专利名称：一种采用横向连接的装配式框架梁柱节点及施工方法
技术领域：
本发明涉及一种采用横向螺栓连接的装配式钢筋混凝土框架梁柱节点及施工方法。
背景技术：
预制装配式钢筋混凝土框架结构可以提高机械化施工水平，加快施工进度，降低劳动强度，实现建筑工业化生产，而且有利于保护环境。这种结构体系已在发达国家得到了广泛应用，并已成为一些国家新建建筑的主要形式。连接方式是预制装配式钢筋混凝土结构的核心问题，也是结构的薄弱环节，只要预制构件的接合部位有可靠的连接，才能保证结构的安全可靠。我国现有的装配式钢筋混凝土框架节点连接可靠性差，难以满足结构抗裂和整体性、抗震性能等方面的要求，这就需要开发新的便于整体性连接的干式节点，以加快我国建筑工业化生产的进程。新型的装配式钢筋混凝土框架连接技术需要可靠的连接质量来实现按设计要求传递规定的内力，并保证整体结构安全性、整体性的要求；然后尽量简化连接构造和施工工艺，降低施工中不确定性对结构性能的影响，以提高节点连接的施工效率；最后装配式节点不会引起使用和观感上的问题。
发明内容
本发明提供一种采用横向螺栓连接的装配式钢筋混凝土框架梁柱节点及施工方法，使预制梁柱之间的内力传递明确，节点连接可靠；节点施工操作简单，加快了施工进度，能够有效地提高生产效率；节点连接后不占用多余的建筑空间、保持了建筑室内的美观。为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:一种采用横向螺栓连接的装配式钢筋混凝土框架梁柱节点，包括预制柱的梁上所设置的暗牛腿，暗牛腿上横向预留暗牛腿螺栓孔；预制梁端部连接处的前/后侧面上设有与暗牛腿配合的缺口槽，所述缺口槽为从预制梁竖向轴线开始向一侧挖去一个缺口，缺口和暗牛腿的截面形状相同，在缺口槽底部的对应位置上沿横向预留预制梁螺栓孔；暗牛腿沿横向的宽度是预制梁沿横向的宽度的一半，暗牛腿沿横向方向嵌固在预制梁的缺口槽内且嵌入后的结合体的前后两侧设有螺栓垫板，螺栓沿横向穿过螺栓垫板、暗牛腿螺栓孔、预制梁螺栓孔进行固定。暗牛腿横截面为矩形或梯形。预制梁端部的缺口槽四周与暗牛腿截面四周设置倒角构造。在相互嵌固的暗牛腿和预制梁之间设有结合层，结合层为细石混凝土或水泥砂浆。外露的螺栓和螺栓垫板用防锈涂料封盖。一种横向连接的装配式钢筋混凝土框架梁柱节点的施工方法，具体步骤如下:
(I)根据建筑结构等级、荷载、跨径、层高设计参数进行装配式钢筋混凝土框架结构分
析，确定预制梁和预制柱的截面尺寸、钢筋用量；根据节点处抗剪设计要求计算确定预制梁缺口槽处梁内部的配筋数量；暗牛腿是短悬臂结构；根据节点受力确定螺栓数量、布置形式和螺栓垫板尺寸，螺栓采用普通螺栓或摩擦型高强螺栓；
(2)预制装配式钢筋混凝土的预制柱与预制梁:按设计要求在预制厂预制预制梁和带暗牛腿的预制柱，其中预制柱的暗牛腿的一侧边与预制梁竖向轴线平齐，仅保留预制梁竖向轴线一侧的暗牛腿部分，在暗牛腿内预留横穿暗牛腿的暗牛腿螺栓孔；预制梁的梁端做成相应的缺口槽，即从预制梁竖向轴线开始向一侧挖去一个缺口槽，缺口槽与暗牛腿的截面形状完全相同，在缺口槽底部对应位置也横向预留相同数量的预制梁螺栓孔；按照传统的梁柱预制方法进行预制，仅对预制梁端部侧模进行相应调整，待模板支护完后，精确定位预制梁螺栓孔位置，并埋设螺栓孔管道，随后浇筑混凝土、养护，预制完成；
