本發(fā)明屬于土木建筑工程技術領域,具體涉及對建筑物用預制鋼筋砼柱與梁連接節(jié)點的改進。
背景技術:
鋼筋砼裝配式建筑,其構件均在工廠完成,具有現(xiàn)場施工量少,現(xiàn)場施工快捷,環(huán)保,節(jié)省建筑材料,可以實現(xiàn)工廠產(chǎn)業(yè)化等優(yōu)點,逐漸受到重視和推廣。然而在裝配現(xiàn)場,比如柱與柱、梁與梁、梁與柱的裝配,均需進行接頭鋼筋的連接和補澆連接段砼,此構成裝配現(xiàn)場難度最大,用工較多的工序,其連接速度直接影響到整體的施工進度。其中,尤其鋼筋的連接最為繁瑣。由于受結構制約,砼內的鋼筋通常排列較密,鋼筋間距較小,現(xiàn)場只能采用焊接連接??陀^上講,鋼筋砼構件內鋼筋較多且相鄰間距較小,逐一焊接工作量大,耗時多,已成為影響鋼筋砼裝配式建筑施工快捷性的主要因素之一;其次,現(xiàn)場焊接作業(yè)相比工廠焊接作業(yè),受場地制約,焊接難度大,焊接質量得不到充分保證,易留下質量隱針對上述問題的處理,有人設計了一種梁端頭加接型鋼接頭的組合預制鋼筋砼梁,例如中國專利cn101215855公開的預制組合梁,它是在鋼筋砼預制梁兩端鋼筋上連接有嵌入式的型鋼接頭,在于柱連接時,與預埋在墻柱鋼筋砼內并與墻柱內鋼筋連接的型鋼接頭連接組合。此種連接受力形式,組合梁的抗壓、抗剪能力相對較弱,不能成為強節(jié)點,以至于抗震達不到國家設計規(guī)范。其次,其連接處接頭位置位于柱端,此種形式運輸途中易損壞。再有,中國專利cn102086677提出鋼筋砼梁兩端有橫t型鋼接頭,其申請人認為此舉解決了弱節(jié)點的問題。但根據(jù)自然粘結錨固下型鋼與砼的粘結滑移試驗研究,其型鋼伸入砼內長度相當長,尤其是在承受壓力的柱中。上述不足仍有可以值得改進的地方。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術的不足,提供一種采用型鋼接頭的預制鋼筋砼框架結構節(jié)點,通過伸出梁、柱砼端部的型鋼,實現(xiàn)施工現(xiàn)場的快速拼接。此種新型節(jié)點結構,具有鋼結構梁柱安裝快、強度高、彈性結構的優(yōu)點,又具有鋼筋砼結構造價低的特點。
本發(fā)明采用的技術方案為:一種預制鋼筋砼框架結構節(jié)點,包括預制鋼筋砼梁節(jié)點和預制鋼筋砼柱;
所述鋼筋砼梁節(jié)點包括外圍砼、梁鋼筋籠、梁受力鋼筋和型鋼接頭,所述梁鋼筋籠圍繞梁受力鋼筋,外圍砼澆筑在鋼筋砼梁節(jié)點周圍,鋼筋砼梁的兩端設有型鋼接頭,型鋼接頭為工字型并伸入砼內端面,型鋼接頭處由上下橫板及中間豎板組成工字鋼結構連接部,豎板上開有連接孔,型鋼接頭伸入砼的腹板處徑向設有剪力釘;所述型鋼接頭腹板上焊接有數(shù)根螺紋鋼筋頭;
所述鋼筋砼柱節(jié)點包括外圍砼、柱鋼筋籠、柱受力鋼筋和型鋼接頭,所述柱鋼筋籠圍繞柱受力鋼筋,外圍砼澆筑在鋼筋砼柱節(jié)點周圍,鋼筋砼柱的頂端設有型鋼接頭,型鋼接頭為工字型并伸入砼內端面,型鋼接頭處由上下橫板及中間豎板組成工字鋼結構連接部,豎板上開有連接孔,型鋼接頭伸入砼的腹板處徑向設有剪力釘,所述型鋼接頭腹板上和翼緣兩側焊接有數(shù)根螺紋鋼筋頭。
作為優(yōu)選,根據(jù)實際受力情況,伸入鋼筋砼部分的型鋼接頭內側,還可以固接栓釘?shù)瓤辜簟⒖古嫾?,以進一步提高型鋼接頭與砼連接處的抗剪、抗扭能力。
作為優(yōu)選,所述型鋼接頭在柱端頭與預制梁之間的連接,可以采用螺栓、螺栓夾板、焊接等方式。
預制鋼筋砼柱(梁),包括鋼筋砼預制柱(梁),以及兩端的連接型鋼接頭至少為工字鋼,其中工字鋼部分截面大于相應承載力下按鋼結構設計所需截面,并且伸入砼部分滿足錨固要求。滿足其錨固要求的實現(xiàn)條件:型鋼伸入砼部分于其腹板兩側焊接有螺紋鋼筋頭,保證型鋼與砼不會產(chǎn)生滑移,此舉可大大減少型鋼與砼的錨固長度,尤其是對于承受壓力較大的柱子
