基於部分高強筋的預製裝配混凝土框架梁柱連接節點的製作方法

2023-06-13 13:29:36 1

本發明屬於混凝土框架結構技術領域，特別是一種造價低、梁柱接合面抗剪力強、施工方便、抗震性能好的基於部分高強筋的預製裝配混凝土框架梁柱連接節點。

背景技術：

為滿足裝配式混凝土框架結構的抗震性能要求，預製柱、預製梁之間一般通過相關構造措施解決其連接可靠性問題。

目前公知的連接構造包括梁端設置凹槽，梁底受力筋採用鋼絞線，鋼絞線不錨入節點核心區，凹槽及節點區增設與彎鉤鋼絞線作搭接連接的u形鋼筋並現澆混凝土的連接節點；或梁端留設鍵槽，同時鋼絞線錨入節點核心區並且深入對面梁鍵槽內，同時在節點核心區鍵槽內放置附加鋼筋，然後整澆到一起；或梁端設置擱置臺階狀牛腿、梁底端部伸出一定長度的帶彎鉤的普通鋼筋伸入梁柱節點區，節點現澆混凝土的連接構造；或通過柱側邊及梁端設置連接鋼構件，梁柱鋼構件間用螺栓進行連接的裝配節點。

上述公知的連接構造，對於梁端設置凹槽並將槽內鋼絞線作彎鉤處理，另設u形鋼筋與鋼絞線作搭接連接的構造，現場施工u形鋼筋定位難，u形筋與梁端部凹槽內的鋼絞線搭接連接傳力性能較差，導致節點的延性相對較小；

對於採用鋼絞線直接錨入對面梁鍵槽內的節點，鋼絞線錨固性能較差，對於邊節點鋼絞線錨固長度較難達到要求；

對於梁端部下部伸出一定長度的鋼筋頭部做彎鉤處理直接錨入節點區的構造，其不同方向梁底鋼筋伸入節點區往往存在梁與梁或梁與柱鋼筋相互碰撞問題，增加預製和安裝難度；

梁柱通過鋼構件螺栓連接對位精確度要求較高，經濟性指標不好，且易鏽蝕等，限制了其推廣應用。

總之，現有技術存在的問題是：預製裝配混凝土框架梁柱連接節點造價高、梁柱接合面抗剪力不夠強、施工不便、抗震性能不夠好。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種基於部分高強筋的預製裝配混凝土框架梁柱連接節點,造價低、梁柱接合面抗剪力強、施工方便、抗震性能好。

實現本發明目的的技術解決方案為：

一種基於部分高強筋的預製裝配混凝土框架梁柱連接節點,包括預製混凝土柱和預製混凝土梁，所述混凝土梁的一端擱置在混凝土柱上端的混凝土保護層上，形成節點核心區，所述混凝土梁端部留有u形鍵槽，在所述u形鍵槽內設有芯梁和pc鋼棒，所述pc鋼棒的自由端伸出混凝土梁端部；在鍵槽內採用pvc管對pc鋼棒做無粘結處理；在混凝土梁節點核心區內上部和下部分別設有墩頭短鋼筋；在混凝土梁內上部設有通長的普通鋼筋。

本發明與現有技術相比，其顯著優點為：

1、造價低：本發明採用配置pc鋼棒的預製先張法預應力混凝土梁，可降低梁用鋼量或減小梁截面，達到節約材料、降低造價的目的；

2、抗剪力強：預製梁端設置一定長度u形鍵槽，槽內設置一芯梁，同時在鍵槽內設置剪力鍵，提高了梁柱接合面的抗剪力；芯梁的作用主要是為了增強鍵槽底部的強度，防止鍵槽部分混凝土過早的發生駁落，加上一個芯梁可以將混凝土握裹住；

3、施工方便：鍵槽的設置，可增大pc鋼棒的自由彎曲段長度，可更方便地利用pc鋼棒的柔韌性進行空間交錯彎折，徹底解決預製梁就位時不同方向梁底鋼筋與柱筋易碰撞的施工難題；

4、抗震性能好：pc鋼棒伸入節點區內向上彎起充分錨固、梁頂鋼筋的連續、節點混凝土的整體澆築，實現強連接節點，可充分發揮梁、柱的抗震能力，改善整體結構的抗震能力。

5、抗裂性能好：對預製梁配置的pc鋼棒施加預應力，能夠有效解決配置高強鋼筋混凝土裂縫開展過寬的問題。

6、變形能力強：通過在梁柱結合的上下部位分別放置兩根墩頭鋼筋，同時在鍵槽內對pc鋼棒做一段無粘結處理，從而實現增強梁柱結合部位，實現梁端塑性鉸外移，增加節點變形能力。

