專利名稱：一種預制混凝土管柱鋼梁節點結構及其施工方法
技術領域：
本發明涉及結構工程領域的一種建筑構件及其施工方法，具體的說，是涉及ー種針對預制混凝土管柱與鋼梁的梁柱節點結構及其施工方法。
背景技術：
新型預制混凝土管柱結構是ー種新型的組合結構形式，在公開號為CN102373804的中國專利申請“ー種新型預制混凝土管柱結構及其施工方法”中已經披露，其為預制混凝土管樁中空結構，預制混凝土管柱壁內部配有環狀和豎向的鋼筋。新型預制混凝土管柱結構既充當結構模板，又充當承載カ構件，易實現清水混凝土面，組合柱施工簡單、方便，且在現澆完管內核心混凝土后，預制混凝管組合柱承載カ性能不遜于同條件下整體現澆柱，因此在土木工程領域有著較高的使用空間。目前，推廣新型預制混凝土管柱的關鍵是組合結構的梁柱節點處理。
發明內容
本發明要解決的是預制混凝土管柱節點連接的技術問題，提供一種預制混凝土管柱鋼梁節點結構及其施工方法，節點構造簡單、造價低、傳カ明確、施工方便、整體性能強、既可以用于結構邊柱節點也可用于中柱節點。為了解決上述技術問題，本發明通過以下的技術方案予以實現一種預制混凝土管柱鋼梁節點結構，包括預制混凝土管柱和鋼梁，還包括連接預制混凝土管柱和鋼梁的預制鋼連接段；所述預制混凝土管柱壁內部設置有預制混凝土管柱縱筋和預制混凝土管柱箍筋，所述預制混凝土管柱的兩端設置有端板，所述端板上設置有端板預留連接孔；所述鋼梁的腹板端部設置有腹板預留連接孔，所述鋼梁的上、下翼緣板端部設置有翼緣板預留連接孔；所述預制鋼連接段包括與所述預制混凝土管柱橫截面形狀相同的中空鋼管，所述中空鋼管的上下兩端分別設置有左右加長部的端部連接鋼板，所述端部連接鋼板的左右加長部上設置有用干與所述鋼梁的翼緣板預留連接孔相對應連接第二預留連接孔，所述中空鋼管的管壁外部對稱設置有徑向連接鋼板，所述徑向連接鋼板上設置有用干與所述鋼梁的腹板預留連接孔相對應連接第三預留連接孔。所述預制混凝土管柱的中空結構和所述預制鋼連接段的中空鋼管內設置有核心混凝土鋼筋骨架、核心混凝土鋼骨或者核心混凝土鋼筋骨架與核心混凝土鋼骨的結合結構。所述預制鋼連接段的所述端部連接鋼板上設置有沿所述中空鋼管徑向均布的、用干與所述預制混凝土管柱的端板預留連接孔相對應連接的第一預留連接孔。或者，所述預制鋼連接段設置有加強環，所述加強環包括焊接在所述端部連接鋼板外端的密肋鋼板，多個所述密肋鋼板圍成環狀并在其上共同焊接有蓋板，所述蓋板上設置有沿所述中空鋼管徑向均布的、用干與所述預制混凝土管柱的端板預留連接孔相對應連接的第一預留連接孔。所述預制鋼連接段的中空鋼管內部設置有蜂窩內襯板。所述預制混凝土管柱與所述預制鋼連接段的中空鋼管的橫截面外形為圓形或矩形。一種預制混凝土管柱鋼梁節點結構的施工方法，包括如下步驟a.安裝梁下預制混凝土管柱；b.將預制鋼連接段吊裝到梁下預制混凝土管柱上方，并采用高強錨栓連接第一預留連接孔與端板預留連接孔，從而將所述預制鋼連接段下部的端部連接鋼板或加強環與梁下預制混凝土管柱上部的端板固定；
c.在預制鋼連接段的橫向方向上安裝鋼梁，采用高強錨栓連接翼緣板預留連接孔與第二預留連接孔，從而將所述鋼梁的翼緣板與所述預制鋼連接段下部的端部連接鋼板固定；采用高強錨栓連接腹板預留連接孔與第三預留連接孔，從而將所述鋼梁的腹板與所述預制鋼連接段的徑向連接鋼板固定；d.吊裝梁上預制混凝土管柱至預制鋼連接段上方，并采用高強錨栓連接第一預留連接孔與端板預留連接孔，從而將所述預制鋼連接段上部的端部連接鋼板或加強環與梁上預制混凝土管柱下部的端板固定；e. 一次通長澆筑梁上、下的預制混凝土管柱內混凝土以及預制鋼連接段內混凝土。在步驟(a)之前進行綁扎所述核心混凝土鋼筋骨架的步驟。本發明的有益效果是本發明的節點結構以及施工時用到的主要構件均采用預制規模化生產，現場只需要進行簡單的高強錨栓連接，以及免模板澆筑混凝土。與以往的的預制安裝構件相比，預制混凝土管柱和預制鋼連接段內存在現澆混凝土，從而具有更高的整體性，鋼梁通過高強錨栓連接到預制鋼連接段，滿足鋼筋錨固要求，整個節點受カ簡單明確，性能具有很好的保障，施工過程方便易行，成本較低。
