一种半预制型钢混凝土柱-型钢混凝土梁榫卯节点单元制造技术

本发明专利技术公开了一种半预制型钢混凝土柱‑型钢混凝土梁榫卯节点单元，属于建筑技术领域以及结构工程技术领域。本发明专利技术的半预制型钢混凝土柱‑型钢混凝土梁榫卯节点单元的节点处采取半预制及榫卯连接的方式，再进行一体化浇筑，加强了节点的刚度和抗震强度；半预制的钢梁与节点单元通过螺栓连接或者卡槽连接并且一体化浇筑，这样不仅加强了梁端的刚度，而且采用两种不同的连接方式可以适用于不同地缘的不同环境，进而体现了现代建筑的灵活度，有利于推广和应用。

A semi prefabricated joint element of steel reinforced concrete column and steel reinforced concrete beam

【技术实现步骤摘要】
一种半预制型钢混凝土柱-型钢混凝土梁榫卯节点单元
本专利技术涉及一种半预制型钢混凝土柱-型钢混凝土梁榫卯节点单元，属于建筑
以及结构工程

技术介绍
在现代化社会发展的过程中，钢筋混凝土施工技术有了飞跃的发展，现浇混凝土施工技术也逐渐发展起来。由于现浇混凝土工程具有良好的性能以及优越性，因此在各种土木工程中得到了广泛的应用。但是现浇混凝土工程也存在着一些问题，比如养护混凝土需要大量的模板、在施工现场的作业量大、施工周期较长、需要大量的人工以及不够绿色环保。为了解决这些问题，预制混凝土结构也在同时发展。我国对于预制混凝土结构探索与发展开始于20世纪50年代，直到20世纪80年代，在工业和民用建筑中都有着很好的应用。1990年以后，由于其他因素的影响，预制混凝土结构在民用建筑中的应用越来越少，迎来了一个萎缩的市场。随着我国经济的快速进步、对节能环保的要求越来越高、劳动力成本的持续上涨，近十年来我国在对预制装配式混凝土结构的研究开始增加。现有的预制装配式混凝土结构仍旧存在以下几个很大的问题：第一、工艺落后、工业化程度低、产品形式单一，相比发达国家来说比较落后，机械化工业化水平低，生产的构件远远达不到规定的质量标准。发达国家，像美国、加拿大、日本等，对装配式建筑的应用很广泛，高达百分之六十以上，相比之下，我国却达不到10％，这就造成了装配式建筑的优势很难发挥。第二、连接的困难，在现场安装时，因为预制构件制造时的公差，安装人员的熟练程度，当时的环境因素等造成的连接问题，还有安装横向支撑梁的困难，预制结构无法像钢框架那样快速安装。第三、整体性差，与全现浇模式相比装配式的整体性略低。主要体现在连接部分；连接处的刚度比全现浇模式相比较低。除此之外，普通的钢混凝土柱-型钢混凝土梁节点存在着抗震性能较弱，刚度较低的问题，而榫卯节点，各个构件之间的结点以榫卯相吻合，构成富有弹性的框架。榫卯节点是极为精巧的，这种构件连接方式不但可以承受较大的荷载，而且允许产生一定的变形，在地震荷载下通过变形抵消一定的地震能量，减小结构的地震响应。基于以上，急需设计出一种整体性强、安装简便、刚度高的预制结构体系。
技术实现思路
[技术问题]现有的预制装配式混凝土结构存在工艺落后、工业化程度低、整体性差、连接困难、刚度差、抗震性能弱等问题。[技术方案]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种半预制型钢混凝土柱-型钢混凝土梁榫卯节点单元，本专利技术的半预制型钢混凝土柱-型钢混凝土梁榫卯节点单元的节点处采取半预制及榫卯连接的方式，再进行一体化浇筑，加强了节点的刚度和抗震强度；半预制的钢梁与节点单元通过螺栓连接或者卡槽连接并且一体化浇筑，这样不仅加强了梁端的刚度，而且采用两种不同的连接方式可以适用于不同地缘的不同环境，进而体现了现代建筑的灵活度。具体的，本专利技术首先提供了一种半预制型钢混凝土柱-型钢混凝土梁榫卯节点单元，包括第一H型钢、填充于第一H型钢的第一混凝土、内置于第一混凝土内部的若干个第一纵筋和第一箍筋以及节点外伸半预制梁端；所述节点外伸半预制梁端包括由两个开口相对且平行的槽钢和与槽钢的腰相垂直的第二钢板组成的H型钢、垂直于槽钢的腰且与槽钢开口方向相反的第一钢板以及与槽钢的腰相连接的L型钢；其中，所述槽钢的腰与第一H型钢的腹板和翼缘相互垂直，所述L型钢其中一个钢板与槽钢的腰平行且相连，L型钢的另一个钢板与第一钢板远离第一H型钢的一端相垂直；所述槽钢的腰远离第一H型钢的一端设有若干个第一卡槽或若干个第一螺栓孔。