装配式PVC-FRP管混凝土柱-钢筋混凝土梁自复位环梁节点

摘要

本发明公开了一种装配式PVC‑FRP管混凝土柱‑钢筋混凝土梁自复位环梁节点，包括预制PVC‑FRP管混凝土柱、带预应力连接支座的预应力混凝土梁以及预应力连接支座，预应力连接支座包含环向纵筋、箍筋和环向预应力筋，预应力连接支座在节点连接处凹槽的四周铺设混凝土垫层，预应力连接支座的一半进入节点连接处凹槽，预应力连接支座通过钢筋套筒将环向纵筋和环向预应力筋连接，预应力连接支座与预制PVC‑FRP管混凝土柱的连接处以及节点连接处凹槽现浇混凝土。在本发明中，通过在节点位置配置预应力筋，使构件具有一定的自复位能力，还可以提高构件抗弯能力，并且在节点处施加的预应力还可提高节点的抗剪能力，从而有效提高节点的抗震性能。

说明书

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，具体涉及一种装配式PVC-FRP管混凝土柱-钢筋混凝土梁自复位环梁节点。

背景技术

目前我国的施工以现场手工湿作业为主，建筑工业化程度和生产效率低，属于劳动密集型生产方式。目前，已有建筑具有性能成本比不合理，设备通用性差，施工周期长、建设资源浪费等不足，已不适应新形势下经济发展和人们对建筑品质的需求。

装配式结构是指预制构件在专业工厂或施工现场预制，通过提升、装吊和连接等方式，把预制构件连接成为一个整体结构。装配式结构因具有预制构件质量易控制、施工质量好、劳动强度低、工期短、环境影响小等优点，已在应工程结构中得到一定的应用。但在工程结构中没有大规模的应用，其中一个重要原因是，装配式结构节点是结构受力的关键部位，如何保证结构在地震作用后节点的整体性和可靠性是急需解决的问题。

自复位结构在发生较强地震时，自复位结构利用内部的耗能组件消耗建筑物内受到的能量冲击，最大程度降低地震之后建筑的残余变形与内部结构损伤，使结构部件保持足够的弹性。但已有的自复位结构大多采用钢筋混凝土结构，钢筋混凝土结构具有承载力低、自重大、施工不方便、耐久性能差等缺点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种装配式PVC-FRP管混凝土柱-钢筋混凝土梁自复位环梁节点，能够起到承载力高、延伸性和耐久性好、施工方便、施工周期短、耗能能力强、抗震性能好的作用。为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

一种装配式PVC-FRP管混凝土柱-钢筋混凝土梁自复位环梁节点，包括预制PVC-FRP管混凝土柱、带预应力连接支座的预应力混凝土梁以及预应力连接支座，所述预制PVC-FRP管混凝土柱在节点处预设节点连接处凹槽和钢筋预留孔，所述PVC-FRP管混凝土柱在节点处断开，构成不连通式节点结构，所述PVC-FRP管端部到节点表面距离为5-10mm，所述带预应力连接支座的预应力混凝土梁包括钢筋预留孔和预应力连接支座，所述带预应力连接支座的预应力混凝土梁的纵筋在节点处通过灌浆套筒连接，所述预应力连接支座包含环向纵筋、箍筋和环向预应力筋，所述预应力连接支座在节点连接处凹槽的四周铺设混凝土垫层，所述预应力连接支座的一半进入节点连接处凹槽，所述预应力连接支座通过钢筋套筒将环向纵筋和环向预应力筋连接，所述预应力连接支座与预制PVC-FRP管混凝土柱的连接处以及节点连接处凹槽现浇混凝土。