圖I是實施本發明施工方法組裝成型后的節點形式示意圖；圖2是圖I的A-A剖視圖；圖3是核心混凝土鋼筋骨架的結構示意圖；圖4是預制混凝土管柱的結構示意圖；圖5是圖4的B-B剖視圖；圖6是預制鋼連接段的結構示意圖；圖7是圖6的C-C剖視圖；圖8是鋼梁的結構示意圖；圖9是加強型預制鋼連接段的結構示意圖；圖10是圖9的D-D剖視圖；圖11是本發明的加強型節點形式示意圖12是圖11的E-E剖視圖。圖中1，核心混凝土鋼筋骨架；11，核心現澆混凝土鋼骨；12，核心現澆混凝土縱筋；13，核心現澆混凝土箍 筋；2，預制混凝土管柱；21，預制混凝土管柱縱筋；22，預制混凝土管柱箍筋；23，端板；24，端板預留連接孔；3，預制鋼連接段；31，中空鋼管；32，徑向連接鋼板；33，第三預留連接孔；34，第二預留連接孔；35，端部連接鋼板；36，第一預留連接孔；37，蜂窩內襯板；38，加強環；381，密肋鋼板；382，蓋板；4，鋼梁；41，翼緣板預留連接孔；42 :腹板預留連接孔；5，現澆管內核心柱混凝土。
具體實施例方式為能進一歩了解本發明的發明內容、特點及效果，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下實施例I如圖I和圖2所示，本實施例披露了一種預制混凝土管柱鋼梁節點結構，包括預制混凝土管柱2、鋼梁4、預制鋼連接段3以及現場澆筑的混凝土，預制鋼連接段3與預制混凝土管柱2和鋼梁4的組裝主要通過高強錨栓實現。預制鋼連接段3的中空鋼管31與預制混凝土管柱2內的中空結構整體澆筑現澆管內核心混凝土 5實現連接。具體地，如圖3所示，在預制混凝土管柱2以及預制鋼連接段3的核心根據需要可以配有核心混凝土鋼筋骨架I、核心混凝土鋼骨11，或者核心混凝土鋼筋骨架I與核心混凝土鋼11的結合結構。例如本實施例是在核心現澆混凝土鋼骨11上綁扎核心現澆混凝土縱筋12和核心現澆混凝土箍筋13。如圖4和圖5所示，預制混凝土管柱2在預制場預制成型，為中空結構，其橫截面的外部性狀可以為圓形，也可以為矩形。預制混凝土管柱2壁內部設置有普通鋼筋制成的預制混凝土管柱縱筋21和螺旋環狀的預制混凝土管柱箍筋22，預制混凝土管柱2的兩端設置有端板23，預制混凝土管柱縱筋21端頭錨固于端板23上。端板23上徑向均布的設置有若干個端板預留連接孔24，用于連接預制鋼連接段3。如圖8所示，鋼梁4的腹板端部設置有若干個腹板預留連接孔42，鋼梁4的上、下翼緣板端部設置有若干個翼緣板預留連接孔41。如圖6和圖7所示，預制鋼連接段3在構件廠規模化生產完成，包括中空鋼管31，中空鋼管31的形狀隨預制混凝土管柱2的形狀改變而改變，中空鋼管31內部設置有蜂窩內襯板37，起到加強作用。中空鋼管31的上下兩端分別設置有端部連接鋼板35，端部連接鋼板35上設置有沿中空鋼管31徑向均布的若干個第一預留連接孔36，第一預留連接孔36用于與預制混凝土管柱2的端板預留連接孔24相對應，并通過高強錨栓連接。端部連接鋼板35沿橫向左右加長，左右加長部上設置有若干個第二預留連接孔34，第二預留連接孔34用于與鋼梁4的翼緣板預留連接孔41相對應連接，并通過高強錨栓連接。中空鋼管31的管壁外部對稱設置有一組或兩組徑向連接鋼板32，每ー塊徑向連接鋼板32上設置有若干個第三預留連接孔33，第三預留連接孔33用于與鋼梁4的腹板預留連接孔42相對應連接，并通過高強錨栓連接。
