專利名稱：全預(yù)制裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及預(yù)制裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)連接設(shè)計與施工領(lǐng)域，特別涉及全預(yù) 制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)干式連接領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，預(yù)制裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)中的梁柱節(jié)點多為濕式節(jié)點，通常做法是 豎向柱與水平梁在節(jié)點部位直接連接，布筋復(fù)雜、不易操作、質(zhì)量不易保證，施 工周期長，在施工中仍然使用大量支撐。對于預(yù)制構(gòu)件的濕式節(jié)點，在根本上講 仍然是現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的一種延續(xù)，體現(xiàn)不出預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)施工速度快、工業(yè) 化生產(chǎn)的優(yōu)點。常用的全預(yù)制裝配式框架千式節(jié)點存在著構(gòu)造復(fù)雜、力不直接、 不易施工、造價較高等問題，如鋼吊架式連接、螺栓連接、混合連接、阻尼連接 等。
對一般多層裝配式預(yù)制框架結(jié)構(gòu)，接合區(qū)位于梁端，梁與柱通常做成剛性節(jié) 點的形式，但是由于接合處直接位于豎向柱側(cè)面，該處往往為最不利受力截面， 易于超出極限承載能力，導(dǎo)致破壞；盡管結(jié)構(gòu)具有較好的能量耗散能力，但由于 接合區(qū)相對薄弱，較梁其它部位容易產(chǎn)生破壞，因而對接合區(qū)要求高，相應(yīng)造價 提高，不經(jīng)濟(jì)。比如，普通單層工業(yè)廠房的排架結(jié)構(gòu)的梁柱接合方式為先將預(yù) 制梁坐置在豎向預(yù)制柱頭，接合處位于柱上表面，然后用預(yù)埋件、螺栓或預(yù)留鋼 筋錨固；這種節(jié)點做法預(yù)制梁與預(yù)制柱可以相對自由轉(zhuǎn)動，因而能量耗散能力較 差，對抵抗沖擊荷載或地震作用不利。而預(yù)制裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的梁柱節(jié) 點通常要施加預(yù)應(yīng)力靠梁柱之間摩擦力將梁柱連接在一起，其耗能性能較差，由 于預(yù)應(yīng)力的作用梁柱結(jié)合面混凝土容易壓碎，摩擦力容易失效，未考慮人工塑性 鉸的設(shè)置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的基本技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種連 接可靠、結(jié)構(gòu)合理、現(xiàn)場施工快速使用的全預(yù)制裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明進(jìn)一步要解決的技術(shù)問題是提供一種連接可靠、結(jié)構(gòu)合理、現(xiàn)場施工 快速使用且抗震抗扭的全預(yù)制裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案包括相互固定的預(yù)制柱和
水平梁，其特征在于所述的預(yù)制柱上設(shè)置有伸出的水平懸挑梁，該懸挑梁的伸出 端端部設(shè)置有一缺口 ，在所述的水平梁端部設(shè)置有一與懸挑梁端部設(shè)置的缺口相 適配的凸臺，水平梁與懸挑梁通過凸臺與缺口連接。
所述的缺口設(shè)置在懸挑梁端部的上方，所述的凸臺設(shè)置在水平梁端部的上方。