进一步地，所述节点形式为十字型、T型或L型，所述PVC-FRP管的截面为圆形或矩形。

一种装配式PVC-FRP管混凝土柱-钢筋混凝土梁自复位环梁节点，其具体制作步骤如下：

(1)制作PVC-FRP管；

(2)在所述PVC-FRP管内绑扎钢筋，预留预应力混凝土梁预应力筋张拉孔，设置预应力混凝土梁的节点连接处凹槽，浇筑混凝土，制作预制PVC-FRP管混凝土柱；

(3)绑扎预应力混凝土梁和预应力连接支座的钢筋，模板制作完成后，预设预应力混凝土梁和预应力连接支座中钢筋预留孔，浇筑混凝土，制作带预应力连接支座的预应力混凝土梁和预应力连接支座；

(4)在预制PVC-FRP管混凝土柱的节点连接处凹槽位置四周铺设混凝土垫层，组装预制PVC-FRP管混凝土柱、带预应力连接支座的预应力混凝土梁和预应力连接支座；

(5)带预应力连接支座的预应力混凝土梁中的纵筋通过灌浆套筒进行连接，预应力连接支座中的纵筋通过钢筋套筒进行连接；

(6)张拉带预应力连接支座的预应力混凝土梁中的预应力纵筋；

(7)在预应力连接支座的节点连接处凹槽支设模板，浇筑混凝土，完成整个节点的连接。

本发明的有益效果是：

(1)PVC-FRP管可充当模板，省去支模、拆模等工序，施工方便。

(2)PVC-FRP管对核心混凝土柱的约束作用较大，可显著提高PVC-FRP管混凝土柱的承载力、延性和耐久性能。

(3)采用预制装配式构件，缩短施工周期，降低工程造价，减少现场湿作业，显著降低对环境的影响。

(4)节点位置配置预应力筋，使构件具有一定的自复位能力，还可以提高构件抗弯能力，并且在节点处施加的预应力还可提高节点的抗剪能力，从而有效提高节点的抗震性能。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中节点不贯通的预制PVC-FRP管混凝土柱立面结构示意图；

图2为图1中的A-A纵剖面结构示意图；

图3为图1中的B-B横剖面结构示意图；

图4为本发明中带预应力连接支座的预应力混凝土梁结构示意图；

图5为本发明中带预应力连接支座的预应力混凝土梁俯视结构示意图；

图6为图5中的C-C纵剖面结构示意图；

图7为图5中的D-D纵剖面结构示意图；

图8为本发明中预应力连接支座结构示意图；

图9为本发明中预应力连接支座俯视结构示意图；

图10为图9中的E-E纵剖面结构示意图；

图11为本发明的十字型节点未浇水泥时的结构示意图；

图12为本发明的十字型节点浇筑水泥后的结构示意图；

图13为本发明的T型节点未浇水泥时的结构示意图；

图14为本发明的T型节点浇筑水泥后的结构示意图；

图15为本发明的L型节点结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-PVC-FRP管；2-节点连接处凹槽；3-预制PVC-FRP管混凝土柱纵筋；4-预制PVC-FRP管混凝土柱箍筋；5-预制PVC-FRP管混凝土柱节点区箍筋；6-预应力混凝土梁中预应力纵筋的预留孔；7-预应力混凝土梁中普通纵筋预留孔；8-预制PVC-FRP管混凝土柱；9-预应力混凝土梁普通纵筋；10-预应力混凝土梁箍筋；11-预应力连接支座纵筋；12-预应力连接支座箍筋；13-预应力连接支座中预应力纵筋预留孔；14-预应力连接支座中普通纵筋预留孔；15-带预应力连接支座的预应力混凝土梁；16-预应力连接支座；17-预应力混凝土梁中预应力纵筋；18-预留现浇处；19-后浇混凝土。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-7所示，本实施例为一种装配式PVC-FRP管混凝土柱-钢筋混凝土梁自复位环梁节点，包括预制PVC-FRP管混凝土柱8、带预应力连接支座的预应力混凝土梁15以及预应力连接支座16，预制PVC-FRP管混凝土柱8在节点处预设节点连接处凹槽2和钢筋预留孔，PVC-FRP管混凝土柱8在节点处断开，构成不连通式节点结构，PVC-FRP管1端部到节点表面距离为5-10mm，带预应力连接支座的预应力混凝土梁15包括钢筋预留孔和预应力连接支座16，带预应力连接支座的预应力混凝土梁15的纵筋在节点处通过灌浆套筒连接，预应力连接支座16包含环向纵筋、箍筋和环向预应力筋，预应力连接支座16在节点连接处凹槽2的四周铺设混凝土垫层，预应力连接支座16的一半进入节点连接处凹槽2，预应力连接支座16通过钢筋套筒将环向纵筋和环向预应力筋连接，预应力连接支座16与预制PVC-FRP管混凝土柱8的连接处以及节点连接处凹槽2现浇混凝土，节点形式为十字型、T型或L型，PVC-FRP管1的截面为圆形或矩形。

