预制梁塑性铰区外连接的装配式混凝土框架结构及施工方法技术

本发明专利技术的一种预制梁塑性铰区外连接的装配式混凝土框架结构，包括预制柱和预制梁，预制柱为多层预制柱，在预制柱的节点核心区域设置有悬臂梁；预制柱上悬臂梁端部伸出的U形钢筋闭合环，预制梁端部有对应的U形钢筋闭合环，预制柱上悬臂梁端部的U形钢筋闭合环与预制梁端部的U形钢筋闭合环相互交叉，二者为搭接或间隔均匀布置，该处布置加密箍筋，并浇筑有混凝土。本发明专利技术连接部位避开梁端塑性铰区域和梁柱节点部位，将连接区域设置在梁的受力较小处，可以减小装配式混凝土结构中节点连接部位性能不足时对结构整体性能的影响，增加装配式混凝土结构的安全系数，该种装配式混凝土结构设计和节点连接部位施工方法简单有效，施工质量容易得到保障。

Fabricated concrete frame structure and its construction method outside the plastic hinge area of precast beam

The invention relates to an assembled concrete frame structure with prefabricated beams connected outside the plastic hinge zone, which comprises prefabricated columns and prefabricated beams. The prefabricated columns are multi-layer prefabricated columns, and cantilever beams are arranged in the node core area of prefabricated columns; U-shaped steel bar closure rings are extended at the end of cantilever beams on prefabricated columns, and corresponding U-shaped steel bars are closed at the end of prefabricated beams. The U-shaped steel bar closure ring at the end of cantilever beam on prefabricated column intersects with the U-shaped steel bar closure ring at the end of prefabricated beam. The two rings are overlapped or evenly spaced, where the infill stirrups are arranged and concrete is poured. The connecting part of the invention avoids the plastic hinge area at the end of the beam and the beam-column joint area, and sets the connecting area at the lower stress area of the beam, which can reduce the influence of the insufficient performance of the connecting part of the node on the overall performance of the structure and increase the safety factor of the assembly concrete structure. The construction method of the structural design and joint connection is simple and effective, and the quality of the construction is easy to be guaranteed.

