專利名稱：預(yù)制鋼筋砼梁及鋼筋砼柱與梁連接節(jié)點的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是對建筑物用鋼筋砼梁，及與柱連接節(jié)點的改進(jìn)，尤其涉及一種節(jié)點 強(qiáng)度高，抗剪、抗扭性能好的預(yù)制鋼筋砼梁及與柱連接節(jié)點，是對申請人在先申請專利 200920283681. 1的進(jìn)一步改進(jìn)和完善。
背景技術(shù)：
建筑結(jié)構(gòu)中梁，通常采用鋼梁或鋼筋混凝土(鋼筋砼)梁。鋼梁可產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)、 施工方便、強(qiáng)度高，抗震性好，但造價相對高，防火、防腐困難。鋼筋砼梁，又分為現(xiàn)澆梁和 預(yù)制梁，現(xiàn)澆梁在施工中需要支模，材料損耗大，施工進(jìn)度慢；預(yù)制梁可產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，不需支 模，材料損耗小，施工進(jìn)度快，質(zhì)量保障性好。鋼筋砼預(yù)制梁在建筑結(jié)構(gòu)中，不僅連接節(jié)點制 作困難，而且節(jié)點抗彎、抗剪性差，因此限制了預(yù)制鋼筋砼梁的推廣應(yīng)用。為此有人設(shè)計一 種梁端頭加接型鋼接頭的組合預(yù)制鋼筋砼梁，例如中國專利CN101215855公開的預(yù)制組合 梁，是在鋼筋砼預(yù)制梁，兩端鋼筋上連接有嵌入式型鋼接頭，與柱連接時，與預(yù)埋在墻柱鋼 筋砼內(nèi)并與墻柱內(nèi)鋼筋連接的型鋼接頭連接組合。此鋼筋砼預(yù)制梁，由于連接型鋼接頭，采 用嵌入與鋼筋砼梁鋼筋焊接連接結(jié)構(gòu)，型鋼接頭與梁中鋼筋連接，型鋼接頭受力全部集中 于鋼筋砼梁鋼筋周箍上。此受力形式，型鋼接頭與鋼筋連接處成為抗拉、抗剪薄弱點，易導(dǎo) 致在此薄弱部位產(chǎn)生裂紋，甚至鋼筋斷裂，因而此結(jié)構(gòu)組合梁的抗壓、抗剪能力相對較弱， 不能成為強(qiáng)節(jié)點。其次，此結(jié)構(gòu)鋼筋砼預(yù)制梁，按現(xiàn)行國家建筑設(shè)計規(guī)范，只能用于跨度< 8 米的短梁，而當(dāng)梁的跨度>8米時，必須設(shè)計預(yù)應(yīng)力張拉，此結(jié)構(gòu)預(yù)制梁則不能設(shè)計預(yù)應(yīng)力 張拉，而不能用于跨度> 8米長梁。此外，其梁與柱連接節(jié)點，同樣采用型鋼接頭嵌入與鋼筋砼柱鋼筋連接結(jié)構(gòu)，柱上 連接節(jié)點型鋼僅靠鋼筋砼柱和柱內(nèi)鋼筋固定，這樣節(jié)點受力全部集中于柱中鋼筋，不僅錨 固強(qiáng)度不足，而且節(jié)點部位鋼筋砼易因受力產(chǎn)生裂紋影響強(qiáng)度，以至于造成整個梁柱連接 節(jié)點整體性、抗彎、抗剪、抗扭強(qiáng)度不夠，成為結(jié)構(gòu)中的薄弱節(jié)點，抗震性達(dá)不到國家現(xiàn)有設(shè) 計規(guī)范，影響安全性。上述不足仍有值得改進(jìn)的地方。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于克服上述已有技術(shù)的不足，提供一種鋼筋砼梁兩端與柱連接的型 鋼接頭，與梁連接強(qiáng)度高，抗剪、抗扭性能好的預(yù)制鋼筋砼梁。本發(fā)明另一目的在于提供一種可以設(shè)置預(yù)應(yīng)力張拉索的預(yù)制鋼筋砼梁。本發(fā)明再一目的在于提供一種與上述預(yù)制鋼筋砼梁連接的鋼筋砼柱與梁連接節(jié)點。本發(fā)明第一目的實現(xiàn)，主要改進(jìn)是在預(yù)制鋼筋砼梁兩端各設(shè)置有至少呈橫T型鋼 連接結(jié)構(gòu)，其中T型橫面至少等于預(yù)制砼梁內(nèi)鋼筋籠構(gòu)成截面，其上對應(yīng)梁中軸向主、副鋼 筋位置各有通孔，使鋼筋砼梁中各主、副鋼筋穿過并與該型鋼接頭橫面形成穿孔塞焊或連 接(例如螺接)，T型柄則成為與柱的連接件。