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预制装配式叠合柱混合梁连接节点、预制装配式建筑

文献发布时间:2024-01-17 01:27:33


预制装配式叠合柱混合梁连接节点、预制装配式建筑

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域,尤其是预制装配式建筑结构,具体涉及一种预制装配式叠合柱混合梁连接节点、预制装配式建筑。

背景技术

随着国家进一步对建筑工程节能减排以及环保上的要求,越来越多的建筑工程开始对建筑物大部分采用装配式建筑模块的方式进行施工,一般是相应的工厂预先生产好装配式模块,如预制梁、预制柱等,再运送至施工地点,并由施工人员操作相应的吊机等工程机械将预制梁和预制柱运送建筑物指定的位置处进行安装。

现有装配式结构中,预制混凝土结构应用较为广泛,主要包括预制装配式钢筋混凝土结构和装配式钢结构。

(1)预制装配式钢筋混凝土结构:混凝土柱+混凝土叠合梁

装配式框架结构,预制率高,施工速度快,但结构刚度和整体性较差;装配整体式框架结构的节点采用“湿式连接”(灌浆套筒连接、浆锚搭接连接),框架梁采用叠合梁,结构的刚度和整体性与现浇混凝土框架结构接近。预制混凝土柱之间采用灌浆套筒连接,连接节点工程质量不好控制,施工速度较慢,承载力低,抗震性能差。叠合梁上铁现场施工,箍筋采用开口形式,现场作业多;叠合梁与预制柱钢筋采用灌浆套筒或车丝套筒连接,现场工作量大;叠合梁施工时需要设置临时支撑,占用楼层空间,施工工序繁琐,施工速度慢。

(2)装配式钢结构:钢柱+钢梁+钢筋桁架楼承板

采用钢柱和钢梁通过焊接或栓接形成框架,楼板通常采用压型钢板或钢筋桁架楼承板。采用钢柱和钢梁,用钢量大,造价较高,防腐防火性能一般;舒适度较差,与填充墙适应性一般,故其应用受到较大限制。

发明内容

鉴于现有技术的不足,本发明的主要目的是提供一种预制装配式叠合柱混合梁连接节点、预制装配式建筑,以解决现有技术中的一个或多个问题。

本发明的技术方案如下:

本发明首先一种预制装配式叠合柱混合梁连接节点,包括:叠合柱,包括钢管混凝土芯柱和管外叠合层,所述钢管混凝土芯柱位于叠合柱中心,由圆钢管和管内混凝土构成,所述管外叠合层由圆钢管外围绑扎柱纵筋和柱箍筋并浇筑管外混凝土形成,所述叠合柱的上端内凹,下端内凸并设有封边板,上部叠合柱与下部叠合柱在施工现场通过内凸与内凹插接连接并由封边板焊接固定;混合梁,由箱型牛腿和钢筋混凝土叠合梁构成,箱型牛腿设置在叠合梁的两端,叠合梁上铁纵筋、下铁纵筋通长布置且两端与箱型牛腿上、下翼缘焊接连接,叠合梁腰筋通长布置且两端与箱型牛腿两侧腹板焊接连接,并且箱型牛腿上翼缘延伸至少完全覆盖混合梁塑性铰区;并且所述叠合柱与混合梁通过所述箱型牛腿连接固定。

在一些实施例中,所述柱纵筋包括纵筋角筋和纵筋非角筋,所述纵筋角筋采用大直径钢筋,竖向上采用挤压套筒连接,所述纵筋非角筋采用小直径构造钢筋,竖向上采用搭接连接。

在一些实施例中,箱型牛腿下翼缘延伸至少完全覆盖混合梁塑性铰区。

在一些实施例中,所述箱型牛腿的上、下翼缘沿其长度和/或宽度方向开设有多个孔洞。

在一些实施例中,所述叠合柱的底端通过所述封边板向下内凸焊接一内管,所述内管的直径小于所述圆钢管的内径,上部叠合柱与下部叠合柱在施工现场通过内凸与内凹插接连接时下部叠合柱顶端的内凹处浇筑灌浆料,下部叠合柱与封边板焊接固定;