【技术实现步骤摘要】
预制梁塑性铰区外连接的装配式混凝土框架结构及施工方法
本专利技术涉及土建
，具体是一种预制梁塑性铰区外连接的装配式混凝土框架结构及施工方法。
技术介绍
装配式混凝土框架结构常用的设计施工方法是梁柱构件分别为预制单元，然后通过在梁柱节点区域的钢筋搭接后浇混凝土或其它措施进行预制单元的连接，采用该种类型连接方式的结构一般被称为装配整体式混凝土框架结构，装配整体式梁柱节点性能以达到等现浇为目标，因此，又称为等现浇梁柱节点。但是在实际应用中，该种连接方式也存在着诸多不足：梁柱节点核心区域梁柱纵筋和箍筋复杂，钢筋的连接和搭接难度较大且质量难以保证；施工现场后浇混凝土时振捣困难；后浇混凝土和预制混凝土界面性能不足等，预制构件质量性能较好但是施工现场浇筑的混凝土质量较差，因此，实际工程中节点连接部位很难达到所需的等现浇性能。同时，在正常使用和地震作用下，梁端和梁柱节点核心区域需要承担较大的弯矩和剪力，且梁端后浇混凝土区域在地震作用下会出现塑性铰，因此，该种类型的连接方式如果连接节点性能达不到等现浇的性能，容易在正常使用和地震作用下出现严重的损伤和破坏，而且损伤极易首先出现在梁柱节点核心区域的关键部位。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种预制梁塑性铰区外连接的装配式混凝土框架结构及施工方法。技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术的一种预制梁塑性铰区外连接的装配式混凝土框架结构，包括预制柱和预制梁，预制柱为多层预制柱，在预制柱的节点核心区域设置有悬臂梁；预制柱上悬臂梁端部伸出的U形钢筋闭合环，预制梁端部有对应的U形钢筋闭合环，预制柱上悬臂梁端部的U形钢筋闭合环与预制梁端部的U形钢筋闭合环相互交叉，二者为搭接或间隔均匀布置，该处布置加密箍筋，并浇筑有混凝土。其中，预制柱的悬臂梁长度不小于梁端塑性铰的长度。其中，各U型钢筋闭合环弯折的钢筋长度不小于max(200，0.5h0，10d)。其中，悬臂梁的U型钢筋闭合环与预制梁的U型钢筋闭合环1均匀间隔布置或交错钢筋搭接布置。其中，预制梁端伸出的U形钢筋闭合环为裸露或包裹在设置于预制梁端的键槽内，键槽的长度和后浇节点区域的长度一致，键槽的厚度不小于50mm，键槽内部的混凝土面为粗糙面，粗糙面的粗糙度采用堆沙法测定时不小于6mm。其中，悬臂梁的端部通过箍筋全部加密，预制梁端的箍筋加密长度不小于一倍的预制梁高与500mm二者中的较大值，连接部位后浇区域的U形钢筋闭合环作箍筋加密，三个箍筋加密区域的长度之和不应小于1/3的预制梁长。当预制梁上部连接现浇楼板或者预制叠合板时，预制梁为叠合梁形式，预制梁的箍筋采用开口箍筋的形式。本专利技术还提供一种预制梁塑性铰区外连接的装配式混凝土框架施工方法，包括以下步骤：步骤1：首先进行多层预制柱的吊装施工，多层预制柱层数为2-3层，预制柱的连接采用柱底灌浆套筒连接，除底层柱的多层预制柱的连接部位设置在柱的反弯点处，以减小预制柱连接部位的受力，减小结构中薄弱部位的损伤失效的风险，当预制柱施工完成后设置临时支撑；步骤2：待预制柱安装施工结束后，开始预制梁的吊装，预制梁为自上而下吊装，预制梁吊装就位后，检查预制梁XYZ三个方向的定位是否准确，包括预制梁底面、侧面以及预制梁端部的位置是否准确，同时，检查确保预制柱悬臂梁伸出的U形钢筋闭合环和预制梁端部U形钢筋闭合环交叉位置准确，搭接长度满足规定和承载力的要求，同时二者钢筋相互搭接，预制梁吊装就位后，悬臂梁键槽和预制梁端部截面的距离不大于30mm；步骤3：待预制梁吊装施工完成后，在连接部位的搭接U形钢筋闭合环处布置箍筋，进行箍筋加密处理，若预制柱的悬臂梁的端部带键槽，应将开口箍筋布置于预制悬臂梁端部的键槽侧壁内；步骤4：施工现场箍筋施工完成后，如果预制柱悬臂梁梁端无键槽，需要在连接部位进行支模浇筑混凝土，如果预制柱悬臂梁端部带有键槽时可以直接对接缝进行处理后浇筑混凝土，浇筑的混凝土采用等级比预制混凝土强度高一等级的细石混凝土，且浇筑的混凝土采用无收缩或微膨胀的混凝土，浇筑混凝土振捣时保证不扰动钢筋，浇筑混凝土振捣密实，接缝部位的混凝土填充密实；当预制梁设计为叠合梁时，后浇混凝土高度与预制混凝土梁高一致；步骤5：待预制梁施工完成后，进行楼板施工，楼板采用预制叠合板或现浇楼板，完成装配式混凝土框架的施工。有益效果：本专利技术的一种预制梁塑性铰区外连接的装配式混凝土框架结构及施工方法，具有以下有益效果：本专利技术的连接部位避开梁端塑性铰区域和梁柱节点部位，将连接区域设置在梁的受力较小处，可以减小装配式混凝土结构中节点连接部位性能不足时对结构整体性能的影响，增加装配式混凝土结构的安全系数，同时，该种装配式混凝土结构设计和节点连接部位施工方法简单有效，施工质量容易得到保障。附图说明图1为本专利技术预制梁和预制柱连接部位构造图；图2为本专利技术塑性铰外连接部位构造图；图3为预制梁吊装施工平面图；图4为预制梁和预制柱连接平面图；图5为预制梁吊装施工三维正视示意图；图6为预制梁吊装施工三维侧视示意图；图7为预制梁和预制柱连接三维正视示意图；图8为预制梁和预制柱连接三维侧视示意图；图9悬臂梁端部带键槽的预制柱构件三维示意图。其中：1-预制柱，2-预制梁，3-悬臂梁，4-抗剪键，5-抗剪键，6-预制构件连接区域，7-U形钢筋闭合环，8-U形钢筋闭合环，9-键槽，10-预制梁叠合层，11-连接部位箍筋，12-预制梁吊装施工方向。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。如图1-4所示，本专利技术的一种预制梁塑性铰区外连接的装配式混凝土框架结构，包括预制柱1和预制梁2，预制柱1为多层预制柱1，在预制柱1的节点核心区域设置有悬臂梁3；预制柱1上悬臂梁3端部伸出的U形钢筋闭合环8，预制梁2端部有对应的U形钢筋闭合环7，预制构件连接区域6采用湿连接的方式。预制柱1上悬臂梁3端部的U形钢筋闭合环8与预制梁2端部的U形钢筋闭合环7相互交叉，二者为搭接或间隔均匀布置，该处布置加密箍筋，并浇筑有混凝土，预制柱1的悬臂梁3长度不小于梁端塑性铰的长度。各预制构件的连接部位位于悬臂梁和预制梁的受力较小处，仅在重力作用下，此处的梁弯矩为零，同时，避开了梁端塑性铰的位置。通过该种方式的预制拼装技术方法，可以有效的提高装配整体式混凝土框架结构的整体性能，达到等现浇的设计目的。进一步的，伸出的悬臂梁3长度不应小于梁端塑性铰的长度，由于塑性铰长度受梁柱截面尺寸及剪跨比等因素的影响，可按照不同的工程实际情况取值，也可按照为max(h0，500mm)做近视取值，当梁为深梁结构时应根据计算分析确定预制柱1构件上悬臂梁3伸出的长度。U型钢筋闭合环可以以整根钢筋弯折闭合，或者悬臂梁和预制梁的上下部纵筋弯折后绑扎或焊接闭合，要求采用绑扎闭合或焊接闭合时，弯折的钢筋长度不小于max(200，0.5h0，10d)，同时钢筋的弯折搭接应满足现行GB50010-2010等技术规范的要求，悬臂梁3的U型钢筋闭合环8与预制梁2的U型钢筋闭合环7均匀间隔布置或交错钢筋搭接布置。如图9所示，预制梁2端伸出的U形钢筋闭合环为裸露或包裹在设置于预制梁2端的键槽9内，键槽9的长度和后浇节点区域的长度一致，避免在施工现场浇筑节点区域的混凝土需要模板施工，大大提高施工速度和施工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预制梁塑性铰区外连接的装配式混凝土框架结构，其特征在于：包括预制柱和预制梁，预制柱为多层预制柱，在预制柱的节点核心区域设置有悬臂梁；预制柱上悬臂梁端部伸出的U形钢筋闭合环，预制梁端部有对应的U形钢筋闭合环，预制柱上悬臂梁端部的U形钢筋闭合环与预制梁端部的U形钢筋闭合环相互交叉，二者为搭接或间隔均匀布置，该处布置加密箍筋，并浇筑有混凝土。