此結(jié)構(gòu)連接端頭鋼筋砼梁內(nèi)主、副鋼筋所受抗拉、抗剪受力全部由型鋼接頭T型端板承擔(dān)，顯著提高了型鋼接頭與鋼筋砼梁的連接強(qiáng) 度，從而顯著提高了組合整體梁鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點的抗彎和抗剪能力，克服了上述現(xiàn)有技術(shù)的不 足，實現(xiàn)了本發(fā)明目的。具體說，本發(fā)明預(yù)制鋼筋砼梁，包括鋼筋砼預(yù)制梁，及兩端的連接型 鋼接頭，其特征在于所說型鋼接頭至少為橫T型結(jié)構(gòu)，其中T型橫端面至少等于砼梁內(nèi)鋼筋 籠形成的截面，并至少在鋼筋砼預(yù)制梁中主、副鋼筋對應(yīng)位置各有慣穿通孔，各主、副鋼筋 穿過通孔形成穿孔塞焊或連接。型鋼接頭端面鋼板截面至少等于梁內(nèi)鋼筋籠形成的截面，主要是確保砼梁內(nèi)各 主、副鋼筋都能與型鋼接頭端板形成固定例如穿孔連接，提高梁內(nèi)鋼筋與連接結(jié)頭的錨固 連接，提高與型鋼結(jié)頭連接的抗拉、抗剪、抗扭能力。按此目的，其型鋼接頭截面，可以大于 鋼筋籠形成的截面，一種較好為其截面接近并略小于鋼筋砼梁截面。為有利于型鋼接頭端 板的防腐，一種較好是使端板略小于鋼筋砼截面，并內(nèi)縮于鋼筋砼端面，可以利用砼層保護(hù) 端面板不受腐蝕及提高防火性。此外，根據(jù)實際建筑梁受力情況，鋼筋砼梁兩端的橫T型鋼接頭T型端板鋼筋砼內(nèi) 側(cè)，還可以固接有若干短錨固鋼筋、鋼板、栓釘、型鋼等增強(qiáng)抗剪、抗扭構(gòu)件，以進(jìn)一步提高 型鋼接頭與鋼筋砼連接節(jié)點的抗剪、抗扭能力。T柄部作為梁與柱的連接件，其中一種較好為采用工字型鋼或焊接工字鋼，從而使 連接柄的抗扭、抗剪、抗拉能力得到提高，并且有利于安裝對位。此外，鋼筋砼預(yù)制梁內(nèi)還可以預(yù)留軸向慣穿的一個或若干個張力拉孔，鋼筋砼梁 兩端T型鋼接頭端板作為預(yù)應(yīng)張力拉支座，各張力拉孔內(nèi)設(shè)置有預(yù)應(yīng)力張拉筋，此結(jié)構(gòu)不 僅可以提高鋼筋砼梁的承載，有利于縮小梁截面，而且能滿足長度> 8米設(shè)計規(guī)范。本發(fā)明第三目的實現(xiàn)，鋼筋砼柱與梁連接節(jié)點，包括鋼筋砼立柱，其特征在于立柱 至少與預(yù)制梁連接部區(qū)段截面內(nèi)有軸向鋼管，鋼管與梁連接面有徑向伸出立柱側(cè)面的型鋼 接頭。為提高柱連接節(jié)點的強(qiáng)度，一種更好為砼內(nèi)節(jié)點連接鋼管周面固接有短錨固件。連接節(jié)點徑向伸出的型鋼接頭，一種較好采用與組合梁接頭同形的工字型鋼或焊 接工字鋼，可以使兩者在同軸線連接，從而提高安裝方便性。鋼筋砼立柱內(nèi)軸向頸性鋼管，其截面可以是正方形或矩形，也可以是圓形，還可以 是多邊形，其主要作為柱與梁連接增強(qiáng)節(jié)點提高連接強(qiáng)度，形狀不限。軸向鋼管，根據(jù)建筑 結(jié)構(gòu)及荷載設(shè)計需要，可以是軸向慣穿立柱，即砼柱軸向內(nèi)鋼管與立柱大致等高，也可以僅 在與橫梁連接部位區(qū)段內(nèi)置一段足夠長度的軸向短鋼管。此外，為進(jìn)一步提高柱與梁連接節(jié)點的抗震性能，一種更好為在柱連接節(jié)點與連 接梁上下側(cè)鋼筋部位，設(shè)置有徑向連接或穿通軸向鋼管與梁鋼筋連接的鋼筋。這樣在梁與 柱連接鋼結(jié)構(gòu)件外圍增加了一道連接鋼筋，在遇強(qiáng)烈地震時，柱與梁連接節(jié)點的徑向鋼筋 與連接型鋼接頭，同時受抗剪、抗扭力，更是提高連接節(jié)點的強(qiáng)度。預(yù)制組合砼梁端頭與柱上型鋼接頭連接，可以采用螺栓、螺栓夾板、焊接等方式。