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CN111877622A - 一种全装配式混凝土楼盖板缝蝶型连接节点 - Google Patents

一种全装配式混凝土楼盖板缝蝶型连接节点 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种全装配式混凝土楼盖板缝蝶型连接节点，以解决预制楼盖的板缝连接问题，属于结构工程技术领域，该连接节点包括蝶型连接件、以及分别与其两侧通过预埋连接的预制混凝土楼板，所述蝶型连接件包括预埋进预制混凝土板内的蝶型钢板、与蝶形钢板腹板焊接的方形钢板、与方形钢板焊接的锚筋、贯穿蝶型钢板两翼缘孔洞并与锚筋绑扎连接的拉筋、以及与两侧蝶型钢板腹板嵌入并焊接的矩形钢嵌条，所述蝶型钢板腹板的中心与角焊缝的中心在同一水平线上，所述预制混凝土楼板包括位于板顶和板底的钢筋网片及两个预埋蝶型连接件。本发明质量可靠、构造简单、施工便捷、传力路径清晰、适用性较强。

Description

一种全装配式混凝土楼盖板缝蝶型连接节点
技术领域
本发明涉及全装配式混凝土结构技术领域，尤其涉及全装配式混凝土楼盖板缝连接节点形式。
背景技术
预制装配式混凝土结构（RC）凭借其良好的环境效益和社会效益，受到工程界的高度关注。标准化构件设计和现场快速拼装提高了工程质量和施工效率，更加节能环保，更易实现文明施工。楼盖作为建筑结构的水平抗侧力构件，既要满足竖向承载力和刚度的要求，还要具备良好的平面内刚度和整体性，其力学特性密切影响着建筑结构的整体性和抗震性能。
在装配式混凝土楼盖的应用中，预制楼板之间的板缝是最为薄弱且关键的部位。国外常见装配式楼盖做法分为三类：1）仅有混凝土后浇层连接的“湿式”楼盖；2）仅有预埋机械连接件连接的“干式”楼盖；3）既有混凝土后浇层又有预埋机械连接件连接的复合式楼盖。研究表明，“湿式”或复合楼盖板缝处后浇层一旦开裂，楼盖的平面内刚度和承载力将迅速下降，依靠后浇层提高楼盖的整体性能并不理想。
我国常见的装配式混凝土楼盖为叠合楼盖。叠合楼盖中混凝土后浇层的存在导致板厚大于现浇楼盖，预制部分与现浇部分的双重应用使得施工工序并未明显简化，且增加了结构自重和整体造价。
全装配式混凝土楼盖的楼板为全预制，板与板之间采用分布式预埋机械连接件连接，确保楼盖的承载力和整体性能。全装配式混凝土楼盖通过合理的设计，板厚可等于现浇楼盖，且施工便捷，避免了现场湿作业，改善了技术工人的作业环境，符合国家对绿色建设的产业发展要求。
常见机械连接件分可分为预埋弯筋连接件、预埋弯筋与钢板焊接固定件、预埋直筋与钢板焊接固定件、专用连接件和盖板连接件五种类型。其中，预埋弯筋连接件、预埋直筋与钢板焊接固定件、专用连接件是工程使用率最高的连接件。在这三种连接件中，预埋弯筋连接件是总造价最低的一种，所用材料价格便宜，加工简便，其薄型设计更适合厚度约为5cm的楼板翼缘连接，在“湿式”楼盖连接中应用较多；预埋直筋与钢板焊接固定件既可作为抗剪连接件使用，也可作为抗弯连接件使用，还可以用作楼盖与墙体的连接；专用连接件延性较好，易安装，在美国新建建筑中颇受欢迎。以上机械连接件均用于工业建筑或停车场建筑中的双T板翼缘连接，属于单向板应用范围，连接件在达到预期承载力之前容易发生锚筋与锚板的焊缝撕裂等脆性破坏。双T板板底不平整，结构高度较大，适用范围存在一定的局限性。
