CN110453778B - 一种预制预应力梁柱节点抗扭构造及安装方法 - Google Patents

Abstract

一种预制预应力梁柱节点抗扭构造及安装方法，包括预制混凝土叠合梁、预制混凝土柱、梁柱接缝、预应力钢筋束及抗扭连接组件，预制混凝土叠合梁包括梁预制层和梁叠合层。梁预制层包括梁内预埋管道及梁箍筋；梁叠合层内有耗能钢筋。预制混凝土柱包括柱内预埋管道、钢筋续接器、柱内锚固钢筋及预埋钢板。钢筋续接器连接耗能钢筋与柱内锚固钢筋。预应力钢筋束穿过梁内预埋管道和柱内预埋管道。预制混凝土梁内的下部纵筋不伸入柱内，在预制混凝土梁端部设置抗扭连接组件，提高梁柱节点的抗扭承载力。本发明的构造简单安装方便，对建筑使用功能和室内效果影响小，在预制混凝土梁和预制混凝土柱完成后将抗扭连接组件与预埋钢板现场焊接拧紧螺栓即可。

Description

一种预制预应力梁柱节点抗扭构造及安装方法

技术领域

本发明属于装配式混凝土框架结构技术领域，特别是一种预应力装配式混凝土框架节点的抗扭构造及安装方法。

背景技术

装配式混凝土框架结构体系在装配式建筑中应用广泛，其结构的整体性和可靠性主要通过预制构件之间的连接来实现，预制梁柱节点的连接是装配式混凝土框架结构的关键。目前，混合连接的后张预应力装配式混凝土框架结构体系具有良好的自复位能力和优异的抗震性能，但是从工程建造的角度讲，该体系构造仍较复杂、施工效率不高、造价相对于传统装配式体系偏高。

在混合连接预应力装配式混凝土框架结构体系的基础上，现有技术为框架梁柱的压接做法，其构造上使梁端下部钢筋不伸入柱内，安装效率大幅提升。这种节点构造的抗扭承载力主要通过梁柱接确面的摩擦力和梁上部钢筋的销栓作用提供，在楼梯、梁边开大洞等抗扭承载力要求较高的特殊位置有时会难以满足设计要求。为此，需要一种安装方便、构造简单、抗扭承载力较高的梁柱节点构造。

发明内容

本发明的目的是提供一种预制预应力梁柱节点抗扭构造及安装方法，要解决现有预应力装配式混凝土框架节点抗扭承载力偏低的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种预制预应力梁柱节点抗扭构造，包括预制混凝土柱和与预制混凝土柱固定连接的预制混凝土叠合梁，两者节点连接位置形成梁柱接缝，所述预制混凝土叠合梁包括底部的梁预制层和梁预制层的上侧现浇的梁叠合层，所述梁预制层内预埋有梁纵筋和梁箍筋，所述梁箍筋的上部伸出梁预制层的上侧表面、由梁叠合层包裹，

沿梁预制层的长度方向、竖向中轴面上开有一道水平的梁内预埋管道，所述梁箍筋的上部下方、梁叠合层内设置有一组沿梁预制层长度方向水平等高排布的耗能钢筋，

所述预制混凝土柱上对应梁内预埋管道的位置预埋有水平的柱内预埋管道，所述梁内预埋管道和柱内预埋管道贯通并穿有预应力钢筋束将梁柱压接，

所述预制混凝土柱内预埋有一组沿柱宽度方向水平排布的柱内锚固钢筋，柱内锚固钢筋的数量与耗能钢筋相同并一一对应，两者通过连接端的钢筋续接器固定连接，所述钢筋续接器预埋在预制混凝土柱内，钢筋续接器的内端与柱内锚固钢筋锚固连接，钢筋续接器的外端面与预制混凝土柱表面平齐，钢筋续接器的外端与耗能钢筋锚固连接，