本發(fā)明裝配式預(yù)制鋼筋砼梁，相對于現(xiàn)有技術(shù)，由于將連接型鋼接頭做成至少橫 T型結(jié)構(gòu)，砼梁中軸向受力桿件(鋼筋或頸性鋼管)與接頭端板構(gòu)成連接，可使梁中受力 桿件全部均勻受力，大大提高了預(yù)制鋼筋砼梁連接端部與鋼接頭節(jié)點的抗剪、抗彎、承重能 力，成為強(qiáng)節(jié)點結(jié)構(gòu)；同時此連接節(jié)點相當(dāng)于彈性結(jié)構(gòu)的鋼結(jié)構(gòu)梁，大大提高了組合后鋼筋砼梁的抗震性及安全性。內(nèi)設(shè)張拉孔，兩端接頭鋼板作為預(yù)應(yīng)力張拉頭支撐，設(shè)置預(yù)應(yīng)力 張拉，可以制作大于8米長度的大跨度預(yù)制鋼筋砼梁；同時增加預(yù)應(yīng)力拉索，梁的承載強(qiáng)度 提高，可以減少梁的截面，經(jīng)濟(jì)性更好。本連接結(jié)構(gòu)裝配式預(yù)制鋼筋砼梁，組合了鋼結(jié)構(gòu)梁 安裝快、強(qiáng)度高、節(jié)點彈性結(jié)構(gòu)、安全性好的優(yōu)點，與柱連接后接頭部位外用砼包裹保護(hù)，又 克服了鋼結(jié)構(gòu)防火防腐性差、成本高的缺點，組合梁造價只有鋼結(jié)構(gòu)的1/3，雖較鋼筋砼增 加成本5-10%，但如果考慮安裝快、省現(xiàn)場立模工時和模板費用，帶來的效益完全可以抵消 增加的成本；工廠化生產(chǎn)，質(zhì)量有保障，省工省材，建筑材料浪費少，鋼模精度高，可以省去 很多外修補(bǔ)工作量，且可以不粉刷，綜合上因素，實際造價低于鋼筋砼。預(yù)制砼梁現(xiàn)場建筑 施工進(jìn)度快，與鋼結(jié)構(gòu)一樣安裝，大大減少了建筑垃圾污染及建筑風(fēng)險，可以實現(xiàn)建筑工廠 化。鋼筋砼柱與梁連接節(jié)點，只需在澆注立柱時放入連接節(jié)點件與柱一氣呵成，并不影響柱 的整體澆注，立柱與梁連接節(jié)點鋼管內(nèi)外仍有鋼筋砼包裹，既可以形成對埋入鋼管的防火、 防腐保護(hù)，還具有加強(qiáng)作用，參與結(jié)構(gòu)共同抗壓。結(jié)合柱連接節(jié)點徑向穿過勁性鋼管鋼筋與 連接梁鋼筋連接形成的連接節(jié)點結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度更高，整體性好，更是提高了鋼筋砼框架節(jié)點抗 震性能，抗震性強(qiáng)。本鋼筋砼柱與梁連接節(jié)點，不僅可用于與預(yù)制鋼筋砼梁連接，還可以用 于與鋼結(jié)構(gòu)梁連接。以下結(jié)合幾個優(yōu)化具體實施例，示例性說明及幫助進(jìn)一步理解本發(fā)明，但實施例 具體細(xì)節(jié)僅是為了說明本發(fā)明，并不代表本發(fā)明構(gòu)思下全部技術(shù)方案，因此不應(yīng)理解為對 本發(fā)明總的技術(shù)方案的限定，一些在技術(shù)人員看來，不偏離本發(fā)明構(gòu)思的非實質(zhì)性增加和/ 或改動，例如以具有相同或相似技術(shù)效果的技術(shù)特征簡單改變或替換，均屬本發(fā)明保護(hù)范圍。


圖1為第一實施例預(yù)制鋼筋砼梁結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為第二實施例預(yù)制帶預(yù)應(yīng)力張拉鋼筋的鋼筋砼梁結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為砼柱與梁連接節(jié)點結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為另一種砼柱與鋼筋砼梁組合安裝示意圖。