装配式混凝土框架结构梁柱的预应力连接节点制造技术

装配式混凝土框架结构梁柱的预应力连接节点属于土木工程中预制装配式混凝土结构技术领域。针对普通混凝土结构难以实现损伤控制设计，以及预制构件现浇连接节点需要现浇混凝土的缺点。本实用新型专利技术特征在于：梁（１）和柱（２）均为预制，梁与柱之间留有不大于１０ｍｍ宽的缝隙，通过砂浆（３）封闭；在梁（１）截面上、下核心点，以及柱（２）上对应梁截面上下核心点位置留设孔道（４）以便穿入无粘结预应力筋（５）；梁端上、下部距柱表面不小于１／２梁高范围内分别采用两个互相搭接的螺旋钢筋（６）约束混凝土。本实用新型专利技术为实现结构的损伤控制设计创造了条件；有利于实现强节点；或者采用相同的设计应力时可减少节点的箍筋配置量。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

装配式混凝土框架结构梁柱的预应力连接节点用于把预制的梁柱混凝土构件装配成框架整体，属于土木工程中预制装配式混凝土结构

技术介绍
随着社会的发展，建筑物的功能越来越复杂，地震带来的其它损失可能比建筑物本身破坏的损失大得多。而目前对于强震，结构设计的最终目标是避免建筑物倒塌以保护人们的生命安全，还难以实现控制强震引起的经济和功能损失的损伤控制设计。这种困难从结构上说主要在于以下三方面普通混凝土结构依靠构件吸收和耗散地震能量，因此构件遭受开裂和压坏在所难免；钢筋应力超过屈服应力，难于准确计算；往往会出现较大的残余变形。因此，如何解决这些问题，对提高人们对地震灾害造成的损失的主动控制水平具有重要意义。另一方面，由于装配式混凝土结构与现浇混凝土结构相比具有减少现场湿作业量、构件质量易保证、耐久性好、简化支撑工作、施工速度快、节约材料、有利于建筑工业化、经济和社会环境效益好等优点，所以应该积极推广应用装配式混凝土结构。然而装配式结构的抗震性能是由预制构件之间的连接所决定。我国大部分地区处于抗震设防区，所以连接可靠与否直接影响装配式结构的应用。最初装配式混凝土结构基本依靠焊接连接，可是，在1976年唐山大地震中，装配式结构破坏严重，几乎全部倒塌。自此以后，为改进装配式结构的抗震性能，要求装配式结构的连接节点能够与现浇节点相仿。为此普遍采用了预制构件现浇节点的装配结构形式。这种连接节点是把预制梁和柱中伸出的钢筋在节点处通过焊接或搭接连接起来，再现浇节点处的混凝土，从而形成现浇钢筋混凝土节点。尽管这种结构形式的整体性和抗震性能能够与现浇结构相媲美，但是由于这种连接节点需要现浇混凝土，因而大大削弱了装配式混凝土结构施工周期短、经济效益好的优点，这使得装配式结构的发展和应用受到了严重影响。因此消除现浇混凝土，充分发挥装配式混凝土结构的优点显得十分必要。鉴于以上原因，我们通过研究提出了装配式混凝土框架结构梁柱的预应力连接节点。
技术实现思路
本技术针对普通混凝土结构难以实现损伤控制设计，以及预制构件现浇连接节点需要现浇混凝土的缺点，提供一种新型连接节点，以解决上述问题。装配式混凝土框架结构梁柱的预应力连接节点的构造如图1所示梁1和柱2均为预制，梁1与柱2之间留有不大于10mm宽的缝隙，通过砂浆3封闭；在梁截面上、下核心点以及柱上对应梁截面上下核心点位置留设孔道4以便穿入无粘结预应力筋5；梁端上、下部距柱表面不小于1/2梁高范围内分别采用两个互相搭接的螺旋钢筋6约束混凝土。所述梁1截面上、下核心点，对于矩形截面即为截面竖向中轴线上分别距上下边缘1/3截面高度处。所述螺旋钢筋6是为防止地震引起反复大变形时梁端混凝土过早压坏而配置；配置量按不少于其约束混凝土体积的2％，且螺距不大于螺旋直径的1/4，螺旋直径宜在1/2梁宽与1/3梁高之间；其混凝土保护层最小厚度与箍筋的要求相同。无粘结预应力筋的预应力大小的设计原则为既要保证连接处的摩擦抗剪能力，又要使预应力筋中的应力始终保持在屈服极限以内。该连接节点中无粘结预应力筋的配置量根据连接截面处设计抗弯承载力确定。孔道4的内径应比无粘结预应力筋的直径大6～15mm。在这种连接节点中，梁柱借助于无粘结预应力筋的预应力，在梁柱接触面处产生压力和摩擦力，将梁柱构件装配成框架整体。梁的剪力通过梁与柱之间的摩擦力传递给柱，因此在梁和柱中均不需设置牛腿。无粘结预应力筋在提供连接处弯矩承载力的同时，还在梁柱接触面之间建立压力，以使连接处具有足够的摩擦抗剪能力，将梁的剪力传递给柱。