一种预制装配式改扩建建筑结构节点的方法及其结构节点与流程

本发明属于工业与民用建筑结构技术领域，具体涉及一种预制装配式改扩建建筑结构节点的方法及其结构节点。

背景技术：

随着生产和生活对现有建筑功能需求的变化和提升，建筑改扩建项目数量呈逐年上升趋势，大量的已建建筑结构设施需要通过合理的扩建改造来实现新的功能，满足新的需求，解决好改扩建结构与原有结构的关系是设计的重点和难点。

常规结构扩建常采用混凝土结构植筋扩建方法，存在以下几点不足：

1、节点核心区局部钢筋和后锚固植筋高度密集，现有技术常采用后锚固植筋技术，但扩建结构需要进行锚固植入的钢筋位置与原有结构节点区域钢筋位置重合，非常容易造成植筋与原结构梁、柱内钢筋冲突，导致原结构主筋握裹力损失，影响结构安全且施工不便。

2、新旧构件结合处易形成梁根部抗剪薄弱点，容易出现滑移裂缝，影响正常使用。

3、扩建节点传递弯矩、剪力、扭矩，使得原有结构负荷加重，结构受力状态复杂，扩建的同时对原结构进行加固在所难免。

4、施工周期长，工业化程度低，质量控制难度大，容易造成工程质量下降。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决改扩建结构与原有结构的衔接难题，提供一种预制装配式改扩建建筑结构节点的方法及其结构节点，提高后锚固节点抗剪能力，消除节点滑移；通过释放节点内力，简化结构受力状态，降低改扩建对原有结构新增负荷，避免或减小由于改扩建造成对原有结构加固的工作量；减小传统扩建结构后锚固植筋对原结构节点的破坏，避免原结构梁柱主筋锚固握裹力损失；提高改扩建工程施工效率，缩短施工周期，利于提高工程施工质量。

为此，本发明提供了一种预制装配式改扩建建筑结构节点的方法，包括如下步骤：

步骤一：按照后锚固技术要求在已建结构柱上做出多个锚固孔，然后在锚固孔里装填后锚固螺杆进行锚固施工；

步骤二：后锚固螺杆锚固施工完成后，预制带螺杆孔的后锚固连接组件锚板，然后将后锚固连接组件锚板与已建结构柱贴合，并且使后锚固螺杆穿过后锚固连接组件锚板上的螺杆孔；

步骤三：采用螺母对穿过后锚固连接组件锚板螺杆孔的后锚固螺杆施加设定预紧力，使得后锚固连接组件锚板达到设计预压力；

步骤四：预制梁端板，在梁端板的一面上自上而下设置多个螺栓孔，并在梁端板四角位置设置主筋穿孔，在螺栓孔内装抗剪栓钉并焊接固定，将扩建梁的主筋穿过主筋穿孔并进行穿孔塞焊；

步骤五：在梁端板的上端和下端分别设置钢筋混凝土梁，并在上下两个钢筋混凝土梁之间绑扎多个附加箍筋，然后将梁端板安装抗剪栓钉的一面与钢筋混凝土梁、附加箍筋整体浇注并养护达到规定强度；

步骤六：在后锚固连接组件锚板和梁端板上分别固定安装抗剪连接板，然后将两个抗剪连接板通过摩擦型高强度螺栓连接，实现扩建结构预制后现场装配。

所述的步骤二中，将后锚固连接组件锚板与已建结构柱贴合后，在其贴合面上涂装结构胶。

一种预制装配式改扩建建筑结构节点的方法所制成的结构节点，包括后锚固连接组件锚板、后锚固螺杆、抗剪栓钉、钢筋混凝土梁、梁端板、抗剪连接板，所述的后锚固连接组件锚板贴合在已建结构柱上，并通过后锚固螺杆贯穿后锚固；所述的梁端板上设置螺栓孔和主筋穿孔，螺栓孔内装抗剪栓钉并焊接固定，扩建梁的主筋穿过主筋穿孔并穿孔塞焊，所述的梁端板的上端和下端分别设置钢筋混凝土梁，梁端板安装抗剪栓钉的一面与钢筋混凝土梁整体浇注而成；所述的后锚固连接组件锚板和梁端板上分别固定安装有抗剪连接板，并且两个抗剪连接板通过摩擦型高强度螺栓连接。

所述的梁端板的上端和下端的两个钢筋混凝土梁之间绑扎多个附加箍筋，梁端板安装抗剪栓钉的一面与钢筋混凝土梁以及多个附加箍筋整体浇注而成。

所述的后锚固连接组件锚板上贯穿的锚固螺杆有多个，分为纵向两列，两列锚固螺杆之间设置两个纵向的抗剪连接板；所述的梁端板中心位置固定一个纵向的抗剪连接板，梁端板上的抗剪连接板位于后锚固连接组件锚板上两个抗剪连接板之间，三个抗剪连接板通过摩擦型高强度螺栓贯穿紧固连接。