為解決上述進(jìn)一步的技術(shù)問題，所述的懸挑梁端部上端設(shè)置有預(yù)埋金屬板， 在水平梁端部上端也設(shè)置有預(yù)埋金屬板，懸挑梁上的預(yù)埋金屬板與水平梁上的預(yù) 埋金屬板通過一頂部連接金屬板固定連接。
所述的懸挑梁端部下端也設(shè)置有預(yù)埋金屬板，在水平梁端部下端也設(shè)置有預(yù) 埋金屬板，懸挑梁上的預(yù)埋金屬板與水平梁上的預(yù)埋金屬板通過一底部連接金屬 板固定連接。
所述的懸挑梁端部兩側(cè)也設(shè)置有預(yù)埋金屬板，在水平梁端部兩側(cè)也設(shè)置有預(yù) 埋金屬板，懸挑梁上的預(yù)埋金屬板與水平梁上的預(yù)埋金屬板通過側(cè)邊連接金屬板 固定連接。
所述的懸挑梁缺口頂部設(shè)置有第一承壓金屬板，在水平梁的凸臺底部設(shè)置有 第二承壓金屬板，第一承壓金屬板與第二承壓金屬板相配合。
所述的金屬板為鋼板。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點
1、在預(yù)制柱澆筑伸出的水平懸挑梁，使預(yù)制水平梁和預(yù)制混凝土預(yù)制柱的 接合部遠(yuǎn)離預(yù)制柱的側(cè)面，該側(cè)面為最不利受力截面，所以增加了連接的強度和 牢靠性。水平梁端部設(shè)置凸臺，懸挑梁端部設(shè)置缺口，凸臺與缺口相搭接，使整 個施工免去了支撐裝置，施工速度塊。預(yù)制混凝土缺口梁和柱現(xiàn)場拼裝而成，整 個安裝過程都是干作業(yè)，改善了工作環(huán)境，提高了工作效率。
2、通過在水平梁端部上方和懸挑梁上方分別設(shè)置預(yù)埋金屬板，然后用頂部 連接金屬板固定， 一方面，增加了水平梁和懸挑梁的強度，同時水平梁也具有抗 扭的性能，考慮預(yù)制構(gòu)件連接的塑性鉸，為了保證水平梁與懸挑梁連接處核心區(qū) 的混凝土在地震作用下不失效，通過控制預(yù)制構(gòu)件之間的連接金屬板的強度和剛 度來實現(xiàn)?？梢詫B接中的各構(gòu)件在滿足基本的連接要求的基礎(chǔ)上對連接構(gòu)件的 承載力進(jìn)行人為地調(diào)整，使連接金屬板的承載力稍弱于預(yù)制柱的承載能力。當(dāng)遭 受低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度時多遇地震影響時，整個節(jié)點不會受到損壞，當(dāng)遭受
相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的地震影響時，鋼板開始屈服塑性鉸開始發(fā)展，最大 剪力卻不會增加，連接仍然是安全的，通過設(shè)計的連接鋼板實現(xiàn)塑性鉸的轉(zhuǎn)動能 力，改善了預(yù)制梁柱連接的抗震性能。
3、結(jié)合處存在較大的由梁端傳來的豎向力，承壓面積相對較小，則極易使 承壓面處的混凝土壓碎，導(dǎo)致不利的局壓破壞。在結(jié)合處設(shè)置承壓金屬板可以保 護(hù)凸臺和缺口梁端的混凝土，使其在較大的豎向力作用下不會產(chǎn)生混凝土的局壓 破壞，從而保證了結(jié)合部的整體豎向傳力的有效性。


圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的俯視圖。
圖3為本發(fā)明水平梁端部結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明作詳細(xì)說明如圖l、圖2所示，全預(yù)制裝配式混 凝土框架梁結(jié)構(gòu)，包括預(yù)制柱6和水平梁5，預(yù)制柱6側(cè)面伸出水平懸挑梁7， 懸挑梁7與預(yù)制柱6整體澆筑，懸挑梁7的端部下方形成一缺口 ，水平梁5的端 部上方加工成凸臺，水平梁5和懸挑梁7通過缺口和凸臺搭接后固定連接。在水 平梁5端部上端設(shè)置預(yù)埋鋼板3，預(yù)埋鋼板3與設(shè)置在水平梁5內(nèi)的鋼筋8焊接， 在懸挑梁7端部上端設(shè)置預(yù)埋鋼板2，預(yù)埋鋼板2與設(shè)置在懸挑梁7內(nèi)的鋼筋11 焊接，預(yù)埋鋼板2與預(yù)埋鋼板3通過頂部連接鋼板1焊接將水平梁5和懸挑梁6 固定連接。在懸挑梁缺口頂部設(shè)置有第一承壓金屬板4，在水平梁5凸臺底部設(shè) 置有第二承壓鋼板15。