所述型鋼最好采用工字型鋼或焊接工字鋼,從而有利于安裝對位。所述型鋼伸入砼的部分表面應盡可能粗糙,例如表面有銹或者經(jīng)過噴砂處理。
本發(fā)明采用在梁柱端頭使用型鋼接頭來保證裝配的快速化,并通過在伸入砼內的型鋼腹板焊接螺紋鋼筋的方式來保證型鋼和砼的有效錨固,使之成為一個整體共同工作。在端頭型鋼所受拉力或壓力較大的構件中比如柱,條件允許的情況下,也可以在型鋼的外翼緣焊接螺紋鋼筋,以此來加強型鋼與砼的錨固,同時起到減少型鋼用量,節(jié)約成本的作用,此情形尤其適用采用十字型鋼的中柱,由于在其腹板焊接鋼筋不便,可選擇在其翼緣焊接鋼筋。
型鋼伸入鋼筋砼內的區(qū)域,構件截面配有加密箍筋以及架立鋼筋,為使得型鋼與鋼筋砼部分能夠更好的協(xié)同工作,在條件允許的情況下,可以使得原本該通長的鋼筋伸入配有型鋼的鋼筋砼部分直至砼截面端頭處。
有益效果:本發(fā)明裝配式預制鋼筋砼梁柱節(jié)點,由于做了連接型鋼伸入砼內部分與砼錨固的加強處理,使得型鋼與砼的協(xié)同作用得到了提升,可使得梁及柱受力桿件全部均勻受力,大大提高了節(jié)點處的抗剪、抗彎、承重能力,成為強節(jié)點構件;同時,由于連接節(jié)點是鋼結構,大大提高了組合后鋼筋砼框架結構的抗震性及安全性。采用本發(fā)明的預制裝配式框架,安裝完畢后即具有承載能力,可免去支撐體系。雖然端頭使用型鋼增加了材料成本,但考慮到安裝快,省現(xiàn)場立模工時和模板費用,帶來的效益完全可以抵消增加的成本。采用本發(fā)明的連接節(jié)點,集合了鋼結構和鋼筋砼結構的優(yōu)點,可以為實際工程帶來客觀的效益。
附圖說明
圖1為梁端節(jié)點構造示意圖。
圖2為柱端節(jié)點構造示意圖。
圖3為預制梁柱組合安裝示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進一步說明。
如圖1和3所示:采用本發(fā)明接頭形式的梁,包括外圍砼1和內按荷載設計的梁鋼筋籠2和梁受力鋼筋7以及兩端的型鋼接頭。型鋼接頭為工字型,型鋼端板截面比按照荷載計算下鋼結構所需型鋼截面大,并伸入砼內端面。型鋼接頭處由上下橫板6及中間豎板5組成工字鋼結構連接部,豎板5上開有梁連接孔。根據(jù)受力,型鋼伸入砼的部分腹板處徑向設有柱剪力釘4。
為保證型鋼和砼之間的錨固可靠,本發(fā)明在伸入砼內部的型鋼腹板上焊接有數(shù)根螺紋鋼筋頭3,鋼筋直徑及根數(shù)根據(jù)構截面件尺寸及受力情況確定。同時,為增強錨固,梁鋼筋籠2在型鋼外圍部分可適當加密,同時亦可增強此部位的抗剪、抗震能力。
在型鋼已滿足承載力條件下,本發(fā)明中鋼筋砼內梁受力鋼筋7在經(jīng)過型鋼與砼連接部分不截斷,以此使得連接處傳力平滑,受力均勻。
如圖2和3所示,采用本發(fā)明接頭形式的柱,其實施方式和梁大體類似。由于柱主要承受壓力,因此柱中型鋼與砼的錨固措施需加強。根據(jù)受力,型鋼伸入砼的部分腹板處徑向設有柱剪力釘9。柱鋼筋籠11在型鋼在伸入砼的部分加密,螺紋鋼筋頭10不僅被焊接在腹板處,必要的時候還可以焊接在在翼緣兩側,達到在盡量減少型鋼用量的情況下保證型鋼與砼的可靠錨固的目的。
梁與柱的安裝拼接:將預制砼梁的連接端頭和柱型鋼端頭的連接型鋼8對位,用穿孔夾板對夾螺栓緊固,輔以焊接。完成后節(jié)點部位可用裝飾板封閉以美觀。
根據(jù)實際需要,柱端型鋼在翼緣或者腹板連接有型鋼端頭以滿足各個方向與梁連接的需求。
以上結合附圖對本發(fā)明的實施方式做出詳細說明,但本發(fā)明不局限于所描述的實施方式。對本領域的普通技術人員而言,在本發(fā)明的原理和技術思想的范圍內,對這些實施方式進行多種變化、修改、替換和變形仍落入本發(fā)明的保護范圍內。