采用u形鋼橫向連接的裝配整體式框架及其施工方法
【專利摘要】本發明提供了一種U形鋼橫向連接的鋼筋混凝土裝配整體式框架及其施工方法，該框架包括附帶短梁段(3)的鋼筋混凝土預制柱(1)，鋼筋混凝土預制梁(2)和U形鋼(4)；鋼筋混凝土預制柱(1)附帶短梁段(3)端部帶有第一螺栓孔(51)，U形鋼(4)腹板上面帶有第二螺栓孔(52)，鋼筋混凝土預制梁(2)兩端部分別帶有橫向第三螺栓孔(53)，通過U形鋼(4)以及橫向高強度摩擦型螺栓(6)把鋼筋混凝土預制柱(1)和鋼筋混凝土預制梁(2)相連，在連接區澆筑有工程水泥基復合材料，使結構成為裝配整體式框架。該預制裝配整體式框架具有內力傳遞明確可靠、受力簡單合理、施工方法便捷高效、整體性能好、抗震性能好等優點。
【專利說明】采用U形鋼橫向連接的裝配整體式框架及其施工方法
【技術領域】
:
[0001]本發明涉及一種U形鋼橫向連接的鋼筋混凝土裝配整體式框架及其施工方法，屬于建筑工程混凝土框架結構技術及施工領域。
技術背景:
[0002]鋼筋混凝土預制裝配整體式框架結構是未來建筑工業化發展的重要方向，具有經濟周期短，預制構件質量高，現場濕作業少，環境污染小，加快施工進度，降低工人勞動強度，而且有利于節能降耗保護環境等優點。這種結構體系已在發達國家得到了廣泛應用，并已成為一些國家新建建筑的主要形式。連接技術是鋼筋混凝土預制裝配整體式混框架結構的核心問題，也是裝配式框架結構的薄弱環節，只有各預制構件間有可靠的連接，具有較好的整體性能和良好延性，才能保證結構既安全可靠，有具有良好的抗震性能。
[0003]我國現有的鋼筋混凝土裝配整體式框架節點連接可靠性差，難以滿足結構抗裂和整體性、抗震性能方面的要求，這就需要開發新的便于整體性連接的節點，以加快我國建筑工業化生產的過程。新型的鋼筋混凝土裝配整體式框架連接技術需要可靠的連接質量來實現按設計要求傳遞規定的內力，并保證整體結構安全性、整體性、抗震性的要求；然后盡量簡化連接構造和施工工藝，降低施工中不確定性對結構性能的影響，以提高節點連接的施工效率。
【發明內容】
:
[0004]技術問題:本發明提供一種U形鋼橫向連接的鋼筋混凝土裝配整體式框架及其施工方法，使鋼筋混凝土預制柱與預制梁之間連接簡單可靠，施工操作方便，加快了施工進度，極大提高了生產效率，同時梁柱連接區具有良好的延性，框架具有良好的整體性能和抗震性能。
[0005]技術內容:為解決上述技術問題，本發明提供了一種U形鋼橫向連接的鋼筋混凝土裝配整體式框架，該框架包括附帶短梁段的鋼筋混凝土預制柱，與鋼筋混凝土預制柱相連接的鋼筋混凝土預制梁和U形鋼；
[0006]鋼筋混凝土預制柱附帶短梁段端部帶有第一螺栓孔，U形鋼腹板上面帶有第二螺栓孔，鋼筋混凝土預制梁兩端部分別帶有橫向第三螺栓孔，通過U形鋼以及橫向高強度摩擦型螺栓把鋼筋混凝土預制柱和鋼筋混凝土預制梁相連，在鋼筋混凝土預制柱和鋼筋混凝土預制梁連接區澆筑有工程水泥基復合材料或纖維增強水泥基復合材料，使結構成為裝配整體式框架。
