預製混凝土梁和複合鋼管混凝土柱的裝配結構的製作方法

2023-07-27 15:58:01

本實用新型屬於土木工程中預製裝配式結構技術領域，具體涉及一種預製混凝土梁和複合鋼管混凝土柱的裝配結構及其施工方法。

背景技術：

傳統現澆施工方式工業化程度低，施工條件差，費時費力，不利於節能環保，質量通病難以根除、安全事故也時有發生。採用預製裝配式結構能夠節能、節水、節材，大幅度減少建築垃圾、降低噪聲汙染，減少勞動力用量和強度，有效改善施工環境，提高工程質量。

傳統鋼筋混凝土梁和鋼管混凝土柱的節點多數採用鋼筋環繞式連接，現場需要安裝模板，鋼筋綁紮並連接，工序複雜，施工困難；節點連接處截面尺寸較大。鋼管混凝土柱連接節點裝配中主要和鋼梁連接，連接處採用端板和螺栓，與柱外部鋼管連接，荷載作用下外鋼管容易發生鼓曲，節點連接剛度較弱，承載力和整體性也較差。目前工程中尚缺少預製混凝土梁和鋼管混凝土柱的連接結構，對於預製混凝土梁和複合鋼管混凝土柱的連接更是缺少。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題在於提供一種承載力高、剛度大、抗震延性好的預製混凝土梁和複合鋼管混凝土柱的裝配結構。

本實用新型是這樣實現的：

預製混凝土梁和複合鋼管混凝土柱的裝配結構，所述複合鋼管混凝土柱包括內鋼管、外鋼管；所述內鋼管與所述外鋼管之間具有夾層混凝土；所述內鋼管上設置內管連接板，該內管連接板上設有多個螺栓孔；所述外鋼管包括上部外鋼管和下部外鋼管；所述上部外鋼管的底部開設有孔洞，用於所述 預製混凝土梁的裝配；

所述預製混凝土梁包括預製鋼筋混凝土、預埋梁端鋼管；所述預埋梁端鋼管的中心設置梁端連接板，所述預埋梁端鋼管的周邊設置多個縱向鋼筋；所述梁端連接板上設有多個螺栓孔；所述縱向鋼筋的外圍設置箍筋；所述縱向鋼筋在梁端豎向彎起，錨固在所述夾層混凝土中；

所述內管連接板和所述梁端連接板通過多個螺栓進行鎖固連接。

進一步地，所述內鋼管內具有內層混凝土。

進一步地，所述內鋼管和所述外鋼管均為方形鋼管，所述內鋼管的邊與所述外鋼管的邊形成45度角；所述內管連接板設置於所述內鋼管的角部。

進一步地，所述外鋼管和所述預埋梁端鋼管均採用碳素鋼、不鏽鋼或耐火鋼。

本實用新型的優點在於：本實用新型的預製混凝土梁和複合鋼管混凝土柱的裝配結構真正實現了強柱弱梁、強節點弱構件的抗震設計理念。承載力高、剛度大、抗震延性好、整體性優越、施工方便且施工質量好、對混凝土提供有效約束、梁端塑性鉸外移。

【附圖說明】

下面參照附圖結合實施例對本實用新型作進一步的描述。

圖1是本實用新型預製混凝土梁和複合鋼管混凝土柱裝配結構立體示意圖。

圖2是本實用新型預製混凝土梁和複合鋼管混凝土柱裝配結構剖面圖。

圖3是本實用新型複合鋼管混凝土柱立體示意圖(去除上部外鋼管)。

圖4是本實用新型的上部外鋼管立體圖。

圖5是本實用新型的預製混凝土梁立體圖。

圖6是本實用新型預製混凝土梁(去除預埋梁端鋼管)的內部構造立體圖。

圖7是本實用新型預製混凝土梁和複合鋼管柱連接示意圖(去除上部外鋼管)。

圖中標號：

1—內鋼管；2—外鋼管；21—上部外鋼管；22—下部外鋼管；3—預埋梁端鋼管；4—預製鋼筋混凝土；5—內管連接板；6—梁端連接板；7—縱向鋼筋；8—箍筋；9—夾層混凝土；10—內層混凝土；11—螺栓孔；12—螺栓；100—複合鋼管混凝土柱；300—預製混凝土梁。

【具體實施方式】

如圖1至圖7所示，一種預製混凝土梁和複合鋼管混凝土柱的裝配結構，所述複合鋼管混凝土柱100包括內鋼管1、外鋼管2；所述內鋼管1與所述外鋼管2之間具有夾層混凝土9，內鋼管1內部為內層混凝土10；所述預製混凝土梁300包括預製鋼筋混凝土4、預埋梁端鋼管3；所述預埋梁端鋼管3的中心設置梁端連接板6，所述預埋梁端鋼管3的周邊設置多個縱向鋼筋7；所述梁端連接板6上設有多個螺栓孔11；所述縱向鋼筋7的外圍設置箍筋8；所述縱向鋼筋7在梁端豎向彎起，錨固在所述夾層混凝土10中。