所述的后锚固连接组件锚板上贯穿的锚固螺杆有多个，分为横向两排，两排锚固螺杆之间设置两个横向的抗剪连接板；所述的梁端板中心位置固定一个横向的抗剪连接板，梁端板上的抗剪连接板位于后锚固连接组件锚板上两个抗剪连接板之间，三个抗剪连接板通过摩擦型高强度螺栓贯穿紧固连接。

一种预制装配式改扩建建筑结构节点的方法所制成的节点，包括后锚固连接组件锚板、后锚固螺杆、抗剪连接板和钢结构梁，所述的后锚固连接组件锚板贴合在已建结构柱上，并通过后锚固螺杆贯穿后锚固，所述的后锚固连接组件锚板上固定安装有抗剪连接板，所述的抗剪连接板通过摩擦型高强度螺栓连接在钢结构梁上。

所述的钢结构梁上搭装现浇板。

本发明提供的这种预制装配式改扩建建筑结构节点的方法及其结构节点的有益效果：

1、采用预制装配式节点，实现标准化设计、工厂化预制批量生产、现场装配化安装施工，提高扩建工程施工进度，便于控制工程质量，符合国家推广预制装配式结构的思路和方针。

2、提供一种全新的预应力后锚固体系，通过施加螺杆预紧力控制以及接触面结构胶强度保证节点抗剪能力，提高后锚固节点抗剪能力，消除节点滑移。

3、新型节点通过合理构造设计释放扩建结构梁端弯矩，简化扩建结构对原结构的作用，使原结构受力状态明确，降低由扩建结构产生的负荷，避免由于改扩建造成对原有结构加固的工作量；

4、有效解决扩建后锚固植入筋与原结构梁钢筋冲突的实际问题，消除扩建对原结构节点的破坏避免原结构梁柱主筋锚固握裹力损失；

5、该技术对于扩建结构为钢筋混凝土结构或钢结构均具有良好适用性，推广价值大。

附图说明

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

图1是本发明的结构节点整体示意图。

图2是后锚固连接组件锚板锚固结构示意图。

图3是扩建梁端预制连接组件的结构示意图。

图4是横向铰接的结构节点整体示意图。

图5是与钢结构梁连接的节点示意图。

附图标记说明：1、后锚固连接组件锚板；2、扩建梁端预制连接组件；3、后锚固螺杆；4、抗剪栓钉；5、钢筋混凝土梁；6、梁端板；7、抗剪连接板；8、主筋穿孔；9、附加箍筋；10、摩擦型高强度螺栓；11、已建结构梁；12、已建结构梁主筋；13、已建结构柱；14、钢结构梁；15、现浇板。

具体实施方式

实施例1：

本实施例提供一种预制装配式改扩建建筑结构节点的方法，结合图1、图2和图3所示，包括如下步骤：

步骤一：按照后锚固技术要求在已建结构梁11的已建结构柱13上做出多个锚固孔，避免与已建结构梁主筋12冲突，然后在锚固孔里装填后锚固螺杆3进行锚固施工，完成后锚固螺杆3锚固施工；

步骤二：后锚固螺杆3锚固施工完成，即养护达到设计承载力后，预制带螺杆孔的后锚固连接组件锚板1，然后将后锚固连接组件锚板1与已建结构柱13贴合，并且使后锚固螺杆3穿过后锚固连接组件锚板1上的螺杆孔，在后锚固连接组件锚板1与已建结构柱13贴合面以结构胶处理；

步骤三：采用螺母对穿过后锚固连接组件锚板1螺杆孔的后锚固螺杆3施加设定预紧力，通过设定预紧力实现预制后锚固连接组件锚板1达到设计预压力，提供可靠抗剪能力；

步骤四：预制梁端板6，在梁端板6的一面上自上而下设置多个螺栓孔，并在梁端板6四角位置设置主筋穿孔8，在螺栓孔内装抗剪栓钉4并焊接固定，将扩建梁的主筋穿过主筋穿孔8并进行穿孔塞焊；

步骤五：在梁端板6的上端和下端分别设置钢筋混凝土梁5，并在上下两个钢筋混凝土梁5之间绑扎多个附加箍筋9，然后将梁端板6安装抗剪栓钉4的一面与钢筋混凝土梁5、附加箍筋9整体浇注并养护达到规定强度；

步骤六：在后锚固连接组件锚板1和梁端板6上分别固定安装抗剪连接板7，然后将两个抗剪连接板7通过摩擦型高强度螺栓10连接，实现扩建结构预制后现场装配。

本实施例的这种方法，通过创新新旧结构衔接节点形式，避免常规做法的缺点，减小对原有结构的破坏，避免或减小原有结构的加固工作量；释放扩建结构节点弯矩，简化结构受力状态，减小原结构负担；引入预应力后锚固技术，提高后锚固节点抗剪能力，消除节点滑移。

实施例2：

本实施例提供一种预制装配式改扩建建筑结构节点的方法所制成的结构节点，包括后锚固连接组件锚板1、后锚固螺杆3、抗剪栓钉4、钢筋混凝土梁5、梁端板6、抗剪连接板7。

后锚固连接组件锚板1贴合在已建结构柱13上，并通过后锚固螺杆3贯穿后锚固，在后锚固连接组件锚板1与已建结构柱13界面间以结构胶处理后安装就位后，对后锚固螺杆3施加预紧力，通过设定预紧力实现预制后锚固连接组件锚板1达到设计预压力，提供可靠抗剪能力。