上述預制混凝土管柱鋼梁節點結構的施工方法，包括如下步驟如涉及核心混凝土鋼筋骨架I、核心混凝土鋼骨11，或者核心混凝土鋼筋骨架I與核心混凝土鋼11的結合結構，先行綁扎。核心混凝土鋼筋骨架I綁扎完畢之后，安裝梁下的預制混凝土管柱2于基礎上或下面一節的預制混凝土管柱2上，通過端板23上的端板預留連接孔24連接固定。同時，預制混凝土管柱2的以其中空結構套在核心混凝土鋼筋骨架I外。然后將預制鋼連接段3吊裝到梁下預制混凝土管柱2上方進行安裝，預制鋼連接段3的中空鋼管31套在核心混凝土鋼筋骨架I上。采用高強錨栓連接預制鋼連接段3下部的第一預留連接孔36與梁下預制混凝土管柱2上部的端板預留連接孔24，從而將預制鋼連接段3下部的端部連接鋼板35與梁下預制混凝土管柱2上部的端板23固定。接著吊裝鋼梁4，安裝于預制鋼連接段3的橫向方向，鋼梁4的上、下翼緣板和腹板 分別連接于預制鋼連接段3上，具體是采用高強錨栓連接鋼梁4的翼緣板預留連接孔41與預制鋼連接段3的第二預留連接孔34，從而將鋼梁4的翼緣板與預制鋼連接段3的端部連接鋼板35固定；采用高強錨栓連接鋼梁4的腹板預留連接孔42與預制鋼連接段3的第三預留連接孔33，從而將鋼梁4的腹板與預制鋼連接段3的徑向連接鋼板32固定。吊裝梁上預制混凝土管柱2至預制鋼連接段3上方，并采用高強錨栓連接預制鋼連接段3上部的第一預留連接孔37與梁上預制混凝土管柱2下部的端板預留連接孔24，從而將預制鋼連接段3上部的端部連接鋼板35與梁上預制混凝土管柱2下部的端板23固定。安裝完畢后，一次通長澆筑梁上、下的預制混凝土管柱2以及預制鋼連接段3內部核心柱混凝土。實施例2如圖11和圖12所示，本實施例披露了一種預制混凝土管柱鋼梁的加強型節點結構，與實施例I中節點結構的主要不同是在預制鋼連接段3的上下端加設ー組加強環38，成為加強型預制鋼連接段3。具體地，如圖9和圖10所示，預制鋼連接段3的兩個端部連接鋼板35外端焊接多個密肋鋼板381，多個密肋鋼板381排列成環狀的整圏，密肋鋼板381上焊接有蓋板382。蓋板382上設置有沿中空鋼管31徑向均布的若干個第一預留連接孔36，第一預留連接孔36用于與預制混凝土管柱2的端板預留連接孔24相對應，并通過高強錨栓連接。而此時實施例I中的端部連接鋼板35上的第一預留連接孔36沒有作用，可以取消，其他結構不變。加強環38既充當牛腿的作用，又能提高連接節點處的剛度，有加強連接以及加強節點自身強度的雙重作用。預制混凝土管柱鋼梁的加強型節點結構的施工方法，與實施例I中的步驟也基本相同，其區別僅在于，預制鋼連接段3與預制混凝土管柱2連接時，采用高強錨栓連接預制鋼連接段3的加強環38上的第一預留連接孔36與預制混凝土管柱2的端板預留連接孔24，從而將預制鋼連接段3的加強環38蓋板382與梁下預制混凝土管柱2的端板23固定。由于存在加強環38的作用，使節點結構在重載荷條件下性能更加牢固。盡管上面結合附圖和優選實施例對本發明的優選實施例進行了描述，但是本發明并不局限于上述的具體實施方式
，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗g和權利要求所保護的范圍情況下，還可以作出很多形式的具體變換，這些均屬于本發明的保護范圍之內。權利要求