[0007]本發明還提供了一種U形鋼橫向連接的鋼筋混凝土裝配整體式框架的施工方法，該方法包括如下步驟:
[0008]步驟1:進行鋼筋混凝土裝配整體式框架結構的整體分析，確定鋼筋混凝土預制柱和鋼筋混凝土預制梁的截面尺寸、鋼筋強度等級和鋼筋用量；確定鋼筋混凝土預制柱和鋼筋混凝土預制梁的分段情況:鋼筋混凝土預制柱的分段點應設置在樓層中部，選取上下樓層的彎矩反彎點處作為分段依據，并附帶預制短梁段，鋼筋混凝土預制梁的分段點設置在其端部，距柱邊I?2h，h為鋼筋混凝土預制梁高度，依據鋼筋混凝土預制梁兩端的彎矩反彎點作為分段依據；鋼筋混凝土預制柱和鋼筋混凝土預制梁分段完成后，根據鋼筋混凝土預制柱和鋼筋混凝土預制梁分段處的梁柱抗彎及抗剪設計要求確定U形鋼的具體尺寸；
[0009]步驟2:制作鋼筋混凝土預制柱和鋼筋混凝土預制梁；按上面的設計要求制作鋼筋混凝土預制柱和鋼筋混凝土預制梁，其中鋼筋混凝土預制柱帶有短梁段，鋼筋混凝土預制梁兩端帶有第三螺栓孔、鋼筋混凝土預制柱兩端以及預制柱附帶短梁段端部帶有第一螺檢孔；
[0010]步驟3:鋼筋混凝土預制梁和鋼筋混凝土預制柱的連接；待鋼筋混凝土預制柱安裝完成后，將鋼筋混凝土預制梁水平吊裝就位，與鋼筋混凝土預制柱附帶短梁段位于同一水平標高處，將U形鋼螺栓孔與鋼筋混凝土預制柱的預留第一螺栓孔和鋼筋混凝土預制梁的預留螺栓孔對齊，用橫向摩擦型高強度螺栓通過U形鋼連接鋼筋混凝土預制梁和鋼筋混凝土預制柱，然后在鋼筋混凝土預制柱和鋼筋混凝土預制梁連接區澆筑工程水泥基復合材料或纖維增強水泥基復合材料，使鋼筋混凝土預制梁和鋼筋混凝土預制柱成為一個整體，完成鋼筋混凝土裝配整體式框架的制作。
[0011]有益效果:與現有技術相比，本發明具有如下優點:
[0012]⑴鋼筋混凝土預制柱帶有短梁段，梁柱節點整體預制，節點具有良好的整體性能和抗震性能；
[0013]⑵鋼筋混凝土預制柱通過U形鋼用橫向高強度摩擦型螺栓與預制梁相連，連接方式簡單，框架整體性能好，施工操作便捷；
[0014]⑶鋼筋混凝土預制梁端部預留螺栓孔，在預制梁吊裝到位后可以通過U形鋼用橫向高強度摩擦型螺栓與預制柱短梁段端部相連，不用再用腳手架臨時支撐預制梁，節約相關費用，另一方面可以增強節點端部剛度，使塑性鉸區域離開節點區，提高了節點連接性會K ;
[0015]⑷梁柱連接區采用工程水泥基復合材料或纖維增強水泥基復合材料澆筑，既改善了連接區裂縫開展形態，避免了新老混凝土結合面的開裂，又能極大的提高連接區的抗震耗能能力，使該發明鋼筋混凝土裝配整體式成為抗震性能較好的延性框架。
【專利附圖】
【附圖說明】
:
[0016]圖1為U形鋼橫向連接的鋼筋混凝土裝配整體式框架立面圖；
[0017]圖2為U形鋼橫向連接的鋼筋混凝土裝配整體式框架平面圖；
[0018]圖3為帶螺栓孔的U形鋼立面圖；
[0019]圖4為帶螺栓孔的U形鋼剖面圖。