同樣，在懸挑梁7端部的下端和水平梁5端部的下端也分別設(shè)置有預(yù)埋鋼板 12和預(yù)埋鋼板13，并用底部連接鋼板14固定連接。在水平梁5和懸挑梁7的兩 側(cè)也分別設(shè)置有預(yù)埋鋼板9,并通過側(cè)邊連接鋼板10固定，連接從而實現(xiàn)整體 受力要求。水平梁5端部結(jié)構(gòu)示意圖見圖3。
施工階段，水平梁5傳來的豎向力由水平梁5的端部，通過第一承壓鋼板4 傳遞到懸挑梁的伸出端端部，然后再傳遞到柱子中，可以省去施工時的腳手架支 撐；使用階段，水平梁5傳來的豎向力通過梁側(cè)預(yù)埋鋼板9傳遞到側(cè)邊連接鋼板 10上，然后傳遞到懸挑梁側(cè)的預(yù)埋鋼板9然后傳遞到預(yù)制柱中；彎矩在連接處 以鋼筋8，預(yù)埋鋼板3，頂部連接鋼板l，傳遞到預(yù)埋鋼板2中，再傳遞到連接
部位核心區(qū)的鋼筋9。其中鋼筋8與預(yù)埋鋼板3焊接，鋼筋9與預(yù)埋鋼板2焊接， 預(yù)埋鋼板2、預(yù)埋鋼板3分別與頂部連接鋼板1焊接，水平梁上的第一承壓鋼板 4和懸挑梁上的第二承壓鋼板15間直接接觸不焊接。
考慮預(yù)制構(gòu)件連接的塑性鉸設(shè)置，塑性鉸的位置總體上有以下兩種設(shè)置方 法 一是使塑性鉸產(chǎn)生在柱邊的梁端，二是使塑性鉸產(chǎn)生在離開柱邊一定距離的 梁內(nèi)。 一般而言，為了保證節(jié)點核心區(qū)的混凝土在地震作用下不失效，應(yīng)當(dāng)把塑 性鉸設(shè)置在離開柱邊一定距離的梁內(nèi)。通過調(diào)整梁和柱的配筋比例，控制塑性鉸 出現(xiàn)的荷載和先后次序，達(dá)到使抗震結(jié)構(gòu)延性破壞而比較安全可靠的目的。 對于在連接部位產(chǎn)生塑性鉸的設(shè)計構(gòu)造，可以通過控制預(yù)制構(gòu)件之間的連接鋼板 的強度和剛度來實現(xiàn)。可以對連接中的各構(gòu)件在滿足基本的連接要求的基礎(chǔ)上對 連接構(gòu)件的承載力進(jìn)行人為地調(diào)整，使連接鋼板的承載力稍弱于預(yù)制柱的承載能 力。通過連接鋼板的延性實現(xiàn)在連接處形成塑性鉸的思想通過人為地調(diào)整節(jié)點 中連接連接鋼板兩側(cè)預(yù)制柱和預(yù)制梁的的承載力，使整個預(yù)制梁和預(yù)制柱在連接 處形成塑性鉸，通過合理設(shè)計的連接鋼板的延性實現(xiàn)塑性鉸的轉(zhuǎn)動進(jìn)而實現(xiàn)整體 連接的良好變形能力。蓋板應(yīng)該優(yōu)先選用延性性能較好的Q235鋼。強柱弱梁的 抗震設(shè)計原則有利于新型連接中塑性鉸的充分發(fā)展。當(dāng)遭受低于本地區(qū)抗震設(shè)防 烈度時多遇地震影響時，整個結(jié)構(gòu)不會受到損壞，當(dāng)遭受相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防 烈度的地震影響時，連接鋼板開始屈服塑性鉸開始發(fā)展，最大剪力卻不會增加， 結(jié)構(gòu)仍然是安全的。經(jīng)過合理設(shè)計的新型連接結(jié)構(gòu)當(dāng)連接處發(fā)生塑性轉(zhuǎn)動產(chǎn)生塑 性鉸時，整個結(jié)構(gòu)將處于彈性狀態(tài)，因此，塑性鉸的形成在一定程度上保護(hù)了節(jié) 點其他構(gòu)件的受力性能。
權(quán)利要求
