CN105649202A - 预应力装配式框架节点结构及其施工方法 - Google Patents

预应力装配式框架节点结构及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种预应力装配式框架节点结构及其施工方法，预制钢筋混凝梁端部预埋有工字钢，工字钢翼缘和/或腹板中设置有孔道一，所述孔道用于所述埋设无粘结预应力筋，工字钢表面还设置有伸出混凝土梁的突起物；预制混凝土柱在相对与梁的一面设置有钢板，钢板上设置有通过无粘结预应力筋的孔道二和与所述突起物配合的插孔，所述孔道二与孔道一的位置相互对应，柱混凝土中还设置有与孔道二相对应的用于埋设无粘结预应力筋的通道。在安装时间突起物***插孔中，梁和柱中的预应力筋孔道自动连接在一起，便于施工。

Description

预应力装配式框架节点结构及其施工方法
技术领域
本发明专利涉及一种预应力装配式框架节点结构及其施工方法。
背景技术
预制装配结构体系具有节约钢材、减轻自重、生产效率高、产品质量好、工人劳动强度低、保护环境、提高综合经济效益等有利于社会可持续发展的优点，因此发展装配式结构体系是建筑工业化的最好选择之一。但过去一些大空间的预制装配混凝土框架结构因各构件间的连接不牢，在地震中结构整体离散、破坏较严重，因此在地震区的使用受到限制。专利文献CN104032840U，CN2797476Y，CN101029503A等在预制梁和预制柱中设置预应力管，采用无粘结预应力筋将预制梁和预制柱连接在一起，有效的解决了预制装配混凝土框架结构节点连接问题。但是，在工程实践中，由于预留管安装位置有误或者梁柱在现场施工中定位不佳，而出现预留管孔位对应不上的情况，造成预应力筋无法正常安装，使得梁柱无法挤压到一起。
发明内容
本发明的目的是提供一种便于预制梁和预制柱中的预应力筋预留管对应的节点形式。
本发明的技术方案是：
一种预应力装配式框架节点结构，其包括预制钢筋混凝土梁，预制钢筋混凝土柱，所述预制钢筋混凝土柱和预制钢筋混凝土梁通过无粘结预应力筋有效连接，其特征在于：预制钢筋混凝梁端部预埋有工字钢，工字钢翼缘和/或腹板中设置有孔道一，所述孔道用于所述埋设无粘结预应力筋，工字钢表面还设置有伸出混凝土梁的突起物；预制混凝土柱在相对与梁的一面设置有钢板，钢板上设置有通过无粘结预应力筋的孔道二和与所述突起物配合的插孔，所述孔道二与孔道一的位置相互对应。.
进一步，预制混凝土柱内还埋设有竖向支撑钢板，所述竖向支撑钢板与柱表面的钢板连接。
进一步，所述竖向支撑钢板中设置有通过无粘结预应力筋的孔道三，所述孔道三与孔道二对应配合。
进一步，在梁和柱的接缝处灌注高强灌浆料，以此形成整体节点。
一种预应力装配式框架节点结构，其包括预制钢筋混凝土梁，预制钢筋混凝土柱，所述预制钢筋混凝土柱和预制钢筋混凝土梁通过无粘结预应力筋有效连接，预制钢筋混凝梁端部预埋有工字钢，工字钢翼缘和/或腹板中设置有孔道一，所述孔道用于所述埋设无粘结预应力筋，工字钢表面还设置有伸出混凝土梁的管道，所述管道与孔道一相对应，管道也用于埋设无粘结预应力筋；预制混凝土柱在相对与梁的一面设置有钢板，钢板上设置有通过无粘结预应力筋的孔道二，所述管道可***到孔道二，柱混凝土中还设置有与孔道二相对应的用于埋设无粘结预应力筋的通道。
进一步，所述通道可以是预埋PVC管或者预埋波纹钢管。
进一步，所述通道还可以设在柱中设置的支撑钢板，表面钢板与支撑钢板连接在一起，在预制混凝土梁中的工字钢表面设置有栓钉，和/或在预制混凝土柱表面的钢板也设置深入柱混凝土中的栓钉。
一种预应力装配式框架节点的施工方法，其特征在于：所述方法按照以下步骤进行：
1)制备预制钢筋混凝土梁和预制混凝土柱；混凝土梁端部设置有预埋有工字钢，工字钢翼缘和/或腹板中设置有孔道一，所述孔道用于所述埋设无粘结预应力筋，工字钢表面还设置有伸出混凝土梁的突起物；混凝土柱在相对与梁的一面设置有钢板，钢板上设置有通过无粘结预应力筋的孔道二和与所述突起物配合的插孔，所述孔道二与孔道一的位置相互对应；
2)吊装预制钢筋混凝土梁到预定安装位置，将突起物***到柱表面钢板中的插孔中，孔道一与孔道二相配合；
3)在预制混凝土梁和预制混凝土柱中安装无粘结预应力钢绞线；
4)在预制混凝土梁和预制混凝土柱的梁柱接缝处用高强灌浆灌缝，形成梁柱节点；
