无粘结预应力与普通钢筋连接混凝土梁方矩形钢管混凝土柱组合节点

摘要

一种无粘结预应力与普通钢筋连接混凝土梁方矩形钢管混凝土柱组合节点，属于建筑结构技术领域。包括方矩形钢管混凝土柱、钢筋混凝土梁、无粘结预应力筋、钢板、槽钢。方矩形钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁均为现浇；方矩形钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁采用无粘结预应力筋、普通钢筋连接；方矩形钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁连接截面处留有孔道，在孔道中预埋金属波纹管；方矩形钢管混凝土与梁连接截面处焊接有钢板，钢板上有对应的孔；槽钢焊接在方矩形钢管上。本发明施工速度快，不需要现场焊接工艺，而且可以保证节点连接的可靠性，具有很好的抗震性能，此节点连接方式既可以用于结构中的边柱节点，也可以用于中柱节点，应用前景广阔。

权利要求

1.一种无粘结预应力与普通钢筋连接混凝土梁方矩形钢管混凝土柱组合节点，其特征在于：该节点包括方矩形钢管混凝土柱(1)和钢筋混凝土梁(2)，二者由无粘结预应力筋(3)与普通钢筋(4)组成整体；方矩形钢管混凝土柱(1)与钢筋混凝土梁(2)均为现浇；方矩形钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁(2)采用无粘结预应力筋(3)与普通钢筋(4)连接；方矩形钢管混凝土柱(1)与钢筋混凝土梁(2)连接的截面上留有孔道，在孔道中预埋金属波纹管(7)；方矩形钢管混凝土与梁连接截面处焊接有钢板(5)，钢板(5)上有对应的孔；槽钢(6)焊接在方矩形钢管上。

2.根据权利要求1所述的一种无粘结预应力与普通钢筋连接混凝土梁方矩形钢管混凝土柱组合节点，其特征在于：钢板(5)为普通钢板，宽度为梁截面高度，厚度为钢管壁厚。

3.根据权利要求1所述的一种无粘结预应力与普通钢筋连接混凝土梁方矩形钢管混凝土柱组合节点，其特征在于：所述槽钢(6)腹板高度为梁截面宽度，翼缘宽度为梁截面高度，槽钢长度为梁截面高度。

4.根据权利要求1所述的一种无粘结预应力与普通钢筋连接混凝土梁方矩形钢管混凝土柱组合节点，其特征在于：无粘结预应力筋(3)的预应力大小的设计原则为：既要保证连接处的摩擦抗剪能力，又要使预应力筋中的应力始终保持在屈服极限以内。

5.根据权利要求1所述的一种无粘结预应力与普通钢筋连接混凝土梁方矩形钢管混凝土柱组合节点，其特征在于：在边柱的端部环板作为无粘结预应力筋(3)张拉时的承压板。

说明书

无粘结预应力与普通钢筋连接混凝土梁方矩形钢管混凝土柱

组合节点

技术领域

[0001] 本发明涉及无粘结预应力与普通钢筋连接混凝土梁方矩形钢管混凝土柱组合节点，属于建筑结构技术领域。

背景技术

[0002] 建筑工程中应用钢管混凝土已有100多年的历史。钢管混凝土由于具有承载力高、塑性和韧性好、经济效果好和施工方便等优点而受工程界的重视。钢管混凝土能适应现代工程结构向大跨、高耸、重载发展和承受恶劣条件的需要，符合现代施工技术的工业化要求，因而正被越来越广泛的应用于单层和多层工业厂房柱、设备构架柱、栈桥柱、桩、空间结构、商业广场、多层办公楼及住宅、高层和超高层建筑以及桥梁结构中，已取得良好的经济效果和建筑效果。尤其是近几年来，在我国钢管混凝土结构的发展异常迅速，对钢管混凝土结构的研究也越来越多。

[0003] 方矩形钢管混凝土柱与梁的连接节点是进行钢管混凝土工程设计时的关键问题之一，其连接节点的有效性直接影响整体结构的刚度、稳定性和承载能力，也影响到现场施工难度和施工进度。现有的钢管混凝土节点形式繁多，节点的施工和设计难点往往成为制约新型优良结构推广应用的瓶颈因素。因此，研发一种新型具有现场安装简单快捷，对操作人员技术和施工环境要求不高，连接安全可靠的方矩形钢管混凝土柱与梁节点形式，显得十分必要。

[0004] 无粘结预应力筋是带防腐隔离层和外护套的专用预应力筋，其具有施工简便、对设备要求低、预应力损失小、抗腐蚀能力强、抗疲劳与抗震性能好等优点。在使用阶段，预应力筋处于弹性工作状态，使得结构具有很强的自恢复能力，残余变形小，具有很好的抗震性能。因此被广泛的应用于建筑结构。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于在保证节点连接有效、传力明确的前提下，通过改善钢筋混凝土梁与方矩形钢管混凝土柱节点连接方式，采用无粘结预应力筋进行装配，降低了施工难度，加快了施工进度。本发明施工速度快，不需要现场焊接工艺，而且可以保证节点连接的可靠性，具有很好的抗震性能，此节点连接方式既可以用于结构中的边柱节点，也可以用于中柱节点，应用前景广阔。

