采取套管改善抗震性能的空间夹心节点及施工方法
【专利摘要】本发明公开了采取套管改善抗震性能的空间夹心节点及施工方法，属于结构工程技术领域；该改进的空间夹心节点由梁柱板核心区的混凝土、钢筋以及处于核心区的套管组成。施工过程，首先完成钢筋绑扎，核心区梁纵筋置套管，支模浇筑时梁、板及核心区采取同种低型号混凝土，柱采取高型号混凝土。浇筑顺序为下部柱、梁板核心区、上部柱。发明通过在节点核心区处的梁纵筋上施加PVC套管减少了梁纵筋传入核心区的荷载，降低核心区受剪与变形，改善夹心节点受力性能。由于套管弱化了梁的作用，故在施工中可以适当提高梁板的混凝土强度，使得梁柱之间强度等级差满足规范要求，改善其抗震性能，并弥补传统施工中存在的不足，可推广用于高层混凝土结构建筑。
【专利说明】
采取套管改善抗震性能的空间夹心节点及施工方法
技术领域
[0001]本发明涉及采取套管改善节点抗震性能的方法及施工工艺，有PVC套管型、钢管套管型两种，属于结构工程技术领域，主要应用于建筑工程。
【背景技术】
[0002]在多层及高层结构中，柱受轴压比和截面限制，梁受裂缝限制，同时出于造价及规范强柱弱梁的要求，柱混凝土强度等级高于梁、板的现象普遍存在，而且两者的设计强度差会随着建筑物高度的增加而增大，高层建筑的下部尤为突出。目前，应用较为普遍的常规施工方法是核心区采用同柱等强的高强度混凝土浇筑的传统节点，但该施工方法并不理想，不仅施工难度大，施工质量难控制，而且难做到柱混凝土初凝以前浇注楼盖，产生大量施工缝，造成安全隐患。另外一种施工方式是应采用同梁等强的低强度混凝土浇筑的夹心节点，该方法施工简便，弥补了传统节点的不足，大大缩短了工期。但夹心节点在梁柱等级相差两个以上时，不允许采用较低强度的梁板混凝土浇筑核心区。为此，笔者设计出采取套管改善节点抗震性能的方法及施工工艺，以适用高层建筑建筑需要。
【发明内容】
[0003]本发明提出了采取套管改善节点抗震性能的方法及施工工艺，其目的在于通过在节点核心区处的梁纵筋上施加不同套管以减少梁纵筋传入的荷载，进一步减小核心区的受剪与变形，改善夹心节点的其受力性能。由于套管弱化了梁的作用，故在施工中可以适当提高梁板的混凝土强度，使得该类夹心节点梁柱之间强度等级差达到规范要求。弥补了传统节点与一般夹心节点施工中存在的不足。此结构体系构造简单且安全可靠，建造方法简易且易于施工，并且成本较低，具有广泛的应用前景，可推广用于高层混凝土结构建筑。
[0004]为实现上述目的，本发明采用的技术方案为采取套管改善抗震性能的空间夹心节点，其特征在于:该空间夹心节点由混凝土梁(1)、混凝土柱(2)、混凝土核心区(3)、混凝土板(4)、梁纵筋(5)、梁箍筋(6)、柱纵筋(7)、柱箍筋(8)、节点箍筋(9)、上板筋(10)、下板筋
(11)和套管(12)组成。
[0005]其中，上述构件的连接布置可参照附图，混凝土柱(2)纵向布置，各混凝土梁(I)相互正交水平置于混凝土柱(2)中部，混凝土核心区(3)为混凝土梁(I)、混凝土柱(2)之间的交汇结构，混凝土板(4)处于各混凝土梁(I)间且上部与梁上部处以同一平面。梁纵筋(5)设置两层并贯穿混凝土梁(I)，柱纵筋(7)纵向均匀布置，梁箍筋(6)、柱箍筋(8)分别在相应的梁纵筋(5)、柱纵筋(7)绑扎均匀布置，节点箍筋(9)均匀绑扎于混凝土核心区(3)处的柱纵筋(7)，上板筋(10)、下板筋(11)在混凝土板(4)中上下布置且钢筋相互垂直。
[0006]所述的混凝土梁(1)、混凝土核心区(3)、混凝土板(4)采取低型号的混凝土。
[0007]所述的混凝土柱(2)采取高型号的混凝土。
[0008]所述的梁纵筋(5)、柱纵筋(7)、节点箍筋(9)采用HRB400钢筋，所述的梁箍筋(6)、柱箍筋(8)、上板筋(1)和下板筋(11)采用HPB300钢筋。
[0009]套管(12)的内径大于梁纵筋且长度等于柱宽，套管的内径不大于梁纵筋的直径6mm，防止套管内径过大造成套管与梁纵筋缝隙过宽而导致混凝土流入从而影响套管的隔绝作用。
