CN105780923A - 一种预制混凝土梁和钢管混凝土柱的装配结构 - Google Patents
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Abstract
一种预制混凝土梁和钢管混凝土柱的装配结构，包括钢管混凝土柱、钢管混凝土牛腿、预制混凝土梁、梁端预埋型钢、连接板；钢管混凝土柱的侧部焊接钢管混凝土牛腿，该钢管混凝土牛腿呈阶梯状；钢管混凝土牛腿包括牛腿型钢和填充到牛腿型钢内部的牛腿混凝土；牛腿型钢的侧面设置多个对拉螺栓孔；预制混凝土梁包括梁端预埋型钢和预制钢筋混凝土，梁端预埋型钢呈倒阶梯状与钢管混凝土牛腿的形状相匹配；梁端预埋型钢的侧面也设置有多个对拉螺栓孔；连接板设置于牛腿型钢和梁端预埋型钢的侧面，通过多个对拉螺栓进行锁固。本发明承载力高、抗震延性好，节点能量耗散能力好、施工方便且施工质量好、对混凝土提供有效约束。
Description
【技术领域】
本发明属于土木工程中预制装配式结构技术领域，具体涉及一种预制混凝土梁和钢管混凝土柱装配结构。
【背景技术】
传统现浇施工方式工业化程度低，施工条件差，费时费力，不利于节能环保，质量通病难以根除、安全事故也时有发生。采用预制装配式结构能够节能、节水、节材，大幅度减少建筑垃圾、降低噪声污染，减少劳动力用量和强度，有效改善施工环境，提高工程质量。
传统钢筋混凝土梁和钢管混凝土柱节点多数采用钢筋环绕式连接，现场需要安装模板，钢筋绑扎和连接复杂，施工困难；节点连接处截面尺寸较大。钢管混凝土柱连接节点装配结构中，主要和钢梁连接，连接处采用端板和螺栓，与柱外部钢管连接，钢梁易发生屈曲且防火性能较差。
在预制混凝土梁与钢筋混凝土柱连接中，节点核心区部位主要还是钢筋锚固并后浇混凝土，这种方式现场还需要湿作业，且柱仍需要采用套筒灌浆连接，施工麻烦，质量难以保证。
【发明内容】
本发明提供一种承载力高、抗震延性好的预制混凝土梁和钢管混凝土柱的装配结构，此种装配结构节点能量耗散能力好、施工方便且施工质量好、对混凝土提供有效约束。
本发明是这样实现的：
一种预制混凝土梁和钢管混凝土柱的装配结构，包括钢管混凝土柱、钢管混凝土牛腿、预制混凝土梁、梁端预埋型钢、连接板；其特征在于：
所述钢管混凝土柱的侧部焊接所述钢管混凝土牛腿，该钢管混凝土牛腿呈阶梯状；所述钢管混凝土牛腿包括牛腿型钢和填充到所述牛腿型钢内部的牛腿混凝土；所述牛腿型钢的侧面设置多个对拉螺栓孔；
所述预制混凝土梁包括梁端预埋型钢和预制钢筋混凝土，所述梁端预埋型钢呈倒阶梯状与所述钢管混凝土牛腿的形状相匹配；所述梁端预埋型钢的侧面也设置有多个对拉螺栓孔；
所述连接板设置于所述牛腿型钢和所述梁端预埋型钢的侧面，通过多个对拉螺栓进行锁固。
进一步地，所述连接板呈阶梯状。
进一步地，所述钢管混凝土柱和所述钢管混凝土牛腿之间通过一混凝土浇筑孔相贯通，所述钢管混凝土柱内部的混凝土和所述钢管混凝土牛腿内部的混凝土成为一整体。
进一步地，所述钢管混凝土柱、所述牛腿型钢、所述梁端预埋型钢、所述连接板均采用碳素钢、不锈钢、或耐火钢。