所述梁预制层的梁纵筋均不伸入柱内，

所述柱内预埋管道的下方、预制混凝土柱上设有柱内预埋钢板，所述柱内预埋钢板的表面与预制混凝土柱的表面平齐，所述梁预制层靠近梁柱接缝的端部对应柱内预埋钢板的位置连接有使梁预制层相对预制混凝土柱可水平前后开合并限位左右扭转的抗扭连接组件。

所述抗扭连接组件的设置位置包括在梁预制层的端部两个左右对称的侧面、梁预制层的端部底侧面居中、梁预制层的端部底侧面左右对称中的一种形式以上。

所述抗扭连接组件包括抗扭钢板、润滑板、组件螺栓和螺栓垫片，所述组件螺栓包括螺杆和螺母，

所述润滑板和螺母预埋于梁预制层内，润滑板上开有螺母安装孔，润滑板和螺母的表面均与梁预制层的表面平齐，

所述抗扭钢板平行润滑板并且润滑板紧贴抗扭钢板的背侧，所述抗扭钢板的内端与柱内预埋钢板的表面垂直并固定连接，所述抗扭钢板上沿滑动方向开有一道或者设有两道长圆孔滑道，两道长圆孔滑道的孔长中心线等高或者位于同一直线上，

所述螺杆与抗扭钢板之间垫有螺栓垫片，螺杆的内端头自外向内依次穿过长圆孔滑道和螺母安装孔与螺母紧固，螺杆在长圆孔滑道内可水平前后开合带动润滑板与抗扭钢板相对滑动。

所述抗扭钢板为矩形钢板，厚度为8mm-20mm，

所述长圆孔滑道的长度大于组件螺栓的直径20mm-40mm，所述长圆孔滑道的宽度大于组件螺栓的直径1.5mm-3mm。

所述组件螺栓与长圆孔滑道的个数相同，所述的组件螺栓的直径为18mm-22mm，组件螺栓设于为长圆孔滑道远离梁柱接缝一端。

所述预埋钢板为矩形钢板，预埋钢板的长度大于抗扭钢板的板宽，所述预埋钢板的宽度为80mm-150mm；

所述预埋钢板的数量与抗扭钢板一致，预埋钢板的中心与抗扭钢板水平中轴线重合。

所述润滑板为矩形聚四氟乙烯板或不锈钢板，润滑板的厚度为2mm-6mm，润滑板的尺寸不小于抗扭钢板与梁预制层的接触面大小。

所述螺栓垫片为不锈钢板，厚度为4mm-8mm，其数量与组件螺栓的数量一致。

所述梁内预埋管道和柱内预埋管道均为金属波纹管道。

这种预制预应力梁柱节点抗扭构造及安装方法，安装步骤如下：

步骤一：在工厂预制加工梁预制层和预制混凝土柱；

在梁预制层对应组件螺栓的设计位置处预埋润滑板和螺母；在预制混凝土柱对应耗能钢筋的安装位置处预埋柱内锚固钢筋和钢筋续接器，同时对应抗扭钢板的连接位置处预埋预埋钢板；