关于双向板连接件的设计，应使板缝处既能双向传递平面内弯矩和剪力，又能满足竖向承载力要求，连接件应该制作简单，安装便捷，尽量避免脆性破坏，根据板缝不同位置处受力状态的差异性设计不同类型的连接件。
发明内容
发明目的：本发明提供了一种位于板缝中部的全装配式混凝土楼盖板缝蝶型连接节点，解决了全装配式混凝土楼盖的预制拼装技术，实现了全装配式混凝土楼盖连接的焊接连接。
技术方案：本发明的一种全装配式混凝土楼盖板缝蝶型连接节点，包括蝶型连接件、以及分别与其两侧通过预埋连接的预制混凝土楼板，所述蝶型连接件包括预埋进预制混凝土板内的蝶型钢板、与蝶型钢板腹板焊接的方形钢板、与方形钢板焊接的锚筋、贯穿蝶型钢板两翼缘孔洞并与锚筋绑扎连接的拉筋、以及与两侧蝶型钢板腹板嵌入并焊接的矩形钢嵌条，所述蝶型钢板腹板的中心与角焊缝的中心在同一水平线上，所述预制混凝土楼板包括位于板顶和板底的钢筋网片以及预埋蝶型连接件。
其中，所述蝶型钢板由Q355-B级钢板材质制成，两端翼缘宽度和长度均相等，均小于腹板宽度，翼缘与腹板成45°弯折角度，且端部设有圆形孔洞，腹板外侧设置能嵌入所述矩形钢嵌条的内凹口，腹板底部铺设薄垫板改善腹板与混凝土接触面的应力集中，蝶型钢板的一体化设计可以有效避免连接件在剪切荷载作用下蝶型钢板弯折处过早发生脆性破坏。
所述方形钢板由Q355-B级钢板材质制成，且与蝶型钢板腹板长边方向垂直焊接，增大连接件抗剪时蝶型钢板剪切方向的混凝土约束作用，提高板缝节点的抗剪承载力。
所述锚筋为三级螺纹钢筋材质，设置于所述方形钢板的中心位置处，且与方形钢板焊接固定，共同增大剪切荷载作用下蝶型钢板的混凝土约束作用。
所述拉筋为三级螺纹钢筋材质，贯穿于所述蝶型钢板翼缘空洞并绑扎固定，直径略小于所述蝶型钢板翼缘空洞直径。拉筋的作用主要是增大蝶型钢板翼缘在预制混凝土楼板内的锚固作用，防止连接件发生过早的锚固破坏。
所述锚筋与所述拉筋垂直绑扎连接，提高连接件单侧的整体性。所述矩形嵌条为Q355-B级钢块材质，与两侧所述蝶型钢板腹板嵌入并焊接固定，角焊缝长度等于矩形嵌条的长度。
所述预制混凝土楼板的板顶和板底各设置一层由分布筋纵横铺设的钢筋网片，并在连接件位置处设置矩形凹口以便于所述矩形嵌条的焊接。矩形嵌条在预制混凝土楼板安装完成后焊接于两侧蝶型钢板腹板外侧，凹口大小易适中，便于矩形嵌条的焊接即可。凹口处后期可用轻质隔声材料填充。
所述蝶型连接件除所述矩形嵌条外，均事先预埋进所述预制混凝土楼板内，蝶型钢板翼缘外侧裸露，所述蝶型连接件在全装配式混凝土楼盖板缝同一节点处的顶部和底部各设置一个，以实现全装配式混凝土楼盖的双向传力，每条板缝处设置多个板缝蝶型连接节点。
有益效果：1、本发明质量可靠：预制混凝土楼板及蝶型连接件可在工厂内加工完成再运送到现场安装就位，通过现场嵌入式焊接矩形钢嵌条实现板与板连接，较传统焊接方式显著提高焊接质量；2、构造简单：蝶型连接件的取材均为常见建筑材料，构造形式简单，易于加工，便于批量化生产；3、施工便捷：预制混凝土楼板现场安装就位后焊接矩形嵌条即可完成板缝节点连接工作，避免了现场湿作业；4、传力路径清晰：全装配式混凝土楼盖上、下匹配的蝶型连接件在水平向能传递楼盖横板向和纵板向受到的水平荷载，在竖向能传递楼盖应力，实现双向受力，有效地提高楼盖的承载力、减小楼盖变形；5、适用性较强：连接件中的蝶型钢板成一体化结构，两自由端成“八”字型，避免了钢板弯折处的过早脆性破坏，有效提高了连接件的抗剪切能力，该连接件设置于全装配式混凝土楼盖板缝中部主要抵抗剪切荷载作用，楼盖板底较为平整，可普遍用于大型商场、工业厂房等公共建筑。
