专利名称：一种钢梁和既有钢筋混凝土柱的连接方法
技术领域：
本发明涉及一种钢梁和既有钢筋混凝土柱的连接方法，属于结构工程技术领域。
背景技术：
对既有建筑进行加固改造，是提高结构承载力、刚度及耐久性、延长使用寿命、提升使用功能的有效途径。钢结构或钢-混凝土组合结构具有自重轻、施工吊装方便、抗震性能好、工业化程度高、环境效果佳等优点，用于既有建筑的加固改造具有广阔的应用前景；而传统的混凝土结构经济性能好，且具有良好的抗压性能，用于以抗压为主的柱子，仍具有优势。因此，对于既有混凝土结构的加固改造，经常采用钢结构或组合结构局部替换或局部扩建楼盖系统，并同时保留原钢筋混凝土柱，此时，钢梁与既有钢筋混凝土柱的连接问题成为了此类加固改造设计的关键难题之一。 传统的钢梁和既有钢筋混凝土柱的连接方法为外包钢板加对拉螺栓或植筋，不仅施工复杂，而且对核心区混凝土破坏较大，抗震延性差，节点区传力可靠性较差，且质量难以保证。因此，钢梁与既有钢筋混凝土柱的连接问题已经成为了采用钢结构或组合结构加固改造既有钢筋混凝土结构的瓶颈难题，目前亟需研发一种简单实用的新方法实现钢梁与既有钢筋混凝土柱之间的可靠连接。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提出一种构造简单、施工方便、传力可靠、抗震延性好的钢梁与既有钢筋混凝土柱的连接方法。本发明的技术方案如下一种钢梁和既有钢筋混凝土柱的连接方法，该方法包括如下步骤I)在原钢筋混凝土柱节点连接域范围内表面凿毛，并在凿毛处栽入L型短钢筋、在L型短钢筋外围绑扎钢筋网片；2)加工两个槽型钢，在槽型钢内侧焊接栓钉连接件；将连接钢梁一侧的槽型钢外侧焊接外伸牛腿，所述的外伸牛腿由上翼缘板、下翼缘板和腹板组成；在腹板与钢梁连接的相应位置打孔，上翼缘板和下翼缘板外侧焊接有外加强板，外加强板与连接钢梁一侧的槽型钢外侧焊接一起；3)将两个槽型钢对扣外包原钢筋混凝土柱，并用对接焊缝相连，节点区浇筑混凝土 ;4)节点区混凝土达到强度后，吊装钢梁，将外伸牛腿腹板与钢梁腹板通过高强螺栓及连接板固接，外伸牛腿的上翼缘板和下翼缘板与钢梁的上、下翼缘板焊接与否，分别实现钢梁与原钢筋混凝土柱的刚接或铰接连接。本发明相对于现有技术具有以下有益效果(I)该连接方法构造简单、施工方便。采用的槽型钢取材方便，钢结构在工厂预制，现场安装速度快，混凝土湿作业量小，对周围环境影响小；(2)连接构造受力性能良好，传力可靠。上下翼缘处的加强板传递弯矩，钢板-混凝土组合界面以及新旧混凝土植筋界面传递剪力，传力途径明确；(3)钢板外包混凝土，避免节点区裂缝外露，且节点区截面积加大，大幅提高节点核心区的抗剪承载力，有利于实现“强节点弱构件”的抗震设计理念，同时外包钢板对核心区混凝土产生约束作用，使节点具有优越的抗震延性。
图I为本发明的整体示意图。
图2为本发明在原混凝土柱表面凿毛栽筋示意图。图3为本发明绑扎钢筋网片示意图。图4为本发明的焊有栓钉连接件的槽型钢、外伸牛腿和外加强板示意图。图5为本发明安装槽型钢示意图。图6为本发明浇筑节点区混凝土，外接钢梁示意图。图中1-原钢筋混凝土柱；2-L型短钢筋；3-钢筋网片；4_槽型钢；5_栓钉连接件；6_外伸牛腿；7_上翼缘板；8_下翼缘板；9-腹板；10-腹板开孔；11-外加强板；12_对接焊缝；13_节点区混凝土 ；14_钢梁；15_高强螺栓；16_连接板。