[0010]施工过程，首先完成钢筋绑扎，核心区梁纵筋置套管，支模浇筑时梁、板及核心区采取同种低型号混凝土，柱采取高型号混凝土。浇筑顺序依次为下部柱、梁板核心区、上部柱。
[0011 ]采取套管改善抗震性能的空间夹心节点的施工方法，包括如下步骤:
[0012]步骤一:根据施工图纸，下料钢筋，准备所要浇筑用的不同型号混凝土；
[0013]步骤二:依照附图对纵筋箍筋进行前期加工，将套管置于规定梁纵筋中部；
[0014]步骤三:绑扎钢筋，用钢丝完成对柱纵筋箍筋的绑扎，箍筋绑扎时由下及上依次进行。将梁纵筋从核心区处插入，上下均为两层布置，用钢丝完成对梁箍筋与梁纵筋的绑扎，注意套有套管的梁纵筋处于内层中部；
[0015]步骤四:完成钢筋绑扎，进行支模浇筑。浇筑时首先用备好的高型号混凝土浇筑柱下部，充分振捣后用低型号混凝土浇筑梁板以及核心区处，继续振捣，抹平混凝土板，上部柱继续用高型号混凝土浇筑，同样振捣均匀；
[0016]步骤五:养护试件，28天期满后即可拆模成型
[0017]本发明是基于传统的空间传统节点及夹心节点设计以及施工制作的改进提升，与其相比本发明的优点是:
[0018]1、采取套管改进措施的空间夹心节点相比传统节点，降低了施工难度，缩短了施工周期、保证了施工质量。
[0019]2、相比一般夹心节点，采取套管改进措施阻断了核心区钢筋部分与混凝土的粘结，减少梁纵筋传入的荷载，进一步减小核心区的受剪与变形，改善夹心节点的其受力性會K。
[0020]3、由于套管弱化了梁的作用，故在施工中可以适当提高梁板的混凝土强度，使得该类夹心节点梁柱之间强度等级差满足规范要求。弥补了传统节点与一般夹心节点施工中存在的不足。
【附图说明】
[0021 ]图1是采取套管改进措施的空间夹心节点示意图。
[0022]图2是采取套管改进措施的空间夹心节点混凝土示意图。
[0023]图3是采取套管改进措施的空间夹心节点钢筋示意图。
[0024]图4是连接节点示意图。
[0025]图5是夹心节点梁柱配筋平面图。
[0026]图6是柱截面剖面图。
[0027]图7是梁截面剖面图。
[0028]图8核心区梁截面剖面图。
[0029]图9是夹心节点下板筋配筋平面。
[0030]图10是夹心节点上板筋配筋平面。
[0031]图11是夹心节点示意图。
[0032]图12是夹心节点核心区梁筋套管效果图。
[0033]图13是套管详图。
[0034]图14是套管-钢筋纵剖图详图。
[0035]图15是套管-钢筋横截面详图。
[0036]图16是柱箍筋示意图。
[0037]图17是梁箍筋示意图。
[0038]图中:1-混凝土梁、2-混凝土柱、3-混凝土核心区、4-混凝土板、5-梁纵筋、6-梁箍筋、7-柱纵筋、8-柱箍筋、9-节点箍筋、I O-上板筋、11 -下板筋、12套管。
【具体实施方式】
[0039 ]以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的最佳实施方式:
[0040]采取套管改善节点抗震性能的方法及施工工艺，其施工生产制作如下，具体实施时，首先根据实际需要的套管改进措施的空间夹心节点的构件尺寸备好梁纵筋(5)、梁箍筋
(6)、柱纵筋(7)、柱箍筋(8)、节点箍筋(9)、上板筋(10)、下板筋(11)等钢筋以及混凝土梁(I)、混凝土柱(2)、混凝土核心区(3)、混凝土板(4)等混凝土。
[0041]根据梁箍筋(6)、柱箍筋(8)、节点箍筋(9)的附图样式16、17进行前期加工成型相应的箍筋。根据附图样式13、剖面图14、截面图15加工套管钢筋。
[0042]绑扎钢筋。依照附图2、5、6制作试件浇筑模板，依照附图3、5、6用钢丝将柱纵筋
(7)、柱箍筋(8)、节点箍筋(9)等梁端下部钢筋进行绑扎，其中柱箍筋(8)间距为80mm，节点箍筋(9)间距为87.5mm。接着绑扎套有套管(12)的梁纵筋(5)、梁箍筋(6)，其中梁纵筋(5)双层布置、梁箍筋(6)间距80mm。依照附图9、10对上板筋(10)、下板筋(11)进行布置绑扎，其中各板筋均与梁端方向相互正交。