附图说明
图1是本发明的平面图；
图2是附图1中的B-B剖面结构示意图；
图3是本发明中附图2的连接节点放大图；
图4是本发明中1/2的不含预制混凝土楼板的A-A剖面结构示意图；
图5是本发明中带焊接锚筋的方形钢板示意图。
具体实施方式
参见图1至图5，本发明实施例所述的全装配式混凝土楼盖板缝蝶型连接节点，包括蝶型连接件1、以及分别与其两侧通过预埋连接的预制混凝土楼板2。
蝶型连接件1由预埋进混凝土板内的蝶型钢板10、与其腹板焊接的方形钢板4、与方形钢板4焊接的锚筋5、贯穿蝶型钢板两翼缘孔洞9并与锚筋5绑扎连接的拉筋6、以及与两侧蝶型钢板10腹板嵌入并焊接的矩形钢嵌条7组合而成。
如图2所示，预制混凝土楼板2的板顶和板底分别设置一层由分布筋纵横铺设的钢筋网片3，蝶型连接件1除矩形钢嵌条7外均事先预埋进预制混凝土楼板2内。如图3所示，蝶型钢板10腹板的中心与角焊缝8的中心在同一水平线上。
蝶型钢板10由Q355-B级钢板材质制成，两端翼缘宽度和长度均相等，且均小于腹板宽度，翼缘与腹板成45°弯折角度，且端部设有圆形孔洞9，腹板外侧设置能嵌入矩形钢嵌条7的内凹口，腹板底部铺设薄垫板。
方形钢板4由Q355-B级钢板材质制成，与蝶型钢板10腹板长边方向垂直焊接，在方形钢板4的中心位置处，焊接一根锚筋5，拉筋6贯穿蝶型钢板10翼缘空洞并绑扎固定，直径略小于圆形空洞9的直径。锚筋5和拉筋6均为三级螺纹钢筋材质，两者垂直绑扎连接。矩形钢嵌条7为Q355-B级钢块材质，与两侧蝶型钢板10腹板嵌入并焊接固定，角焊缝8的长度等于矩形钢嵌条7的长度。
预制混凝土楼板2在蝶型连接件1位置处设置矩形凹口11，便于矩形钢嵌条7在预制混凝土楼板2安装完成后焊接于两侧蝶型钢板10腹板外侧，凹口大小易适中，后期可用轻质隔声材料填充平整。
蝶型钢板10翼缘外侧裸露，板与板之间通过矩形钢嵌条7与蝶型钢板10焊接为整体。蝶型连接件1在预制混凝土楼板2板缝同一节点处的顶部和底部各设置一个，以实现全装配式混凝土楼盖的双向传力。每条板缝处设置多个板缝蝶型连接节点。
本发明全装配式混凝土楼盖板缝蝶型连接节点的施工方法如下：
工厂加工蝶型连接件1。如图4所示，将一块矩形钢板裁剪成两侧翼缘等宽等长、腹板宽度大于翼缘宽度的钢板样式，在翼缘端部各设置一个圆形孔洞9，注意空洞直径略大于拉筋6的直径，在腹板外侧设置能嵌入矩形钢嵌条7的内凹口，将裁剪好的钢板两侧翼缘以腹板为基准面向两边各弯折45°角度，制成蝶型钢板10。
如图5所示，在方形钢板4中心位置处，焊接一根锚筋5。方形钢板4与蝶型钢板10腹板长边方向垂直焊接。
拉筋6贯穿蝶型钢板10翼缘空洞并绑扎固定。锚筋5和拉筋6均为三级螺纹钢筋材质，两者垂直绑扎连接，从而使蝶形钢板10、方形钢板4、锚筋5、及拉筋6形成一个1/2蝶型连接件1。一个全装配式混凝土楼盖板缝连接节点需设置两个蝶型连接件1，即四个相同的1/2蝶型连接件1。加工两个矩形钢嵌条7。
