本發明涉及裝配式鋼筋混凝土框架結構工程,具體涉及一種柱中部后澆混合框架鋼連接梁柱節點及其施工方法。
背景技術:
1、目前,我國的裝配式框架結構體系大多采用梁、柱構件在工廠預制,再在節點處拼裝連接的形式,而框架結構梁柱節點是受力復雜且薄弱的部位,對于抗震是不利的。梁柱節點處鋼筋較密,對于預制梁、柱在節點處吊裝時鋼筋錯開位置定位拼裝操作難度較高,并且采用傳統的施工工藝,節點處后澆混凝土的密實度以及后澆混凝土與預制混凝土接縫處的施工質量難以保證。鑒于上述現有預制裝配式鋼筋混凝土框架結構體系及建造技術方面的一些不足,有必要研發出一種預制構件樣式靈活合理、裝配位置內力簡單明確、連接可靠的子結構拼裝裝配式鋼筋混凝土框架結構體系及其建造方法。
技術實現思路
1、有鑒于此,本發明的目的是提供一種柱中部后澆混合框架鋼連接梁柱節點及其施工方法,使其具有預制構件樣式靈活合理、裝配位置內力簡單明確、連接可靠以及能提高整體抗震性能的優點。
2、本發明通過以下技術手段解決上述問題:
3、一種柱中部后澆混合框架鋼連接梁柱節點,包括:
4、預制柱,所述預制柱包括預制混凝土柱、預埋在預制混凝土柱頂端的柱頂端鋼連接件、預埋在預制混凝土柱底端的第一連接端板,所述柱頂端鋼連接件的中部以及第一連接端板的中部均開設有混凝土澆筑孔,所述預制混凝土柱的中心設有與混凝土澆筑孔對接連通的后澆孔洞,下層的柱頂端鋼連接件與相鄰上層的第一連接端板通過螺栓固定連接;所述預制混凝土柱內設置有柱縱筋以及沿柱縱筋長度方向間隔布置的柱箍筋。
5、預制梁,所述預制梁包括預制混凝土梁以及預埋在預制混凝土梁端部的梁端鋼連接件,所述柱頂端鋼連接件與梁端鋼連接件固定連接;所述預制混凝土梁內設置有梁縱筋以及沿梁縱筋長度方向間隔布置的梁箍筋。
6、進一步,所述柱頂端鋼連接件的側壁固定連接有h型鋼短鋼牛腿,所述梁端鋼連接件包括固定連接的h型鋼和梁端鋼板;所述h型鋼短鋼牛腿通過螺栓與h型鋼固定連接;所述梁端鋼板緊貼預制混凝土梁的端部,預制混凝土梁內設置有抗剪鍵,所述抗剪鍵以及梁縱筋均與梁端鋼板固定連接。
7、進一步,所述柱頂端鋼連接件沿所述預制柱軸向由下至上依次固定連接第三連接端板、第一矩形鋼管、第二連接端板;所述第二連接端板和所述第三連接端板的中部均設有混凝土澆筑孔,所述第二連接端板通過螺栓與對應的第一連接端板固定連接;所述第二連接端板、第三連接端板在與所述第一矩形鋼管固定連接處均豎直設有柱端加勁肋。
8、進一步,所述第一矩形鋼管的內部間隔固定設置有第一上橫隔板和第一下橫隔板,所述第一上橫隔板和所述第一下橫隔板的中部均設有混凝土澆筑孔;所述第一連接端板和所述第三連接端板與預制混凝土柱連接的一側均固定連接有柱端抗剪鍵。
9、進一步,所述后澆孔洞形狀及尺寸可根據實際情況預留,其內部可根據受力情況插入鋼筋籠或型鋼;所述后澆孔洞貫穿所述柱端抗剪鍵中部,并通過所述第一連接端板、所述第二連接端板和所述第三連接端板的混凝土澆筑孔連通所述第一矩形鋼管內部,后澆混凝土通過所述后澆孔洞澆筑孔洞和所述第一矩形鋼管內部,所述后澆混凝土包括自密實混凝土、灌漿料、大坍落度混凝土等材料,但不限于此;柱縱筋兩端分別焊接至所述第一連接端板和所述第三連接端板,所述柱端抗剪鍵附近柱箍筋加密布置。
10、進一步,所述梁端鋼連接件為梁端h型鋼,所述梁端h型鋼部分埋入所述預制混凝土梁內,分為梁端h型鋼埋入部分和梁端h型鋼突出部分;梁縱筋搭接焊連接于所述梁端h型鋼埋入部分的上、下翼緣,所述梁端h型鋼埋入部分設有栓釘;所述梁端h型鋼突出部分通過螺栓與柱頂端鋼連接件固定連接。
11、進一步,所述h型鋼的翼緣截面可根據實際需要進行水平變化,或在所述h型鋼端部翼緣頂端固定連接鋼板。