圖5為另一種砼柱與梁連接節(jié)點結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為圖5澆注砼后剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為圖5柱一側(cè)連接節(jié)點透視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式實施例1 參見圖1，本發(fā)明預(yù)制鋼筋砼梁，包括外圍砼1和內(nèi)按荷載設(shè)計的鋼筋籠 2，及兩端連接型鋼接頭。型鋼接頭為橫T型型鋼，T型端板4截面略小于鋼筋砼梁端面，并 內(nèi)縮于鋼筋砼梁內(nèi)端面，端板對應(yīng)各軸向主副鋼筋有通孔，各主副鋼筋與端板4形成穿孔 塞焊連接，T型柄由上下橫板6及中間豎板5組成工字(H型)結(jié)構(gòu)連接部，豎板5上開有連 接孔。T型連接型鋼端面鋼筋砼內(nèi)側(cè)有短抗剪件7，和伸入長度0. 8-1. 2m的勁性鋼構(gòu)件3， 鋼構(gòu)件3徑向有剪力釘(圖中小圓孔)。根據(jù)受力需要，還可以在T型端板4鋼筋砼內(nèi)側(cè)、 梁中部向下設(shè)置提高抗剪強(qiáng)度的伸入長度大于IOcm抗剪鋼板。實施例2 參見圖2，如實施例1，鋼筋砼梁截面下側(cè)有軸向慣通(包括穿通T型端板4)的預(yù)應(yīng)力張拉孔，內(nèi)置預(yù)應(yīng)力張拉鋼筋8。此結(jié)構(gòu)梁，一可以在相同載荷減小梁截面， 二可用于跨度大于8米橫梁。實施例3 參見圖3，鋼筋砼柱與梁連接節(jié)點，包括鋼筋或鋼管構(gòu)成的鋼筋砼立柱 9，在與橫梁連接位置區(qū)域，內(nèi)置勁性鋼管10，鋼管徑向有伸出的剪力件(圖中未顯示)，一 側(cè)或兩側(cè)或三側(cè)或四側(cè)，各有徑向伸出的與前述梁連接部同形的工字連接型鋼11。與梁連 接后，用砼填充包裹。實施例4 參見圖4，如實施例3，立柱9可以為勁性鋼管柱，勁性鋼管14內(nèi)外均填 充/包裹鋼筋砼成為勁性柱，并且勁性鋼管徑向有伸出的栓釘抗剪件13，此結(jié)構(gòu)特別用于 多層及高層建筑。實施例5 參見圖5、6、7，如實施例3或4，鋼筋15砼柱9在與梁連接節(jié)點與預(yù)制 鋼筋砼梁1上下主筋位置，有徑向穿通勁性鋼管10的鋼筋16和17。與梁連接時，此鋼筋與 預(yù)制砼梁穿孔塞焊伸出端板鋼筋焊接，經(jīng)穿孔夾板12與柱節(jié)點連接后，用砼18填充包裹。 此結(jié)構(gòu)，增加了梁與柱連接節(jié)點的強(qiáng)度，使連接節(jié)點具有更高的抗震能力。此外，對于某些強(qiáng)度要求更高梁，可以采用頸性鋼管代替鋼筋籠，同鋼一樣將頸性 鋼管直接固接(焊接或其他固接)于連接型鋼端板。梁柱組合安裝(如圖4)，將預(yù)制砼梁的連接工字柄和柱連接節(jié)點工字連接型鋼11 對位，用穿孔夾板12對夾螺栓緊固，最后還可以焊接加固，連接后用鋼筋砼包裹梁柱連接 節(jié)點。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，在本專利構(gòu)思及具體實施例啟示下，能夠從本專利公 開內(nèi)容及常識直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的一些變形，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將意識到也可采用其他 方法，或現(xiàn)有技術(shù)中常用公知技術(shù)的替代，以及特征間的相互不同組合，例如具體受力桿件 鋼筋配置，具體砼標(biāo)號，梁、柱截面變化，頸性鋼管截面變化，等等的非實質(zhì)性改動，同樣可 以被應(yīng)用，都能實現(xiàn)與上述實施例基本相同功能和效果，不再一一舉例展開細(xì)說，均屬于本 專利保護(hù)范圍。為描述簡便，本發(fā)明所說鋼筋砼梁、柱，鋼筋砼內(nèi)受力結(jié)構(gòu)件包括現(xiàn)有技術(shù)中的鋼 筋籠加強(qiáng)，及勁性鋼管加強(qiáng)。
權(quán)利要求
