發(fā)明涉及一種新型梁柱節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，具體涉及一種預(yù)應(yīng)力裝配式高性能鋼筋混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)及其施工方法。

背景技術(shù)：

在歷年的地震災(zāi)害中，節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的破壞是框架結(jié)構(gòu)震害的主要形式。因此，研究梁柱節(jié)點(diǎn)連接形式，提高其抗震性能對(duì)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體性能和抗震性能具有極其重要的意義。只有通過設(shè)計(jì)施工，提高節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度及延性，防止節(jié)點(diǎn)剪切和壓縮脆性破壞早于梁、柱的破壞，其他構(gòu)件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)才有實(shí)際意義，整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全性及穩(wěn)定性才有保障。

目前，傳統(tǒng)的鋼筋混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)按其施工方式可分為濕式節(jié)點(diǎn)和干式節(jié)點(diǎn)兩大類。濕式節(jié)點(diǎn)又稱現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)，即節(jié)點(diǎn)區(qū)主筋及構(gòu)造鋼筋全部連接，再后澆混凝土及灌漿材料將構(gòu)件連為整體。在其施工過程中，為了提高節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的強(qiáng)度，保證梁柱之間的荷載傳遞，節(jié)點(diǎn)處通常采用箍筋加密和梁端、柱端鋼筋錨固等方法，這樣使得節(jié)點(diǎn)處構(gòu)造復(fù)雜，澆筑困難，施工速度慢，難以保證節(jié)點(diǎn)質(zhì)量。干式節(jié)點(diǎn)通常是指焊接、螺栓連接等，梁上的荷載通常以軸力和剪力的形式傳遞到框架柱上，不能直接傳遞彎矩。這種連接形式雖然施工方便，但如果施工過程中施工方法不正確或技術(shù)不精湛，往往難以保證節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度及梁柱間荷載的傳遞。同時(shí)這種兩大類傳統(tǒng)節(jié)點(diǎn)形式都屬于剛性連接方式，限制了節(jié)點(diǎn)內(nèi)的相對(duì)位移，剛度大，但是延性差，不能有效地消耗地震作用，往往先于梁、柱發(fā)生破壞，不能滿足“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)”的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明基于上述情況，提出一種預(yù)應(yīng)力裝配式高性能鋼筋混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)及其制作方法，該節(jié)點(diǎn)采用預(yù)制構(gòu)件現(xiàn)場裝配，最大程度的提高了施工效率且易于質(zhì)量控制。同時(shí)利用預(yù)應(yīng)力筋為節(jié)點(diǎn)提供地震作用下的自動(dòng)復(fù)位功能，提高節(jié)點(diǎn)的耗能能力，增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)抗震性能，達(dá)到“小震不壞、中震可修、大震不倒”的設(shè)防目標(biāo)，保證主體結(jié)構(gòu)在地震中基本保持完好，為人們生命安全提供保障。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：

一種預(yù)應(yīng)力裝配式高性能鋼筋混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)，

該節(jié)點(diǎn)包括混凝土柱、鋼筋混凝土梁、預(yù)應(yīng)力筋；所述混凝土柱與鋼筋混凝土梁內(nèi)分別設(shè)置有相互配合的預(yù)應(yīng)力筋孔道；所述混凝土柱與鋼筋混凝土梁內(nèi)部通過穿過預(yù)應(yīng)力筋孔道的預(yù)應(yīng)力筋連接；所述混凝土柱與鋼筋混凝土梁外部通過角鋼連接。

作為優(yōu)選項(xiàng)：所述混凝土柱與鋼筋混凝土梁連接區(qū)為由四塊鋼板構(gòu)成的的方形鋼管，所述方形鋼管大小與混凝土柱一致；所述相對(duì)的兩塊鋼板之間通過短鋼筋焊接，所述鋼板長度較鋼筋混凝土梁的高度大80mm以上。

作為優(yōu)選項(xiàng)：所述短鋼筋直徑大于12mm，所述相對(duì)的兩塊鋼板之間的短鋼筋層數(shù)不少于3層，每層不少于2根。

作為優(yōu)選項(xiàng)：所述混凝土柱上的預(yù)應(yīng)力筋孔道不少于4個(gè)，上下左右對(duì)稱布置在鋼管與鋼筋混凝土梁連接區(qū)；當(dāng)預(yù)留預(yù)應(yīng)力筋孔道數(shù)為單數(shù)時(shí)，中部應(yīng)預(yù)留1個(gè)預(yù)應(yīng)力筋孔洞，其他預(yù)應(yīng)力筋孔洞均勻分布在其周圍。

作為優(yōu)選項(xiàng)：所述鋼筋混凝土梁的兩端設(shè)置有鋼套筒。

作為優(yōu)選項(xiàng)：所述預(yù)應(yīng)力筋為無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋。