在本专利技术的一种实施方式中，所述槽钢、第一钢板和第二钢板与第一H型钢的腹板之间经过螺栓连接或焊接。在本专利技术的一种实施方式中，第二钢板的长度小于槽钢的长度。在本专利技术的一种实施方式中，所述第一钢板的设置用于加强梁端抗剪能力。在本专利技术的一种实施方式中，所述第一卡槽或第一螺栓孔优选两个。在本专利技术的一种实施方式中，所述第一卡槽(以及后续的第二卡槽)的横截面积呈环形跑道状，即中间呈矩形，两端为半圆形的结构，此结构有助于后续抓手连接卡槽时，在产生振动的过程中，能够相对运动，以达到耗能的目的。在本专利技术的一种实施方式中，所述L型钢板的与槽钢的腰相垂直的钢板上设有若干个凹槽或者第三螺栓孔，用于和与节点外伸半预制梁端相连接的钢梁的纵筋相连或相固定。第二，本专利技术提供了上述半预制型钢混凝土柱-型钢混凝土梁榫卯节点单元与型钢混凝土梁的连接体，所述连接体上述的半预制型钢混凝土柱-型钢混凝土梁榫卯节点单元和型钢混凝土梁；其中，所述型钢混凝土梁包括第二H型钢、填充于第二H型钢的第二混凝土以及内置于第二混凝土的若干第二纵筋和若干第二箍筋；所述第二H型钢的靠近节点单元的翼缘边缘设有若干个第二卡槽或若干个第二螺栓孔，尺寸分别与节点单元的第一卡槽或第一螺栓孔的尺寸一致，所述第二H型钢与节点单元的节点外伸半预制梁端之间通过抓手将第一、第二卡槽或通过螺栓将第一、第二螺栓孔连接。在本专利技术的一种实施方式中，所述第二H型钢的翼缘宽度小于等于槽钢的腰的宽度，优选的，第二H型钢的翼缘可插入到槽钢的钢槽内部，槽钢的导槽结构(即开口处)有利于第二H型钢的安装，使得安装更加容易操作。在本专利技术的一种实施方式中，所述抓手为槽钢形状，用于将第一卡槽和第二卡槽进行连接，可用来耗能和卡住榫和卯，所述榫为槽钢，所述卯为第二H型钢。在本专利技术的一种实施方式中，连接第一、第二螺栓孔的第一螺栓的尺寸小于螺栓孔的尺寸，此处设置的作用是：当地震发生时，第一螺栓可在第一、第二螺栓孔之间左右移动，从而达到耗能减震的目的。在本专利技术的一种实施方式中，所述第二H型钢的翼缘与槽钢重叠处对应的第二H型钢的翼缘之间安装有加劲肋，所述加劲肋靠近所述第二H型钢的腹板处，加劲肋的设置可以提高梁的稳定性和抗扭性能。在本专利技术的一种实施方式中，所述第二纵筋穿过L型钢上的凹槽或者第三螺栓孔与L型钢相连。第三，本专利技术提供了上述半预制型钢混凝土柱-型钢混凝土梁榫卯节点单元与型钢混凝土梁的连接体的施工方法，先将第二H型钢的翼缘插入槽钢的钢槽中，将第一、第二卡槽或第一、第二螺栓孔对齐，将抓手或第一螺栓穿过第一、第二卡槽或第一、第二螺栓孔并进行锚固，在锚固处焊接加劲肋，最后用浇筑混凝土，即可获得所述连接体。通过本专利技术的优化设计，该半预制型钢混凝土柱-型钢混凝土梁柱榫卯节点单元及一般装配式型钢混凝土节点相比，具有以下优点：1.本专利技术设计的半预制型钢混凝土柱-型钢混凝土梁柱榫卯节点单元作为一个半预制整体榫卯单元，工业化、模块化程度高，并且柱间连接和梁间连接能够实现配件标准化，使得本设计在工厂加工效率高，更符合建筑行业未来工业化发展的模式。2.本专利技术设计的半预制型钢混凝土柱榫卯节点单元内设有卡槽连接或螺栓连接，当使用卡槽连接时，卡槽由一个矩形和两个半圆组成，抓手可用来耗能和卡住榫和卯；当使用第一螺栓连接时，连接两个螺栓孔的螺栓的尺寸略小于螺栓孔，当地震发生时，连接件可在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半预制型钢混凝土柱-型钢混凝土梁榫卯节点单元，其特征在于，包括第一H型钢、填充于第一H型钢的第一混凝土、内置于第一混凝土内部的若干个第一纵筋和第一箍筋以及节点外伸半预制梁端；所述节点外伸半预制梁端包括由两个开口相对且平行的槽钢和与槽钢的腰相垂直的第二钢板组成的H型钢、垂直于槽钢的腰且与槽钢开口方向相反的第一钢板以及与槽钢的腰相连接的L型钢；/n其中，所述槽钢的腰与第一H型钢的腹板和翼缘相互垂直，所述L型钢其中一个钢板与槽钢的腰平行且相连，L型钢的另一个钢板与第一钢板远离第一H型钢的一端相垂直；所述槽钢的腰远离第一H型钢的一端设有若干个第一卡槽或若干个第一螺栓孔。/n