本发明的具体实施步骤如下：

(1)将浸透环氧树脂的纤维增强复合材料(FRP)条带按照一定的环箍间距缠绕在PVC管外面，缠绕过程中要不断压实FRP条带，以保证PVC管与FRP条带的整体性，FRP条带宽度、环箍间距和层数根据柱构件承载力计算确定。将PVC-FRP管养护至环氧树脂硬化，形成PVC-FRP管1。

(2)将制作完成的PVC-FRP管1就位固定，在节点区预留节点连接处凹槽2，制作节点区的预制柱模板，在PVC-FRP管内配置预制PVC-FRP管混凝土柱纵筋3、箍筋4以及节点区箍筋5，在预制PVC-FRP管混凝土柱节点核心区设置预应力连接支座中预应力纵筋预留孔6和普通纵筋预留孔7，然后在PVC-FRP管内浇筑混凝土，养护至混凝土硬化，形成预制PVC-FRP管混凝土柱8。

(3)绑扎预应力混凝土梁普通纵筋9和箍筋10，以及预应力连接支座纵筋11和箍筋12，制作预应力混凝土梁模板，在预应力连接支座中设置预应力连接支座中预应力纵筋预留孔13和普通纵筋预留孔14，然后浇筑混凝土，养护至混凝土硬化，形成带预应力连接支座的预应力混凝土梁15和预应力连接支座16。

(4)沿预制PVC-FRP管混凝土柱的节点连接处凹槽2四周喷射20mm厚的素混凝土垫层，待其硬化后，对预制PVC-FRP管混凝土柱8和带预应力连接支座预应力混凝土梁15，以及预应力连接支座16进行装配，所述带预应力连接支座的预应力混凝土梁15和预应力连接支座16与预制PVC-FRP管混凝土柱节点连接处凹槽2对齐拼装。

(5)所述带预应力连接支座预应力混凝土梁15中的普通纵筋9通过灌浆套筒进行连接，带预应力连接支座的预应力混凝土梁15和预应力连接支座16中的普通纵筋9通过灌浆套筒进行连接。

(6)节点预留孔对齐连通，组成预应力张拉孔道，沿预应力混凝土梁中预应力纵筋的预留孔6和预应力连接支座中预应力纵筋预留孔13的方向穿过预应力混凝土梁中预应力纵筋17，然后进行预应力混凝土梁中预应力纵筋17张拉，待预应力混凝土梁中预应力纵筋17张拉、锚固完成后，进行压降、封锚。

(7)在预制PVC-FRP管混凝土柱8、带预应力连接支座的预应力混凝土梁15和预应力连接支座16的预留现浇处18架设模板，并进行后浇混凝土的浇筑，养护至混凝土硬化，形成装配式PVC-FRP管混凝土柱-钢筋混凝土梁自复位环梁节点。

具体实施过程中，通过控制预应力混凝土梁和预应力连接支座的数量，可以灵活组装成如附图所示的十字型、T型以及L型节点。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。