全預製裝配式混凝土框架結構的製作方法

2023-10-06 20:38:04

專利名稱：全預製裝配式混凝土框架結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及預製裝配式混凝土框架結構連接設計與施工領域，特別涉及 全預製裝配式混凝土結構乾式連接領域。 背彔技術目前，預製裝配式混凝土框架結構中的梁柱節點多為溼式節點，通常做法是 豎向柱與水平梁在節點部位直接連接，布筋複雜、不易操作、質量不易保證，施 工周期長，在施工中仍然使用大量支撐。對於預製構件的溼式節點，在根本上講 仍然是現澆混凝土結構的一種延續，體現不出預製混凝土結構施工速度快、工業 化生產的優點。常用的全預製裝配式框架乾式節點存在著構造複雜、傳力不直接、 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製框架結構，接合區位於梁端，梁與柱通常做成剛性節 點的形式，但是由於接合處直接位於豎向柱側面，該處往往為最不利受力截面， 易於超出極限承載能力，導致破壞；儘管結構具有較好的能量耗散能力，但由於 接合區相對薄弱，較梁其它部位容易產生破壞，因而對接合區要求高，相應造價 提高，不經濟。比如，普通單層工業廠房的排架結構的梁柱接合方式為先將預 制梁坐置在豎向預製柱頭，接合處位於柱上表面，然後用預埋件、螺栓或預留鋼 筋錨固；這種節點做法預製梁與預製柱可以相對自由轉動，因而能量耗散能力較 差，對抵抗衝擊荷載或地震作用不利。而預製裝配式預應力混凝土結構的梁柱節 點通常要施加預應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 於預應力的作用梁柱結合面混凝土容易壓碎，摩擦力容易失效，未考慮人工塑性 鉸的設置。 發明內容本實用新型所要解決的基本技術問題是針對上述現有技術的不足，而提供一 種連接可靠、結構合理、現場施工快速使用的全預製裝配式混凝土框架結構。本實用新型進一步要解決的技術問題是提供一種連接可靠、結構合理、現場 施工快速使用且抗震抗扭的全預製裝配式混凝土框架結構。為解決上述技術問題，本實用新型採用如下技術方案包括相互固定的預製
柱和水平梁，其特徵在於所述的預製柱上設置有伸出的水平懸挑梁，該懸挑梁的 伸出端端部設置有一缺口 ，在所述的水平梁端部設置有一與懸挑梁端部設置的缺 口相適配的凸臺，水平梁與懸挑梁通過凸臺與缺口連接。所述的缺口設置在懸挑梁端部的上方，所述的凸臺設置在水平梁端部的上方。為解決上述進一步的技術問題，所述的懸挑梁端部上端設置有預埋金屬板， 在水平梁端部上端也設置有預埋金屬板，懸挑梁上的預埋金屬板與水平梁上的預 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置有預埋金屬板，在水平梁端部下端也設置有預 埋金屬板，懸挑梁上的預埋金屬板與水平梁上的預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也設置有預埋金屬板，在水平梁端部兩側也設置有預 埋金屬板，懸挑梁上的預埋金屬板與水平梁上的預埋金屬板通過側邊連接金屬板 固定連接。所述的懸挑梁缺口頂部設置有第一承壓金屬板，在水平梁的凸臺底部設置有 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。 與現有技術相比，本實用新型具有以下優點-1、 在預製柱澆築伸出的水平懸挑梁，使預製水平梁和預製混凝土預製柱的 接合部遠離預製柱的側面，該側面為最不利受力截面，所以增加了連接的強度和 牢靠性。水平梁端部設置凸臺，懸挑梁端部設置缺口，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。預製混凝土缺口梁和柱現場拼裝而成，整 個安裝過程都是幹作業，改善了工作環境，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置預埋金屬板，然後用頂部 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，考慮預製構件連接的塑性鉸，為了保證水平梁與懸挑梁連接處核心區 的混凝土在地震作用下不失效，通過控制預製構件之間的連接金屬板的強度和剛 度來實現。可以對連接中的各構件在滿足基本的連接要求的基礎上對連接構件的 承載力進行人為地調整，使連接金屬板的承載力稍弱於預製柱的承載能力。當遭 受低於本地區抗震設防烈度時多遇地震影響時，整個節點不會受到損壞，當遭受
相當於本地區抗震設防烈度的地震影響時，鋼板開始屈服塑性鉸開始發展，最大 剪力卻不會增加，連接仍然是安全的，通過設計的連接鋼板實現塑性鉸的轉動能 力，改善了預製梁柱連接的抗震性能。3、結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，導致不利的局壓破壞。在結合處設置承壓金屬板可以保 護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生混凝土的局壓 破壞，從而保證了結合部的整體豎向傳力的有效性。

