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        裝配式鋼筋混凝土框架結構體系研究

        發表時間: 2022-03-24 08:59:36

        作者: 德州海天機電科技有限公司

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        目前裝配式框架結構體系主要由預制柱、預制疊合梁、預制疊合板及其他預制構件組成,各構件之間通過現澆混凝土形成整體體系。為進一步研究裝配式框架結構體系,本文引出一種裝配式鋼筋混凝土框架結構體系,該結構體系主要包括組合框架柱、組合框架梁、框架節點、主次梁節點,其中組合框架柱由預制芯柱和現澆外柱構成,組合框架梁由預制梁和中間現澆芯梁構成,預制芯柱與預制梁通過預埋的鋼板焊接,框架節點處采用鋼板箍代替箍筋,鋼板箍與預制梁側部預埋鋼板焊接,主次梁采用焊接連接,現澆外柱及芯梁用混凝土澆筑。


        1??組合框架柱


        1.1??組合框架柱的構成


        組合框架柱由預制芯柱和現澆外柱構成,柱截面如圖1所示。


        圖片

        圖1??柱截面示意


        預制芯柱在預制廠內制作完成,預制芯柱兩端預埋鋼板,預制芯柱梁柱節點處預埋鋼板。在芯梁面筋位置預埋鋼筋并設置套筒(套筒安裝時與預制芯柱梁柱節點處預埋鋼板面平齊;安裝后將專用的塑料外絲堵頭旋入套筒內,以防芯柱預制時漏漿進入套筒),以便和芯梁面筋連接;預制芯柱間的接頭設在彎矩較小處(約1/3層高處),預制芯柱內按設計要求設置鋼筋,芯柱內縱筋與預制芯柱端部預埋鋼板采用T形焊接;預制芯柱如圖2所示。


        現澆外柱與一般現澆混凝土柱施工方法相同。


        圖片

        (a)

        圖片

        (b)

        圖2??預制芯柱示意

        (a)芯柱構造;(b)1-1剖面


        1.2??組合柱基礎


        底層芯柱采用現澆混凝土,提前預埋現澆外柱縱筋、預制芯柱縱筋,做法與傳統現澆底層柱相同;預制芯柱接頭在彎矩較小處(約1/3層高處),如圖3所示。


        圖片

        圖3??組合柱基礎大樣示意


        1.3??柱頂節點做法


        在框架頂部,現澆外柱與芯柱均高于梁面1.3?m左右,如圖4所示。


        圖片

        (a)

        圖片

        (b)

        圖4??柱頂節點做法示意

        (a)主梁為邊梁;(b)主梁為中間梁


        2??組合框架梁


        2.1??組合框架梁的構造


        組合框架梁由預制梁和中間現澆芯梁構成,預制梁兩端預埋鋼板,以便與預制芯柱焊接(圖5)。


        圖片

        圖5??組合框架梁做法


        2.2??預制梁與芯梁結合面做法


        預制梁與現澆芯梁之間設置結合面構造鋼筋,預制梁預制時預埋結合面構造鋼筋(圖6)。


        圖片

        (a)

        圖片

        (b)

        圖6??組合框架梁結合面構造鋼筋

        (a)結合面構造鋼筋;(b)預制梁外形示意


        2.3??芯梁箍筋做法


        芯梁箍筋由上、下開口箍組成(圖7),搭接部分綁扎連接。


        圖片

        圖7??芯梁箍筋示意


        2.4??芯梁鋼筋安裝


        芯梁鋼筋安裝做法如圖8所示。


        圖片

        圖8??芯梁鋼筋安裝做法示意


        3??框架節點


        3.1??預制梁與預制芯柱連接


        預制梁端部預埋鋼板與預制芯柱節點處預埋鋼板采用焊接連接,做法如圖9所示。


        圖片

        圖9??預制梁與預制柱連接做法示意


        3.2??芯梁梁面主筋連接


        芯梁縱筋與預制芯柱節點處預埋鋼筋上的套筒連接,做法如圖10所示。


        圖片

        圖10??芯梁面筋連接做法示意


        3.3??節點鋼板箍


        節點處現澆外柱設置鋼板箍,鋼板箍與預制梁側部預埋鋼板焊接,鋼板箍可設置栓釘與混凝土可靠連接,梁、柱節點如圖11所示。


        圖片

        (a)

        圖片

        (b)

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        (c)

        圖11??梁柱節點示意

        (a)節點構造;(b)2-2剖面;(c)鋼板箍外形


        4??主次梁節點


        4.1??主次梁節點處預制主梁預埋做法


        主梁預制時在次梁連接處預埋鋼板,預埋鋼板上預留螺栓孔,螺栓孔直徑為鋼筋直徑+2?mm(圖12)。


        圖片

        圖12??主次梁節點處預制主梁預埋示意


        4.2??主次梁節點處螺栓安裝


        芯梁鋼筋安裝后,緊固主梁上主次梁節點處螺栓(圖13),以提高組合主梁整體性。


        圖片

        圖13??主次梁節點處螺栓安裝示意


        4.3??次梁安裝


        次梁預制時在兩端預埋鋼板;預制次梁兩端落在主梁托板上,次梁端部預埋鋼板與主梁預埋鋼板焊接(圖14)。


        圖片

        (a)

        圖片

        (b)

        圖14??次梁安裝大樣

        (a)主梁為邊梁;(b)主梁為中間梁


        5??體系特點


        5.1??組合柱


        預制、現澆鋼筋混凝土裝配式柱受力特點與全現澆柱受力特點基本相同。底層芯柱采用現澆混凝土,其他芯柱為預制構件;芯柱接頭采用焊接連接,由于連接位設在彎矩較小處,避開了節點;通過預制芯柱和現澆外柱共同抵抗豎向和水平力。


        5.2??組合梁


        預制梁與現澆芯梁的交接面為新舊混凝土施工縫結合面,通過芯梁上、下開口箍筋箍插入結合面凹凸狀構造鋼筋,使預制梁和芯梁緊密結合成整體,實現共同工作。


        5.3??框架節點


        預制主梁端部預埋鋼板與預制芯柱節點處預埋鋼板采用焊接連接,預制梁梁端埋入外現澆柱中形成一個組合框架節點;芯梁面筋連接位置在跨中1/3范圍內,芯梁底筋錨入外現澆柱內。節點處現澆外柱設置鋼板箍,鋼板箍內部設栓釘,鋼板箍與預制梁兩側預埋鋼板焊接。


        5.4??主次梁節點


        在組合主梁與次梁連接處,通過螺栓將預制主梁、芯梁緊固在一起,可提高組合主梁整體性;吊裝預制次梁兩端落在主梁上的托板上,再將次梁端部的預埋鐵板與主梁上的預埋鐵板進行焊接。


        6??結束語


        裝配式鋼筋混凝土框架結構體系的預制芯柱接頭位置設在彎矩較小處,而避開此節點位置,受力更合理。在梁柱節點處預制梁與預制芯柱焊接連接,芯梁面筋與預制芯柱通過套筒連接,組合梁端部埋入外現澆柱內,再在梁柱節點位置設置鋼板箍,實現了框架結構中的“強節點”。該體系結合預制結構與現澆結構的特點,將施工難點轉移至預制廠,便于控制質量,預制構件組裝形成整體,施工質量能得到很好的保證,有推廣應用價值。


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