步骤二：梁预制层出厂前，按设计在梁预制层的上方布置梁叠合层的耗能钢筋，并进行临时固定；

步骤三：梁预制层和预制混凝土柱运至现场，吊装预制混凝土柱，并调整垂直度，安装柱侧临时钢牛腿；

步骤四：吊装梁预制层并调整标高，确保梁内预埋管道和柱内预埋管道中轴线重合；

步骤五：在梁柱接缝内将梁内预埋管道和柱内预埋管道进行贯通连接成为连续通道，并在通道内穿设预应力钢筋束；

步骤六：在梁柱接缝外侧支设模板，并浇筑填满梁柱接缝的纤维灌浆料；

步骤七：张拉预应力钢筋束；

步骤八：放松耗能钢筋，将耗能钢筋与预制混凝土柱上的钢筋续接器进行连接固定，浇筑梁叠合层的混凝土；

步骤九：拆除柱侧临时钢牛腿，将抗扭钢板紧贴润滑板并且连接端与预制混凝土柱上的预埋钢板焊接固定，最后将螺杆对齐螺母拧紧组件螺栓使抗扭钢板与润滑板压紧；

步骤十：对预应力孔道进行灌浆，完成安装。

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：

本发明的预制预应力梁柱节点抗扭构造，通过在梁叠合层内设置耗能钢筋，梁叠合层内的耗能钢筋与柱内锚固钢筋通过预埋在柱上的钢筋续接器实现连接，在预制梁截面中下部设置梁柱通长的直线型预应力钢筋束，预应力钢筋束穿过梁内预埋金属波纹管道和柱内预埋金属波纹管道，将梁柱张拉成为一个整体。同时，预制混凝土梁内纵筋均不伸入柱内，为保证抗扭功能，在预制梁靠近梁柱接缝端两侧面或底面设置抗扭连接组件，允许节点进行水平开合耗能，同时还限制了截面扭转，从而使梁柱节点的受力体系完整，抗扭承载力大幅提高。

本发明的预制预应力梁柱节点抗扭连接构造的安装方法简单，对建筑使用功能和室内效果影响小，同时现场安装方便，安装方法只需在预制混凝土梁和预制混凝土柱安装完成后将抗扭连接组件与柱上的预埋钢板现场焊接，拧紧组件螺栓即可。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

图1为本发明预制预应力梁柱节点的结构示意图。

图2为图1中去掉梁叠合层的结构示意图。

图3为本发明预制混凝土柱的结构示意图。

图4为本发明抗扭连接组件内侧视角的结构示意图。

图5为图4的外侧视角的结构示意图。

图6是本发明实施例一的结构示意图。

图7是本发明图6的C-C剖面。

图8是本发明实施例二的结构示意图。

图9是本发明图8的A-A剖面。

图10是本发明实施例三的结构示意图。

图11是本发明图10的B-B剖面。

附图标记：1－预制混凝土叠合梁、11－梁预制层、12－梁叠合层、13－梁内预埋管道、14－梁箍筋、15－耗能钢筋、2－预制混凝土柱、21－柱内预埋管道、22－柱内锚固钢筋、23－钢筋续接器、24－柱内预埋钢板、3－梁柱接缝、4－抗扭连接组件、41－抗扭钢板、42－润滑板、43－组件螺栓、44－螺栓垫片、5－预应力钢筋束、6－长圆孔滑道。

具体实施方式

实施例一：

如图1-7所示，一种预制预应力梁柱节点抗扭构造，包括预制混凝土柱2和与预制混凝土柱2固定连接的预制混凝土叠合梁1，两者节点连接位置形成梁柱接缝3，所述预制混凝土叠合梁1包括底部的梁预制层11和梁预制层11的上侧现浇的梁叠合层12，所述梁预制层11内预埋有梁纵筋和梁箍筋14，所述梁箍筋14的上部伸出梁预制层11的上侧表面、由梁叠合层12包裹。

沿梁预制层11的长度方向、竖向中轴面上开有一道水平的梁内预埋管道13，所述梁箍筋14的上部下方、梁叠合层12内设置有一组沿梁预制层11长度方向水平等高排布的耗能钢筋15。

所述预制混凝土柱2上对应梁内预埋管道13的位置预埋有水平的柱内预埋管道21，所述梁内预埋管道13和柱内预埋管道21贯通并穿有预应力钢筋束5将梁柱压接。

所述预制混凝土柱2内预埋有一组沿柱宽度方向水平排布的柱内锚固钢筋22，柱内锚固钢筋22的数量与耗能钢筋15相同并一一对应，两者通过连接端的钢筋续接器23固定连接，所述钢筋续接器23预埋在预制混凝土柱2内，钢筋续接器23的内端与柱内锚固钢筋22锚固连接，钢筋续接器23的外端面与预制混凝土柱2表面平齐，钢筋续接器23的外端与耗能钢筋15锚固连接。

