一种抗震框架顶层端节点的构造及其施工方法技术

本发明专利技术提供一种抗震框架顶层端节点的构造，该构造使用了由柱筋连接板、梁筋连接板和中间连接板焊接而成的钢筋连接器。本发明专利技术用于地震区框架结构顶层端节点，框架—剪力墙结构框架部分的顶层端节点中梁上部钢筋与柱外侧钢筋在节点内的连接，解决了位于地震区的框架顶层端节点梁上部钢筋、柱外侧钢筋因搭接导致影响钢筋与混凝土的粘结性能，以及节点区钢筋拥挤不便于施工以及带来的施工质量问题。本发明专利技术还提供了上述抗震框架顶层端节点构造的施工方法。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种抗震框架顶层端节点的构造，该构造使用了由柱筋连接板、梁筋连接板和中间连接板焊接而成的钢筋连接器。本专利技术用于地震区框架结构顶层端节点，框架—剪力墙结构框架部分的顶层端节点中梁上部钢筋与柱外侧钢筋在节点内的连接，解决了位于地震区的框架顶层端节点梁上部钢筋、柱外侧钢筋因搭接导致影响钢筋与混凝土的粘结性能，以及节点区钢筋拥挤不便于施工以及带来的施工质量问题。本专利技术还提供了上述抗震框架顶层端节点构造的施工方法。【专利说明】
本专利技术涉及一种框架顶层端节点，特别是涉及。
技术介绍
在受到地震作用的框架结构，框架-剪力墙结构的框架部分的顶层端节点中，为了满足梁端和柱端传递负弯矩的要求，伸入节点的梁上部钢筋和柱外侧钢筋须采取在节点内进行搭接的方法。目前我国的工程建设标准和图集给出的搭接方法主要有: 1、梁内搭接方法(《混凝土结构设计规范》GB50010-2010)。如说明书附图图1所示，柱外侧钢筋伸至节点顶部后向梁端弯折，梁上部钢筋伸至节点对边后向下弯折，梁、柱钢筋在节点外侧及顶面进行弯折搭接，总的搭接长度不小于1.51abE，此处labE为钢筋的抗震锚固长度。为清晰起见，图1中没有画出柱的内侧钢筋、梁的下部钢筋、直交梁的上、下部纵筋以及节点区的箍筋。该搭接方法的缺点在于:(1)由于通常柱的截面宽度比梁的截面宽度宽，因此柱外侧钢筋的排列与梁上部钢筋的排列通常不能对齐搭接，导致梁、柱钢筋在节点的顶部不能上下对齐，加上直交梁的上部钢筋也要从节点顶部沿另一直交方向贯穿节点，使得由节点顶部向节点内浇筑混凝土时，常常发生浇筑不畅，不仅降低了劳动生产率，也极易出现混凝土的浇筑质量问题；(2)在放置节点区箍筋时，特别是节点尺寸较大，需要在节点区设置复合箍筋时，弯折柱筋妨碍节点箍筋的就位和绑扎。 2、柱内搭接方法(《混凝土结构设计规范》GB50010-2010)。如说明书附图图2所示，梁上部钢筋伸至节点对边后向下弯折，与柱外侧钢筋在节点外侧直线搭接。总的搭接长度不小于1.71abE，此处labE为钢筋的抗震锚固长度。同理，为清晰起见，图1中没有画出柱的内侧钢筋、梁的下部钢筋、直交梁的上、下部纵筋以及节点区的箍筋。该方法最大缺点是由于钢筋直线搭接的长度较长(例如对于二级抗震等级框架，取C30混凝土、直径20mm的HRB400MPa级钢筋，其搭接长度为1.972m)，由于施工缝设置在梁底部位置，在浇筑柱的混凝土时必须预先将弯折梁筋超出梁底的长度部分浇筑在柱中。当柱的混凝土凝结期间，由柱顶伸出较长的弯折梁筋受到施工时的扰动，将会明显影响搭接区钢筋与混凝土的粘结，从而影响搭接质量。因此目前的工程施工中，很少采用这一种搭接方法。 3、如《钢筋锚固板应用技术规程》JGJ 256-2011 (第十页图4.1.3-3)所示的梁、柱筋端部加设锚固板的搭接方法:柱的外侧钢筋在端部加设锚固板后伸至节点顶部，除角部钢筋直接伸至节点顶部以外，其余柱筋伸至节点顶部后均向梁端弯折，要求柱筋的锚头伸至节点内侧。梁上部钢筋在端部加设锚固板后伸至节点对边，带锚固板的梁、柱钢筋在节点顶面采取直线搭接。在这种搭接方法中，由于缩短了钢筋的搭接长度，为保证搭接区具有良好的传力效果，需要专门在钢筋搭接区的梁筋上设置由上向下插入的U形钢筋。这种搭接方法的缺点在于:(I)由于不是全部的外侧柱筋都能够与梁筋进行搭接(角部两根外侧柱筋不参与搭接)，如果选用的柱筋直径大、根数少，则与梁筋有效搭接的柱筋百分率就少，能够有效传递的负弯矩将受到影响，因此这种搭接方法的有效性还需要进一步的检验与考察；(2)这种搭接方法仍没能有效解决沿节点顶部浇筑混凝土困难的问题。