预制厂制作预制混凝土楼板2。板顶和板底各设置一层由分布筋纵横铺设的钢筋网片3，如图1所示。在板缝处每块预制混凝土楼板顶部和底部各放置一个1/2蝶型连接件1，并在蝶型连接件1位置处设置矩形凹口11，制成含预埋蝶型连接件的预制混凝土楼板2。
将制作好的预制混凝土楼板2运输到施工现场依次吊装。设置凹口11的目的是便于矩形钢嵌条7与两侧蝶型钢板10腹板的嵌入式焊接，凹口大小易适中，后期用轻质隔声材料填充平整。角焊缝8的长度等于矩形钢嵌条7的长度。蝶型钢板10腹板的中心与角焊缝8的中心在同一水平线上，腹板底部铺设薄垫板。
蝶型连接件1在预制混凝土楼板2板缝的同一节点处的顶部和底部各设置一个，以实现全装配式混凝土楼盖的双向传力，每条板缝处设置多个板缝蝶型连接节点。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制性技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种全装配式混凝土楼盖板缝蝶型连接节点，其特征在于：包括蝶型连接件、以及分别与其两侧通过预埋连接的预制混凝土楼板，所述蝶型连接件包括预埋进预制混凝土板内的蝶型钢板、与蝶型钢板腹板焊接的方形钢板、与方形钢板焊接的锚筋、贯穿蝶型钢板两翼缘孔洞并与锚筋绑扎连接的拉筋、以及与两侧蝶型钢板腹板嵌入并焊接的矩形钢嵌条，所述蝶型钢板腹板的中心与角焊缝的中心在同一水平线上，所述预制混凝土楼板包括位于板顶和板底的钢筋网片及两个预埋蝶型连接件。
2.根据权利要求1所述的一种全装配式混凝土楼盖板缝蝶型连接节点，其特征在于：所述蝶型钢板由Q355-B级钢板材质制成，两端翼缘宽度和长度均相等，均小于腹板宽度，翼缘与腹板成45°弯折角度，且端部设有圆形孔洞，腹板外侧设置能嵌入所述矩形钢嵌条的内凹口，腹板底部铺设薄垫板。
3.根据权利要求1所述的一种全装配式混凝土楼盖板缝蝶型连接节点，其特征在于：所述方形钢板由Q355-B级钢板材质制成，且与蝶型钢板腹板长边方向垂直焊接。
4.根据权利要求1所述的一种全装配式混凝土楼盖板缝蝶型连接节点，其特征在于：所述锚筋为三级螺纹钢筋，设置于所述方形钢板的中心位置处，且与方形钢板焊接。
5.根据权利要求1所述的一种全装配式混凝土楼盖板缝蝶型连接节点，其特征在于：所述拉筋为三级螺纹钢筋，贯穿所述蝶型钢板翼缘空洞并绑扎固定，直径小于蝶型钢板翼缘空洞直径。
6.根据权利要求5所述的一种全装配式混凝土楼盖板缝蝶型连接节点，其特征在于：所述锚筋与所述拉筋垂直绑扎连接。
7.根据权利要求1所述的一种全装配式混凝土楼盖板缝蝶型连接节点，其特征在于：所述矩形嵌条为Q355-B级钢块材质，与两侧所述蝶型钢板腹板嵌入并焊接固定，角焊缝长度等于矩形嵌条的长度。
8.根据权利要求1所述的一种全装配式混凝土楼盖板缝蝶型连接节点，其特征在于：所述预制混凝土楼板的板顶和板底各设置一层由分布筋纵横铺设的钢筋网片，并在蝶型连接件位置处设置矩形凹口。
9.根据权利要求1所述的一种全装配式混凝土楼盖板缝蝶型连接节点，其特征在于：所述蝶型连接件中除所述矩形嵌条外，均预埋进所述预制混凝土楼板内，每个板缝连接节点处设置两个蝶形连接件，每条板缝处设置多个板缝蝶型连接节点。
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