[0043]将备好的c60高型号混凝土浇筑混凝土柱(2)的下端部分，用震荡器具进行充分振捣。紧接着将备好的c30低型号混凝土浇筑混凝土梁(1)、混凝土核心区(3)、混凝土板(4)，同样进行充分振捣，用工具抹平板面，待梁板等下部混凝土初凝以后，对上端柱纵筋(7)、柱箍筋(8)进行绑扎支模，后继续用高型号混凝土浇筑上端未完成的混凝土柱(2)。
[0044]待到试件混凝土养护期期满之后进行模板拆除即可得到所采取套管改善抗震性能的空间夹心节点。
[0045]采取PVC套管、钢管套管的做法仅套管材质不同，其余施工工艺如上所述即可。
【主权项】
1.采取套管改善抗震性能的空间夹心节点，其特征在于:该空间夹心节点由混凝土梁(1)、混凝土柱(2)、混凝土核心区(3)、混凝土板(4)、梁纵筋(5)、梁箍筋(6)、柱纵筋(7)、柱箍筋(8)、节点箍筋(9)、上板筋(10)、下板筋(11)和套管(12)组成； 混凝土柱(2)纵向布置，各混凝土梁(I)相互正交水平置于混凝土柱(2)中部，混凝土核心区(3)为混凝土梁(I)、混凝土柱(2)之间的交汇结构，混凝土板(4)处于各混凝土梁(I)间且上部与梁上部处以同一平面;梁纵筋(5)设置两层并贯穿混凝土梁(I)，柱纵筋(7)纵向均匀布置，梁箍筋(6)、柱箍筋(8)分别在相应的梁纵筋(5)、柱纵筋(7)绑扎均匀布置，节点箍筋(9)均匀绑扎于混凝土核心区(3)处的柱纵筋(7)，上板筋(10)、下板筋(11)在混凝土板(4)中上下布置且钢筋相互垂直。2.根据权利要求1所述的采取套管改善抗震性能的空间夹心节点，其特征在于:所述的混凝土梁(1)、混凝土核心区(3)、混凝土板(4)采取低型号的混凝土。3.根据权利要求1所述的采取套管改善抗震性能的空间夹心节点，其特征在于:所述的混凝土柱(2)采取高型号的混凝土。4.根据权利要求1所述的采取套管改善抗震性能的空间夹心节点，其特征在于:所述的梁纵筋(5)、柱纵筋(7)、节点箍筋(9)采用HRB400钢筋，所述的梁箍筋(6)、柱箍筋(8)、上板筋(1)和下板筋(11)采用HPB300钢筋。5.根据权利要求1所述的采取套管改善抗震性能的空间夹心节点，其特征在于:套管(12)的内径大于梁纵筋且长度等于柱宽，套管的内径不大于梁纵筋的直径6mm，防止套管内径过大造成套管与梁纵筋缝隙过宽而导致混凝土流入从而影响套管的隔绝作用。6.根据权利要求1所述的采取套管改善抗震性能的空间夹心节点，其特征在于:施工过程，首先完成钢筋绑扎，核心区梁纵筋置套管，支模浇筑时梁、板及核心区采取同种低型号混凝土，柱采取高型号混凝土;浇筑顺序依次为下部柱、梁板核心区、上部柱。7.利用权利要求1所述空间夹心节点进行的采取套管改善抗震性能的空间夹心节点的施工方法，其特征在于:该方法包括如下步骤，步骤一:根据施工图纸，下料钢筋，准备所要浇筑用的不同型号混凝土； 步骤二:依照附图对纵筋箍筋进行前期加工，将套管置于规定梁纵筋中部； 步骤三:绑扎钢筋，用钢丝完成对柱纵筋箍筋的绑扎，箍筋绑扎时由下及上依次进行；将梁纵筋从核心区处插入，上下均为两层布置，用钢丝完成对梁箍筋与梁纵筋的绑扎，注意套有套管的梁纵筋处于内层中部； 步骤四:完成钢筋绑扎，进行支模浇筑；浇筑时首先用备好的高型号混凝土浇筑柱下部，充分振捣后用低型号混凝土浇筑梁板以及核心区处，继续振捣，抹平混凝土板，上部柱继续用高型号混凝土浇筑，同样振捣均匀； 步骤五:养护试件，28天期满后即可拆模成型。
【文档编号】E04G21/00GK106049687SQ201610500544
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月29日
【发明人】闫维明, 孙耀龙, 侯立群, 张加宾
【申请人】北京工业大学