优选的,上部叠合柱和下部叠合柱连接的外部后浇混凝土,并且后浇带长度控制在200~300mm;

优选的,后浇混凝土采用超高性能混凝土(UHPC)。

在一些实施例中,所述叠合柱内部对应箱型牛腿上、下翼缘位置设有环板和端板,所述环板内侧与圆钢管焊接,外侧与端板焊接,所述端板设置在叠合柱的外壁,所述叠合柱通过端板与所述箱型牛腿焊接连接;

优选的,所述端板内侧对应箱型牛腿腹板处设置有栓钉。

在一些实施例中,所述环板在箱型牛腿上、下翼缘位置分别设有两块,两块环板分别对应箱型牛腿翼缘及翼缘传力范围内;

两块环板之间的间距不大于100mm;

优选的,所述环板为正八边形环板,正八边形的直边与所述端板焊接,正八边形的角部切角。

本发明进一步提供一种预制装配式建筑,包括所述的叠合柱混合梁连接节点,以及混合梁主次梁连接节点和混合梁楼板连接节点。

在一些实施例中,所述混合梁主梁内部对应混合梁次梁的箱型牛腿上、下翼缘位置设有水平板和端板,所述水平板与端板焊接,所述端板设置在所述混合梁主梁外壁,所述混合梁主梁通过端板与混合梁次梁的箱型牛腿焊接连接;

优选的,所述水平板在混合梁主梁上部和下部分别设有两块,两块水平板分别对应混合梁次梁的箱型牛腿翼缘及翼缘传力范围内;

优选的,所述端板内侧对应混合梁次梁箱型牛腿腹板处设置有栓钉。

在一些实施例中,所述箱型牛腿上翼缘延伸范围内设有隔板,所述隔板竖向设置在混合梁左右两侧壁,将楼板混凝土隔断,楼板钢筋穿过隔板并与混合梁钢筋通过后浇混凝土浇筑为一体;

所述隔板在混合梁左右两侧壁设置一块或间隔设置多块;

所述隔板为聚四氟乙烯板。

本发明相对于现有技术的有益效果是:本发明提出一种预制装配式叠合柱混合梁连接节点,工厂全预制,防腐、防火性能好,施工便捷可靠,以较低的工程造价实现了装配式结构的绿色建筑理念。可广泛应用于各种住宅、办公、酒店、商业等低多层、高层和超高层建筑中。具体而言,至少具有如下实际效果:

叠合柱采用全预制形式,预制率100%,符合装配式发展理念;钢管混凝土芯柱内混凝土采用高强混凝土,避免现场采用高强混凝土的离散性;此外,管内混凝土工厂施工,可方便检测管内混凝土浇筑质量。钢管混凝土芯柱和管外叠合层共同工作,且给圆钢管提供防火、防腐保护,耐久性优异;叠合柱型钢含量1.5%~4%,装配式叠合柱混合梁结构造价为普通钢结构的1/3~1/2,可解决钢结构造价高的痼疾。

叠合柱采用上凹下凸形式,灌浆料可见可控,施工简单,节点连接可靠。上、下部叠合柱共同焊接于封边板,传力直接,焊接方便。叠合柱纵筋角筋采用大直径钢筋,承担预制叠合柱的大部分弯矩;大直径钢筋采用挤压套筒连接,施工简单且检测便利,对误差容忍度高,避免套筒灌浆连接检测困难、施工质量难以保证的缺点,也避免了螺纹套筒连接误差容忍度低的缺点。纵筋非角筋采用小直径构造钢筋;小直径构造钢筋采用搭接连接,后浇混凝土采用超高性能混凝土(UHPC),叠合柱拼接节点后浇带长度控制在200~300mm之间,提高预制率并减少现场施工工作量;此外,节点区采用UHPC,可满足强节点弱构件的要求。