所述梁预制层的梁纵筋均不伸入柱内。

所述柱内预埋管道21的下方、预制混凝土柱2上设有柱内预埋钢板24，所述柱内预埋钢板24的表面与预制混凝土柱2的表面平齐，所述梁预制层11靠近梁柱接缝3的端部对应柱内预埋钢板24的位置连接有使梁预制层11相对预制混凝土柱2可水平前后开合并限位左右扭转的抗扭连接组件4。

所述抗扭连接组件4设置在梁预制层11的端部两个左右对称的侧面位置左右对称设置，共设置了两个。

所述抗扭连接组件4包括抗扭钢板41、润滑板42、组件螺栓43和螺栓垫片44，所述组件螺栓43包括螺杆和螺母。

所述润滑板42和螺母预埋于梁预制层11内，润滑板42上开有螺母安装孔，润滑板42和螺母的表面均与梁预制层11的表面平齐。

所述抗扭钢板41平行润滑板42并且润滑板42紧贴抗扭钢板41的背侧，所述抗扭钢板41的内端与柱内预埋钢板24的表面垂直并固定连接，所述抗扭钢板41上沿滑动方向开有一道或者设有两道长圆孔滑道6，两道长圆孔滑道6的孔长中心线等高或者位于同一直线上。

所述螺杆与抗扭钢板41之间垫有螺栓垫片44，螺杆的内端头自外向内依次穿过长圆孔滑道和螺母安装孔与螺母紧固，螺杆在长圆孔滑道6内可水平前后开合带动润滑板42与抗扭钢板41相对滑动。

本实施例中，

所述抗扭钢板41为矩形钢板，厚度为8mm-20mm，

所述长圆孔滑道的长度大于组件螺栓43的直径20mm-40mm，所述长圆孔滑道的宽度大于组件螺栓43的直径1.5mm-3mm。

所述组件螺栓43与长圆孔滑道的个数相同，所述的组件螺栓43的直径为18mm-22mm，组件螺栓43设于为长圆孔滑道远离梁柱接缝3一端。

所述柱内预埋钢板24为矩形钢板，柱内预埋钢板24的长度大于抗扭钢板41的板宽，所述柱内预埋钢板24的宽度为80mm-150mm；

所述柱内预埋钢板24的数量与抗扭钢板41一致，柱内预埋钢板24的中心与抗扭钢板41水平中轴线重合。

所述润滑板42为矩形聚四氟乙烯板或不锈钢板，润滑板42的厚度为2-6mm，润滑板42的尺寸不小于抗扭钢板41与梁预制层11的接触面大小。

所述螺栓垫片44为不锈钢板，厚度为4mm-8mm，其数量与组件螺栓的数量一致。

所述梁内预埋管道13和柱内预埋管道21均为金属波纹管道。

这种预制预应力梁柱节点抗扭构造及安装方法，安装步骤如下：

步骤一：在工厂预制加工梁预制层11和预制混凝土柱2：

在梁预制层11连接端面组件螺栓43位置处预埋螺母；在预制混凝土柱2的相应位置预埋柱内锚固钢筋22、钢筋续接器23和柱内预埋钢板24。

步骤二：梁预制层11出厂前，布置梁叠合层12的耗能钢筋15，并进行临时固定。

步骤三：梁预制层11和预制混凝土柱2运至现场，吊装预制混凝土柱2，并调整垂直度，安装柱侧临时钢牛腿。

步骤四：吊装梁预制层11并调整标高，确保梁内预埋管道13和柱内预埋管道21中轴线重合。

步骤五：在梁柱接缝3内将梁内预埋管道13和柱内预埋管道21进行贯通连接成为连续通道，并在通道内穿设预应力钢筋束5。

步骤六：在梁柱接缝3外侧支设模板，并浇筑填满梁柱接缝的纤维灌浆料。

步骤七：张拉预应力钢筋束5。

步骤八：放松耗能钢筋15，将耗能钢筋15与预制混凝土柱2上的钢筋续接器23进行连接固定，浇筑梁叠合层12的混凝土。

步骤九：拆除柱侧临时钢牛腿，将抗扭钢板41紧贴润滑板42并且连接端与预制混凝土柱2上的柱内预埋钢板24焊接固定，最后将螺杆对齐螺母拧紧组件螺栓43使抗扭钢板41与润滑板42压紧。