[0020]鋼筋混凝土預制柱I ;鋼筋混凝土預制梁2 ;附帶短梁段3 ;與U形鋼4 ;橫向第一螺栓孔51 ;第二螺栓孔52 ;橫向第三螺栓孔53 ;橫向高強度摩擦型螺栓6 ;工程水泥基復合材料或纖維增強水泥基復合材料7。
【具體實施方式】
:
[0021]下面結合附圖對本發明做進一步說明。
[0022]參見圖1-4，本發明提供的U形鋼橫向連接的鋼筋混凝土裝配整體式框架，該框架包括附帶短梁段3的鋼筋混凝土預制柱1，與鋼筋混凝土預制柱I相連接的鋼筋混凝土預制梁2和U形鋼4 ；
[0023]鋼筋混凝土預制柱I附帶短梁段3端部帶有橫向第一螺栓孔51，U形鋼4腹板上面帶有第二螺栓孔52，鋼筋混凝土預制梁2兩端部分別帶有橫向第三螺栓孔53，通過U形鋼4以及橫向高強度摩擦型螺栓6把鋼筋混凝土預制柱I和鋼筋混凝土預制梁2相連，在鋼筋混凝土預制柱I和鋼筋混凝土預制梁2連接區澆筑有工程水泥基復合材料或纖維增強水泥基復合材料7，使結構成為裝配整體式框架。
[0024]本發明還提供了一種U形鋼橫向連接的鋼筋混凝土裝配整體式框架的施工方法，該方法包括如下步驟:
[0025]步驟1:進行鋼筋混凝土裝配整體式框架結構的整體分析，確定鋼筋混凝土預制柱I和鋼筋混凝土預制梁2的截面尺寸、鋼筋強度等級和鋼筋用量；確定鋼筋混凝土預制柱I和鋼筋混凝土預制梁2的分段情況:鋼筋混凝土預制柱I的分段點應設置在樓層中部，選取上下樓層的彎矩反彎點處作為分段依據，并附帶預制短梁段3，鋼筋混凝土預制梁2的分段點設置在其端部，距柱邊I?2h，h為鋼筋混凝土預制梁高度，依據鋼筋混凝土預制梁2兩端的彎矩反彎點作為分段依據；鋼筋混凝土預制柱I和鋼筋混凝土預制梁2分段完成后，根據鋼筋混凝土預制柱I和鋼筋混凝土預制梁2分段處的梁柱抗彎及抗剪設計要求確定U形鋼4的具體尺寸；
[0026]步驟2:制作鋼筋混凝土預制柱I和鋼筋混凝土預制梁2 ;按上面的設計要求制作鋼筋混凝土預制柱I和鋼筋混凝土預制梁2，其中鋼筋混凝土預制柱I帶有短梁段3，鋼筋混凝土預制梁2兩端帶有第三螺栓孔53、鋼筋混凝土預制柱I兩端以及預制柱附帶短梁段3端部帶有第一螺栓孔51 ;
[0027]步驟3:鋼筋混凝土預制梁2和鋼筋混凝土預制柱I的連接；待鋼筋混凝土預制柱I安裝完成后，將鋼筋混凝土預制梁2水平吊裝就位，與鋼筋混凝土預制柱I附帶短梁段3位于同一水平標高處，將U形鋼4螺栓孔52與鋼筋混凝土預制柱I的預留第一螺栓孔51和鋼筋混凝土預制梁2的預留螺栓孔53對齊，用橫向摩擦型高強度螺栓6通過U形鋼4連接鋼筋混凝土預制梁2和鋼筋混凝土預制柱1，然后在鋼筋混凝土預制柱I和鋼筋混凝土預制梁2連接區澆筑工程水泥基復合材料或纖維增強水泥基復合材料，使鋼筋混凝土預制梁2和鋼筋混凝土預制柱I成為一個整體，完成鋼筋混凝土裝配整體式框架的制作。
