一种全装配预制柱-钢梁连接节点及其装配方法与流程

本发明属于装配式建筑领域，尤其涉及一种全装配预制柱-钢梁连接节点及其装配方法。

背景技术：

1、框架结构建筑作为一类常用的建筑结构形式，有现浇和装配两种建造方式。框架结构建筑根据材料主要可分为混凝土框架结构、钢框架结构和钢混组合框架结构等。

2、现浇形式钢混组合结构建设周期长，梁柱连接节点多采用柱内预留型钢外伸后与钢梁或混凝土组合梁连接，节点连接可靠但构造复杂且震后修复难度非常大。

3、装配式钢混组合结构的梁柱连接节点通过在预制混凝土柱内预留钢节点实现了与钢梁的连接，构造简单、构件生产便捷、现场施工速度尚可。但同样存在于现浇结构类似的问题：节点耗能能力一般，在中高烈度区适用性较弱；且存在震后修复难度大的问题；节点在施工现场需要大量的焊接工作，即影响了施工效率；梁柱节点的焊接也会影响节点质量进而影响结构受力性能和结构安全性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种全装配预制柱-钢梁连接节点及其装配方法，旨在解决现有钢混组合结构梁柱连接节点构造复杂、耗能能力不强、焊接工作量大、震后修复困难以及装配效率较低的问题。

2、本发明是这样实现的，一种全装配预制柱-钢梁连接节点，包括预制混凝土下层柱、钢梁、混凝土楼板、预制混凝土上层柱、新型钢模块以及耗能组件，所述新型钢模块通过预埋方式固定在所述预制混凝土下层柱顶部的外侧面上，所述新型钢模块包括节点侧板、上横隔板、下横隔板和连接腹板，四块所述节点侧板分别位于所述预制混凝土下层柱顶部的四个外侧面，所述上横隔板连接在四块所述节点侧板顶部内壁之间，所述下横隔板连接在四块所述节点侧板底部内壁之间，所述连接腹板垂直固定在所述节点侧板的外侧面上；

3、所述连接腹板上预设有螺栓孔，所述连接腹板通过于所述螺栓孔中穿设第一高强螺栓与所述钢梁的腹板固定连接；

4、所述节点侧板的顶部和底部均预装有第二高强螺栓，所述耗能组件包括t型耗能连接件和防屈曲盖板；所述t型耗能连接件包括垂直连接部、水平耗能段、防屈曲盖板螺栓、水平连接段和水平连接段高强螺栓，所述垂直连接部通过所述第二高强螺栓与所述节点侧板固定连接，所述水平耗能段宽度比两端宽度小以形成避空位，所述防屈曲盖板盖设于所述水平耗能段上，所述防屈曲盖板螺栓穿过避空位，连接所述防屈曲盖板和所述钢梁的翼缘；所述水平连接段通过所述水平连接段高强螺栓与所述钢梁的翼缘固定连接；

5、所述混凝土楼板铺设在所述钢梁上，所述预制混凝土上层柱的底端安装固定在所述预制混凝土下层柱的顶端。

6、进一步的，所述节点侧板的外侧面上固定有两块间隔设置的所述连接腹板，两块所述连接腹板通过所述第一高强螺栓与所述钢梁的腹板固定连接。

7、进一步的，所述新型钢模块包括侧板抗剪栓钉和箍筋，多个所述侧板抗剪栓钉焊接在所述节点侧板的内侧面上，多个所述箍筋上下间隔布置，并分别与同一高度位置的所述侧板抗剪栓钉焊接。