本發(fā)明還提供上述的預(yù)應(yīng)力裝配式高性能鋼筋混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)的施工方法，步驟如下：

A、 制作混凝土柱：澆筑混凝土柱前，柱與鋼筋混凝土梁連接部位四面布置厚度大于4mm的4塊鋼板，4塊鋼板長度較鋼筋混凝土梁的高度高80mm以上，寬度與混凝土柱相應(yīng)面寬度一致；采用直經(jīng)大于12mm的短鋼筋將相對(duì)的2個(gè)鋼板焊接，短鋼筋層數(shù)不少于3層，每層不少于2根；在與鋼筋混凝土梁連接區(qū)預(yù)留不少于2個(gè)預(yù)應(yīng)力筋孔道，上下對(duì)稱布置，當(dāng)預(yù)留預(yù)應(yīng)力筋孔道數(shù)為單數(shù)時(shí)，中部應(yīng)預(yù)留1個(gè)預(yù)應(yīng)力筋孔洞；在非連接區(qū)上部、下部預(yù)留不少于4個(gè)螺栓安裝孔洞；澆筑混凝土形成鋼筋混凝土柱或預(yù)制混凝土柱，養(yǎng)護(hù)28天后，將4塊鋼板兩兩相互接觸的邊角處通過焊接方式連接為整體；

B、制作在鋼筋混凝土梁：在制作預(yù)制鋼筋混凝土梁前，首先鋼筋混凝土梁的兩端布置鋼套筒并在梁頂部和底部豎向預(yù)留螺栓安裝孔洞，梁縱向預(yù)留預(yù)應(yīng)力筋孔道，在工廠澆筑混凝土形成預(yù)制鋼筋混凝土梁；

C、現(xiàn)場安裝，在鋼筋混凝土柱上通過螺栓安裝角鋼，吊裝預(yù)制鋼筋混凝土梁于角鋼上，安裝螺栓，在預(yù)留孔道中穿入預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行張拉,并利用錨具把張拉后的預(yù)應(yīng)力筋錨固在鋼板的外側(cè)。

作為優(yōu)選項(xiàng)：所述步驟b中，所述套筒的布置方法為在鋼筋混凝土梁四面布置厚度大于4mm的方形鋼板的長度大于40mm，寬度分別與所在鋼筋混凝土梁寬度相同，采用直徑大于12mm的短鋼筋將兩對(duì)面鋼板通過焊接連接，短鋼筋層數(shù)不少于3層，每層不少于2根；將4塊鋼板通過焊接方式連接為整體，在梁端部布置一塊厚度大于2mm，尺寸與鋼筋混凝土梁截面尺寸相同的鋼板，并與4塊鋼板焊接。

作為優(yōu)選項(xiàng)：所述施工方法中鋼管混凝土柱與鋼筋混凝土梁連接部位不需作任何附加處理。

本發(fā)明中，角鋼主要用于定位和臨時(shí)支撐鋼筋混凝土梁；

本發(fā)明中，通過張拉預(yù)應(yīng)力筋使鋼筋混凝土梁連接與鋼管混凝土柱，預(yù)應(yīng)力筋為無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋。

本發(fā)明的提供一種預(yù)應(yīng)力裝配式高性能鋼筋混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)形式，以減小震中節(jié)點(diǎn)變形，提高耗能能力和延性，降低損傷，達(dá)到減震的效果。

本發(fā)明的技術(shù)效果在于：

1、混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)非剛性節(jié)點(diǎn)，允許節(jié)點(diǎn)區(qū)的相對(duì)變形，構(gòu)件內(nèi)的應(yīng)力集中得到了降低。在地震過程中，各耗能構(gòu)件的變形可以吸收能量，從而降低位移反應(yīng)，提高了節(jié)點(diǎn)的延性，在大震作用下，節(jié)點(diǎn)不會(huì)突然破壞，給人能有逃生的時(shí)間，保證人的生命安全；

2、預(yù)應(yīng)力筋為節(jié)點(diǎn)提供地震作用下的自動(dòng)復(fù)位功能。當(dāng)?shù)卣鹱饔眠_(dá)到一定程度時(shí)，預(yù)應(yīng)力筋被拉伸，梁柱的接觸面張開，角鋼等耗能構(gòu)件率先進(jìn)入塑性狀態(tài)以實(shí)現(xiàn)耗能，而梁柱等基本仍處于彈性范圍，避免了主體構(gòu)件的損壞。地震作用后，節(jié)點(diǎn)在預(yù)應(yīng)力筋的作用下恢復(fù)到原先的狀態(tài)，從而大大降低了結(jié)構(gòu)在地震作用下的殘余變形；