圖1是本實用新型的結構示意圖。圖2是圖1的俯視圖。圖3為本實用新型水平梁端部結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖，對本實用新型作詳細說明如圖l、圖2所示，全預製裝配 式混凝土框架梁結構，包括預製柱6和水平梁5，預製柱6側面伸出水平懸挑梁 7，懸挑梁7與預製柱6整體澆築，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後固定連接。 在水平梁5端部上端設置預埋鋼板3，預埋鋼板3與設置在水平梁5內的鋼筋8 焊接，在懸挑梁7端部上端設置預埋鋼板2，預埋鋼板2與設置在懸挑梁7內的 鋼筋11焊接，預埋鋼板2與預埋鋼板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置有第一承壓金屬板4，在水平梁5凸 臺底部設置有第二承壓鋼板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置有預埋鋼板 12和預埋鋼板13，並用底部連接鋼板14固定連接。在水平梁5和懸挑梁7的兩 側也分別設置有預埋鋼板9，並通過側邊連接鋼板10固定，連接從而實現整體 受力要求。水平梁5端部結構示意圖見圖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，然後再傳遞到柱子中，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預埋鋼板9傳遞到側邊連接鋼板 10上，然後傳遞到懸挑梁側的預埋鋼板9然後傳遞到預製柱中；彎矩在連接處 以鋼筋8，預埋鋼板3，頂部連接鋼板l，傳遞到預埋鋼板2中，再傳遞到連接 部位核心區的鋼筋9。其中鋼筋8與預埋鋼板3焊接，鋼筋9與預埋鋼板2焊接， 預埋鋼板2、預埋鋼板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。考慮預製構件連接的塑性鉸設置，塑性鉸的位置總體上有以下兩種設置方 法 一是使塑性鉸產生在柱邊的梁端，二是使塑性鉸產生在離開柱邊一定距離的 梁內。 一般而言，為了保證節點核心區的混凝土在地震作用下不失效，應當把塑 性鉸設置在離開柱邊一定距離的梁內。通過調整梁和柱的配筋比例，控制塑性鉸 出現的荷載和先後次序，達到使抗震結構延性破壞而比較安全可靠的目的。 對於在連接部位產生塑性鉸的設計構造，可以通過控制預製構件之間的連接鋼板 的強度和剛度來實現。可以對連接中的各構件在滿足基本的連接要求的基礎上對 連接構件的承載力進行人為地調整，使連接鋼板的承載力稍弱於預製柱的承載能 力。通過連接鋼板的延性實現在連接處形成塑性鉸的思想通過人為地調整節點 中連接連接鋼板兩側預製柱和預製梁的的承載力，使整個預製梁和預製柱在連接 處形成塑性鉸,通過合理設計的連接鋼板的延性實現塑性鉸的轉動進而實現整體 連接的良好變形能力。蓋板應該優先選用延性性能較好的Q235鋼。強柱弱梁的 抗震設計原則有利於新型連接中塑性鉸的充分發展。當遭受低於本地區抗震設防 烈度時多遇地震影響時，整個結構不會受到損壞，當遭受相當於本地區抗震設防 烈度的地震影響時，連接鋼板開始屈服塑性鉸開始發展，最大剪力卻不會增加， 結構仍然是安全的。經過合理設計的新型連接結構當連接處發生塑性轉動產生塑 性鉸時，整個結構將處於彈性狀態，因此，塑性鉸的形成在一定程度上保護了節 點其他構件的受力性能。
權利要求1、一種全預製裝配式混凝土框架結構，包括相互固定的預製柱(6)和水平梁(5)，其特徵在於所述的預製柱(6)上設置有伸出的水平懸挑梁(7)，該懸挑梁(7)的伸出端端部設置有一缺口，在所述的水平梁(5)端部設置有一與懸挑梁(7)端部設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後固定連接。
2、 根據權利要求1所述的全預製裝配式混凝土框架結構，其特徵在於所述 的缺口設置在懸挑梁(7)端部的上方，所述的凸臺設置在水平梁(5)端部的上 方。
3、 根據權利要求1或2所述的全預製裝配式混凝土框架結構，其特徵在於 所述的懸挑梁(7)端部上端設置有預埋金屬板(2)，在水平梁(5)端部上端也 設置有預埋金屬板(3)，懸挑梁(7)上的預埋金屬板(2)與水平梁(5)上的 預埋金屬板(3)通過一頂部連接金屬板(1)固定連接。
4、 根據權利要求3所述的全預製裝配式混凝土框架結構，其特徵在於所述 的懸挑梁(7)端部下端也設置有預埋金屬板(12)，在水平梁(5)端部下端也 設置有預埋金屬板(13)，懸挑梁(7)上的預埋金屬板(12)與水平梁(5)上 的預埋金屬板(13)通過一底部連接金屬板(14)固定連接。
5、 根據權利要求4所述的全預製裝配式混凝土框架結構，其特徵在於所述 的懸挑梁(7)端部兩側也設置有預埋金屬板(9)，在水平梁端部兩側也設置有 預埋金屬板(9),懸挑梁(7)上的預埋金屬板與水平梁(5)上的預埋金屬板通 過側邊連接金屬板(10)固定連接。
6、 根據權利要求1或2所述的全預製裝配式混凝土框架結構，其特徵在於 所述的懸挑梁(7)缺口頂部設置有第一承壓金屬板(4)，在水平梁(5)的凸臺 底部設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、 根據權利要求1至6之一所述的全預製裝配式混凝土框架結構，其特徵 在於所述的金屬板為鋼板。
專利摘要本實用新型公開了一種全預製裝配式混凝土框架結構，包括相互固定的預製柱和水平梁，所述的預製柱上設置有伸出的水平懸挑梁，該懸挑梁的伸出端端部設置有缺口，在所述的水平梁端部設置有一與懸挑梁端部設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後固定連接；所述的懸挑梁端部上端、下端以及側邊分別設置有預埋金屬板，在水平梁端部上端、下端以及側邊也設置有預埋金屬板，懸挑梁上的預埋金屬板與水平梁上的預埋金屬板通過一頂部連接金屬板固定連接。與現有技術相比，本實用新型具有連接可靠、結構合理、現場施工快速以及抗震等特點。
文檔編號E04B1/19GK201053143SQ200720040020
公開日2008年4月30日 申請日期2007年6月22日 優先權日2007年6月22日
發明者朱筱俊, 梁書亭, 黃祥海 申請人:東南大學