1.一種預制混凝土管柱鋼梁節點結構，包括預制混凝土管柱和鋼梁，其特征在于，還包括連接預制混凝土管柱和鋼梁的預制鋼連接段； 所述預制混凝土管柱壁內部設置有預制混凝土管柱縱筋和預制混凝土管柱箍筋，所述預制混凝土管柱的兩端設置有端板，所述端板上設置有端板預留連接孔； 所述鋼梁的腹板端部設置有腹板預留連接孔，所述鋼梁的上、下翼緣板端部設置有翼緣板預留連接孔； 所述預制鋼連接段包括與所述預制混凝土管柱橫截面形狀相同的中空鋼管，所述中空鋼管的上下兩端分別設置有左右加長部的端部連接鋼板，所述端部連接鋼板的左右加長部上設置有用于與所述鋼梁的翼緣板預留連接孔相對應連接第二預留連接孔，所述中空鋼管的管壁外部對稱設置有徑向連接鋼板，所述徑向連接鋼板上設置有用于與所述鋼梁的腹板預留連接孔相對應連接第三預留連接孔。
2.根據權利要求I所述的一種預制混凝土管柱鋼梁節點結構，其特征在于，所述預制混凝土管柱的中空結構和所述預制鋼連接段的中空鋼管內設置有核心混凝土鋼筋骨架、核心混凝土鋼骨或者核心混凝土鋼筋骨架與核心混凝土鋼骨的結合結構。
3.根據權利要求I所述的一種預制混凝土管柱鋼梁節點結構，其特征在于，所述預制鋼連接段的所述端部連接鋼板上設置有沿所述中空鋼管徑向均布的、用于與所述預制混凝土管柱的端板預留連接孔相對應連接的第一預留連接孔。
4.根據權利要求I所述的一種預制混凝土管柱鋼梁節點結構，其特征在于，所述預制鋼連接段設置有加強環，所述加強環包括焊接在所述端部連接鋼板外端的密肋鋼板，多個所述密肋鋼板圍成環狀并在其上共同焊接有蓋板，所述蓋板上設置有沿所述中空鋼管徑向均布的、用于與所述預制混凝土管柱的端板預留連接孔相對應連接的第一預留連接孔。
5.根據權利要求I所述的一種預制混凝土管柱鋼梁節點結構，其特征在于，所述預制鋼連接段的中空鋼管內部設置有蜂窩內襯板。
6.根據權利要求I所述的一種預制混凝土管柱鋼梁節點結構，其特征在于，所述預制混凝土管柱與所述預制鋼連接段的中空鋼管的橫截面外形為圓形或矩形。
7.—種如權利要求I所述預制混凝土管柱鋼梁節點結構的施工方法，其特征在于，包括如下步驟 a.安裝梁下預制混凝土管柱； b.將預制鋼連接段吊裝到梁下預制混凝土管柱上方，并采用高強錨栓連接第一預留連接孔與端板預留連接孔，從而將所述預制鋼連接段下部的端部連接鋼板或加強環與梁下預制混凝土管柱上部的端板固定； c.在預制鋼連接段的橫向方向上安裝鋼梁，采用高強錨栓連接翼緣板預留連接孔與第二預留連接孔，從而將所述鋼梁的翼緣板與所述預制鋼連接段下部的端部連接鋼板固定；采用高強錨栓連接腹板預留連接孔與第三預留連接孔，從而將所述鋼梁的腹板與所述預制鋼連接段的徑向連接鋼板固定； d.吊裝梁上預制混凝土管柱至預制鋼連接段上方，并采用高強錨栓連接第一預留連接孔與端板預留連接孔，從而將所述預制鋼連接段上部的端部連接鋼板或加強環與梁上預制混凝土管柱下部的端板固定； e.一次通長澆筑梁上、下的預制混凝土管柱內混凝土以及預制鋼連接段內混凝土。
8.根據權利要求7所述的一種預制混凝土管柱鋼梁節點結構的施工方法，其特征在于，在步驟(a)之前進行綁扎所述核心混凝土鋼筋骨架的步驟。
全文摘要
本發明公開了一種預制混凝土管柱鋼梁節點結構，包括預制混凝土管柱、鋼梁和預制鋼連接段，預制鋼連接段通過高強錨栓與預制混凝土管柱和鋼梁連接組裝，預制鋼連接段與預制混凝土管柱整體澆筑管內核心混凝土。本發明的節點結構以及施工時用到的主要構件均采用預制規模化生產，現場只需要進行簡單的高強錨栓連接，以及免模板澆筑混凝土，與以往的預制安裝構件相比，預制混凝土管柱和預制鋼連接段內存在現澆混凝土，從而具有更高的整體性，整個節點受力簡單明確，性能具有很好的保障，施工過程方便易行，成本較低。
文檔編號E04B1/58GK102704574SQ20121015927
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月21日 優先權日2012年5月21日
發明者丁紅巖, 和超, 張浦陽 申請人:天津大學