3、角鋼主要用于支撐鋼筋混凝土梁。當(dāng)?shù)卣饋砼R時(shí)，角鋼的塑性變形可消耗地震能，減小主體結(jié)構(gòu)的變形破壞。震后，損傷的角鋼等附屬構(gòu)件的更換及修復(fù)也十分方便；

4、節(jié)點(diǎn)采用預(yù)制構(gòu)件現(xiàn)場裝配，現(xiàn)場連接多采用焊接、螺栓連接等干性連接方法，具有方便、快捷的優(yōu)點(diǎn)，大幅度提高施工效率，工業(yè)化程度高。預(yù)制構(gòu)件通過工業(yè)化流水線方式制作，大大提高了生產(chǎn)力且易于質(zhì)量控制，提高了結(jié)構(gòu)精度。同時(shí)減少建筑垃圾的產(chǎn)生、建筑污水的排放、建筑噪聲的干擾。

附圖說明

圖1為鋼筋混凝土柱或預(yù)制鋼筋混凝土柱正視結(jié)構(gòu)示意圖a及剖面圖b；

圖2為預(yù)制鋼筋混凝土梁正視結(jié)構(gòu)示意圖a及剖面圖b；

圖3為預(yù)應(yīng)力裝配式高性能鋼筋混凝土梁柱減震節(jié)點(diǎn)的正視結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1-混凝土柱，2-鋼板，3-短鋼筋，4-預(yù)應(yīng)力筋孔道，5-螺栓安裝孔洞，6-焊縫，7-混凝土梁，8-鋼板，9-短鋼筋，10-螺栓安裝孔洞，11-預(yù)應(yīng)力筋孔道，12-鋼板，13-角鋼，14-螺栓，15-螺栓，16-預(yù)應(yīng)力筋，17-錨具。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1

a澆筑混凝土柱前，柱與鋼筋混凝土梁連接部位四面布置厚度大于4mm的4塊鋼板，4塊鋼板長度大于梁高h₂+80mm，寬度由柱截面尺寸確定，其中2塊鋼板的寬度與鋼筋混凝土柱截面尺寸b₁相同，2塊鋼板的寬度與鋼筋混凝土柱截面尺寸h₁相同；采用直接大于12mm的短鋼筋將兩對(duì)面鋼板通過焊接連接，短鋼筋層數(shù)不少于3層，每層不少于2根；在與鋼筋混凝土梁連接區(qū)預(yù)留不少于2個(gè)預(yù)應(yīng)力筋孔道，上下對(duì)稱布置，當(dāng)預(yù)留預(yù)應(yīng)力筋孔道數(shù)為單數(shù)時(shí)，中部應(yīng)預(yù)留1個(gè)預(yù)應(yīng)力筋孔洞；在非連接區(qū)上部、下部預(yù)留不少于4個(gè)螺栓安裝孔洞。澆筑混凝土形成鋼筋混凝土柱或預(yù)制混凝土柱，養(yǎng)護(hù)28天后，將4塊鋼板通過焊接方式連接為整體；

b在制作預(yù)制鋼筋混凝土梁前，首先鋼筋混凝土梁的兩端布置鋼套筒或四面布置厚度大于4mm的鋼板，鋼板的長度大于40mm，寬度分別與所在鋼筋混凝土梁寬度b₂相同，采用直徑大于12mm的短鋼筋將兩對(duì)面鋼板通過焊接連接，短鋼筋層數(shù)不少于3層，每層不少于2根；并在梁頂部和底部豎向預(yù)留螺栓安裝孔洞，梁縱向預(yù)留預(yù)應(yīng)力筋孔道，在工廠澆筑混凝土形成預(yù)制鋼筋混凝土梁。將4塊鋼板通過焊接方式連接為整體，在梁端部布置一塊厚度大于2mm，尺寸與鋼筋混凝土梁截面尺寸相同的鋼板，并與4塊鋼板焊接；

c現(xiàn)場安裝，在鋼筋混凝土柱上通過螺栓安裝角鋼，吊裝預(yù)制鋼筋混凝土梁于角鋼上，安裝螺栓，在預(yù)留孔道中穿入預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行張拉，并利用錨具把張拉后的預(yù)應(yīng)力筋錨固在鋼板的外側(cè)。鋼筋混凝土柱與鋼筋混凝土梁連接部位不作任何附加處理。通過張拉預(yù)應(yīng)力筋使鋼筋混凝土梁連接與鋼筋混凝土柱，預(yù)應(yīng)力筋為無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本說明書未詳細(xì)闡述的部分均屬于現(xiàn)有技術(shù)。

應(yīng)當(dāng)理解的是，上述針對(duì)較佳實(shí)施例的描述較為詳細(xì)，并不能因此而認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明專利保護(hù)范圍的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可以做出替換或變形，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)，本發(fā)明的請求保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。