所述內鋼管1和所述外鋼管2均為方形鋼管，所述內鋼管1的邊與所述外鋼管2的邊形成45度角；所述內鋼管1的角部設置內管連接板5，該內管連接板5上設有多個螺栓孔11；所述外鋼管2包括上部外鋼管21和下部外鋼管22；所述上部外鋼管21的底部開設有孔洞，用於所述預製混凝土梁300的裝配。

裝配時，內管連接板5和梁端連接板6通過多個螺栓12進行鎖固連接。

外鋼管2和預埋梁端鋼管3均採用碳素鋼、不鏽鋼或耐火鋼。

如圖1和圖2所示，一種預製混凝土梁和複合鋼管混凝土柱的裝配結構，該裝配結構由複合鋼管混凝土柱100、預製混凝土梁300連接組成。複合鋼管混凝土柱100包括內鋼管1、外鋼管2、夾層混凝土9和內層混凝土10；預製混凝土梁300包括預製鋼筋混凝土4、預埋梁端鋼管3和梁端連接板6。

如圖3所示，其中內鋼管1採用方形截面鋼管，內鋼管1邊與外鋼管2邊形成45度角，與預製混凝土梁300長度方向也形成45度角。內鋼管1角部在節點高度設置內管連接板5，內管連接板5設置螺栓孔11。外鋼管2採用方形截面鋼管，外鋼管2由上部外鋼管21和下部外鋼管22組成，上部外 鋼管21底部開設與預埋梁端鋼管3尺寸一致的孔洞，如圖4所示，下部外鋼管22的頂部與預埋梁端鋼管3最外底面平齊。

如圖5和圖6所示，預製鋼筋混凝土4配置縱向鋼筋7和箍筋8，縱向鋼筋7在梁端豎向彎起，錨固在柱夾層混凝土9中。梁端連接板6設置螺栓孔11，預埋在預製鋼筋混凝土4中，與內管連接板5採用螺栓12連接。預埋梁端鋼管3為矩形截面，預埋在預製混凝土梁300端部，與複合鋼管混凝土柱100的外鋼管2焊接連接。

如圖7所示，在所有鋼管和預製混凝土梁300連接完成後澆築柱混凝土，夾層混凝土9填充到內鋼管1和外鋼管2之間，內層混凝土10填充到內鋼管1內部，從而形成實心結構，澆築的夾層混凝土9會填滿預埋梁端鋼管3內。內層混凝土10也可以不填充到內鋼管1內部，從而形成空心結構。

本實用新型中，外鋼管2和預埋梁端鋼管3可採用碳素鋼、不鏽鋼或耐火鋼。

本實用新型中，夾層混凝土9和內層混凝土10可採用普通混凝土、高強混凝土、高性能混凝土、再生骨料混凝土或輕骨料混凝土。

本實用新型的預製混凝土梁和複合鋼管混凝土柱裝配結構的施工方法，按以下步驟進行：

步驟1、首先在加工廠預先加工好內鋼管1、外鋼管2的上部外鋼管21和下部外鋼管22，內管連接板5和梁端連接板6在設計位置設置螺栓孔11，將內管連接板5按設計高度焊接在內鋼管1角部，梁端連接板6和預埋梁端鋼管3預埋在預製鋼筋混凝土4端部。

步驟2、安裝內鋼管1和下部外鋼管22於設計位置，吊起預製混凝土梁300，將預埋梁端鋼管3擱置在下部外鋼管22上。

步驟3、將梁端連接板6和內管連接板5的螺栓孔11對準，並用螺栓12連接。

步驟4、放置上部外鋼管21，將預埋梁端鋼管3、上部外鋼管21、下部外鋼管22焊接。

步驟5、填充夾層混凝土9於內鋼管1和外鋼管2之間，並填滿預埋梁端鋼管3內，填充內層混凝土10於內鋼管1內部，從而形成實心結構，也可以不填 充內層混凝土10，從而形成空心結構。

本實用新型的一種預製混凝土梁和複合鋼管混凝土柱連接，內鋼管1邊與外鋼管2邊形成45度，即內鋼管1邊與預製混凝土梁300長度方向形成45度角，內管連接板5位於內鋼管1角部，與梁端連接板6連接，節點抗彎剛度大大提高，且便於夾層混凝土9的澆築；柱的內鋼管1在節點處貫通，保證了柱的承載力和整體性；預製混凝土梁300端部預埋了梁端鋼管3，梁端部混凝土受到預埋梁端鋼管3的有效約束，使得梁端塑性鉸外移，提高了節點的延性和耗能能力；現場無需再綁紮鋼筋，裝配式連接中採用螺栓12，同時無需增加模板，施工方便快捷；內管連接板5、梁端連接板6、螺栓12的設置加強了夾層混凝土9與內鋼管1的粘結，整體性好；梁縱向鋼筋7在端部彎起，錨固在夾層混凝土9中，連接整體性和抗震性能好。本實用新型的預製混凝土梁—複合鋼管混凝土柱連接真正實現了強柱弱梁、強節點弱構件的抗震設計理念。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施用例而已，並非用於限定本實用新型的保護範圍。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換以及改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。