8、进一步的，所述上横隔板与所述节点侧板的内侧面的转角处以及所述下横隔板与所述节点侧板的内侧面的转角处均设有侧板加劲肋。

9、进一步的，所述钢梁为h型钢梁。

10、进一步的，所述连接腹板上的螺栓孔为长圆孔，在释放梁端转动时，所述钢梁的腹板与所述连接腹板能相对滑移，避免所述第一高强螺栓受剪或连接板受剪而发生脆性破坏。

11、为实现上述发明目的，本发明还提供了一种全装配预制柱-钢梁连接节点的装配方法，包括以下步骤：

12、s1.于工厂内制备新型钢模块和耗能组件，然后预制混凝土下层柱和预制混凝土上层柱；

13、s2.将混凝土下层柱和预制混凝土上层柱运输至施工现场，先定位并吊装预制混凝土下层柱，在新型钢模块的节点侧板外侧安装上连接腹板；

14、s3.在预制混凝土下层柱的顶部安装钢梁以及耗能组件；

15、s4.在钢梁以及耗能组件上方浇筑混凝土楼板；

16、s5.吊装预制混凝土上层柱，完将其安装固定在混凝土下层柱顶端。

17、本发明与现有技术相比，有益效果在于：

18、本发明通过在预制柱高度范围内预埋新型钢模块，该新型钢模块采用参数化设计方法，可根据项目不同需求，实现不同的尺寸和构造，该新型钢模块钢模块构造简单，材料用量少，能有效提高该钢模块生产效率和降低生产难度，提高预制柱与钢梁连接的速度和可靠性。

19、同时，通过重构梁柱连接节点，创造性的在钢梁梁端与新型钢模块间设置一个耗能组件，该耗能组件与新型钢模块和钢梁翼缘采用螺栓连接，大大提高了连接的效率和质量，避免了现场焊接工艺质量不稳定的问题；更重要之处在于该耗能组件具有可控耗能的能力，即通过t型耗能连接件的水平耗能段的尺寸和材料选择，实现可控的耗能，提高建筑物的耗能能力及应用范围，显著提高装配式建筑的耐震性能。

技术特征：

1.一种全装配预制柱-钢梁连接节点，其特征在于，包括预制混凝土下层柱、钢梁、混凝土楼板、预制混凝土上层柱、新型钢模块以及耗能组件，所述新型钢模块通过预埋方式固定在所述预制混凝土下层柱顶部的外侧面上，所述新型钢模块包括节点侧板、上横隔板、下横隔板和连接腹板，四块所述节点侧板分别位于所述预制混凝土下层柱顶部的四个外侧面，所述上横隔板连接在四块所述节点侧板顶部内壁之间，所述下横隔板连接在四块所述节点侧板底部内壁之间，所述连接腹板垂直固定在所述节点侧板的外侧面上；

2.如权利要求1所述的全装配预制柱-钢梁连接节点，其特征在于，所述节点侧板的外侧面上固定有两块间隔设置的所述连接腹板，两块所述连接腹板通过所述第一高强螺栓与所述钢梁的腹板固定连接。

3.如权利要求1所述的全装配预制柱-钢梁连接节点，其特征在于，所述新型钢模块包括侧板抗剪栓钉和箍筋，多个所述侧板抗剪栓钉焊接在所述节点侧板的内侧面上，多个所述箍筋上下间隔布置，并分别与同一高度位置的所述侧板抗剪栓钉焊接。

4.如权利要求1所述的全装配预制柱-钢梁连接节点，其特征在于，所述上横隔板与所述节点侧板的内侧面的转角处以及所述下横隔板与所述节点侧板的内侧面的转角处均设有侧板加劲肋。

5.如权利要求1所述的全装配预制柱-钢梁连接节点，其特征在于，所述钢梁为h型钢梁。

6.如权利要求1所述的全装配预制柱-钢梁连接节点，其特征在于，所述连接腹板上的螺栓孔为长圆孔，在释放梁端转动时，所述钢梁的腹板与所述连接腹板能相对滑移，避免所述第一高强螺栓受剪或连接板受剪而发生脆性破坏。

7.一种如权利要求1至6中任一项所述的全装配预制柱-钢梁连接节点的装配方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明提供了一种全装配预制柱‑钢梁连接节点及其装配方法，本发明通过在预制柱高度范围内预埋新型钢模块，该新型钢模块钢模块构造简单，材料用量少，显著提升了钢节点模块的生产效率和降低生产难度，能有效提高该钢模块的设计效率和生产效率，提高预制柱与钢梁连接的速度和可靠性。同时，创造性的在钢梁梁端与新型钢模块间设置一个耗能组件，该耗能组件与新型钢模块和钢梁翼缘采用螺栓连接，大大提高了连接的效率和质量，避免了现场焊接工艺质量不稳定的问题；更重要之处在于该耗能组件具有可控耗能的能力，即通过T型耗能连接件的水平耗能段的尺寸和材料选择，实现可控的耗能，提高建筑物的耗能能力及应用范围，显著提高装配式建筑的耐震性能。

技术研发人员：芦静夫,田春雨,申佳妮,金春光,唐璋
受保护的技术使用者：中建科技集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1