合材料，使柱成为一个整体；

步骤4：钢筋混凝土预制梁和钢筋混凝土预制柱的连接；待钢筋混凝土预制柱安装完成后，将钢筋混凝土预制梁水平吊装就位，与钢筋混凝土预制柱附带短梁段位于同一水平标高处，用高强度摩擦型螺栓连接钢筋混凝土预制梁端部的短角钢和预制柱附带短梁段的短角钢，然后在钢筋混凝土预制梁之间的连接区浇筑纤维增强水泥基复合材料，使梁柱成为一个整体，完成钢筋混凝土装配整体式框架的制作。