1.預(yù)制鋼筋砼梁，包括鋼筋砼預(yù)制梁，及兩端的連接型鋼接頭，其特征在于所說型鋼接 頭至少為橫T型結(jié)構(gòu)，其中T型橫端面至少等于砼梁內(nèi)鋼筋籠形成的截面，并至少在鋼筋砼 預(yù)制梁中主、副鋼筋對應(yīng)位置各有慣穿通孔，各主、副鋼筋穿過通孔形成穿孔塞焊或連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述預(yù)制鋼筋砼梁，其特征在于型鋼接頭T橫端板略小于鋼筋砼梁 截面，并內(nèi)縮于鋼筋砼梁端面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述預(yù)制鋼筋砼梁，其特征在于T型型鋼接頭柄為工字型鋼或焊接 工字鋼。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述預(yù)制鋼筋砼梁，其特征在于T型鋼接頭端板鋼筋砼內(nèi)側(cè) 有抗剪、抗扭構(gòu)件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述預(yù)制鋼筋砼梁，其特征在于T型鋼接頭端板鋼筋砼內(nèi)側(cè)、 梁中部向下有提高抗剪強(qiáng)度的抗剪板。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述預(yù)制鋼筋砼梁，其特征在于鋼筋砼預(yù)制梁內(nèi)預(yù)留一或若 干軸向慣穿張力拉孔，孔內(nèi)置有預(yù)應(yīng)力張拉筋。
7.鋼筋砼柱與梁連接節(jié)點，包括鋼筋砼立柱，其特征在于立柱至少與預(yù)制梁連接部區(qū) 段截面內(nèi)有軸向鋼管，鋼管與梁連接面有徑向伸出立柱側(cè)面的型鋼接頭。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述鋼筋砼柱與梁連接節(jié)點，其特征在于軸向鋼管周面有抗剪、抗 扭構(gòu)件。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述鋼筋砼柱與梁連接節(jié)點，其特征在于軸向鋼管與連接梁上下側(cè) 鋼筋部位有徑向連接或穿通軸向鋼管與梁鋼筋連接的鋼筋。
10.根據(jù)權(quán)利要求7、8或9所述鋼筋砼柱與梁連接節(jié)點，其特征在于連接節(jié)點徑向伸出 型鋼接頭為與組合梁接頭同形的工字型鋼或焊接工字鋼。
11.根據(jù)權(quán)利要求7、8或9所述鋼筋砼柱與梁連接節(jié)點，其特征在于軸向鋼管縱向與鋼 筋砼柱大致等高。
全文摘要
本發(fā)明是對建筑物用鋼筋砼梁，及與柱連接節(jié)點的改進(jìn)，其特征是鋼筋砼梁兩端有橫T型結(jié)構(gòu)型鋼接頭，其中T型橫端面至少等于梁內(nèi)鋼筋籠形成的截面，并至少在鋼筋砼預(yù)制梁中主、副鋼筋對應(yīng)位置各有慣穿通孔，各主、副鋼筋穿過通孔形成穿孔塞焊或連接；鋼筋砼柱連接節(jié)點，至少立柱與預(yù)制梁連接部區(qū)段截面內(nèi)有軸向鋼管，鋼管與梁連接面有徑向伸出立柱側(cè)面的型鋼接頭。從而構(gòu)成抗剪、抗彎、承重能力強(qiáng)的強(qiáng)節(jié)點結(jié)構(gòu)，并具有鋼結(jié)構(gòu)梁的彈性結(jié)構(gòu)，抗震、安全性好。內(nèi)置預(yù)應(yīng)力張拉，可以制作大于8米長度的大跨度預(yù)制鋼筋砼梁。組合了鋼結(jié)構(gòu)梁安裝快、強(qiáng)度高、彈性結(jié)構(gòu)、安全性好的優(yōu)點，造價只有鋼結(jié)構(gòu)的1/3，綜合效益造價仍較鋼筋砼低。
文檔編號E04B1/58GK102086677SQ201010120198
公開日2011年6月8日 申請日期2010年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月2日
發(fā)明者張吉華, 張晨 申請人:張吉華, 張晨