具体实施例方式以下结合附图，对本发明的结构、加工和使用过程作进一步描述。图I所示为本发明的整体示意图。具体施工步骤如下I)在原钢筋混凝土柱I节点连接域范围内四周表面凿毛，并在凿毛处栽入L型短钢筋2，如图2所示、在L型短钢筋外围绑扎钢筋网片3，如图3所示。2)如图4所示，加工两个槽型钢4，并在槽型钢内侧焊接栓钉连接件5 ;将需要连接钢梁14 一侧的槽型钢4外侧焊接外伸牛腿6，所述的外伸牛腿6由上翼缘板7、下翼缘板8和腹板9组成，在腹板9与钢梁14连接的相应位置打孔；在上翼缘板7和下翼缘板8位置处焊接外加强板11。由于无法在内部设置内隔板，因此采用该外加强板11来实现梁端弯矩向节点区的可靠传递。3)将两个槽型钢4对扣外包原钢筋混凝土柱1，并用对接焊缝12相连，如图5所示，浇筑节点区混凝土 13，如图6所示。4)待节点区混凝土 13达到强度后，吊装钢梁14，并将外伸牛腿6的腹板9用高强螺栓15和两个连接板16与钢梁14的腹板连接，将外伸牛腿6的上翼缘板7和下翼缘板8与钢梁14的上、下翼缘板焊接与否，分别实现钢梁14与原钢筋混凝土柱I的刚接或铰接连接，如图6所示。本发明提供了一种钢梁与既有钢筋混凝土柱的连接方法，可用于既有钢筋混凝土结构的加固改造。该方法克服了传统连接方法的不足，构造简单，预制装配，施工快速方便，混凝土湿作业量小，对周围环境影响小。采用该方法后，连接节点受力性能良好，传力可靠，钢板外包混凝土，避免节点区裂缝外露，节点核心区抗剪承载力大幅提高，有利于实现“强节点弱构件”的抗震设计理念，同时外包钢板对核心区混凝土有较强的约束作用，节点抗震延性好。该方法通用性强，具有广阔的应用前景。
权利要求
1.一种钢梁和既有钢筋混凝土柱的连接方法，其特征在于该方法包括如下步骤 1)在原钢筋混凝土柱节点连接域范围内表面凿毛，并在凿毛处栽入L型短钢筋、在L型短钢筋外围绑扎钢筋网片； 2)加工两个槽型钢，在槽型钢内侧焊接栓钉连接件；将连接钢梁一侧的槽型钢外侧焊接外伸牛腿，所述的外伸牛腿由上翼缘板、下翼缘板和腹板组成；在腹板与钢梁连接的相应位置打孔，上翼缘板和下翼缘板外侧焊接有外加强板，外加强板与连接钢梁一侧的槽型钢外侧焊接一起； 3)将两个槽型钢对扣外包原钢筋混凝土柱，并用对接焊缝相连，节点区浇筑混凝土； 4)节点区混凝土达到强度后，吊装钢梁，将外伸牛腿腹板与钢梁腹板通过高强螺栓及连接板固接，外伸牛腿的上翼缘板和下翼缘板与钢梁的上、下翼缘板焊接与否，分别实现钢梁与原钢筋混凝土柱的刚接或铰接连接。
全文摘要
本发明涉及一种钢梁与既有钢筋混凝土柱的连接方法，可用于既有钢筋混凝土结构的加固改造，属于结构工程技术领域。该方法的步骤为在原钢筋混凝土柱节点连接域范围内四周表面凿毛、栽筋、绑扎钢筋网片，加工两个槽型钢并在其内部焊接栓钉连接件，需要连接钢梁的槽型钢焊接外伸牛腿和外加强板，将两个槽型钢对扣外包原钢筋混凝土柱，并用对接焊缝相连，浇筑节点区混凝土，最后连接钢梁。该方法克服了传统连接方法的不足，构造简单，施工快速方便，连接节点受力性能良好，传力可靠，可有效避免节点核心区裂缝外露，外包钢板对核心区混凝土有较强的约束作用，节点抗震延性好。该方法实用性强，应用前景广阔。
文档编号E04G23/02GK102966245SQ201210520320
公开日2013年3月13日 申请日期2012年12月7日 优先权日2012年12月7日
发明者聂建国, 杨悦, 陶慕轩, 樊健生 申请人:清华大学