CN107401220A - 一种装配式混凝土框架的梁连接节点 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种装配式混凝土框架的梁连接节点，包括左连接部分、右连接部分、箍板，左连接部分重叠搭接在右连接部分外并进行焊接，箍板套设于左连接部分外并进行焊接，连接完成后，在连接节点位置处支模，灌注聚氨酯材料。在梁连接节点中部开设削弱孔。本发明的装配式混凝土框架的梁连接节点，安装工艺简单、方便可靠，在几何方面，尤其是水平方向，具有一定的误差调节能力。连接段的毛截面承载能力略高于所连接的混凝土梁段，焊接完毕后通过开孔削弱连接中部位置处的横截面，使其承载能力低于连接未削弱部分和混凝土梁段部分，以保证在非常事件发生时，该连接节点在被削弱部位集中发展塑性、消耗能量，以保护其他部分的安全。

Description

一种装配式混凝土框架的梁连接节点

技术领域

本发明涉及一种混凝土框架的梁连接结构，特别涉及一种装配式的混凝土框架的梁连接节点，属于结构工程技术领域。

背景技术

装配式混凝土结构是以预制构件为主要受力构件经装配\连接而成的混凝土结构。装配式钢筋混凝土结构是我国建筑结构发展的重要方向之一，它有利于我国建筑工业化的发展，提高生产效率节约能源，发展绿色环保建筑，并且有利于提高和保证建筑工程质量。与现浇施工工法相比，装配式RC结构有利于绿色施工，因为装配式施工更能符合绿色施工的节地、节能、节材、节水和环境保护等要求，降低对环境的负面影响，包括降低噪音、防止扬尘、减少环境污染、清洁运输、减少场地干扰、节约水、电、材料等资源和能源，遵循可持续发展的原则。装配式混凝土结构是装配式建筑的重要结构形式，具有施工快速、绿色环保的优点，目前正在大力推广，发展迅速，前景光明。

发明内容

本发明的目的是提供一种由预埋于混凝土梁中的预制钢连接段彼此搭接并通过角焊缝焊接连接，从而将装配式混凝土框架的左、右混凝土梁段连为一体的梁连接节点，具有安全可靠、方便施工、便于维修加固的特点。

本发明的技术方案如下：

一种装配式混凝土框架的梁连接节点，包括左连接部分、右连接部分、箍板，左连接部分重叠搭接在右连接部分外并进行焊接，箍板套设于左连接部分外并进行焊接，连接完成后，在连接节点位置处支模，灌注聚氨酯材料。本发明的装配式混凝土框架的梁连接节点通过左连接部分和右连接部分彼此搭接并通过角焊缝焊接连接，从而将装配式混凝土框架的左、右混凝土梁段连为一体，具有安全可靠、方便施工、便于维修加固的特点。本发明的梁连接节点最后用聚氨酯材料灌注填充(施工工艺与混凝土相同)，使连接节点处在几何尺寸与混凝土梁段相同。聚氨酯材料有两方面的作用，一是将构成连接节点的10块钢板和箍板粘结约束在一起，使其协调一致、共同工作；二是填充并封闭连接节点处的空间，避免节点锈蚀，保护节点能在整个结构使用周期内可靠工作。

作为本发明的进一步改进，所述右连接部分包括一块右上连接板、两块右中连接板和一块右下连接板，所述右上连接板和右下连接板为槽形截面，所述右中连接板为“━”形截面，所述左连接部分包括两块左上连接板、两块左中连接板、两块左下连接板，所述左上连接板和左下连接板为“┗”形截面，所述左中连接板为“━”形截面。采用这种结构的钢板组成的连接节点具有结构简单、组装便捷高效、连接牢固的优点。