【技术特征摘要】
1.一种半预制型钢混凝土柱-型钢混凝土梁榫卯节点单元，其特征在于，包括第一H型钢、填充于第一H型钢的第一混凝土、内置于第一混凝土内部的若干个第一纵筋和第一箍筋以及节点外伸半预制梁端；所述节点外伸半预制梁端包括由两个开口相对且平行的槽钢和与槽钢的腰相垂直的第二钢板组成的H型钢、垂直于槽钢的腰且与槽钢开口方向相反的第一钢板以及与槽钢的腰相连接的L型钢；
其中，所述槽钢的腰与第一H型钢的腹板和翼缘相互垂直，所述L型钢其中一个钢板与槽钢的腰平行且相连，L型钢的另一个钢板与第一钢板远离第一H型钢的一端相垂直；所述槽钢的腰远离第一H型钢的一端设有若干个第一卡槽或若干个第一螺栓孔。


2.根据权利要求1所述的一种半预制型钢混凝土柱-型钢混凝土梁榫卯节点单元，其特征在于，所述槽钢、第一钢板和第二钢板与第一H型钢的腹板之间经过螺栓连接或焊接。


3.根据权利要求1或2所述的一种半预制型钢混凝土柱-型钢混凝土梁榫卯节点单元，其特征在于，所述L型钢板的与槽钢的腰相垂直的钢板上设有若干个凹槽或者第三螺栓孔。


4.一种半预制型钢混凝土柱-型钢混凝土梁榫卯节点单元与型钢混凝土梁的连接体，其特征在于，所述连接体包括权利要求1～3任一所述的半预制型钢混凝土柱-型钢混凝土梁榫卯节点单元和型钢混凝土梁；其中，所述型钢混凝土梁包括第二H型钢、填充于第二H型钢的第二混凝土以及内置于第二混凝土的若干第二纵筋和若干...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹昀，李蜀豫，周杭飞，杨梦蝶，潘丽鹦，邱开发，闫光昊，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32