混合梁纵筋工厂与箱型牛腿焊接,质量可控,现场可不设置钢筋工,现场施工简单;钢筋与箱型牛腿、工厂预制混凝土可靠连接,保证混合梁在施工荷载下的受力可靠,混合梁施工荷载作用下受力性能接近钢梁,混合梁下可不设置临时支撑,节省施工工序。

牛腿采用箱型截面,可确保混合梁的抗扭性能,便于抵抗施工过程中楼板产生的不平衡弯矩;箱型牛腿含钢量为钢梁的1/10~1/5,可解决钢梁造价高的痼疾;箱型牛腿上翼缘长度延伸至少完全覆盖混合梁塑性铰区,将受拉钢筋的接头外移到钢筋受力小的部位。

叠合柱与混合梁连接节点采用钢结构连接,施工技术成熟,均可视化,验收便利,施工技术可靠。叠合柱与箱型牛腿连接节点采用正八边形多环板方案,在满足箱型牛腿可靠传力基础上,环板不凸出叠合柱,建筑效果好,施工简单,叠合柱预制模板设置规则,造价低;多环板方案可减少环板厚度,保证环板厚度与圆钢管、端板厚度相近,焊接质量容易保证。此外,采用箱型牛腿的翼缘、腹板共同传递牛腿弯矩,可减少箱型牛腿翼缘宽度,进一步便于环板设置。

主次梁连接采用双层钢板连接节点,施工与钢梁相同,现场仅焊接连接,避免了普通叠合梁钢筋锚固、灌浆套筒连接等施工工序,施工技术成熟,质量可控。

箱型牛腿上、下翼缘可开设孔洞,削弱翼缘承载力;受力性能接近犬骨式节点,确保塑性铰在塑性铰区产生,耗能能力更强,接近钢梁耗能能力;此外,孔洞的设置,可强化翼缘上下混凝土的整体性,保证浇筑质量。

混合梁塑性铰区范围内设置聚四氟乙烯板,地震作用下楼板不参与框架梁共同受力,确保混合梁塑性铰区外移至混合梁端,避免常规设计“强梁弱柱”问题,实现“强柱弱梁”;该方法构造简单,施工方便,确保混合梁正常使用状态下与普通梁板受力相同,地震作用下混合梁在塑性铰区的延性耗能。

应当理解,本发明任一实施方式的实现并不意味要同时具备或达到上述有益效果的多个或全部。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是示例性的,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容涵盖的范围内。

图1为本发明一些实施例的叠合柱整体结构示意图(连接状态);

图2为图1的剖切示意图,其中(a)为2a-2a剖切面,(b)为2b-2b剖切面;

图3为本发明一些实施例的混合梁结构示意图(箱型牛腿上翼缘延伸至混合梁塑性铰区外);

图4为图3的剖切示意图,其中(a)为1a-1a剖切面,(b)为1b-1b剖切面;

图5为本发明一些实施例的混合梁结构示意图(箱型牛腿上、下翼缘延伸至混合梁塑性铰区外);

图6为图5的剖切示意图,其中(a)为1a-1a剖切面,(b)为1b-1b剖切面;

图7为本发明一些实施例的箱型牛腿与钢筋混凝土叠合梁局部连接放大示意图,其中(a)为箱型牛腿上翼缘延伸至混合梁塑性铰区,(b)为箱型牛腿上、下翼缘延伸至混合梁塑性铰区;

图8为本发明一些实施例的混合梁平面结构示意图;

图9为图8的局部区域放大图;

图10为本发明一些实施例的叠合柱与混合梁连接示意图;

图11为图10的3a-3a剖切示意图,其中(a)为叠合柱与一根混合梁连接,(b)为叠合柱与两根混合梁连接,(c)为叠合柱与三根混合梁连接,(d)为叠合柱与四根混合梁连接;