作为本发明的进一步改进，在梁连接节点中部开设削弱孔，开孔截面在正常使用状态下保持弹性，在外界加载超过承载能力极限状态时首先屈服，并在此区域可靠发展塑性，最终形成塑性铰。在该连接节点的中部，通过开孔削弱截面，使其成为梁构件的“保险丝”和“安全阀”。开孔大小由设计确定，使其所在截面在结构正常使用状态下处于弹性状态；在非常事件发生时此处钢材首先屈服，可靠发展塑性，最终形成塑性铰，以此来保护连接其他部位和被连接的混凝土梁段的安全。又由于塑性在削弱截面集中发展，所以事后只需要对开孔截面处的破坏部分进行修复或局部替换即可完成修复工作，使修复难度大大降低。

作为本发明的进一步改进，所述削弱孔共开设有14个，开孔位置是：每块左上连接板和左下连接板的两个转角侧面对应位置分别开孔，右上连接板和右下连接板的中部对应位置分别开孔，每块左中连接板的对称位置分别开孔。削弱孔的这种堆成式开孔设计有利于进一步加强削弱孔的“保险丝”和“安全阀”的作用。

作为本发明的进一步改进，左连接部分和右连接部分伸出所述混凝土框架的梁的长度N为混凝土框架梁高度的1.2-2.0倍。

作为本发明的进一步改进，左、右混凝土两端的距离M大于左连接部分和右连接部分伸出所述混凝土框架的梁的长度N，为预留间隙。预留间隙使本发明在几何方面(尤其是水平方向)具有误差调节能力。

作为本发明的进一步改进，所述预留间隙为30mm。

作为本发明的进一步改进，所述箍板采用钢带逆时针弯折成矩形后重叠1/2宽度。这种结构的箍板制作方便、连接牢靠。

本发明的有益效果如下：

本发明的装配式混凝土框架的梁连接节点，安装工艺简单、方便可靠，在几何方面(尤其是水平方向)具有一定的误差调节能力。连接段的毛截面承载能力略高于所连接的混凝土梁段，焊接完毕后通过开孔削弱连接中部位置处的横截面，使其承载能力低于连接未削弱部分和混凝土梁段部分，以保证在非常事件发生时，该连接节点在被削弱部位集中发展塑性、消耗能量，以保护其他部分的安全。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为图1中沿A-A线的剖视结构图。

图3为图1中沿B-B线的剖视结构图。

图4为图1中沿C-C线的剖视结构图。

图5为本发明中左连接部分的结构示意图。

图6为本发明中箍板结构示意图。

图7为本发明中右连接部分的结构示意图。

图中：101、左上连接板；102、左中连接板；103、左下连接板；201、右上连接板；202、右中连接板；203、右下连接板；3、角焊缝；4、削弱孔；5、箍板；6、聚氨酯灌注区。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一

本实施例提供一种装配式混凝土框架的梁连接节点，如图1所示，包括左连接部分(如图5所示)、右连接部分(如图7所示)、箍板5(如图6所示)，左连接部分、右连接部分、箍板5通过如图3和6所示的角焊缝3连接成整体。左连接部分重叠搭接在右连接部分外并进行焊接，箍板5套设于左连接部分外并进行焊接，连接完成后，在连接节点位置处支模，灌注聚氨酯材料。

采用本实施例的装配式混凝土框架的梁连接节点，通过左连接部分和右连接部分彼此搭接并通过角焊缝焊接连接，从而将装配式混凝土框架的左、右混凝土梁段连为一体的梁连接节点，具有安全可靠、方便施工、便于维修加固的特点。本发明的梁连接节点最后用聚氨酯材料灌注填充(施工工艺与混凝土相同)，使连接节点处在几何尺寸与混凝土梁段相同。聚氨酯材料有两方面的作用，一是将构成连接节点的10块钢板和箍板粘结约束在一起，使其协调一致、共同工作；二是填充并封闭连接节点处的空间，避免节点锈蚀，保护节点能在整个结构使用周期内可靠工作。