节点区的水平箍筋以及复合箍筋本来就已使节点区的钢筋非常拥挤，当采用这种方法时，尚须在节点上部插入一定数量的U形筋，这将使得节点区的钢筋更加拥挤，更不利于混凝土的浇筑。 目前在框架顶层端节点的施工过程中，节点区箍筋的就位，特别是设计有复合箍筋时箍筋的准确就位是施工的一大难题。由于顶层端节点不仅有其它部位节点共有的两个方向直交梁的钢筋和柱端钢筋贯穿节点(或在节点内部进行锚固)所造成的节点区的钢筋密集、拥挤问题，特别还有顶层端节点梁端上部钢筋和柱端外侧钢筋伸入节点后在节点区及梁或柱端进行的弯折搭接(如上所述的三种搭接方法)所造成的箍筋就位难问题，即已经弯折成90°的柱外侧钢筋或梁上部钢筋会防碍箍筋的套入就位。施工人员经常不得不在施工现场将封闭好的箍筋重新扳开进行就位。这样不仅增加了顶层端节点的施工时间和难度，也给箍筋位置、间距和箍筋端部135°弯钩角度的准确性带来一定的影响，从而影响到节点区的抗震性能。 可见，目前我国框架结构和框架-剪力墙结构中，对顶层端节点的设计和施工所采用的三种梁上部钢筋与柱外侧钢筋在节点区的搭接方法都没有从根本上解决节点既便于施工又具有良好的受力及抗震性能问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种抗震框架顶层端节点的构造，用于框架顶层端节点梁上部钢筋与柱外侧钢筋的连接，能有效地解决节点区钢筋拥挤和箍筋就位难的问题。 本专利技术的另一目的是提供一种抗震框架顶层端节点构造的施工方法。 本专利技术的目的是这样实现的: 一种抗震框架顶层端节点的构造，其特征在于:包括梁上部钢筋、柱外侧钢筋和钢筋连接器，其中用双螺母将梁上部钢筋固定在钢筋连接器的梁筋连接板上，用双螺母将柱外侧钢筋固定在钢筋连接器的柱筋连接板上；所述钢筋连接器由柱筋连接板、梁筋连接板和中间连接板经连接构成；其中柱筋连接板、梁筋连接板位于中间连接板同侧的两端，其外夹角均为45°，所述柱筋连接板、梁筋连接板上均设有钢筋固定孔。 上述钢筋连接器的钢材强度等级由本领域技术人员根据梁上部钢筋、柱外侧钢筋的强度等级常规确定。 上述钢筋连接器的几何尺寸根据顶层端节点的几何尺寸，梁上部钢筋、柱外侧钢筋的数量和直径确定。 上述钢筋连接器的柱筋连接板，梁筋连接板以及中间连接板的厚度h相同，按公式⑴进行计算。 η:.π.d1'' h = ---— _5」4(/)-2(,)⑴ 式中:h_钢筋连接器厚度； η。-柱外侧钢筋总根数； b_节点宽度； deq-柱外侧钢筋的等效直径d i，nk>dck分别为第k种直径 k—Ik—I 柱外侧钢筋的根数和第k种直径柱外侧钢筋的公称直径，i为柱外侧钢筋不同直径的数量。 专利技术人在研究中发现，如果柱或梁钢筋的最大直径过小会导致连接器的厚度较薄从而使得钢筋连接器的刚度不够，上述钢筋连接器的厚度h不小于被连接柱钢筋和梁钢筋中最大直径的0.8倍且上述钢筋连接器的厚度h不小于14mm。 上述柱筋连接板、梁筋连接板的宽度分别取被连接柱筋中最大直径和梁筋中最大直径的3倍，中间连接板的宽度取柱筋最大直径的2倍。 上述连接板的长度取节点宽度b减去2(1< 上述钢筋连接器可以采用焊接的方式连接，焊接时，当钢筋连接器的厚度小于20mm时，焊缝采用单边坡口焊接，坡口角度为45° ;当板的厚度大于20mm时，焊缝宜采用双边坡口焊接，坡口角度45°。 上述抗震框架顶层端节点构造的施工方法，其特征在于:采用如下步骤: 1、将已加工螺丝头的梁上部钢筋用双螺母紧固连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗震框架顶层端节点的构造，其特征在于：包括梁上部钢筋、柱外侧钢筋和钢筋连接器，其中用双螺母将梁上部钢筋固定在钢筋连接器的梁筋连接板上，用双螺母将柱外侧钢筋固定在钢筋连接器的柱筋连接板上；所述钢筋连接器由柱筋连接板、梁筋连接板和中间连接板经连接构成；其中柱筋连接板、梁筋连接板位于中间连接板同侧的两端，其外夹角均为45°，所述柱筋连接板、梁筋连接板上均设有钢筋固定孔。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：傅剑平，钟雪飞，薛松，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;85