图12为本发明一些实施例的混合梁主梁与混合梁次梁连接示意图,其中(a)为混合梁次梁沿一侧与混合梁主梁连接,(b)为混合梁次梁沿两侧与混合梁主梁连接;

图13为图12的剖切示意图,其中(a)为图12中(a)的4a-4a剖切面,(b)为图12中(b)的4b-4b剖切面;

图14为本发明一些实施例的混合梁与楼板连接示意图;

图15为图14的5a-5a剖切示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明实施例作进一步详细说明。在此,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,但并不作为对本发明的限定。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

应当理解,术语“包括/包含”、“由……组成”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的产品、设备、过程或方法不仅包括那些要素,而且需要时还可以包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种产品、设备、过程或方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括/包含……”、“由……组成”限定的要素,并不排除在包括所述要素的产品、设备、过程或方法中还存在另外的相同要素。

还需要理解,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置、部件或结构必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作,不能理解为对本发明的限制。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。

本发明提出的预制装配式叠合柱混合梁连接节点充分利用了钢结构和混凝土结构的优点,具有优异的抗震性能和耐久性。与装配式混凝土结构相比,节点连接简便,施工快捷可靠,抗震性能优异,可降低工程综合成本、节约材料、减少能耗;与装配式钢结构相比,防腐、防火性能优异,耐久性及舒适度好,材料成本低。

以下结合较佳的实施方式对本发明的实现进行详细的描述。

如图1至图11所示,本发明首先提出一种预制装配式叠合柱混合梁连接节点,主要包括叠合柱1和混合梁2。

参见图1、图2,叠合柱1包括钢管混凝土芯柱和管外叠合层,其中钢管混凝土芯柱位于叠合柱1中心,由圆钢管101和管内混凝土102构成,管外叠合层由圆钢管101外围绑扎柱纵筋103和柱箍筋104并浇筑管外混凝土105形成。钢管混凝土芯柱与管外叠合层共同工作,且给圆钢管101提供防火、防腐保护。

叠合柱1为预制叠合柱,工厂预制时,叠合柱1的上端圆钢管101内浇筑管内混凝土102时不完全浇筑而是预留一定的距离,形成向内侧凹陷的空间;叠合柱1的下端沿内侧向下凸起,该凸起与其下端设置的封边板4连接固定,在施工现场将预制好的上部叠合柱和下部叠合柱通过内凸与内凹插接连接并由封边板4焊接固定。

内凸内凹式节点施工简单,误差容忍度高,钢管生产、施工引起的误差可通过封边板4转换消除;施工时钢管直接就位,免除引导板等施工措施。

封边板4沿预制叠合柱的管外混凝土105外部与圆钢管101焊接连接,封边板4作为预制叠合柱的边模设置在其两端端头。

这里的上部叠合柱是指施工现场上下两个叠合柱搭接时位于上方的叠合柱,下部叠合柱即位于下方的叠合柱,指代的是位置关系。

继续参见图1、图2,叠合柱1的底端通过封边板4向下内凸焊接一内管6,该内管6的直径小于圆钢管101的内径,上部叠合柱与下部叠合柱在施工现场搭接时,首先在下部叠合柱顶端的内凹处沿内壁浇筑灌浆料14,确保管内混凝土102受力的连续性,然后将上部叠合柱底端的内管6插入下部叠合柱的内凹处并将下部叠合柱顶端的圆钢管101与上部叠合柱底端设置的封边板4焊接固定,以保证圆钢管101受力的连续性。

浇筑灌浆料14即坐浆,坐浆施工时可视,质量容易保证;圆钢管底部坐浆后,可保证受力最重要的圆钢管底部浆料密实,保证圆钢管压力传递的可靠性。而灌浆施工时浆料流动不可视,极易导致圆钢管底部浆料不密实,影响结构安全。

此外,上部叠合柱和下部叠合柱搭接的外部设有后浇带15,后浇带15内后浇混凝土,后浇混凝土采用超高性能混凝土(UHPC),后浇带长度控制在200~300mm之间,提高预制率并减少现场施工工作量。