[0028]詳而言之，如圖1-4所示，一種U形鋼橫向連接的鋼筋混凝土裝配整體式框架，包括附帶短梁段3的鋼筋混凝土預制柱1，鋼筋混凝土預制梁2、U形鋼4、高強度摩擦型螺栓6、工程水泥基復合材料或纖維增強水泥基復合材料7。
[0029]鋼筋混凝土預制柱I附帶短梁段3端部帶有橫向螺栓孔51，U形鋼4腹板上面帶有螺栓孔52，鋼筋混凝土預制梁2兩端部分別帶有橫向螺栓孔53，通過U形鋼4以及橫向高強度摩擦型螺栓6把鋼筋混凝土預制柱I和鋼筋混凝土預制梁2相連，在鋼筋混凝土預制柱I和鋼筋混凝土預制梁2連接區澆筑工程水泥基復合材料或纖維增強水泥基復合材料7，使結構成為裝配整體式框架。
[0030]鋼筋混凝土預制柱I附帶短梁段3端部的橫向螺栓孔51、U形鋼4腹板上面帶有螺栓孔52、鋼筋混凝土預制梁2兩端部分別的橫向螺栓孔53定位要準確，以保證鋼筋混凝土預制柱I附帶短梁段3、鋼筋混凝土預制梁2、U形鋼三者結合后，螺栓孔能對齊，方便高強度摩擦型螺栓6能順利穿過。在鋼筋混凝土預制柱1、鋼筋混凝土預制梁2制作、運輸和安裝過程中，要注意保護螺栓孔，避免螺栓孔損傷破壞。
[0031]本發明提供的U形鋼橫向連接的鋼筋混凝土裝配整體式框架的施工方法，具體步驟如下:
[0032]⑴進行鋼筋混凝土裝配整體式框架結構的整體分析，確定鋼筋混凝土預制柱I和鋼筋混凝土預制梁2的截面尺寸、鋼筋強度等級和鋼筋用量；確定鋼筋混凝土預制柱I和鋼筋混凝土預制梁2的分段情況:鋼筋混凝土預制柱I的分段點應設置在樓層中部，選取上下樓層的彎矩反彎點處作為分段依據，并附帶預制短梁段3，鋼筋混凝土預制梁2的分段點設置在梁的端部，距柱邊I?2h，h為鋼筋混凝土預制梁高度，依據鋼筋混凝土預制梁2兩端的彎矩反彎點作為分段依據；鋼筋混凝土預制柱I和鋼筋混凝土預制梁2分段完成后，根據鋼筋混凝土預制柱I和鋼筋混凝土預制梁2分段處的梁柱抗彎及抗剪設計要求確定U形鋼4的具體尺寸；
[0033]⑵制作鋼筋混凝土預制柱I和鋼筋混凝土預制梁2 ;按上面的設計要求在制作鋼筋混凝土預制柱I和鋼筋混凝土預制梁2，其中鋼筋混凝土預制柱I帶有短梁段3，鋼筋混凝土預制梁2兩端帶有橫向螺栓孔53、鋼筋混凝土預制柱I兩端以及預制柱附帶短梁段3端部帶有橫向螺栓孔51 ；
[0034]⑶鋼筋混凝土預制梁2和鋼筋混凝土預制柱I的連接；待鋼筋混凝土預制柱I安裝完成后，將鋼筋混凝土預制梁2水平吊裝就位，與鋼筋混凝土預制柱I附帶短梁段3位于同一水平標高處，將U形鋼4螺栓孔52與鋼筋混凝土預制柱I的預留螺栓孔51和鋼筋混凝土預制梁2的預留螺栓孔53對齊，用橫向摩擦型高強度螺栓6通過U形鋼4連接鋼筋混凝土預制梁2和鋼筋混凝土預制柱I，然后在鋼筋混凝土預制柱I和鋼筋混凝土預制梁2連接區澆筑工程水泥基復合材料或纖維增強水泥基復合材料，使鋼筋混凝土預制梁2和鋼筋混凝土預制柱I成為一個整體，完成鋼筋混凝土裝配整體式框架的制作。
【權利要求】