实施例二

本实施例提供一种如图2所示的左连接部分和右连接部分。右连接部分包括一块右上连接板201、两块右中连接板202和一块右下连接板203，右上连接板和右下连接板为槽形截面，右中连接板为“━”形截面，左连接部分包括两块左上连接板101、两块左中连接板102、两块左下连接板103，左上连接板和左下连接板为“┗”形截面，左中连接板为“━”形截面。左连接部分、右连接部分共10块钢板替代钢筋混凝土中的纵筋、箍板替代钢筋混凝土中的箍筋承受弯矩和剪力。

采用这种结构的钢板组成的连接节点具有结构简单、组装便捷高效、连接牢固的优点。

实施例三

本实施例提供一种具有削弱孔的装配式混凝土框架的梁连接节点。在梁连接节点中部开设削弱孔4，如图1所示，开孔截面在正常使用状态下保持弹性，在外界加载超过承载能力极限状态时首先屈服，并在此区域可靠发展塑性，最终形成塑性铰。

作为本实施例的优选结构，如图4所示，削弱孔共开设有14个，开孔位置是：每块左上连接板和左下连接板的两个转角侧面对应位置分别开孔，右上连接板和右下连接板的中部对应位置分别开孔，每块左中连接板的对称位置分别开孔。削弱孔的这种堆成式开孔设计有利于进一步加强削弱孔的“保险丝”和“安全阀”的作用。

采用本实施例的装配式混凝土框架的梁连接节点，在该连接节点的中部，通过开孔削弱截面，使其成为梁构件的“保险丝”和“安全阀”。开孔大小由设计确定，使其所在截面在结构正常使用状态下处于弹性状态；在非常事件发生时此处钢材首先屈服，可靠发展塑性，最终形成塑性铰，以此来保护连接其他部位和被连接的混凝土梁段的安全。又由于塑性在削弱截面集中发展，所以事后只需要对开孔截面处的破坏部分进行修复或局部替换即可完成修复工作，使修复难度大大降低。

实施例四

本实施例提供一种箍板结构。箍板采用钢带逆时针弯折成矩形，矩形弯折最后重叠1/2宽度(如图6所示)。箍板可根据混凝土梁中的箍筋要求进行配置，数量、间距、宽度、厚度可根据结构设计计算结果进行调整。

采用本实施例的箍板，结构简单、制作方便、连接牢靠。

实施例五

本实施例提供一种装配式混凝土框架的梁连接节点的制作方法。具体制作方式为：

1)预埋部分制作：

将左连接部分、右连接部分共10块纵向钢板(见图1和图2)按照纵向钢筋承载力要求进行计算确定尺寸，放入混凝土梁中定位，并加以固定。左连接部分为6块钢板(见图5)、右连接部分为4块钢板(见图7)。10块纵向钢板预埋进钢筋混凝土梁的长度L(见图1)按锚固要求确定，其伸出混凝土梁的水平长度N(见图5)可取为混凝土梁高度的1.2至2.0倍；纵向钢板的位置贴近纵向钢筋内侧，并与其保持必要间距(要符合《钢筋混凝土设计规范》GB50010-2010中关于钢筋间距的最小要求)。左、右混凝土两端的距离为M(M＝N+30mm，30mm为预留间隙，用于安装时的误差调整)。在梁段的混凝土浇筑中，预埋件与对应的混凝土梁段连接成一体。箍板采用钢带逆时针弯折成矩形，矩形弯折最后重叠1/2宽度(如图6所示)。

2)安装步骤：

①先将箍板套在左连接部分上(位置可以滑动)。

②在工地将左、右混凝土梁段就位，进行位置调正校准，此时左连接部分、右连接部分自然贴合在一起。左连接部分的6块钢板位于右连接部分4块钢板的外侧，如图1所示。使用角焊缝将左、右连接部分焊接成一个整体，焊缝如图2所示。

③滑动箍板到预定位置(如图1所示)，用角焊缝将其与纵向钢板101、102和103进行可靠焊接。对箍板上端折叠部分的最末端(如图6所示)用角焊缝进行焊接，完成箍板的最后闭合。

