[發明專利]采用整體式節點的FRP組合結構框架及其施工方法

有效

• 申請號: 201210267255.5
• 申請日: 2012-07-31
• 公開（公告）號: CN102747781A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 計靜;張文福;張云峰;袁朝慶;趙文艷;劉迎春
• 申請（專利權）人: 東北石油大學
• 主分類號: E04B1/30
• 分類號: E04B1/30;E04B1/58;E04G21/00
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務所 23118
• 代理人: 曹愛華

一、?????技術領域：

本發明涉及的是土木建筑結構領域中的框架結構，具體涉及的是采用整體式節點的FRP組合結構框架及其施工方法。

二、背景技術：

現有的框架結構或由框架和其他承重結構構成的結構體系中，框架節點多為鋼筋混凝土現澆節點或者組合結構現澆節點，組合結構現澆節點包括鋼骨混凝土節點和鋼管混凝土節點。普通鋼筋混凝土、鋼骨混凝土節點和框架梁柱一樣，需要現場支模、綁扎鋼筋或焊接鋼骨，然后澆筑混凝土，構件的承載力和剛度相對較低，而且施工周期長。隨著土木建筑業的迅速發展，鋼管混凝土結構在高層建筑中得到了較廣泛的應用，目前應用較多的是普通鋼管混凝土結構，因梁柱鋼管均是封閉的，很大程度上限制了截面形式的多樣性。很難在構件中添加鋼骨或者布置預應力筋，無法將梁、柱中的鋼骨和鋼筋很好的可靠連接起來，節點的強度無法保障。因此其可實現的跨度也具有一定的限制，已不能很好的滿足超高層、重載、大跨結構的發展需要。

三、發明內容：

本發明的一個目的是提供采用整體式節點的FRP組合結構框架，它用于解決現有的鋼管混凝土框架結構很難在構件中添加鋼骨或者布置預應力筋，節點強度無法保障的問題；本發明的另一個目的是提供采用整體式節點的FRP組合結構框架的施工方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：這種采用整體式節點的FRP組合結構框架由FRP管混凝土組合梁和FRP管混凝土組合柱連接構成，FRP管混凝土組合梁水平設置在FRP管混凝土組合柱之間，二者在交匯處采用FRP整體式節點固定連接；FRP整體式節點由兩個節點單體對扣在一起后通過螺栓固定連接，每個節點單體由豎向半管和橫向半管交匯后一體形成，豎向半管的兩個縱向端面各自向外延伸形成連接耳，連接耳上有螺栓孔，豎向半管的上、下兩端面各自向外延伸形成水平的柱連接件；橫向半管的兩個橫向端面各自向外延伸形成連接耳，橫向半管的左、右兩端面各自向外延伸形成梁連接件；兩個節點單體對扣后形成豎向管和橫向管交匯在一起的FRP整體式節點，FRP管混凝土組合梁與整體式節點通過梁連接件固定連接，FRP管混凝土柱與整體式節點通過柱連接件固定連接。

上述方案中豎向半管位于橫向半管之上的管段的直徑小于豎向半管位于橫向半管之下的管段的直徑。

上述方案中FRP管混凝土組合梁內設置有預應力筋或H型鋼，預應力筋或H型鋼從整體式節點橫向管中穿過，組合梁的FRP管上設置有混凝土排氣口。

上述方案中FRP管混凝土組合柱中設置有十字型鋼，十字型鋼從整體式節點豎向管中穿過。

上述方案中FRP管混凝土組合柱中設置有普通鋼筋，普通鋼筋從整體式節點豎向管中穿過；FRP管混凝土組合梁內設置有普通鋼筋，普通鋼筋從整體式節點橫向管中穿過，預應力筋不從整體式節點中穿過。

上述方案中FRP管混凝土組合梁外設置有FRP非金屬預應力筋，預應力筋在組合梁下張拉和錨固。

上述采用整體式節點的FRP組合結構框架的施工方法：

將底層組合柱中的十字型鋼定位、綁扎鋼筋，二者外套裝高度設計好的FRP管，然后向FRP管中澆筑混凝土；接著將組合柱底部與基礎可靠固接，FRP管中混凝土澆筑高度比FRP管頂部略低，待組合柱全部施工到位后，將組合梁中H型鋼定位與組合柱中十字型型鋼焊接，四周鋼筋綁扎定位，延伸至柱中，在節點處梁柱鋼筋交織在一起；用鋼筋將H型鋼和組合柱中的縱向鋼筋焊接；然后將FRP整體式節點在節點處對扣，通過螺栓將節點固定連接在一起，將節點與組合柱中FRP管固定連接在一起，形成封閉的整體節點；再將梁上的FRP管也對扣在一起，用螺栓連接起來；在梁與節點連接處，將節點與梁通過螺栓連接在一起，待這層梁全部連接完后，通過節點的柱口向梁和節點澆筑混凝土，在梁上適當位置設置混凝土排氣口排氣；

接下來按照相同的方法繼續向上安裝組合柱中型鋼、綁扎組合柱中鋼筋，將FRP管套裝在外；同時可架設樓板模板，澆筑鋼筋混凝土樓板，將抗剪鍵埋置在混凝土中，形成組合梁；待混凝土達到設計強度后，繼續施工二層樓蓋結構，依次施工直至完成。

有益效果：

1、本發明提出的采用整體式連接節點的框架可實現在框架梁、柱的FRP管中添加鋼骨，或者在梁中布置預應力筋，可提高構件的承載力和剛度，從而可在較小的截面尺寸下實現更大的跨度。

2、本發明用FRP管代替鋼管，不但節省了鋼材，增加了施工靈活性，而且FRP材料耐腐蝕、耐高溫，使用周期長，高強FRP綠色建材在建筑中的應用，實現了在建筑中使用高強、新型材料的戰略方針，符合可持續發展的能源戰略目標。?