[發明專利]一種多層混凝土框架結構頂部的加層鋼框架柱腳節點及其施工方法

有效

• 申請號: 201310753370.8
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN103669598A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 陳道政;高鵬;謝冰花
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: E04B1/58
• 分類號: E04B1/58;E04B1/41
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生;王偉

技術領域

本發明涉及在既有框架結構頂部的輕鋼加層改建中，上部鋼框架柱與原結構混凝土柱之間的連接節點和具體施工方法，屬于建筑工程領域。

背景技術

鋼結構加層后由于原混凝土梁結構和鋼結構加層的結構形式不同，新舊結構在連接處存在剛度和質量突變，節點部位的剛性連接難以保證，從而地震作用下加層鋼結構部分變形明顯加大。針對上述問題，該領域技術人員發明了一種新的鋼柱以及連接鋼柱的柱腳，它能充分保證連接的剛性，并能減小加層鋼柱體剛度突變程度。

現有鋼柱與混凝土之間的剛接柱腳形式主要有兩種，一是在原框架柱頂部直接鉆孔植筋，植入柱內的錨固鋼筋與過渡鋼板焊接，用錨栓將鋼柱底板與過渡鋼板連接，即完成鋼柱的安裝；二是采用鋼柱底板與混凝土柱主筋連接方法，即在柱內選擇位置合適的主筋加熱調直，柱頂鋪細石混凝土找平，調直鋼筋與過渡鋼板開孔塞焊，最后將鋼柱底板與過渡鋼板用錨栓錨固。但實際工程中頂層原混凝土柱頭鋼筋密集，植筋位置難以確定，原有縱筋不宜拉直和焊接。這兩種連接方法均不適宜實現加層后的剛性柱腳在復雜受力下的承載能力；且由于加層部分與原結構在加層柱腳的上下存在柱剛度突變，影響結構抗震性能；且加層柱腳底板高度不宜控制。

發明內容

本發明針對現有技術存在的不足，提供一種新的加層鋼框架柱腳節點及其施工方法，以保證柱腳在復雜應力下的工作能力和加層結構的整體性。

本發明解決技術問題采用如下技術方案：

一種多層混凝土框架結構頂部的加層鋼框架柱腳節點，包括原鋼筋混凝土柱和原混凝土梁，其結構特點在于，在原鋼筋混凝土柱1及與其相連的原混凝土梁2頂澆筑一段截面放大的用于連接鋼柱的混凝土柱頭以及與混凝土柱頭澆筑為一體的圈梁；所述混凝土柱頭內埋設有地腳螺栓和縱筋，所述縱筋的根部植入在鋼筋混凝土柱中；所述鋼柱底部的底板通過地腳螺栓與混凝土柱頭固定；所述混凝土柱頭頂澆筑有外包鋼柱底部的外包鋼筋混凝土柱。

本發明結構特點還在于：

所述外包鋼筋混凝土柱內設有外包縱筋和箍筋；所述外包縱筋根部植入在混凝土框架中。

位于外包鋼筋混凝土柱內的鋼柱柱身四周布設有抗剪栓釘。

所述地腳螺栓與鋼柱底板連接高度可調，所述縱筋與鋼柱底板焊接。

所述外包鋼筋混凝土柱的高度為鋼柱截面高度的3倍。

一種多層混凝土框架結構頂部的加層鋼框架柱腳節點的施工方法，其特點在于，按如下步驟進行：

1）鑿除原屋面細石混凝土層之上的柔性防水層，按設計位置在原混凝土柱頂部鉆豎孔并錨入向上延伸的縱筋，同時在縱筋的外圍向原混凝土圈梁或樓板中錨入向上延伸的外包縱筋，縱筋和外包縱筋綁扎加強箍筋；

2）在鋼筋混凝土柱頂澆筑一段截面放大的用于連接鋼柱的新混凝土柱頭以及與新混凝土柱頭澆筑為一體的圈梁；新混凝土柱頭內同時預埋有地腳螺栓，所述縱筋、外包縱筋以及地腳螺栓的頂部均高出新混凝土柱頭的頂部；

3）待新混凝土柱頭的混凝土強度達到設計要求后，用地腳螺栓將鋼柱底板與新混凝土柱頭連接，連接前先調整鋼柱底板的標高，以使加層鋼結構部分達到設計高度要求；鋼柱底板的標高確定后，將縱筋與鋼柱底板焊接；

4）將新混凝土柱頭頂面混凝土鑿毛，綁扎高出新混凝土柱頭頂部的外包縱筋的箍筋，至其高度達到鋼柱截面高度的3倍；鋼柱的底部柱身四周布設抗剪栓釘；然后再次澆筑混凝土形成外包鋼柱底部的外包鋼筋混凝土柱，養護所述外包鋼筋混凝土柱至設計強度，即完成節點連接工作。

與已有技術相比，本發明有益效果體現在：

1、本發明在原框架柱上新澆筑的放大混凝土柱頭作為鋼柱底板的安裝平臺，解決了原有結構框架柱截面面積小于鋼柱底板面積時的安裝難題，避免了屋頂處的梁柱節點鋼筋密集，不利于植筋安裝鋼柱的問題，同時在新澆筑的放大混凝土柱頭上安裝鋼柱有利于調節并確定鋼柱底板的標高，以保證加層結構的屋面標高；

2、本發明新增混凝土圈梁增加了新澆鋼筋混凝土柱頭部分的剛度和新舊結構連接部位的整體性，保證了柱腳節點的完全剛性連接，同時也確保了上部結構剪力在加層連接處的有效傳遞；

3、本發明鋼柱底板以上的現澆外包鋼筋混凝土，增加了現澆混凝土柱頭對鋼柱的嵌固能力；使上部結構產生的軸力和彎矩通過鋼柱和外包鋼筋混凝土共同作用，有效地傳遞到原結構上；同時避免了加層鋼柱與原混凝土柱之間的剛度突變。

附圖說明

圖1是本發明柱腳連接節點結構示意圖。

圖2是圖1的A-A剖面圖。

圖3是圖1的把B-B剖面圖.