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步的詳細描述。

附圖說明

圖1為本發明基於部分高強筋的預製裝配混凝土框架梁柱連接節點的結構示意圖。

圖2為圖1中先張法預應力混凝土梁的內部結構詳圖。

圖3為圖1中墩頭短鋼筋的結構詳圖。

圖中，預製混凝土柱1，預製混凝土梁2，節點核心區3，u形鍵槽21，芯梁22，pc鋼棒23，pvc管4，墩頭短鋼筋5，普通鋼筋6。

具體實施方式

如圖1所示，本發明基於部分高強筋的預製裝配混凝土框架梁柱連接節點,包括預製混凝土柱1和預製混凝土梁2，所述混凝土梁2的一端擱置在混凝土柱1上端的混凝土保護層上，形成節點核心區3，所述混凝土梁2端部留有u形鍵槽21，在所述u形鍵槽21內設有芯梁22和pc鋼棒23，所述pc鋼棒23的自由端伸出混凝土梁2端部；在鍵槽內採用pvc管4對pc鋼棒做無粘結處理；在混凝土梁2節點核心區3內上部和下部分別設有墩頭短鋼筋5；在混凝土梁2內上部設有通長的普通鋼筋6。

u形鍵槽21的設置，可充分考慮預pc鋼棒錨固要求、梁臨時擱置的受力要求、梁柱接合面抗剪要求及pc鋼棒的彎折便利等多方面因素綜合確定。

在預製節點核心區的上部與下部分別放置了墩頭短鋼筋，加強了梁柱結合部位的強度，從而可以實現梁塑性鉸向外轉移，增強節點變形能力，提高節點抗震性能。

在梁端部u形槽長度範圍內設置了一根小芯梁，從而可以保證鍵槽底部混凝土在地震荷載作用下不至於大塊剝落。

預製梁端設置一定長度u形鍵槽，槽內設置一芯梁，同時在鍵槽內設置剪力鍵，提高了梁柱接合面的抗剪力。另外，鍵槽的設置，可增大pc鋼棒的自由彎曲段長度，可更方便地利用pc鋼棒的柔韌性進行空間交錯彎折，徹底解決預製梁就位時不同方向梁底鋼筋與柱筋易碰撞的施工難題。

如圖2所示，所述伸出混凝土梁2端部的pc鋼棒23向上彎折。

pc鋼棒伸入節點區內向上彎起充分錨固、梁頂鋼筋的連續、節點混凝土的整體澆築，實現強連接節點，可充分發揮梁、柱的抗震能力，改善整體結構的抗震能力

pc鋼棒端部根據需要決定是否向上彎起，梁端pc鋼棒可利用其柔軟性從u形槽起始點開始作靈活彎曲，在節點安裝過程可順利避開柱筋及對面梁筋錨入節點區內，方便了梁的預製和現場節點安裝。

預製先張法預應力混凝土梁1在吊裝過程中，將梁底端部pc鋼棒23在鍵槽內彎折，避免與預製柱豎向鋼筋碰撞，方便吊裝作業。pc鋼棒在鍵槽內的一段採用pvc管做無粘結處理，這樣可以人為的使塑性鉸出現在該處。在預製梁預製中，事先預埋一根較短的架立筋，方便鍵槽內芯梁鋼筋的綁紮。

所述芯梁22長度略小於u形鍵槽21長度。

如圖3所示，在節點兩邊u形凹槽21和節點核心區上下部位放置墩頭短鋼筋4，有助於進一步加強節點區預製梁柱結合面的強度，可以使梁端塑性鉸出現在預定的位置。

所述混凝土梁2採用先張法預製。

採用配置pc鋼棒的預製先張法預應力混凝土梁，可降低梁用鋼量或減小梁截面，達到節約材料、降低造價的目的；節點具體施工方法詳述如下：混凝土柱分層預製，先張法預應力混凝土梁按跨度分段預製，安裝時將預製梁擱置在預製柱混凝土保護層上，梁內端部伸出的pc鋼棒伸入柱內錨固，後放置節點區底部與上部墩頭鋼筋，插入梁頂普通鋼筋，節點現澆混凝土。形成預製裝配整體式連接節點。

本發明充分利用預應力pc鋼棒的柔軟性及梁端一定長度鍵槽的設置，在預製梁吊裝過程中，可根據現場不同方向梁底pc鋼棒的位置，自由彎折，全部避開柱筋錨入節點區，徹底克服了梁底端部伸出的受力主筋易與柱筋碰撞的施工難題。