④在连接节点中部进行开孔(钻孔)，适当削弱截面，使该截面在超载情况下进入塑性、消耗能量，保护其他部分的安全。开孔位置如图4所示：此处有上部削弱孔3个，下部削弱孔3个，两侧削弱孔各4个，开孔大小根据结构设计计算确定。

⑤最后，灌注聚氨酯保护材料，在连接节点位置处支模(与混凝土施工类似)，灌注聚氨酯材料，使整个梁的外观成为矩形，浇注后的节点横截面与混凝土梁段等同。聚氨酯灌注区6如图2所示。

相关说明：

左连接部分、右连接部分的10块钢板和箍板都采用Q235B钢材，其截面尺寸由结构计算确定。

本发明梁连接节点通过开孔削弱节点中部截面，以保证超载能现象发生时破坏集中在削弱部位，并以塑性变形的方式发生，这是一种延性破坏，不会造成构件的承载功能完全丧失，可避免结构倒塌，伴随发生的大变形又可给出预警信号。而且由于塑性变形集中在局部区域，事后可对破坏材料进行替换修补，重新投入使用，避免整个结构拆除造成巨大的经济损失。

综上所述，本发明一种装配式混凝土框架的梁连接节点，用于装配式混凝土结构的梁连接。该节点由左连接部分、右连接部分、箍板、削弱孔和聚氨酯保护材料组成。梁连接节点中间人为开孔削弱截面使连接节点成为梁构件的“保险丝”和“安全阀”。削弱孔所在截面在正常使用状态保持弹性；在外界加载超过承载能力极限状态的情况下削弱截面首先屈服，可靠发展塑性，以此来保护节点其他部位和被连接的混凝土梁段的安全。该节点通过灌注聚氨酯材料进行封闭，聚氨酯将构成连接节点的10块钢板和箍板粘结约束在一起，使其协同工作；并起到封闭填充连接节点处的空间，避免节点锈蚀的作用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种装配式混凝土框架的梁连接节点，其特征在于：包括左连接部分、右连接部分、箍板，左连接部分重叠搭接在右连接部分外并进行焊接，箍板套设于左连接部分外并进行焊接，连接完成后，在连接节点位置处支模，灌注聚氨酯材料。

2.根据权利要求1所述的一种装配式混凝土框架的梁连接节点，其特征在于：所述右连接部分包括一块右上连接板、两块右中连接板和一块右下连接板，所述右上连接板和右下连接板为槽形截面，所述右中连接板为“━”形截面，所述左连接部分包括两块左上连接板、两块左中连接板、两块左下连接板，所述左上连接板和左下连接板为“┗”形截面，所述左中连接板为“━”形截面。

3.根据权利要求1所述的一种装配式混凝土框架的梁连接节点，其特征在于：在梁连接节点中部开设削弱孔，开孔截面在正常使用状态下保持弹性，在外界加载超过承载能力极限状态时首先屈服，并在此区域可靠发展塑性，最终形成塑性铰。

4.根据权利要求3所述的一种装配式混凝土框架的梁连接节点，其特征在于：所述削弱孔共开设有14个，开孔位置是：每块左上连接板和左下连接板的两个转角侧面对应位置分别开孔，右上连接板和右下连接板的中部对应位置分别开孔，每块左中连接板的对称位置分别开孔。

5.根据权利要求1所述的一种装配式混凝土框架的梁连接节点，其特征在于：左连接部分和右连接部分伸出所述混凝土框架的梁的长度N为混凝土框架梁高度的1.2-2.0倍。

6.根据权利要求1所述的一种装配式混凝土框架的梁连接节点，其特征在于：左、右混凝土两端的距离M大于左连接部分和右连接部分伸出所述混凝土框架的梁的长度N，为预留间隙。

7.根据权利要求6所述的一种装配式混凝土框架的梁连接节点，其特征在于：所述预留间隙为30mm。

8.根据权利要求1所述的一种装配式混凝土框架的梁连接节点，其特征在于：所述箍板采用钢带逆时针弯折成矩形后重叠1/2宽度。