继续参见图1、图2,柱纵筋103包括纵筋角筋1031和纵筋非角筋1032,纵筋角筋1031采用大直径钢筋,钢筋直径优选为D25-D40,承担预制叠合柱的大部分弯矩,纵筋非角筋1032采用小直径构造钢筋,钢筋直径优选为D14-D20。

考虑到叠合柱角筋的重要性,上部叠合柱和下部叠合柱的纵筋角筋1031在后浇带15内采用挤压套筒16连接,施工简单且检测便利,对误差容忍度高,避免套筒灌浆连接检测困难、施工质量难以保证的缺点,也避免了螺纹套筒连接误差容忍度低的缺点;此外,挤压套筒16价格便宜,为灌浆套筒价格的1/10~1/5。

上部叠合柱和下部叠合柱的纵筋非角筋1032在后浇带15内采用搭接连接,钢筋的搭接长度为15D(钢筋直径)。

本发明中,预制叠合柱构件长度为3~12m,整根安装,吊装方案与钢结构相同,施工速度快。预制叠合柱截面尺寸为300mm~800mm,重量为3~10吨,预制叠合柱型钢含量为1.5%~3%,预制叠合柱造价为普通钢结构的1/3~1/2,可解决钢结构造价高的痼疾。

预制叠合柱管内、管外混凝土均在工厂预制,预制率100%,符合装配式发展理念。管内可采用高强混凝土,避免现场采用高强混凝土的离散性;此外,管内混凝土工厂施工,可方便检测管内混凝土浇筑质量。

参见图3至图9,混合梁2由箱型牛腿20和钢筋混凝土叠合梁21连接而成,其中箱型牛腿20设置在钢筋混凝土叠合梁21的两端,叠合梁上铁纵筋211、下铁纵筋212通长布置且两端分别与箱型牛腿上翼缘201、箱型牛腿下翼缘202在工厂提前焊接连接,叠合梁腰筋213通长布置且两端与箱型牛腿两侧腹板203在工厂提前焊接连接,并且箱型牛腿上翼缘201延伸至少完全覆盖混合梁塑性铰区22,即箱型牛腿上翼缘长度需延伸至混合梁塑性铰区22外,将受拉钢筋的接头外移到钢筋受力小的部位。需要说明,本发明所说的塑性铰区为混合梁端1~2倍梁高范围。

箱型牛腿20与钢筋混凝土叠合梁21在工厂提前连接,避免普通叠合梁的现场钢筋绑扎施工作业,混合梁2施工现场无需钢筋工;叠合梁上铁纵筋211通长设置,保证混合梁2在施工荷载下的受力,混合梁2施工荷载作用下受力性能接近钢梁,安装完毕后即具有承载能力,混合梁2下可不设置临时支撑,节省施工工序。

叠合梁上铁纵筋、下铁纵筋一般配置1~3层钢筋,上铁纵筋最上面一排钢筋就是上铁第一层钢筋。叠合梁上铁第一层钢筋数量不小于上铁钢筋总数量的50%,用以确保混合梁2抗震性能的可靠性和正常使用的可靠性,满足规范对受拉钢筋的连接要求,受拉区的受力钢筋接头百分率不宜超过50%;接头宜避开有抗震设计要求的框架的梁端,当无法避开时,接头的百分率不应超过50%。

参见图5、图6,箱型牛腿下翼缘202也延伸至少完全覆盖混合梁塑性铰区22,并与叠合梁下铁纵筋212焊接固定。框架梁在地震作用下,梁端进入塑性耗能阶段,梁端承受滞回荷载作用,受力大且复杂,通过如此设计,箱型牛腿下翼缘202与叠合梁下铁纵筋212焊接节点避开塑性铰区,避免焊接节点失效。