5)待灌浆达到设计强度后张拉预应力钢绞线对预制钢筋混凝土梁和预制钢筋混凝土柱施工预应力。
采用上述技术方案，与现有技术相比，本发明的梁柱节点通过突起物***到柱表面钢板的插孔中，梁柱中的预应力筋孔道自动对齐；此外，梁中预埋了工字钢，提高了梁的抗震能力；柱子表面设置有钢板，地震时，柱子和梁不仅通过预应力筋有效连接，还通过梁中的突起物与柱的插孔相配合，提高了梁柱节点的连接能力和抗震能力；再次，在工字钢和柱中的钢板均设有栓钉，进一步提高了梁柱节点的整体性能。
附图说明：
图1：实施例一节点结构纵断面图；
图2：实施例一A-A断面图；
图3：实施例一三维立体图；
图4：实施例一B-B断面图；
图5：实施例一柱中钢板纵断面图；
图6：实施例二柱横断面图；
图7：实施例二柱中表面钢板与支撑钢板孔道示意图；
图8：实施例三：梁中工字钢示意图；
图9：实施例四：柱钢板示意图；
图10：实施例五：梁柱节点三维示意图；
图11：实施例五：柱中表面钢板与支撑钢板孔道示意图；
图12：实施例七：柱钢板示意图；
图13：实施例八：梁柱节点三维示意图；
图14：实施例八：梁中工字钢示意图；
图15：实施例八：柱中表面钢板与支撑钢板孔道示意图；
其中，1-预制钢筋混凝土柱，2-预制钢筋混凝土梁，3-预应力筋3，4-梁内工字钢，401-上翼缘，402-腹板，403-下翼缘，404-孔道，405-圆柱体，406-栓钉，407-空心管道，5-设置在柱表面及其内部的钢结构，501-表面钢板，502-支撑钢板，503-插孔，504-孔道，505-支撑钢板中的孔道，506-栓钉，507-钢板501上方的孔道，507’-钢板501下方的孔道，6-接缝处高强灌浆。
具体实施方式
实施例1：如图1-5所示，一种预应力装配式框架节点结构，包括预制钢筋混凝土柱1，预制钢筋混凝土梁2，所述预制钢筋混凝土柱1和预制钢筋混凝土梁2通过无粘结预应力筋3有效连接，预制钢筋混凝梁2两端均预埋有工字钢4，工字钢4的上翼缘401和下翼缘403各设置有2个孔道404，在预制钢筋混凝土柱1与预制钢筋混凝土梁2对应的两个端面设有钢板501，所述钢板501上开设有与工字钢4上的孔道404对应的孔道504，预制钢筋混凝土柱1中设置有预应力筋预留管7，预制钢筋混凝土梁2中设置有预应力筋预留管3，所述梁中预留管3、梁端的工字钢上的孔道404、柱中的预留管7、柱两端钢板上的孔道504构成了预应力筋安装孔，预留管3、7的材质为波纹钢管，选择为波纹钢管时，分别与工字钢和柱两端钢板焊接或者栓接在一起，工字钢腹板402上设置有突出梁端的圆柱体405，在钢板501上有与405相对应的插孔503，柱两端钢板之间设置有支撑钢板502，支撑钢板502的方向为竖向放置，钢板501、502形成工字钢，圆柱体405的长度大于插孔503的长度0-10cm以此形成接缝，在接缝处灌注高强灌浆料6，以此形成整体节点。其中，无粘结预应力筋可采用无粘结预应力钢绞线，或者耐腐蚀的FRP筋。
实施例2：与实施例1不同之处在于：如图6-7所示，预制柱1支撑钢板502中也设置有孔道505，作为预应力筋的孔道来使用，其与钢板501的孔道504贯通。这样的目的有两个：一是提高了将预应力筋埋设在柱中的工字钢中，可以在柱子中不在使用螺旋筋来增强柱子的轴向抗压强度；二是进一步便于预应力筋的安装。
实施例3：如图8所示，在实施例1或2的基础上，梁2中的工字钢4上设置抗剪栓钉406，以此增加工字钢4与混凝土的粘结强度，栓钉的数量根据梁与混凝土的粘结极限强度来确定。
实施例4：如图9所示，在实施例1或2实施例的基础上，在柱1表面的钢板501的后侧有伸入混凝土的栓钉506，以此增加钢板5与柱混凝土的粘结强度，栓钉的数量根据梁与混凝土的粘结极限强度来确定。
实施例5：如图10-11所示，一种预应力装配式框架节点结构，包括预制钢筋混凝土柱1，预制钢筋混凝土梁2，所述预制钢筋混凝土柱1和预制钢筋混凝土梁2通过无粘结预应力筋3有效连接，预制钢筋混凝梁2两端均预埋有工字钢4，工字钢4的上翼缘401和下翼缘403各设置有2个圆柱体405，在腹板上设置有孔道404，在预制钢筋混凝土柱1与预制钢筋混凝土梁2对应的两个端面设有钢板501，所述钢板501上开设有与工字钢4上的孔道404对应的孔道504，钢板501之间设置支撑钢板502，钢板501与钢板502形成工字形，在钢板502也设置有预应力筋孔道505，预制钢筋混凝土柱1中设置有预应力筋预留管7，预制钢筋混凝土梁2中设置有预应力筋预留管3，所述梁中预留管3、梁端的工字钢上的孔道404、柱两端钢板上的孔道504，两钢板之间的腹板钢板502中的孔道505共同构成了预应力筋安装孔，预留管3的材质为波纹钢管，其与工字钢焊接或者栓接在一起，工字钢上下翼缘401上设置有突出梁端的钢圆柱体405，在钢板501上有与405相对应的插孔503，圆柱体405的长度大于插孔503的长度0-3cm以此形成接缝，在接缝处灌注高强灌浆料，以此形成整体节点。其中，无粘结预应力筋可采用无粘结预应力钢绞线，或者耐腐蚀的FRP筋。