步骤十：对预应力孔道进行灌浆，完成安装。

实施例二：

如图8-9所示，与实施例一不同的是，本实施例所述抗扭连接组件4除了设置在梁预制层11的端部两个左右对称的侧面位置之外还设置在梁预制层11的端部底侧面左右对称位置，共设置了四个。

实施例三：

如图10-11所示，与实施例二不同的是，本实施例所述抗扭连接组件4仅设置在梁预制层11的端部底侧面左右对称位置，共设置了两个。

Claims (6)

1.一种预制预应力梁柱节点抗扭构造，包括预制混凝土柱（2）和与预制混凝土柱（2）固定连接的预制混凝土叠合梁（1），两者节点连接位置形成梁柱接缝（3），所述预制混凝土叠合梁（1）包括底部的梁预制层（11）和梁预制层（11）的上侧现浇的梁叠合层（12），所述梁预制层（11）内预埋有梁纵筋和梁箍筋（14），所述梁箍筋（14）的上部伸出梁预制层（11）的上侧表面、由梁叠合层（12）包裹，

其特征在于：沿梁预制层（11）的长度方向、竖向中轴面上开有一道水平的梁内预埋管道（13），所述梁箍筋（14）的上部下方、梁叠合层（12）内设置有一组沿梁预制层（11）长度方向水平等高排布的耗能钢筋（15），

所述预制混凝土柱（2）上对应梁内预埋管道（13）的位置预埋有水平的柱内预埋管道（21），所述梁内预埋管道（13）和柱内预埋管道（21）贯通并穿有预应力钢筋束（5）将梁柱压接，

所述预制混凝土柱（2）内预埋有一组沿柱宽度方向水平排布的柱内锚固钢筋（22），柱内锚固钢筋（22）的数量与耗能钢筋（15）相同并一一对应，两者通过连接端的钢筋续接器（23）固定连接，所述钢筋续接器（23）预埋在预制混凝土柱（2）内，钢筋续接器（23）的内端与柱内锚固钢筋（22）锚固连接，钢筋续接器（23）的外端面与预制混凝土柱（2）表面平齐，钢筋续接器（23）的外端与耗能钢筋（15）锚固连接，

所述梁预制层的梁纵筋均不伸入柱内，

所述柱内预埋管道（21）的下方、预制混凝土柱（2）上设有柱内预埋钢板（24），所述柱内预埋钢板（24）的表面与预制混凝土柱（2）的表面平齐，所述梁预制层（11）靠近梁柱接缝（3）的端部对应柱内预埋钢板（24）的位置连接有使梁预制层（11）相对预制混凝土柱（2）可水平前后开合并限位左右扭转的抗扭连接组件（4）；

所述抗扭连接组件（4）的设置位置包括在梁预制层（11）的端部两个左右对称的侧面、梁预制层（11）的端部底侧面居中、梁预制层（11）的端部底侧面左右对称中的一种形式以上；

所述抗扭连接组件（4）包括抗扭钢板（41）、润滑板（42）、组件螺栓（43）和螺栓垫片（44），所述组件螺栓（43）包括螺杆和螺母，

所述润滑板（42）和螺母预埋于梁预制层（11）内，润滑板（42）上开有螺母安装孔，润滑板（42）和螺母的表面均与梁预制层（11）的表面平齐，

所述抗扭钢板（41）平行润滑板（42）并且润滑板（42）紧贴抗扭钢板（41）的背侧，所述抗扭钢板（41）的内端与柱内预埋钢板（24）的表面垂直并固定连接，所述抗扭钢板（41）上沿滑动方向开有一道或者设有两道长圆孔滑道（6），两道长圆孔滑道（6）的孔长中心线等高或者位于同一直线上，