1、一種全預(yù)制裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)，包括相互固定的預(yù)制柱(6)和水平梁(5)，其特征在于所述的預(yù)制柱(6)上設(shè)置有伸出的水平懸挑梁(7)，該懸挑梁(7)的伸出端端部設(shè)置有一缺口，在所述的水平梁(5)端部設(shè)置有一與懸挑梁(7)端部設(shè)置的缺口相適配的凸臺，水平梁(5)與懸挑梁(7)通過凸臺與缺口配合后固定連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的全預(yù)制裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)，其特征在于所述 的缺口設(shè)置在懸挑梁(7)端部的上方，所述的凸臺設(shè)置在水平梁(5)端部的上 方。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的全預(yù)制裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)，其特征在于 所述的懸挑梁(7)端部上端設(shè)置有預(yù)埋金屬板(2),在水平梁(5)端部上端也 設(shè)置有預(yù)埋金屬板(3)，懸挑梁(7)上的預(yù)埋金屬板(2)與水平梁(5)上的 預(yù)埋金屬板(3)通過一頂部連接金屬板(1)固定連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的全預(yù)制裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)，其特征在于所述 的懸挑梁(7)端部下端也設(shè)置有預(yù)埋金屬板(12)，在水平梁(5)端部下端也 設(shè)置有預(yù)埋金屬板(13)，懸挑梁(7)上的預(yù)埋金屬板(12)與水平梁(5)上 的預(yù)埋金屬板(13)通過一底部連接金屬板(14)固定連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的全預(yù)制裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)，其特征在于所述 的懸挑梁(7)端部兩側(cè)也設(shè)置有預(yù)埋金屬板(9)，在水平梁端部兩側(cè)也設(shè)置有 預(yù)埋金屬板(9)，懸挑梁(7)上的預(yù)埋金屬板與水平梁(5)上的預(yù)埋金屬板通 過側(cè)邊連接金屬板(10)固定連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的全預(yù)制裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)，其特征在于 所述的懸挑梁(7)缺口頂部設(shè)置有第一承壓金屬板(4)，在水平梁(5)的凸臺 底部設(shè)置有第二承壓金屬板(15)，第一承壓金屬板(4)與第二承壓金屬板(15) 相配合。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的全預(yù)制裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)，其特征 在于所述的金屬板為鋼板。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種全預(yù)制裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)，包括相互固定的預(yù)制柱和水平梁，所述的預(yù)制柱上設(shè)置有伸出的水平懸挑梁，該懸挑梁的伸出端端部設(shè)置有缺口，在所述的水平梁端部設(shè)置有一與懸挑梁端部設(shè)置的缺口相適配的凸臺，水平梁與懸挑梁通過凸臺與缺口配合后固定連接；所述的懸挑梁端部上端、下端以及側(cè)邊分別設(shè)置有預(yù)埋金屬板，在水平梁端部上端、下端以及側(cè)邊也設(shè)置有預(yù)埋金屬板，懸挑梁上的預(yù)埋金屬板與水平梁上的預(yù)埋金屬板通過一頂部連接金屬板固定連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有連接可靠、結(jié)構(gòu)合理、現(xiàn)場施工快速以及抗震等特點。
文檔編號E04B1/58GK101113604SQ20071002458
公開日2008年1月30日 申請日期2007年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月22日
發(fā)明者朱筱俊, 梁書亭, 黃祥海 申請人:東南大學(xué)