预应力装配式混凝土框架节点连接结构及其施工方法技术

本发明专利技术涉及装配式混凝土框架结构技术领域，公开了一种预应力装配式混凝土框架节点连接结构及其施工方法。本发明专利技术包括预制混凝土柱、预制混凝土叠合梁、叠合楼板、连接预制混凝土柱和预制混凝土叠合梁的后张预应力钢筋束、抗弯耗能钢筋和抗剪高强钢筋，预制混凝土叠合梁的梁后浇层与叠合楼板的板后浇层一体浇筑而成；预制混凝土叠合梁与预制混凝土柱之间的梁柱接缝内填筑高强灌缝粘结材料；抗弯耗能钢筋和抗剪高强钢筋铺设在预制混凝土叠合梁上部的梁后浇层内，抗弯耗能钢筋位于抗剪高强钢筋上方。本发明专利技术可高效施工，抗震性能和抗连续倒塌能力良好，便于震后修复。

Prestressed prefabricated type concrete frame node joint structure and construction method thereof

The invention relates to the technical field of an assembled concrete frame structure, and discloses a prestressed assembled type concrete frame joint structure and a construction method thereof. The invention comprises a precast concrete precast concrete column, composite beam, composite slab, precast concrete columns and connecting precast concrete composite beam prestressed reinforced beam, flexural and shear strength of reinforced steel precast concrete composite beam beam pouring layer and composite floor board after pouring one layer concrete; precast concrete composite beams and precast concrete beam column joints between column filling high-strength seam filling adhesive material; bending and shear strength of reinforced steel precast concrete composite beams are laid on the upper part of the beam pouring layer, bending shear in reinforced high-strength steel above. The invention has the advantages of high efficiency construction, good seismic performance and progressive collapse resistance, and is convenient for post earthquake rehabilitation.