参见图8、图9,箱型牛腿20的上、下翼缘沿其长度和/或宽度方向开设有多个孔洞5,以削弱翼缘承载力,受力性能接近犬骨式节点,确保塑性铰在塑性铰区22产生,耗能能力更强,接近钢梁耗能能力;此外,孔洞5的设置,可强化翼缘上下混凝土的整体性,保证浇筑质量。

本发明优选为在箱型牛腿20的上、下翼缘沿其长度方向由外到内均匀开设一个大孔洞和三个小孔洞。

继续参见图3至图9,箱型牛腿20的上、下翼缘朝向混合梁2内侧焊接有多个栓钉9,栓钉9一侧焊接在箱型牛腿20的上、下翼缘上,一侧设置在混合梁2浇筑的混凝土内,以传递箱型牛腿剪力及扭矩。

参见图5、图7,箱型牛腿20外包钢筋网片12和现浇混凝土,作为钢牛腿的防腐、防火保护层。牛腿采用箱型截面,可确保混合梁2的抗扭性能,便于抵抗施工过程中楼板3产生的不平衡弯矩。

本发明中,箱型牛腿20的腹板203不开洞,可保证腹板203整体性,腹板203上下部分作为翼缘传递箱型牛腿弯矩;箱型牛腿翼缘顶部开洞,可便于混凝土浇筑,也可适当减少箱型牛腿宽度,便于梁柱节点环板7设置。

在一些实施例中,箱型牛腿20长度为100-500mm,上翼缘201长度为1000~2000mm。

混合梁2中箱型牛腿20含钢量为钢梁的1/10~1/5,可解决钢梁造价高的痼疾;混合梁2受力性能与混凝土梁类似,舒适度高,防火、防腐性能优异。

参见图10、图11,叠合柱1与混合梁2通过箱型牛腿20连接固定。

具体的,叠合柱1内部对应箱型牛腿上、下翼缘位置设有环板7和端板8,端板8传递箱型牛腿翼缘及腹板的拉压力,并通过环板7传递至钢管混凝土芯柱内。进一步的,环板7内侧与圆钢管101焊接,外侧与端板8焊接,端板8设置在叠合柱1的外壁上,叠合柱1通过端板8与箱型牛腿20焊接进而与混合梁2连接。箱型牛腿20传递弯矩除了依靠上下翼缘板,腹板203也传递牛腿弯矩。

叠合柱1的端板8内侧对应箱型牛腿腹板203处设置栓钉9,用以传递箱型牛腿20剪力及扭矩。

参见图11,环板7为正八边形环板,正八边形环板的直边与端板8焊接,正八边形的角部切角。这是因为,钢管节点一般为圆环,受力合理,加工方便。本发明节点外侧设有端板,圆环与端板焊接连接困难。若采用正方形板,则隔开了叠合柱外侧混凝土上下连接,影响混凝土浇筑的连续性;而且从受力角度来说,正方形的四个角是多余的。故本发明选择介于圆环和正方形之间的正八边形板,便于环板7与端板8焊接连接及管外混凝土105浇筑的连续性。

叠合柱1通过正八边形环板沿其直边焊接端板8与混合梁2的箱型牛腿20焊接连接。图11中的(a)为叠合柱1通过正八边形环板的一个直边焊接端板8与一跟混合梁2焊接连接,图11中的(b)为叠合柱1通过正八边形环板的两个相对直边焊接端板8与两根混合梁2焊接连接,图11中的(c)为叠合柱1通过正八边形环板的三个直边焊接端板8与三根混合梁2焊接连接,图11中的(d)为叠合柱1通过正八边形环板的四个直边焊接端板8与四根混合梁2焊接连接。

参见图10,环板7对应箱型牛腿上、下翼缘位置分别设有多块,本发明优选为两块,两块环板7分别对应箱型牛腿翼缘及翼缘传力范围内。

较佳的,两块环板7之间的间距不大于100mm。

叠合柱1与箱型牛腿20连接节点如果采用单环板节点,环板与箱型牛腿上、下翼缘位置对齐,此时环板宽度要求不小于箱型牛腿宽度的0.7倍(箱型牛腿宽度一般为200~300mm,此时环板宽度要求为140mm~210mm);环板会凸出叠合柱1,影响建筑效果,并影响叠合柱1工厂模板的设置,造价高,施工繁琐。