[0006] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案为无粘结预应力与普通钢筋连接混凝土梁方矩形钢管混凝土柱组合节点，如图1、2所示，该节点包括方矩形钢管混凝土柱（1）和钢筋混凝土梁（2），二者由无粘结预应力筋（3）与普通钢筋（4）组成整体；方矩形钢管混凝土柱（1）与钢筋混凝土梁（2）均为现浇；方矩形钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁（2）采用无粘结预应力筋（3）与普通钢筋（4）连接；方矩形钢管混凝土柱（1）与钢筋混凝土梁（2）连接的截面上留有孔道，在孔道中预埋金属波纹管（4）；方矩形钢管混凝土与梁连接截面处焊接有钢板（5），钢板（5）上有对应的孔；槽钢（6）焊接在方矩形钢管上。

[0007] 所述钢板（5）为普通钢板，宽度为梁截面高度，厚度为钢管壁厚。

[0008] 所述槽钢（6）腹板高度为梁截面宽度，翼缘宽度为梁截面高度，槽钢长度为梁截面高度。

[0009] 无粘结预应力筋（3）的预应力大小的设计原则为：既要保证连接处的摩擦抗剪能力，又要使预应力筋中的应力始终保持在屈服极限以内。

[0010] 在边柱的端部环板可以作为无粘结预应力钢筋（3）张拉时的承压板。

[0011] 与现有技术相比，本发明具有如下有益效果。

[0012] 采用这种节点现场施工速度快，而且可以保证节点连接的可靠性。这种节点采用环板，可以减轻圆钢管开洞时对承载力的削弱作用；采用槽钢可以增大梁柱节点的抗剪承载力；采用无粘结预应力钢筋，预应力损失小，抗疲劳性能好，预应力筋处于弹性工作状态，使得结构具有很强的自恢复能力，残余变形小，具有很好的抗震性能，这给我国的经济和社会发展带来巨大的经济效益，应用前景广阔。

附图说明

[0013] 图1为中节点正立面图

[0014] 图2为边节点立面图

[0015] 图3为图1沿A-A的截面图

[0016] 图4为图2沿B-B的截面图

[0017] 图5为图2沿C-C的截面图

[0018] 图6为图1沿D-D的截面图

[0019] 其中，1是方矩形钢管混凝土柱，2是现浇钢筋混凝土梁，3是无粘结预应力筋，4是普通钢筋，5是钢板，6是槽钢，7是金属波纹管。

具体实施方式

[0020] 以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

[0021] 如图1-6所示。

[0022] 实施例1

[0023] 无粘结预应力与普通钢筋连接混凝土梁方矩形钢管混凝土柱组合节点构造如图1所示：

[0024] 1、方矩形钢管混凝土定位

[0025] 方矩形钢管混凝土柱（1）的钢管在钢结构加工厂中严格按照图纸进行开孔处理；在方矩形钢管混凝土柱（1）连接梁截面处采用围焊方式焊接钢板（5）和槽钢（6）；方矩形钢管混凝土柱（1）吊装定位。

[0026] 2、绑扎梁钢筋骨架及预应力钢筋定

[0027] 支设梁底模板，严格按照设计图纸绑扎梁钢筋骨架；支设一边侧模，在侧模上按图纸给出的预应力筋位置划出金属波纹管定位线，依次在梁箍筋上焊接好波纹管固定支架，安放金属波纹管（4）。

[0028] 3、无粘结预应力筋穿束

[0029] 波纹管固定好后，在锚固端安装好锚垫板，将预应力筋从锚固端平顺的穿入波纹管内。张拉端漏出0.8m，管口用水泥袋纸塞紧，防止水泥浆和养护水流入，外漏部分预应力钢筋用胶纸包裹好防止水分腐蚀预应力筋。

[0030] 4、混凝土浇筑

[0031] 浇筑方矩形钢管混凝土柱及钢筋混凝土梁。混凝土浇筑方法见“混凝土工程施工工艺标准”。

[0032] 5、预应力筋张拉

[0033] 混凝土强度达到设计强度的85%后进行预应力筋的张拉，张拉采用对称张拉方式，张拉力的作用线与孔道中心线重合。张拉控制采用应力与伸长值双控，张拉程序为0→10%σcon→100%σcon→103%σcon→锚固。

[0034] 6、切割

[0035] 张拉结束后，采用手提式砂轮机切割机将外露预应力筋切除，其外露长度不宜小于预应力筋直径的1.5倍，且不小于30mm。

[0036] 实施例2

[0037] 当为边柱节点时见图2，其它措施同实施例1，只是在边柱的端部，将无粘结预应力筋焊接在钢板（5）上，此环板可以作为无粘结预应力筋张拉时的承压板。