【技术实现步骤摘要】
预应力装配式混凝土框架节点连接结构及其施工方法
本专利技术涉及装配式混凝土框架结构
，特别是涉及一种预应力装配式混凝土框架节点连接结构及其施工方法。
技术介绍
装配式混凝土框架结构体系由于其施工速度快、社会环境效益好等优点被广泛应用，其抗震性能主要有预制构件之间的连接节点决定。目前，国内的装配式混凝土框架结构体系主要采用两种方式，一种是半干式的，梁柱在节点连接处断开，分段预制梁柱构件，而梁柱的连接节点区域在施工现场现浇形成装配整体式的结构体系，这种节点的连接结构施工复杂，难度较大；一种是干式的，主要应用在厂房结构中，在预制柱上设置支撑预制梁的牛腿，预制柱与预制梁之间通过钢板预埋件焊接或者插筋连接，这种节点的连接结构传递梁端弯矩的能力较差，节点抗震性能差。关于装配式混凝土框架结构体系的干式连接节点，美国和日本不设置牛腿，将其应用于民用建筑中，一般有以下几种方式：一种是在梁的上下部均设置耗能钢筋，虽然大地震下耗能能力好，但导致节点施工复杂，尤其是梁下部的耗能钢筋，安装不方便；一种是梁柱仅通过后张预应力钢筋连接，这种结构在大地震下耗能性能差，抗震性能不理想；一种是在预制梁的上部预留孔洞，孔洞内设置耗能钢筋，需要在梁上设置较长的施工槽用于现场铺设耗能钢筋，施工过程复杂、难度大，同时耗能钢筋兼做抗剪钢筋，应用数量大，难以在预制截面内布设，且在边柱内的锚固长度经常会出现不足，导致这种节点抗剪性能差特别是当预应力筋失效时节点抗连续倒塌能力较差；这种干式的连接节点，虽然现场湿作业更少，但结构楼板整体性差、且楼层间的防水性能难以保证。
技术实现思路
本专利技术提供一种可高效施工，抗震性能和抗连续倒塌能力良好，便于震后修复的的预应力装配式混凝土框架节点连接结构及其施工方法。解决的技术问题是：现有的半干式装配式混凝土框架结构连接节点施工过程复杂、难度大，干式连接节点施工难度大，结构整体性差，抗震性能差。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术预应力装配式混凝土框架节点连接结构，包括预制混凝土柱、预制混凝土叠合梁和叠合楼板，其特征在于：还包括设置在节点下方的临时支撑和连接预制混凝土柱和预制混凝土叠合梁的后张预应力钢筋束、抗弯耗能钢筋与抗剪高强钢筋；预制混凝土叠合梁的梁后浇层与叠合楼板的板后浇层一体浇筑而成；预制混凝土叠合梁与预制混凝土柱之间的梁柱接缝内填筑高强灌缝粘结材料；所述抗弯耗能钢筋和抗剪高强钢筋铺设在预制混凝土叠合梁上部的梁后浇层内，抗弯耗能钢筋位于抗剪高强钢筋上方。本专利技术预应力装配式混凝土框架节点连接结构，进一步的，所述预制混凝土叠合梁包括下部的预制梁和上部的梁后浇层，所述预制梁截面中部至下部1/3范围内、沿其长度方向、通长设置有梁预应力筋孔道；所述预制混凝土柱上水平设置有柱预应力筋孔道，与梁预应力筋孔道配合、对应设置；所述后张预应力钢筋束依次穿过梁预应力筋孔道和柱预应力筋孔道，通过预应力筋外锚头将梁柱张拉紧固；不在同一条直线上的柱预应力筋孔道在柱高度方向上交错设置。本专利技术预应力装配式混凝土框架节点连接结构，进一步的，所述预制混凝土叠合梁与预制混凝土柱之间的梁柱接缝的宽度为10-30mm。本专利技术预应力装配式混凝土框架节点连接结构，进一步的，所述高强灌缝粘结材料采用抗压强度45MPa以上的高强快硬水泥基灌浆料、纤维快硬水泥基灌浆料或聚合物砂浆中的一种或几种。本专利技术预应力装配式混凝土框架节点连接结构，进一步的，所述抗剪高强钢筋一端伸入预制混凝土柱内通过机械连接接头与柱内锚固钢筋连接，一端被浇筑在梁后浇层内，所述抗剪高强钢筋被浇筑在梁后浇层内的长度不小于15倍的钢筋直径。本专利技术预应力装配式混凝土框架节点连接结构，进一步的，所述抗弯耗能钢筋采用柱内无粘结形式设置，所述预制混凝土柱内水平设置有耗能钢筋孔道，抗弯耗能钢筋穿过耗能钢筋孔道，一端伸出预制混凝土柱的外侧边通过柱外锚固板与预制混凝土柱连接，另一端被浇筑在梁后浇层内。本专利技术预应力装配式混凝土框架节点连接结构，进一步的，所述抗弯耗能钢筋采用柱外部分粘结形式设置，抗弯耗能钢筋一端伸入预制混凝土柱内通过机械连接接头与柱内锚固钢筋连接，抗弯耗能钢筋另一端被浇筑在梁后浇层内；所述抗弯耗能钢筋上套设有套管，套管一端紧贴预制混凝土柱外侧壁设置，套管的长度为抗弯耗能钢筋直径的4-23倍；所述套管内的抗弯耗能钢筋为颈缩段，颈缩段的截面积为抗弯耗能钢筋截面积的50-90%，颈缩段从距离机械连接接头1-3倍抗弯耗能钢筋直径处开始延伸至套管尾端。本专利技术预应力装配式混凝土框架节点连接结构，进一步的，所述颈缩段的截面形状为圆形或异形，异形由两条相互平行的直线与两条对称设置的圆弧围合而成，圆弧所在圆的半径与抗弯耗能钢筋的半径一致，圆弧的圆心角为50-70°。本专利技术预应力装配式混凝土框架节点连接结构，进一步的，所述抗弯耗能钢筋采用柱外全粘结形式设置，抗弯耗能钢筋一端伸入预制混凝土柱内通过机械连接接头与柱内锚固钢筋连接，另一端被浇筑在梁后浇层内。本专利技术预应力装配式混凝土框架节点连接结构的施工方法，包括以下步骤：步骤一、安装临时支撑：根据设计方案，在预制混凝土柱上安装临时支撑；步骤二、安装预制混凝土柱：吊装过程中，通过临时支撑调整预制混凝土柱的垂直度；步骤三、安装预制混凝土叠合梁：吊装预制梁，将其固定在临时支撑上方；步骤四、安装叠合楼板：吊装叠合楼板的预制板，将其与预制梁固定；步骤五、安装后张预应力钢筋束：在预制混凝土柱和预制混凝土叠合梁的预制梁内铺设后张预应力钢筋束；步骤六、填筑梁柱接缝：预制混凝土叠合梁与预制混凝土柱之间的梁柱接缝内填筑高强灌缝粘结材料，梁柱接缝宽度为10-30mm；步骤七、张拉后张预应力钢筋束：待梁柱接缝内的粘结材料达到要求强度后，张拉后张预应力钢筋束，并进行固定；步骤八、铺设抗弯耗能钢筋和抗剪高强钢筋：在预制混凝土叠合梁待浇筑的梁后浇层位置铺设抗弯耗能钢筋和抗剪高强钢筋，抗弯耗能钢筋和抗剪高强钢筋的一端分别与预制混凝土柱连接；步骤九、浇筑后浇层：预制混凝土叠合梁的梁后浇层与叠合楼板的板后浇层现场一体浇筑而成，待浇筑混凝土结构达到要求强度后进行养护。本专利技术预应力装配式混凝土框架节点连接结构与现有技术相比，具有如下有益效果：本专利技术预应力装配式混凝土框架节点连接结构使用预制混凝土叠合梁和叠合楼板，其后浇筑层一体浇筑，将抗弯耗能钢筋和抗剪高强钢筋浇筑在其中，形成一个整体，提高了结构的整体性，保证了楼层具有较好的防水性性能，便于后装钢筋的设置，大大降低了施工难度；在预制梁与预制柱内通长设置有直线型的预应力筋孔道，其内穿设后张预应力钢筋束，可采用粘结或无粘结形式，与上方的抗弯耗能钢筋和抗剪高强钢筋相结合，连接梁柱，形成完整的受力体系，有效提高了结构的耗能性，增强了结构的抗震性能和抗连续倒塌的能力。本专利技术中的抗弯耗能钢筋采用柱外部分粘结形式时，采用套管实现部分粘结，并将套管内的抗弯耗能钢筋设置了颈缩段，上部钢筋的屈服会集中在无粘颈缩段，保证了无粘颈缩段外钢筋与混凝土粘结部分不会发生屈服破坏，从而降低颈缩段外钢筋及混凝土的破坏；而变形在钢筋颈缩段均匀分布也能保证颈缩段不会应为变形过于集中而发生破坏。本专利技术节点的截面上部同时设置了抗弯耗能钢筋和抗剪高强钢筋，抗剪高强钢筋提高了节点抗本文档来自技高网...