通过适当设计无粘结预应力筋的初始应力，可以使无粘结预应力筋中的应力保持在弹性范围内，即使在较大烈度的地震位移后，也会在梁柱之间保持预压应力。这种连接在正常使用荷载及小震时保持刚性，当遭遇较大烈度的地震时，梁柱接触面处成为铰而发生转动，从而耗散部分能量。必要时再辅以耗能装置耗散部分地震能量。由于无粘结预应力筋保持弹性，结构在震后的残余变形非常小，可忽略不记。这就使普通混凝土结构所存在的前述三个问题得到解决，从而为实现结构的损伤控制设计创造了条件。另外，由于采用无粘结预应力筋，在节点区及梁中配置与普通钢筋混凝土结构等量的箍筋时，箍筋的应力减小，有利于实现强节点；或者采用相同的设计应力时可减少节点的箍筋配置量。附图说明图1为装配式混凝土框架结构梁柱的预应力连接节点正立面图；图2为为梁端截面图(图1的A-A截面)；图3为梁跨中部截面图(图1的B-B截面)。图中1是梁，2是柱，3是砂浆，4是孔道，5是无粘结预应力筋，6是螺旋钢筋。注意为使图面清晰未画出梁柱其它配筋，其它配筋应按设计确定。具体实施方式为实现装配式混凝土框架结构梁柱的预应力连接节点，首先根据设计确定的截面尺寸、配筋量、混凝土强度等级等预制梁1和柱2，梁和柱均为预制钢筋混凝土构件，也可以是预制预应力混凝土构件。预制时在梁端固定螺旋钢筋6，采用预埋波纹管或钢管留设孔道4，孔道分别位于梁截面的上下核心点位置；在柱中规定位置同样预埋波纹管或钢管留设孔道4；在梁柱的接触面处宜采用未抛光的木模板做成粗糙面以增加摩擦力。梁和柱混凝土养护到设计强度后，即可进行运输和现场吊装。先吊装柱，再吊装梁，梁可通过在柱上安装临时牛腿支撑。柱、梁就位后，在预留孔道4中穿入无粘结预应力筋5。无粘结预应力筋宜采用挤压涂塑的无粘结钢绞线(fptk＝1860N/mm2)。穿入无粘结预应力筋后在梁柱之间的缝隙灌注砂浆3，并灌注孔道4的砂浆。梁柱之间的缝隙所用砂浆宜用纤维砂浆或环氧砂浆，纤维宜用尼龙纤维，其长度可取10～15mm，掺量可按每立方米砂浆1.5～2kg。孔道用普通砂浆灌注即可。砂浆可用水泥浆代替，要求砂浆或水泥浆的设计抗压强度不低于梁混凝土设计抗压强度。灌浆达到设计强度后张拉无粘结预应力筋并用锚具锚固。最后移去临时支撑，即形成所要求的连接节点。权利要求1.装配式混凝土框架结构梁柱的预应力连接节点，其特征在于梁(1)和柱(2)均为预制，梁与柱之间留有不大于10mm宽的缝隙，通过砂浆(3)封闭；在梁(1)截面上、下核心点，以及柱(2)上对应梁截面上下核心点位置留设孔道(4)以便穿入无粘结预应力筋(5)；梁端上、下部距柱表面不小于1/2梁高范围内分别采用两个互相搭接的螺旋钢筋(6)约束混凝土。2.根据权利要求1所述的装配式混凝土框架结构梁柱的预应力连接节点，所述梁(1)截面上、下核心点，对于矩形截面即为截面竖向中轴线上分别距上下边缘1/3截面高度处。3.根据权利要求1所述的装配式混凝土框架结构梁柱的预应力连接节点，所述螺旋钢筋(6)配置量按不少于其约束混凝土体积的2％，且螺距不大于螺旋直径的1/4，螺旋直径宜在1/2梁宽与1/3梁高之间；其混凝土保护层最小厚度与箍筋的要求相同。专利摘要装配式混凝土框架结构梁柱的预应力连接节点属于土木工程中预制装配式混凝土结构
针对普通混凝土结构难以实现损伤控制设计，以及预制构件现浇连接节点需要现浇混凝土的缺点。本技术特征在于梁(1)和柱(2)均为预制，梁与柱之间留有不大于10mm宽的缝隙，通过砂浆(3)封闭；在梁(1)截面上、下核心点，以及柱(2)上对应梁截面上下核心点位置留设孔道(4)以便穿入无粘结预应力筋(5)；梁端上、下部距柱表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
装配式混凝土框架结构梁柱的预应力连接节点，其特征在于：梁（１）和柱（２）均为预制，梁与柱之间留有不大于１０ｍｍ宽的缝隙，通过砂浆（３）封闭；在梁（１）截面上、下核心点，以及柱（２）上对应梁截面上下核心点位置留设孔道（４）以便穿入无粘结预应力筋（５）；梁端上、下部距柱表面不小于１／２梁高范围内分别采用两个互相搭接的螺旋钢筋（６）约束混凝土。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马华，李振宝，董挺峰，白聪敏，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]