1.一種U形鋼橫向連接的鋼筋混凝土裝配整體式框架，其特征在于，該框架包括附帶短梁段⑶的鋼筋混凝土預制柱(1)，與鋼筋混凝土預制柱⑴相連接的鋼筋混凝土預制梁(2)和U形鋼(4)； 鋼筋混凝土預制柱(1)附帶短梁段(3)端部帶有橫向第一螺栓孔(51)，U形鋼(4)腹板上面帶有第二螺栓孔(52)，鋼筋混凝土預制梁(2)兩端部分別帶有橫向第三螺栓孔(53)，通過U形鋼(4)以及橫向高強度摩擦型螺栓(6)把鋼筋混凝土預制柱(1)和鋼筋混凝土預制梁(2)相連，在鋼筋混凝土預制柱(1)和鋼筋混凝土預制梁(2)連接區澆筑有工程水泥基復合材料或纖維增強水泥基復合材料(7)，使結構成為裝配整體式框架。
2.—種U形鋼橫向連接的鋼筋混凝土裝配整體式框架的施工方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: 步驟1:進行鋼筋混凝土裝配整體式框架結構的整體分析，確定鋼筋混凝土預制柱(1)和鋼筋混凝土預制梁(2)的截面尺寸、鋼筋強度等級和鋼筋用量；確定鋼筋混凝土預制柱(1)和鋼筋混凝土預制梁(2)的分段情況:鋼筋混凝土預制柱(1)的分段點應設置在樓層中部，選取上下樓層的彎矩反彎點處作為分段依據，并附帶預制短梁段(3)，鋼筋混凝土預制梁(2)的分段點設置在其端部，距柱邊1?2h，h為鋼筋混凝土預制梁高度，依據鋼筋混凝土預制梁(2)兩端的彎矩反彎點作為分段依據；鋼筋混凝土預制柱(1)和鋼筋混凝土預制梁(2)分段完成后，根據鋼筋混凝土預制柱(1)和鋼筋混凝土預制梁(2)分段處的梁柱抗彎及抗剪設計要求確定U形鋼(4)的具體尺寸； 步驟2:制作鋼筋混凝土預制柱(1)和鋼筋混凝土預制梁(2);按上面的設計要求制作鋼筋混凝土預制柱(1)和鋼筋混凝土預制梁(2)，其中鋼筋混凝土預制柱(1)帶有短梁段(3)，鋼筋混凝土預制梁(2)兩端帶有第三螺栓孔(53)、鋼筋混凝土預制柱(1)兩端以及預制柱附帶短梁段(3)端部帶有第一螺栓孔(51); 步驟3:鋼筋混凝土預制梁(2)和鋼筋混凝土預制柱(1)的連接；待鋼筋混凝土預制柱(1)安裝完成后，將鋼筋混凝土預制梁(2)水平吊裝就位，與鋼筋混凝土預制柱(1)附帶短梁段(3)位于同一水平標高處，將U形鋼(4)螺栓孔(52)與鋼筋混凝土預制柱(1)的預留第一螺栓孔(51)和鋼筋混凝土預制梁(2)的預留螺栓孔(53)對齊，用橫向摩擦型高強度螺栓(6)通過U形鋼(4)連接鋼筋混凝土預制梁(2)和鋼筋混凝土預制柱(1)，然后在鋼筋混凝土預制柱(1)和鋼筋混凝土預制梁(2)連接區澆筑工程水泥基復合材料或纖維增強水泥基復合材料，使鋼筋混凝土預制梁(2)和鋼筋混凝土預制柱(1)成為一個整體，完成鋼筋混凝土裝配整體式框架的制作。
【文檔編號】E04B1/21GK104499569SQ201410796763
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月19日 優先權日:2014年12月19日
【發明者】武江傳, 張繼文, 尹萬云, 金仁才 申請人:東南大學