(3)装配式钢筋混凝土的预制梁与预制柱采用横向螺栓节点安装:将预制完成的钢筋混凝土的预制梁、预制柱运输到建设场地，先安装带暗牛腿的预制柱，安装就位后，然后将预制梁吊装到与暗牛腿同一水平面后，在预制梁的缺口槽内均匀铺设一层结合层，结合层为细石混凝土或水泥砂浆，以增强暗牛腿和预制梁的结合度，随后缓慢横向移动预制梁梁体，使梁端缺口槽包裹暗牛腿，实现二者结合，安装误差应满足允许误差；梁端缺口槽与暗牛腿的周边设置倒角构造防止节点应力集中；最后，调整预制梁位置使暗牛腿内预留的暗牛腿螺栓孔与预制梁缺口槽处剩余梁体内预留的预制梁螺栓孔水平对齐，然后安装螺栓垫板，穿设螺栓，随后将螺母拧紧，即将预制梁与暗牛腿连接成整体；
(4)装配式钢筋混凝土预制梁与预制柱采用横向螺栓连接节点安装后续工作:待预制梁与暗牛腿连接成整体后，将预制梁梁端缺口槽与暗牛腿之间的缝隙用水泥砂浆填满，并将所有外露螺栓、螺母和螺栓垫板用防锈涂料封盖。本发明节点强度可靠，预制柱的暗牛腿与相应预制梁端部的缺口组成卯榫结构，并采用横向穿螺栓连接成整体等构造措施解决了预制梁柱之间的平顺竖向传力问题，安装后结构立即能够承受荷载。同时预制柱带有一定长度的梁，梁与柱不在梁柱节点核心区域上进行装配式连接，而是在节点位置外的梁上进行装配连接体现强节点弱构件、强柱弱梁原则，保证了梁柱节点的整体性。本发明具体的有益效果为:
1.采用矩形(或梯形)暗牛腿与预制梁缺口槽的相互嵌固，再用螺栓将二者连接成整体，使预制梁柱之间传力明确，节点连接安全可靠；
2.该螺栓连接节点构造简单，施工操作简单，加快了施工进度，能够有效地提高生产效
率；
3.设置暗牛腿嵌固在预制梁缺口槽内的形式，不占用建筑空间，也不影响结构使用和美观；
4.该节点适用于不同跨径的多层或高层装配式钢筋混凝土框架结构。
图1为本发明的结构示意 图2为图1的A-A剖面 图3为带暗牛腿的预制柱的正立面 图4为图3的侧立面图； 图5为预制梁正立面 图6为图5的B-B剖面图。
具体实施例方式实施例:如图1-6所示，一种采用横向螺栓连接的装配式钢筋混凝土框架梁柱节点，包括预制柱I的梁上所设置的暗牛腿2，暗牛腿2横截面为矩形或梯形，暗牛腿2上横向预留暗牛腿螺栓孔9 ;预制梁3端部连接处的前/后侧面上设有与暗牛腿2配合的缺口槽6，所述缺口槽6为从预制梁3竖向轴线开始向一侧挖去一个缺口，缺口和暗牛腿2的截面形状相同，缺口尺寸略大于暗牛腿，以方便二者嵌固，在缺口槽6底部的对应位置上沿横向预留预制梁螺栓孔10 ;暗牛腿2沿横向的宽度是预制梁3沿横向的宽度的一半，暗牛腿2沿横向方向嵌固在预制梁3的缺口槽6内且嵌入后的结合体的前后两侧设有螺栓垫板4，螺栓5沿横向穿过螺栓垫板4、暗牛腿螺栓孔9、预制梁螺栓孔10通过螺母8进行固定，使牛腿2与预制梁3连成整体，可传递梁端竖向剪力和弯矩。预制梁3端部的缺口槽6四周与暗牛腿2截面四周设置倒角构造，避免接头部分受力时发生应力集中。在相互嵌固的暗牛腿2和预制梁3之间设有结合层7，结合层7为细石混凝土或水泥砂浆，使暗牛腿2与预制梁3结合更紧密。外露的螺栓5、螺母8和螺栓垫板4用防锈涂料封盖。预制梁螺栓孔10和暗牛腿螺栓孔9的螺栓孔位置要定位精确，以保证二者结合后，螺栓孔左右对齐，方便顺利穿螺栓。在运输和吊装预制构件过程中需注意保护螺栓孔，避免孔内受损或开裂。螺栓可采用普通螺栓或摩擦型高强螺栓，根据受力要求确定螺栓数量、布置形式和垫板尺寸。暗牛腿2是短悬臂结构，受力较为复杂，应进行纵向受力筋的配筋设计，并在全长度范围内加密箍筋。将预制梁3吊装至与暗牛腿2同一高程，使暗牛腿2横向嵌固在预制梁3的缺口槽6内，并保证暗牛腿2内预留的暗牛腿螺栓孔9与预制梁3内预留的预制梁螺栓孔10左右对齐，然后安装螺栓垫板4，穿螺栓5，随后将螺母8拧紧，使暗牛腿2与预制梁3连成整体，随后即可承受荷载。一种横向连接的装配式钢筋混凝土框架梁柱节点的施工方法，具体步骤如下:
(1)根据建筑结构等级、荷载、跨径、层高设计参数进行装配式钢筋混凝土框架结构分析，确定预制梁3和预制柱I的截面尺寸、钢筋用量；根据节点处抗剪设计要求计算确定预制梁3缺口槽6处梁内部的配筋数量；暗牛腿2是短悬臂结构；根据节点受力确定螺栓5数量、布置形式和螺栓垫板4尺寸，螺栓5采用普通螺栓或摩擦型高强螺栓；
(2)预制装配式钢筋混凝土的预制柱与预制梁:按设计要求在预制厂预制预制梁3和带暗牛腿2的预制柱1，其中预制柱I的暗牛腿2的一侧边与预制梁3竖向轴线平齐，仅保留预制梁3竖向轴线一侧的暗牛腿2部分，在暗牛腿2内预留横穿暗牛腿2的暗牛腿螺栓孔9 ;预制梁3的梁端做成相应的缺口槽6，即从预制梁3竖向轴线开始向一侧挖去一个缺口槽6，缺口槽6与暗牛腿2的截面形状完全相同，其横截面尺寸比暗牛腿2略大，以方便二者装配，在缺口槽6底部对应位置也横向预留相同数量的预制梁螺栓孔10 ;按照传统的梁柱预制方法进行预制，仅对预制梁3端部侧模进行相应调整，待模板支护完后，精确定位预制梁螺栓孔10位置，并埋设螺栓孔管道，随后浇筑混凝土、养护，预制完成；
(3)装配式钢筋混凝土的预制梁与预制柱采用横向螺栓节点安装:将预制完成的钢筋混凝土的预制梁3、预制柱I运输到建设场地，先安装带暗牛腿2的预制柱1，安装就位后，然后将预制梁3吊装到与暗牛腿2同一水平面后，在预制梁3的缺口槽6内均匀铺设一层结合层7，结合层为细石混凝土或水泥砂浆，以增强暗牛腿2和预制梁3的结合度，随后缓慢横向移动预制梁3梁体，使梁端缺口槽6包裹暗牛腿2，实现二者结合，安装误差应满足允许误差；梁端缺口槽6与暗牛腿2的周边设置倒角构造防止节点应力集中；最后，调整预制梁3位置使暗牛腿内预留的暗牛腿螺栓孔9与预制梁3缺口槽6处剩余梁体内预留的预制梁螺栓孔10水平对齐，然后安装螺栓垫板4，穿设螺栓5，随后将螺母8拧紧，即将预制梁3与暗牛腿2连接成整体；
(4)装配式钢筋混凝土预制梁与预制柱采用横向螺栓连接节点安装后续工作:待预制梁3与暗牛腿2连接成整体后，将预制梁3梁端缺口槽6与暗牛腿2之间的缝隙用水泥砂浆填满，并将所有外露螺栓5、螺母8和螺栓垫板4用防锈涂料封盖。本发明适用于多层或高层装配式钢筋混凝土框架结构，也适用于不同跨径的装配式钢筋混凝土框架结构。采用将预制柱的暗牛腿与相应预制梁端部的缺口组成卯榫结构，并采用横向穿螺栓连接成整体等构造措施，使预制梁柱之间的内力传递明确，节点连接可靠；该节点施工操作简单，加快了施工进度，能够有效地提高生产效率。节点连接后不占用多余的建筑空间、保持了建筑室内的美观。
权利要求
1.一种采用横向螺栓连接的装配式钢筋混凝土框架梁柱节点，其特征在于:包括预制柱的梁上所设置的暗牛腿，暗牛腿上横向预留暗牛腿螺栓孔；预制梁端部连接处的前/后侧面上设有与暗牛腿配合的缺口槽，所述缺口槽为从预制梁竖向轴线开始向一侧挖去一个缺口，缺口和暗牛腿的截面形状相同，在缺口槽底部的对应位置上沿横向预留预制梁螺栓孔；暗牛腿沿横向的宽度是预制梁沿横向的宽度的一半，暗牛腿沿横向方向嵌固在预制梁的缺口槽内且嵌入后的结合体的前后两侧设有螺栓垫板，螺栓沿横向穿过螺栓垫板、暗牛腿螺栓孔、预制梁螺栓孔进行固定。
2.根据权利要求1所述的采用横向螺栓连接的装配式钢筋混凝土框架梁柱节点，其特征在于:暗牛腿横截面为矩形或梯形。