实施例6：在实施例5的基础上，梁2中的工字钢4上设置抗剪栓钉，以此增加工字钢4与混凝土的粘结强度，栓钉的数量根据梁与混凝土的粘结极限强度来确定。
实施例7：如图12所示，在实施例5的基础上，柱1表面的钢板501的后侧有伸入混凝土的栓钉506，钢板502上也布置有栓钉506，以此增加工字钢5与柱混凝土的粘结强度，栓钉的数量根据梁与混凝土的粘结极限强度来确定。
实施例8：如图13-15所示，包括预制混凝土梁2，预制混凝土柱1，两者通过预应力筋来有效连接，预制混凝土梁2中预埋有工字钢4，无粘结预应力筋预留管3，工字钢4的上翼缘401对称设置有2个孔道404，下翼缘403在中间部位设置有1个孔道404，在工字钢3个孔道404的外侧延伸有3个空心管道407，其伸出混凝土梁外表面2-10cm；在与梁2对应的面设置有钢板501，钢板501的位置与工字钢4的位置相对应，在钢板501与工字钢4设置的空心管道405对应的部分开设有孔道507(上方)和孔道507’(下方)，空心管道405可***孔道507中，与上翼缘401设置的孔道404对应的钢板中设置的孔道507后侧直接连接有预留管，在钢板501后垂直设置有钢板502，其设置在钢板501的中间部位，在钢板502中设置有与孔道507’对应的孔道508；梁中的预留管3，工字钢的孔道404，空心管道405，预留管7，孔道508一起作为预应力筋的孔道。
实施例9：在实施例8的基础上，梁2中的工字钢4上设置抗剪栓钉，以此增加工字钢4与混凝土的粘结强度，栓钉的数量根据梁与混凝土的粘结极限强度来确定。
实施例10：在实施例8的基础上，在柱1表面的钢板501的后侧有伸入混凝土的栓钉505，以此增加工字钢5与柱混凝土的粘结强度，栓钉的数量根据梁与混凝土的粘结极限强度来确定。
以上实施例中的无粘结筋可采用无粘结预应力钢绞线，或者FRP筋。
以上实施例中的预留管可采用波纹管，或者PVC管。
以上实施例中无粘结筋锚固在边柱上，锚固方式采用已有的方法。
以上实施例所公开的节点施工方法，按照以下步骤进行：
1)制备预制钢筋混凝土梁和预制混凝土柱；混凝土梁端部设置有预埋有工字钢，工字钢翼缘和/或腹板中设置有孔道一，所述孔道用于所述埋设无粘结预应力筋，工字钢表面还设置有伸出混凝土梁的突起物；混凝土柱在相对与梁的一面设置有钢板，钢板上设置有通过无粘结预应力筋的孔道二和与所述突起物配合的插孔，所述孔道二与孔道一的位置相互对应；
2)吊装预制钢筋混凝土梁到预定安装位置，将突起物***到柱表面钢板中的插孔中，孔道一与孔道二相配合；
3)在预制混凝土梁和预制混凝土柱中安装无粘结预应力钢绞线；
4)在预制混凝土梁和预制混凝土柱的梁柱接缝处用高强灌浆灌缝，形成梁柱节点；
5)待灌浆达到设计强度后张拉预应力钢绞线对预制钢筋混凝土梁和预制钢筋混凝土柱施工预应力。
以上已详细描述了本方面的较佳实施例，但应理解到，在阅读了本发明的上述讲授内容后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改。这些等价形式同样落入本申请所附权利要求书的保护范围中。

Claims (10)

1.一种预应力装配式框架节点结构，其包括预制钢筋混凝土梁，预制钢筋混凝土柱，所述预制钢筋混凝土柱和预制钢筋混凝土梁通过无粘结预应力筋有效连接，其特征在于：预制钢筋混凝梁端部预埋有工字钢，工字钢翼缘和/或腹板中设置有孔道一，所述孔道用于所述埋设无粘结预应力筋，工字钢表面还设置有伸出混凝土梁的突起物；预制混凝土柱在相对与梁的一面设置有钢板，钢板上设置有通过无粘结预应力筋的孔道二和与所述突起物配合的插孔，所述孔道二与孔道一的位置相互对应，柱混凝土中还设置有与孔道二相对应的用于埋设无粘结预应力筋的通道。.