进一步地，所述钢管混凝土柱、所述预制混凝土梁、和所述牛腿型钢内部的混凝土均采用普通混凝土、高强混凝土、高性能混凝土、钢纤维混凝土、再生骨料混凝土、或轻骨料混凝土。
本发明的优点在于：本发明的一种预制混凝土梁-钢管混凝土柱的装配结构，现场无需增加模板和后浇梁端混凝土，装配式节点中采用对拉螺栓连接，施工方便快捷，质量可靠；牛腿采用钢管混凝土牛腿，牛腿混凝土受到牛腿型钢的约束，提高了承载力，避免了阶梯形牛腿的冲切作用；梁端预埋型钢有效避免了预制混凝土梁钢筋绑扎和锚固问题，且梁端混凝土受到梁端预埋型钢的约束，提高了承载力和延性；钢管混凝土牛腿采用阶梯形，梁端预埋型钢为倒阶梯形，便于搁置和节点连接；连接板和对拉螺栓设置在侧面，预制混凝土梁截面上下部无螺栓，便于设置楼板或连接剪力墙结构；连接可形成半刚性节点，提高了节点能量耗散能力，抗震延性好，同时可控制塑性铰位置，从而达到最优失效模式，真正实现强柱弱梁、强节点弱构件的抗震设计理念。
【附图说明】
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。
图1是本发明预制混凝土梁-钢管混凝土柱装配后的立体结构示意图。
图2是本发明中钢管混凝土柱及钢管混凝土牛腿型钢的结构示意图。
图3是本发明中钢管柱的结构示意图。
图4是本发明中牛腿型钢的结构示意图。
图5是本发明中钢管混凝土牛腿的结构示意图。
图6是本发明中预制混凝土梁的结构示意图。
图7是本发明中预制混凝土梁的预埋型钢的结构示意图。
图8是本发明中连接板的结构示意图。
图9是本发明预制混凝土梁与钢管混凝土柱装配过程示意图。
图中标号说明：
1-钢管混凝土柱；11-钢管柱；12-混凝土柱；
2-钢管混凝土牛腿；21-牛腿型钢；22-牛腿混凝土；
3-预制混凝土梁；31-梁端预埋型钢；32-预制钢筋混凝土；
4-连接板；5-对拉螺栓；6-螺栓孔；7-混凝土浇筑孔。
【具体实施方式】
请参阅图1至图9所示，一种预制混凝土梁和钢管混凝土柱的装配结构，包括钢管混凝土柱1、钢管混凝土牛腿2、预制混凝土梁3、连接板4；
钢管混凝土柱1由钢管柱11和填充到钢管柱11内的混凝土柱12组成；
钢管混凝土柱1的侧部焊接钢管混凝土牛腿2，该钢管混凝土牛腿2呈阶梯状；钢管混凝土牛腿2包括牛腿型钢21和填充到牛腿型钢21内部的牛腿混凝土22；牛腿型钢21的侧面设置多个对拉螺栓孔6；
预制混凝土梁3包括梁端预埋型钢31和预制钢筋混凝土32，梁端预埋型钢31呈倒阶梯状与钢管混凝土牛腿2的形状相匹配；梁端预埋型钢31的侧面也设置有多个对拉螺栓孔6；
其中，钢管柱11在节点核心区高度可设置混凝土浇筑孔7，如图3所示，混凝土柱12在浇筑混凝土时通过混凝土浇筑孔7填充到牛腿型钢21内部，形成牛腿混凝土22；也可以不开设混凝土浇筑孔7，牛腿混凝土22单独浇筑。钢管柱11可采用方形、矩形和圆形截面，在节点核心区可根据需要设置内隔板或加劲肋。
连接板4为阶梯状，在设计位置设置对拉螺栓孔6，如图8所示。
钢管柱11、牛腿型钢21、梁端预埋型钢31、连接板4可采用碳素钢、不锈钢、或耐火钢。
混凝土柱12、牛腿混凝土22、预制钢筋混凝土32中的混凝土可采用普通混凝土、高强混凝土、高性能混凝土、钢纤维混凝土、再生骨料混凝土、或轻骨料混凝土。