【技术保护点】
预应力装配式混凝土框架节点连接结构，包括预制混凝土柱（1）、预制混凝土叠合梁（2）和叠合楼板（3），其特征在于：还包括设置在节点下方的临时支撑（4）和连接预制混凝土柱（1）和预制混凝土叠合梁（2）的后张预应力钢筋束（5）、抗弯耗能钢筋（6）与抗剪高强钢筋（7）；预制混凝土叠合梁（2）的梁后浇层（22）与叠合楼板（3）的板后浇层（32）一体浇筑而成；预制混凝土叠合梁（2）与预制混凝土柱（1）之间的梁柱接缝内填筑高强灌缝粘结材料（8）；所述抗弯耗能钢筋（6）和抗剪高强钢筋（7）铺设在预制混凝土叠合梁（2）上部的梁后浇层（22）内，抗弯耗能钢筋（6）位于抗剪高强钢筋（7）上方。

【技术特征摘要】
1.预应力装配式混凝土框架节点连接结构，包括预制混凝土柱（1）、预制混凝土叠合梁（2）和叠合楼板（3），其特征在于：还包括设置在节点下方的临时支撑（4）和连接预制混凝土柱（1）和预制混凝土叠合梁（2）的后张预应力钢筋束（5）、抗弯耗能钢筋（6）与抗剪高强钢筋（7）；预制混凝土叠合梁（2）的梁后浇层（22）与叠合楼板（3）的板后浇层（32）一体浇筑而成；预制混凝土叠合梁（2）与预制混凝土柱（1）之间的梁柱接缝内填筑高强灌缝粘结材料（8）；所述抗弯耗能钢筋（6）和抗剪高强钢筋（7）铺设在预制混凝土叠合梁（2）上部的梁后浇层（22）内，抗弯耗能钢筋（6）位于抗剪高强钢筋（7）上方。2.根据权利要求1所述的预应力装配式混凝土框架节点连接结构，其特征在于：所述预制混凝土叠合梁（2）包括下部的预制梁（21）和上部的梁后浇层（22），所述预制梁（21）截面中部至下部1/3范围内、沿其长度方向、通长设置有梁预应力筋孔道（52）；所述预制混凝土柱（1）上水平设置有柱预应力筋孔道（51），与梁预应力筋孔道（52）配合、对应设置；所述后张预应力钢筋束（5）依次穿过梁预应力筋孔道（52）和柱预应力筋孔道（51），通过预应力筋外锚头（53）将梁柱张拉紧固；不在同一条直线上的柱预应力筋孔道（51）在柱高度方向上交错设置。3.根据权利要求1所述的预应力装配式混凝土框架节点连接结构，其特征在于：所述预制混凝土叠合梁（2）与预制混凝土柱（1）之间的梁柱接缝的宽度为10-30mm。4.根据权利要求1所述的预应力装配式混凝土框架节点连接结构，其特征在于：所述高强灌缝粘结材料（8）采用抗压强度45MPa以上的高强快硬水泥基灌浆料、纤维快硬水泥基灌浆料或聚合物砂浆中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的预应力装配式混凝土框架节点连接结构，其特征在于：所述抗剪高强钢筋（7）一端伸入预制混凝土柱（1）内通过机械连接接头（92）与柱内锚固钢筋（91）连接，一端被浇筑在梁后浇层（22）内，所述抗剪高强钢筋（7）被浇筑在梁后浇层（22）内的长度不小于15倍的钢筋直径。6.根据权利要求1所述的预应力装配式混凝土框架节点连接结构，其特征在于：所述抗弯耗能钢筋（6）采用柱内无粘结形式设置，所述预制混凝土柱（1）内水平设置有耗能钢筋孔道（61），抗弯耗能钢筋（6）穿过耗能钢筋孔道（61），一端伸出预制混凝土柱（1）的外侧边通过柱外锚固板（62）与预制混凝土柱（1）连接，另一端被浇筑在梁后浇层（22）内。7.根据权利要求1所述的预应力装配式混凝土框架节点连接结构，其特征在于：所述抗弯耗能钢筋（6）采用柱...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭海山，齐虎，刘康，王冬雁，李黎明，田力达，耿娇，李明，张海涛，李桐，杨晓杰，范昕，侯学颖，曾涛，蒋立红，
申请(专利权)人：中国建筑股份有限公司，北京中建柏利工程技术发展有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11