[發(fā)明專利]一種預應力裝配式高性能鋼筋混凝土梁柱節(jié)點及其施工方法

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• 申請日: 2017-03-09
• 公開（公告）號: CN106759948A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設計）人: 李杉;劉真真;盧亦焱;邱劍;祝濤;胡霽月;李偉捷;唐文水
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: E04B1/58
• 分類號: E04B1/58;E04G21/00;E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權代理事務所(特殊普通合伙)42222
• 代理人: 程欣

技術領域

發(fā)明涉及一種新型梁柱節(jié)點的結構，具體涉及一種預應力裝配式高性能鋼筋混凝土梁柱節(jié)點及其施工方法。

背景技術

在歷年的地震災害中，節(jié)點核心區(qū)的破壞是框架結構震害的主要形式。因此，研究梁柱節(jié)點連接形式，提高其抗震性能對加強結構整體性能和抗震性能具有極其重要的意義。只有通過設計施工，提高節(jié)點的強度及延性，防止節(jié)點剪切和壓縮脆性破壞早于梁、柱的破壞，其他構件的強度設計才有實際意義，整個結構的安全性及穩(wěn)定性才有保障。

目前，傳統(tǒng)的鋼筋混凝土梁柱節(jié)點按其施工方式可分為濕式節(jié)點和干式節(jié)點兩大類。濕式節(jié)點又稱現(xiàn)澆節(jié)點，即節(jié)點區(qū)主筋及構造鋼筋全部連接，再后澆混凝土及灌漿材料將構件連為整體。在其施工過程中，為了提高節(jié)點核心區(qū)的強度，保證梁柱之間的荷載傳遞，節(jié)點處通常采用箍筋加密和梁端、柱端鋼筋錨固等方法，這樣使得節(jié)點處構造復雜，澆筑困難，施工速度慢，難以保證節(jié)點質(zhì)量。干式節(jié)點通常是指焊接、螺栓連接等，梁上的荷載通常以軸力和剪力的形式傳遞到框架柱上，不能直接傳遞彎矩。這種連接形式雖然施工方便，但如果施工過程中施工方法不正確或技術不精湛，往往難以保證節(jié)點強度及梁柱間荷載的傳遞。同時這種兩大類傳統(tǒng)節(jié)點形式都屬于剛性連接方式，限制了節(jié)點內(nèi)的相對位移，剛度大，但是延性差，不能有效地消耗地震作用，往往先于梁、柱發(fā)生破壞，不能滿足“強節(jié)點”的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明基于上述情況，提出一種預應力裝配式高性能鋼筋混凝土梁柱節(jié)點及其制作方法，該節(jié)點采用預制構件現(xiàn)場裝配，最大程度的提高了施工效率且易于質(zhì)量控制。同時利用預應力筋為節(jié)點提供地震作用下的自動復位功能，提高節(jié)點的耗能能力，增強節(jié)點抗震性能，達到“小震不壞、中震可修、大震不倒”的設防目標，保證主體結構在地震中基本保持完好，為人們生命安全提供保障。

本發(fā)明的具體技術方案如下：

一種預應力裝配式高性能鋼筋混凝土梁柱節(jié)點，

該節(jié)點包括混凝土柱、鋼筋混凝土梁、預應力筋；所述混凝土柱與鋼筋混凝土梁內(nèi)分別設置有相互配合的預應力筋孔道；所述混凝土柱與鋼筋混凝土梁內(nèi)部通過穿過預應力筋孔道的預應力筋連接；所述混凝土柱與鋼筋混凝土梁外部通過角鋼連接。

作為優(yōu)選項：所述混凝土柱與鋼筋混凝土梁連接區(qū)為由四塊鋼板構成的的方形鋼管，所述方形鋼管大小與混凝土柱一致；所述相對的兩塊鋼板之間通過短鋼筋焊接，所述鋼板長度較鋼筋混凝土梁的高度大80mm以上。

作為優(yōu)選項：所述短鋼筋直徑大于12mm，所述相對的兩塊鋼板之間的短鋼筋層數(shù)不少于3層，每層不少于2根。

作為優(yōu)選項：所述混凝土柱上的預應力筋孔道不少于4個，上下左右對稱布置在鋼管與鋼筋混凝土梁連接區(qū)；當預留預應力筋孔道數(shù)為單數(shù)時，中部應預留1個預應力筋孔洞，其他預應力筋孔洞均勻分布在其周圍。

作為優(yōu)選項：所述鋼筋混凝土梁的兩端設置有鋼套筒。

作為優(yōu)選項：所述預應力筋為無粘結預應力筋。

本發(fā)明還提供上述的預應力裝配式高性能鋼筋混凝土梁柱節(jié)點的施工方法，步驟如下：

A、 制作混凝土柱：澆筑混凝土柱前，柱與鋼筋混凝土梁連接部位四面布置厚度大于4mm的4塊鋼板，4塊鋼板長度較鋼筋混凝土梁的高度高80mm以上，寬度與混凝土柱相應面寬度一致；采用直經(jīng)大于12mm的短鋼筋將相對的2個鋼板焊接，短鋼筋層數(shù)不少于3層，每層不少于2根；在與鋼筋混凝土梁連接區(qū)預留不少于2個預應力筋孔道，上下對稱布置，當預留預應力筋孔道數(shù)為單數(shù)時，中部應預留1個預應力筋孔洞；在非連接區(qū)上部、下部預留不少于4個螺栓安裝孔洞；澆筑混凝土形成鋼筋混凝土柱或預制混凝土柱，養(yǎng)護28天后，將4塊鋼板兩兩相互接觸的邊角處通過焊接方式連接為整體；

B、制作在鋼筋混凝土梁：在制作預制鋼筋混凝土梁前，首先鋼筋混凝土梁的兩端布置鋼套筒并在梁頂部和底部豎向預留螺栓安裝孔洞，梁縱向預留預應力筋孔道，在工廠澆筑混凝土形成預制鋼筋混凝土梁；

C、現(xiàn)場安裝，在鋼筋混凝土柱上通過螺栓安裝角鋼，吊裝預制鋼筋混凝土梁于角鋼上，安裝螺栓，在預留孔道中穿入預應力筋進行張拉,并利用錨具把張拉后的預應力筋錨固在鋼板的外側(cè)。

作為優(yōu)選項：所述步驟b中，所述套筒的布置方法為在鋼筋混凝土梁四面布置厚度大于4mm的方形鋼板的長度大于40mm，寬度分別與所在鋼筋混凝土梁寬度相同，采用直徑大于12mm的短鋼筋將兩對面鋼板通過焊接連接，短鋼筋層數(shù)不少于3層，每層不少于2根；將4塊鋼板通過焊接方式連接為整體，在梁端部布置一塊厚度大于2mm，尺寸與鋼筋混凝土梁截面尺寸相同的鋼板，并與4塊鋼板焊接。