节点装配时，将预制混凝土梁3的倒阶梯形梁端搁置在钢管混凝土牛腿2上，如图9所示，梁两个侧面通过连接板4和对拉螺栓5固定。节点装配时，将预制混凝土梁3的倒阶梯形梁端搁置在钢管混凝土牛腿2上，如图9所示，梁两个侧面通过连接板4和对拉螺栓5固定。
牛腿混凝土22、预制钢筋混凝土32在预埋型钢31内部预先设置对拉螺栓孔6，也可以预先埋设对拉螺栓5的螺杆伸出来连接。
本发明的一种预制混凝土梁-钢管混凝土柱装配节点，现场无需增加模板和后浇梁端混凝土，装配式节点中采用对拉螺栓5连接，施工方便快捷，质量可靠；牛腿采用钢管混凝土牛腿2，牛腿混凝土22受到牛腿型钢21的约束，提高了承载力，避免了阶梯形牛腿的冲切作用；梁端预埋型钢31，有效避免了预制混凝土梁3钢筋绑扎和锚固问题，且梁端混凝土受到梁端预埋型钢31的约束，提高了承载力和延性；钢管混凝土牛腿2采用阶梯形，梁端预埋型钢31为倒阶梯形，便于搁置和节点连接；连接板4和对拉螺栓5设置在侧面，预制混凝土梁3截面上下部无螺栓，便于设置楼板或连接剪力墙结构；连接可形成半刚性节点，提高了节点能量耗散能力，抗震延性好，同时可控制塑性铰位置，从而达到最优失效模式，真正实现强柱弱梁、强节点弱构件的抗震设计理念。
上述实施例和图式并非对本发明做任何形式上的限定，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利。
Claims (5)
1.一种预制混凝土梁和钢管混凝土柱的装配结构，包括钢管混凝土柱、钢管混凝土牛腿、预制混凝土梁、梁端预埋型钢、连接板；其特征在于：
所述钢管混凝土柱的侧部焊接所述钢管混凝土牛腿，该钢管混凝土牛腿呈阶梯状；所述钢管混凝土牛腿包括牛腿型钢和填充到所述牛腿型钢内部的牛腿混凝土；所述牛腿型钢的侧面设置多个对拉螺栓孔；
所述预制混凝土梁包括梁端预埋型钢和预制钢筋混凝土，所述梁端预埋型钢呈倒阶梯状与所述钢管混凝土牛腿的形状相匹配；所述梁端预埋型钢的侧面也设置有多个对拉螺栓孔；
所述连接板设置于所述牛腿型钢和所述梁端预埋型钢的侧面，通过多个对拉螺栓进行锁固。
2.如权利要求1所述的一种预制混凝土梁和钢管混凝土柱的装配结构，其特征在于：所述连接板呈阶梯状。
3.如权利要求1所述的一种预制混凝土梁和钢管混凝土柱的装配结构，其特征在于：所述钢管混凝土柱和所述钢管混凝土牛腿之间通过一混凝土浇筑孔相贯通，所述钢管混凝土柱内部的混凝土和所述钢管混凝土牛腿内部的混凝土成为一整体。
4.如权利要求1所述的一种预制混凝土梁和钢管混凝土柱的装配结构，其特征在于：所述钢管混凝土柱、所述牛腿型钢、所述梁端预埋型钢、所述连接板均采用碳素钢、不锈钢、或耐火钢。
5.如权利要求1所述的一种预制混凝土梁和钢管混凝土柱的装配结构，其特征在于：所述钢管混凝土柱、所述预制混凝土梁、和所述牛腿型钢内部的混凝土均采用普通混凝土、高强混凝土、高性能混凝土、钢纤维混凝土、再生骨料混凝土、或轻骨料混凝土。
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