所述螺杆与抗扭钢板（41）之间垫有螺栓垫片（44），螺杆的内端头自外向内依次穿过长圆孔滑道（6）和螺母安装孔与螺母紧固，螺杆在长圆孔滑道（6）内可水平前后开合带动润滑板（42）与抗扭钢板（41）相对滑动；

所述抗扭钢板（41）为矩形钢板，厚度为8mm-20mm，

所述长圆孔滑道的长度大于组件螺栓（43）的直径20mm-40mm，所述长圆孔滑道的宽度大于组件螺栓（43）的直径1.5mm-3mm；

所述梁内预埋管道（13）和柱内预埋管道（21）均为金属波纹管道。

2.根据权利要求1所述的预制预应力梁柱节点抗扭构造，其特征在于：所述组件螺栓（43）与长圆孔滑道（6）的个数相同，所述的组件螺栓（43）的直径为18mm-22mm，组件螺栓（43）设于为长圆孔滑道远离梁柱接缝（3）一端。

3.根据权利要求1所述的预制预应力梁柱节点抗扭构造，其特征在于：所述柱内预埋钢板（24）为矩形钢板，柱内预埋钢板（24）的长度大于抗扭钢板（41）的板宽，所述柱内预埋钢板（24）的宽度为80mm-150mm；

所述柱内预埋钢板（24）的数量与抗扭钢板（41）一致，柱内预埋钢板（24）的中心与抗扭钢板（41）水平中轴线重合。

4.根据权利要求1所述的预制预应力梁柱节点抗扭构造，其特征在于：所述润滑板（42）为矩形聚四氟乙烯板或不锈钢板，润滑板（42）的厚度为2mm-6mm，润滑板（42）的尺寸不小于抗扭钢板（41）与梁预制层（11）的接触面大小。

5.根据权利要求1所述的预制预应力梁柱节点抗扭构造，其特征在于：所述螺栓垫片（44）为不锈钢板，厚度为4mm-8mm，其数量与组件螺栓的数量一致。

6.一种根据权利要求1-5中任意一项所述的预制预应力梁柱节点抗扭构造的安装方法，其特征在于，安装步骤如下：

步骤一：在工厂预制加工梁预制层（11）和预制混凝土柱（2）；

在梁预制层（11）对应组件螺栓（43）的设计位置处预埋润滑板（42）和螺母；在预制混凝土柱（2）对应耗能钢筋（15）的安装位置处预埋柱内锚固钢筋（22）和钢筋续接器（23），同时对应抗扭钢板（41）的连接位置处预埋柱内预埋钢板（24）；

步骤二：梁预制层（11）出厂前，按设计在梁预制层（11）的上方布置梁叠合层（12）的耗能钢筋（15），并进行临时固定；

步骤三：梁预制层（11）和预制混凝土柱（2）运至现场，吊装预制混凝土柱（2），并调整垂直度，安装柱侧临时钢牛腿；

步骤四：吊装梁预制层（11）并调整标高，确保梁内预埋管道（13）和柱内预埋管道（21）中轴线重合；

步骤五：在梁柱接缝（3）内将梁内预埋管道（13）和柱内预埋管道（21）进行贯通连接成为连续通道，并在通道内穿设预应力钢筋束（5）；

步骤六：在梁柱接缝（3）外侧支设模板，并浇筑填满梁柱接缝的纤维灌浆料；

步骤七：张拉预应力钢筋束（5）；

步骤八：放松耗能钢筋（15），将耗能钢筋（15）与预制混凝土柱（2）上的钢筋续接器（23）进行连接固定，浇筑梁叠合层（12）的混凝土；

步骤九：拆除柱侧临时钢牛腿，将抗扭钢板（41）紧贴润滑板（42）并且连接端与预制混凝土柱（2）上的柱内预埋钢板（24）焊接固定，最后将螺杆对齐螺母拧紧组件螺栓（43）使抗扭钢板（41）与润滑板（42）压紧；

步骤十：对预应力孔道进行灌浆，完成安装。