12、進一步,所述第三連接端板和所述第一連接端板在預制混凝土柱一端固定連接第二矩形鋼管,所述柱縱筋搭接焊于所述第二矩形鋼管的側壁。
13、進一步,沿所述預制柱軸向方向,所述后澆孔洞位于所述預制混凝土柱端一定高度,并不貫穿所述預制混凝土柱,其內部可根據受力情況插入鋼筋籠,所述預制混凝土柱側一定高度留有若干灌注孔,所述灌注孔連通所述后澆孔洞。
14、進一步,垂直于所述預制柱軸向方向,所述第一連接端板、所述第二連接端板與所述第一矩形鋼管截面可根據實際需要進行水平變化。
15、進一步,所述柱頂端鋼連接件沿所述預制柱軸向由下至上依次固定連接第三連接端板、下部矩形鋼管、第二下橫隔板、中部矩形鋼管、第二上橫隔板、上部矩形鋼管和第二連接端板;所述第三連接端板、所述第二下橫隔板、所述第二上橫隔板和所述第二連接端板的中部均設有混凝土澆筑孔;所述第二連接端板、所述第三連接端板分別在與所述上部矩形鋼管、所述下部矩形鋼管的固定連接處豎直設有柱端加勁肋;所述中部矩形鋼管的側壁垂直設有連接腹板,所述連接腹板與所述梁端鋼連接件通過螺栓固定連接;所述第二上橫隔板和第二下橫隔板分別與所述梁端鋼連接件的上、下翼緣齊平并焊接。
16、一種上述柱中部后澆混合框架鋼連接梁柱節點的施工方法,包括如下步驟:
17、步驟一:制作預埋在預制混凝土柱頂端的柱頂端鋼連接件、預埋在預制混凝土柱底端的第一連接端板、預埋在預制混凝土梁端的梁端鋼連接件,分別綁扎柱箍筋與柱縱筋、梁箍筋與梁縱筋形成預制混凝土柱鋼筋籠和預制混凝土梁鋼筋籠,綁扎位于設置于后澆孔洞內的鋼筋籠,然后將預制混凝土柱鋼筋籠的柱縱筋兩端分別焊接于柱頂端鋼連接件和第一連接端板,將預制混凝土梁鋼筋籠的梁縱筋焊接于梁端鋼連接件,并將螺栓預埋并焊接在第一連接端板的螺栓孔。
18、步驟二:對需要澆筑混凝土的部位進行支模,并在預制混凝土柱截面中部位置根據設計的后澆孔洞尺寸布置孔道,然后分別對預制混凝土柱體、預制混凝土梁體部位進行混凝土澆筑與蒸汽養護直至混凝土達到預設強度值,從而形成預制柱和預制梁。
19、步驟三:預制柱的現場安裝,采用起吊機先將預制上、下柱起吊對齊在指定位置,將預埋在預制混凝土下柱的柱頂端鋼連接件與預埋在預制混凝土上柱的第一連接端板進行螺栓連接,然后在預制混凝土柱后澆孔洞內部插入并固定鋼筋籠,通過后澆孔洞進行混凝土現場澆筑,澆筑時將導管伸入后澆孔洞內,保證混凝土澆筑時在規范規定的允許自由落差范圍內有一定的落差,一邊澆筑一邊逐漸向上拔出導管,將混凝土灌滿后澆孔洞和柱頂端鋼連接件內部,完成預制柱的連接安裝。
20、步驟四:預制梁的現場安裝,采用起吊機將預制梁起吊至指定位置,根據具體實施例,將梁端鋼連接件與柱頂端鋼連接件的h型鋼短鋼牛腿進行螺栓連接,或將梁端鋼連接件與柱頂端鋼連接件的矩形鋼管側壁進行栓焊連接,完成預制梁與預制柱的連接安裝。
21、本發明的有益效果:
22、本發明提供的一種柱中部后澆混合框架鋼連接梁柱節點及施工方法,所帶來的有益效果在于:無復雜構造措施,現場濕作業無需支模,無需設置臨時支撐,現場拼裝簡單高效,有效提高了施工效率與質量,解決了裝配式混凝土結構節點連接時施工困難的問題。通過設計實現在梁端鋼連接件處屈服耗能,其他混凝土部位保持低損傷,有效利用了鋼結構的耗能和變形優勢,充分結合了混凝土結構和鋼結構的優勢,建設、防腐、防火成本低于純鋼結構,耗能、延性高于純裝配式混凝土結構。柱截面中部插鋼筋籠后澆混凝土增強柱的整體受力性能,柱端節點核心區采用鋼管混凝土形式,有效增強了節點核心區抗剪能力,有利于實現“強節點弱構件”原則。
23、總之,本技術的柱中部后澆混合框架鋼連接梁柱節點及施工方法,安裝簡便高效,可以在滿足各項功能的同時解決上述提出的問題,提高施工質量,加強結構整體性和抗震性能,具有較好的經濟效益和社會效益。