2.如权利要求1所述的预应力装配式框架节点结构，其特征在于：预制混凝土柱内还埋设有竖向支撑钢板，所述竖向支撑钢板与柱表面的钢板连接。
3.如权利要求2所述的预应力装配式框架节点结构，其特征在于：所述竖向支撑钢板中设置有通过无粘结预应力筋的孔道三，所述孔道三与孔道二对应配合。
4.如权利要求1或2或3所述的预应力装配式框架节点结构，其特征在于：在梁和柱的接缝处灌注高强灌浆料，以此形成整体节点，所述无粘结预应力筋采用无粘结预应力钢绞线或者无粘结预应力FRP筋。
5.一种预应力装配式框架节点结构，其包括预制钢筋混凝土梁，预制钢筋混凝土柱，所述预制钢筋混凝土柱和预制钢筋混凝土梁通过无粘结预应力筋有效连接，其特征在于：预制钢筋混凝梁端部预埋有工字钢，工字钢翼缘和/或腹板中设置有孔道一，所述孔道用于所述埋设无粘结预应力筋，工字钢表面还设置有伸出混凝土梁的管道，所述管道与孔道一相对应，管道也用于埋设无粘结预应力筋；预制混凝土柱在相对与梁的一面设置有钢板，钢板上设置有通过无粘结预应力筋的孔道二，所述管道可***到孔道二，柱混凝土中还设置有与孔道二相对应的用于埋设无粘结预应力筋的通道。
6.如权利要求5所述的预应力装配式框架节点结构，其特征在于：所述通道可以是预埋PVC管或者预埋波纹钢管。
7.如权利要求5所述的预应力装配式框架节点结构，其特征在于：所述通道还可以设在柱中设置的支撑钢板，表面钢板与支撑钢板连接在一起。
8.如权利要求5所述的预应力装配式框架节点结构，其特征在于：在梁和柱的接缝处灌注高强灌浆料，以此形成整体节点。
9.如权利要求1或5所述的预应力装配式框架节点结构，其特征在于：在预制混凝土梁中的工字钢表面设置有栓钉，和/或在预制混凝土柱表面的钢板也设置深入柱混凝土中的栓钉。
10.如权利要求1或5所述的一种预应力装配式框架节点结构的施工方法，其特征在于：所述方法按照以下步骤进行：
1)制备预制钢筋混凝土梁和预制混凝土柱；混凝土梁端部设置有预埋有工字钢，工字钢翼缘和/或腹板中设置有孔道一，所述孔道用于所述埋设无粘结预应力筋，工字钢表面还设置有伸出混凝土梁的突起物；混凝土柱在相对与梁的一面设置有钢板，钢板上设置有通过无粘结预应力筋的孔道二和与所述突起物配合的插孔，所述孔道二与孔道一的位置相互对应；
2)吊装预制钢筋混凝土梁到预定安装位置，将突起物***到柱表面钢板中的插孔中，孔道一与孔道二相配合；
3)在预制混凝土梁和预制混凝土柱中安装无粘结预应力钢绞线；
4)在预制混凝土梁和预制混凝土柱的梁柱接缝处用高强灌浆灌缝，形成梁柱节点；
5)待灌浆达到设计强度后张拉预应力钢绞线对预制钢筋混凝土梁和预制钢筋混凝土柱施工预应力。
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