梁端板6上设置螺栓孔和主筋穿孔8，螺栓孔内装抗剪栓钉4并焊接固定，扩建梁的主筋穿过主筋穿孔8并穿孔塞焊，所述的梁端板6的上端和下端分别设置钢筋混凝土梁5，梁端板6安装抗剪栓钉4的一面与钢筋混凝土梁5整体浇注而成。

后锚固连接组件锚板1和梁端板6上分别固定安装有抗剪连接板7，并且两个抗剪连接板7通过摩擦型高强度螺栓10连接。此处结构中，梁端板6以及其上的抗剪连接板7均为预制件，两者组成扩建梁端预制连接组件2，在需要快件的时候直接拿来拼装，用于与已建结构进行连接，实现标准化设计、工厂化预制批量生产、现场装配化安装施工。

梁端板6的上端和下端的两个钢筋混凝土梁5之间绑扎多个附加箍筋9，梁端板6安装抗剪栓钉4的一面与钢筋混凝土梁5以及多个附加箍筋9整体浇注而成。

本实施例的结构扩建采用钢结构方案，减轻结构自重。新旧结构连接节点采用摩擦型高强度螺栓10连接，属于铰接节点，释放节点弯矩，简化原结构受力状态，最大限度降低对原结构的负荷，避免或减少原结构的加固工程量。

这种结构节点通过合理构造设计释放梁端弯矩，简化原结构柱受力状态，降低原结构负荷，有效避免后锚固植入螺杆与原结构梁钢筋冲突，施工便利，通过螺杆预紧力控制以及接触面结构胶抗剪保证抗剪能力，节点剪力传递有效、可靠，计算依据明确。

实施例3：

本实施例对新旧结构（已建结构和改扩建结构）的连接节点进一步详细说明，新旧结构的连接节点主要是依靠摩擦型高强度螺栓10连接，属于铰接节点，释放节点弯矩，简化原结构受力状态，最大限度降低对原结构的负荷，避免或减少原结构的加固工程量。本实施例中，将这些连接件进行规整，形成预制件，实现标准化设计、工厂化预制批量生产、现场装配化安装施工，主要分为纵横两种方案：

纵向连接方案：后锚固连接组件锚板1上贯穿的锚固螺杆3有多个，如图1所示，分为纵向两列，两列锚固螺杆3之间设置两个纵向的抗剪连接板7；所述的梁端板6中心位置固定一个纵向的抗剪连接板7，梁端板6上的抗剪连接板7位于后锚固连接组件锚板1上两个抗剪连接板7之间，三个抗剪连接板7通过摩擦型高强度螺栓10贯穿紧固连接。

横向连接方案：后锚固连接组件锚板1上贯穿的锚固螺杆3有多个，如图4所示，分为横向两排，两排锚固螺杆3之间设置两个横向的抗剪连接板7；所述的梁端板6中心位置固定一个横向的抗剪连接板7，梁端板6上的抗剪连接板7位于后锚固连接组件锚板1上两个抗剪连接板7之间，三个抗剪连接板7通过摩擦型高强度螺栓10贯穿紧固连接。

上述两者方案，均能实现已建结构和改扩建结构的铰接，避免了传统混凝土结构刚接节点的不足，减小对原结构的破坏，有效避免钢筋冲突和对钢筋握裹力损失。

实施例4：

本实施例提供一种预制装配式改扩建建筑结构节点的方法所制成的节点，如图5所示，包括后锚固连接组件锚板1、后锚固螺杆3、抗剪连接板7和钢结构梁14，所述的后锚固连接组件锚板1贴合在已建结构柱13上，并通过后锚固螺杆3贯穿后锚固，所述的后锚固连接组件锚板1上固定安装有抗剪连接板7，所述的抗剪连接板7通过摩擦型高强度螺栓10连接在钢结构梁14上，钢结构梁14上搭装现浇板15。

本实施例的这种结构，主要适用于纯钢结构框架，当扩建结构是钢结构梁14这样的结构的时候，本实施例的这种结构节点方式是最适合的。

扩建采用钢结构方案，减轻结构自重。新旧结构连接节点采用摩擦型高强度螺栓10铰接节点，释放节点弯矩，简化原结构受力状态，最大限度降低对原结构的负荷，避免或减少原结构的加固工程量。

综上所述，本发明提供的这种预制装配式改扩建建筑结构节点的方法及其结构节点，解决改扩建结构与原有结构的衔接难题，是一种全新的预应力后锚固体系，提高后锚固节点抗剪能力，消除节点滑移；通过释放节点内力，简化结构受力状态，降低改扩建对原有结构新增负荷，避免或减小由于改扩建造成对原有结构加固的工作量；减小传统扩建结构后锚固植筋对原结构节点的破坏，避免原结构梁柱主筋锚固握裹力损失；提高改扩建工程施工效率，缩短施工周期，利于提高工程施工质量。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。