3.根据权利要求2所述的采用横向螺栓连接的装配式钢筋混凝土框架梁柱节点，其特征在于:预制梁端部的缺口槽四周与暗牛腿截面四周设置倒角构造。
4.根据权利要求3所述的采用横向螺栓连接的装配式钢筋混凝土框架梁柱节点，其特征在于:在相互嵌固的暗牛腿和预制梁之间设有结合层，结合层为细石混凝土或水泥砂浆。
5.根据权利要求4所述的采用横向螺栓连接的装配式钢筋混凝土框架梁柱节点，其特征在于:外露的螺栓、螺母和螺栓垫板用防锈涂料封盖。
6.一种横向连接的装配式钢筋混凝土框架梁柱节点的施工方法，具体步骤如下: (1)根据建筑结构等级、荷载、跨径、层高设计参数进行装配式钢筋混凝土框架结构分析，确定预制梁和预制柱的截面尺寸、钢筋用量；根据节点处抗剪设计要求计算确定预制梁缺口槽处梁内部的配筋数量；暗牛腿是短悬臂结构；根据节点受力确定螺栓数量、布置形式和螺栓垫板尺寸，螺栓采用普通螺栓或摩擦型高强螺栓； (2)预制装配式钢筋混凝土的预制柱与预制梁:按设计要求在预制厂预制预制梁和带暗牛腿的预制柱，其中预制柱的暗牛腿的一侧边与预制梁竖向轴线平齐，仅保留预制梁竖向轴线一侧的暗牛腿部分，在暗牛腿内预留横穿暗牛腿的暗牛腿螺栓孔；预制梁的梁端做成相应的缺口槽，即从预制梁竖向轴线开始向一侧挖去一个缺口槽，缺口槽与暗牛腿的截面形状完全相同，在缺口槽底部对应位置也横向预留相同数量的预制梁螺栓孔；按照传统的梁柱预制方法进行预制，仅对预制梁端部侧模进行相应调整，待模板支护完后，精确定位预制梁螺栓孔位置，并埋设螺栓孔管道，随后浇筑混凝土、养护，预制完成； (3)装配式钢筋混凝土的预制梁与预制柱采用横向螺栓节点安装:将预制完成的钢筋混凝土的预制梁、预制柱运输到建设场地，先安装带暗牛腿的预制柱，安装就位后，然后将预制梁吊装到与暗牛腿同一水平面后，在预制梁的缺口槽内均匀铺设一层结合层，结合层为细石混凝土或水泥砂浆，以增强暗牛腿和预制梁的结合度，随后缓慢横向移动预制梁梁体，使梁端缺口槽包裹暗牛腿，实现二者结合，安装误差应满足允许误差；梁端缺口槽与暗牛腿的周边设置倒角构造防止节点应力集中；最后，调整预制梁位置使暗牛腿内预留的暗牛腿螺栓孔与预制梁缺口槽处剩余梁体内预留的预制梁螺栓孔水平对齐，然后安装螺栓垫板，穿设螺栓，随后将螺母拧紧，即将预制梁与暗牛腿连接成整体； (4)装配式钢筋混凝土预制梁与预制柱采用横向螺栓连接节点安装后续工作:待预制梁与暗牛腿连接成整体后，将预制梁梁端缺口槽与暗牛腿之间的缝隙用水泥砂浆填满，并将所有外露螺栓、螺母和螺栓垫板用防锈涂料封盖。
全文摘要
一种采用横向螺栓连接的装配式钢筋混凝土框架梁柱节点，包括预制柱的梁上所设置的暗牛腿，暗牛腿上横向预留暗牛腿螺栓孔；预制梁端部连接处的前/后侧面上设有与暗牛腿配合的缺口槽，缺口槽为从预制梁竖向轴线开始向一侧挖去一个缺口，缺口和暗牛腿的截面形状相同，在缺口槽底部的对应位置上沿横向预留预制梁螺栓孔；暗牛腿沿横向的宽度是预制梁沿横向的宽度的一半，暗牛腿沿横向方向嵌固在预制梁的缺口槽内且嵌入后的结合体的前后两侧设有螺栓垫板，螺栓沿横向穿过螺栓垫板、暗牛腿螺栓孔、预制梁螺栓孔进行固定。相应的施工方法包括预制、安装、缝隙填浆。本发明使预制梁柱之间的内力传递明确，节点连接可靠，施工操作简单，加快了施工进度。
文档编号E04B1/58GK103104041SQ201310074280
公开日2013年5月15日 申请日期2013年3月8日 优先权日2013年3月8日
发明者王艳, 陈淮, 葛素娟, 陈代海, 李 杰 申请人:郑州大学