本发明采用多环板设计,多环板在满足箱型牛腿20可靠传力基础上,环板7不凸出叠合柱1,建筑效果好,施工简单。此外,采用箱型牛腿20的上翼缘201、下翼缘202和腹板203共同传递牛腿弯矩,可减少箱型牛腿翼缘宽度,进一步便于环板7设置。

本发明还提出一种预制装配式建筑,包括上述的预制装配式叠合柱混合梁连接节点,以及混合梁主次梁连接节点和混合梁楼板连接节点。

混合梁主次梁连接节点包括混合梁主梁和混合梁次梁,混合梁主梁和混合梁次梁连接时,参见图12、图13,混合梁主梁内部对应混合梁次梁的箱型牛腿上翼缘201和下翼缘202位置设有水平板11和端板8,水平板11与端板8焊接,端板8设置在混合梁主梁外壁,混合梁主梁通过端板8与混合梁次梁的箱型牛腿20焊接连接。

水平板11在混合梁主梁上部和下部对应混合梁次梁的箱型牛腿上、下翼缘位置分别设有多块。本发明优选为两块,两块水平板11分别对应混合梁次梁的箱型牛腿翼缘及翼缘传力范围内。

较佳的,水平板11为方形钢板,方形钢板中部开设有圆形孔洞5便于后期浇筑混凝土。

继续参见图12、图13,混合梁主梁的端板8内侧对应混合梁次梁的箱型牛腿腹板203处设置栓钉9,用以传递混合梁次梁的箱型牛腿20剪力及扭矩。

混合梁主梁与混合梁次梁连接采用型钢连接节点,施工与钢梁相同,现场仅焊接连接,避免了普通叠合梁钢筋锚固、灌浆套筒连接等施工工序,施工技术成熟,质量可控。

参见图14、15,箱型牛腿上翼缘201延伸至混合梁塑性铰区22范围内设置隔板13,隔板13竖向设置在混合梁2左右两侧壁,将楼板混凝土隔断,楼板钢筋穿过隔板13并与混合梁钢筋通过后浇混凝土浇筑为一体。

混合梁2与楼板3形成的楼盖具有很大的刚度,会显著增大梁刚度,导致“强柱弱梁”抗震理念难以实现;混合梁2中,箱型牛腿20抗弯承载力高于预制混凝土梁的抗弯承载力,但不能确保混合梁塑性铰区22外移至混合梁2端,通过上述措施,地震作用下,混合梁塑性铰区22范围内混合梁2与楼板3分别工作,确保混合梁塑性铰区22外移至混合梁端;非塑性铰区(箱型牛腿段和中部预制混凝土梁),楼板3与箱型牛腿20、中部预制混凝土梁段共同工作,进一步加强了非塑性铰区梁的抗弯承载力,确保混合梁塑性铰区22稳定出现在型钢牛腿上翼缘段。正常使用状态下,楼板3弯矩由楼板钢筋受拉和隔板13受压承担,隔板13不影响楼板3的正常受力。

在一些实施例中,隔板13在混合梁2左右两侧壁设置一块或间隔设置多块。本发明优选为沿混合梁2左右两侧壁分别设置两块。

较佳的,隔板13为聚四氟乙烯板。聚四氟乙烯板表面光滑,可确保楼板3与混合梁塑性铰区22相对错动,即楼板3不传递剪力给混合梁塑性铰区22;另外,聚四氟乙烯板抗压强度高,可保证楼板3正常使用状态下楼板3压力可靠传递至混合梁塑性铰区22范围内。

本发明提出的预制装配式建筑可广泛应用于各种住宅、办公、酒店、商业等低多层、高层和超高层建筑中。

本领域技术人员容易理解的是,在不冲突的前提下,上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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