【技术特征摘要】
1.一种预制梁塑性铰区外连接的装配式混凝土框架结构，其特征在于：包括预制柱和预制梁，预制柱为多层预制柱，在预制柱的节点核心区域设置有悬臂梁；预制柱上悬臂梁端部伸出的U形钢筋闭合环，预制梁端部有对应的U形钢筋闭合环，预制柱上悬臂梁端部的U形钢筋闭合环与预制梁端部的U形钢筋闭合环相互交叉，二者为搭接或间隔均匀布置，该处布置加密箍筋，并浇筑有混凝土。2.根据权利要求1所述的预制梁塑性铰区外连接的装配式混凝土框架结构，其特征在于：其中，预制柱的悬臂梁长度不小于梁端塑性铰的长度。3.根据权利要求1所述的预制梁塑性铰区外连接的装配式混凝土框架结构，其特征在于：其中，各U型钢筋闭合环弯折的钢筋长度不小于max(200，0.5h0，10d)。4.根据权利要求1所述的预制梁塑性铰区外连接的装配式混凝土框架结构，其特征在于：其中，悬臂梁的U型钢筋闭合环与预制梁的U型钢筋闭合环1均匀间隔布置或交错钢筋搭接布置。5.根据权利要求1所述的预制梁塑性铰区外连接的装配式混凝土框架结构，其特征在于：其中，预制梁端伸出的U形钢筋闭合环为裸露或包裹在设置于预制梁端的键槽内，键槽的长度和后浇节点区域的长度一致，键槽的厚度不小于50mm，键槽内部的混凝土面为粗糙面，粗糙面的粗糙度采用堆沙法测定时不小于6mm。6.根据权利要求1所述的预制梁塑性铰区外连接的装配式混凝土框架结构，其特征在于：其中，悬臂梁的端部通过箍筋全部加密，预制梁端的箍筋加密长度不小于一倍的预制梁高与500mm二者中的较大值，连接部位后浇区域的U形钢筋闭合环作箍筋加密，三个箍筋加密区域的长度之和不应小于1/3的预制梁长。当预制梁上部连接现浇楼板或者预制叠合板时，预制梁为叠...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴刚，范家俊，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32