专利名称：Ecc-rc组合柱及其新型连接方式的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种建筑结构领域中的装配整体式结构。
背景技术：
混凝土框架结构按照施工方法可以分为现浇框架、装配式框架和装配整体式框架。现浇框架的梁、柱均为现场现浇，整体性和抗震性能好，但施工周期长，耗费人工多，越来越不利于应对目前人力成本快速上升带来的挑战。 装配式框架的梁、柱均为预制构件，通过焊接拼装连接成整体，节点一般为铰接。由于均为预制构件，可实现标准化、工厂化、机械化生产，但结构的整体性较差，抗震能力弱，不宜在抗震设防区应用。装配整体式框架的部分梁、柱为预制构件，在吊装就位后，焊接或绑扎节点区钢筋，通过浇捣混凝土，将梁、柱连接为整体结构，形成刚接节点。它兼有现浇式框架和装配式框架的优点，既具有良好的整体性，又可部分采用预制构件，减少现场浇捣混凝土工作量。但是，装配整体式框架也有自身的缺点，主要有以下2个方面(I)节点连接区域一般采用同等级或高一等级普通混凝土浇筑，但受限于普通混凝土材料本身受拉强度低、延性差等固有缺陷，再加上节点连接区域需要布置箍筋并实现梁柱纵筋的搭接，造成钢筋布置困难，混凝土浇筑质量难以有效保证等因素，所以，节点区域的抗震性能仍然是装配整体式框架结构抗震性能的瓶颈部位，并限制了装配整体式结构的整体性能；(2)如图I和图2所示，预制柱之间通常采用型钢支撑连接、或预留孔插筋连接，不管采用哪种形式，在柱就位后需采用可调斜撑校正并固定，这些斜撑须待当上一层梁柱节点混凝土强度达到IOMPa后方可拆除，进一步增加了施工的难度。
发明内容
本发明的目的就是要解决以上问题，提供了一种ECC-RC组合柱及其新型连接方式，是装配整体式框架结构体系节点连接区域的新型连接方式。本连接方式能改善连接区域的施工质量、抗震性能，并能降低施工难度、加快施工速度，能较好地进一步提升装配整体式框架结构的整体性能。本发明的技术方案是这样得以实现的一种ECC-RC组合柱及其新型连接方式，其特点是采用工程水泥基复合材料ECC，代替原有装配整体式框架结构体系中节点连接区域所采用的常规混凝土 RC，实现ECC-RC组合柱；在上、下预制普通混凝土柱中均预埋一定长度的H型钢，H型钢端部设置有带孔端板，通过螺栓联接带孔端板，由螺栓及型钢来支撑上部预制普通混凝土柱自重来实现预制柱就位；柱就位后，通过螺栓上配置的调平螺母调整柱的垂直度并实现固定。本发明提供了一种装配整体式框架结构体系节点连接区域新型连接方式，不需采用外部可调斜撑校正并固定，不必依赖外部支撑装置，同时可以不必配置箍筋，省略了对可调斜撑的占用，简化了施工步骤，降低了施工难度、加快了施工进度，并具有更好的连接区域施工质量和抗震性能，构造合理、设计和施工简单，能较好地进一步提升装配整体式框架结构的整体性能。
图I是现有的预制柱型钢支撑连接方式。图2是现有的预制柱预留孔插筋连接方式。图3是在预制柱、叠合梁节点处采用ECC材料现浇的示意图。图4是在预制边柱连接区域采用ECC材料现浇的示意图。
图5是在预制中柱连接区域采用ECC材料现浇的示意图。图6是预制柱采用带端板型钢以及调平螺母的连接方式。图7是图6的A— A剖面图。图8是图6的B— B剖面图。图中1 一可调斜撑；2 —工字钢；3—预留孔；4一节点区现浇ECC ;5—预制混凝土梁；6—后浇混凝土叠合梁；7—预制普通混凝土柱；8—预制构件连接处；9一带孔端板；10—调平螺母；11 一相邻纵筋的交错机械搭接；12 —H型钢；13—螺栓。
具体实施例方式从图I可见，现有的预制柱型钢支撑连接方式采用工字钢2承受上柱自重，柱就位后，采用可调斜撑I校正并固定。图2为现有的预制柱预留孔插筋连接方式，在下柱中设置预留孔3，上柱底部纵筋则外伸。安装时通过将上柱底部纵筋插入下柱顶部预留孔来就位，并采用可调斜撑I校正并固定。图I、图2中的可调斜撑I须待当上一层梁柱节点混凝土强度达到IOMPa后方可拆除。工程水泥基复合材料(EngineeredCementitious Composite,下文简称 ECC),ECC材料是近年来一种新型的高性能水泥基复合材料，它基于断裂力学、微观物理力学和统计学优化设计，使用短纤维增强，且纤维掺量不超过复合材料总体积的2. 5%。硬化后的复合材料具有显著的应变硬化特征，在拉伸荷载作用下可产生多条细密裂缝，试验研究已经证实它的应变能力一般为:T6%，最高可达8%，耗能能力是常规纤维混凝土的3倍。因此它在提高结构的延性、耗能能力、抗侵蚀性、抗冲击性和耐磨性方面具有显著的效果，在抗震结构、大变形结构、抗冲击结构和修复结构中有着广阔的发展前景。另外，试验证明，节点区域未配置箍筋的ECC节点构件，其抗震性能仍好于配置了箍筋的普通混凝土构件。如此，对现浇节点连接区域，采用ECC材料代替普通混凝土 RC，实现ECC-RC组合柱，可以省略箍筋的配置，降低造价及施工难度，并且能改善节点的延性、耗能能力等抗震性能，进而通过改善这些关键部位的抗震性能，来提升装配整体式框架结构的整体性能。图3、图4、图5可见，在普通混凝土预制柱、普通混凝土叠合梁节点连接区域采用工程水泥基复合材料即ECC材料代替普通混凝土 RC进行现浇，而对叠合梁现浇部分仍然采用普通混凝土。这样，在梁柱节点核心区关键区域采用了在延性、耗能能力、抗侵蚀性、抗冲击性和耐磨性等方面比普通混凝土性能优越得多的ECC材料，构成了 ECC-RC组合柱。图6、图7、图8可见，上、下预制普通混凝土柱7中均预埋一定长度的H型钢12，型钢端部设置有带孔端板9。通过螺栓13联接带 孔端板9，由螺栓13及H型钢12来支撑上部预制普通混凝土柱7自重来实现预制柱就位。柱就位后，通过螺栓13上配置的调平螺母10调整柱的垂直度并实现固定，省略了外部可调斜撑I的占用，简化了施工步骤，加快了施工进度。上、下预制柱中预留纵筋外伸，并采用滚扎直螺纹套筒连接实现相邻纵筋的交错机械搭接11 ;本连接方式中因预制构件连接处8采用ECC材料现浇，故可不采用箍筋，降低施工难度。
权利要求
1.一种ECC-RC组合柱及其新型连接方式，其特征在于采用工程水泥基复合材料ECC，代替原有装配整体式框架结构体系中节点连接区域所采用的常规混凝土 RC，实现ECC-RC组合柱；在上、下预制普通混凝土柱中均预埋一定长度的H型钢，H型钢端部设置有带孔端板，通过螺栓联接带孔端板，由螺栓及型钢来支撑上部预制普通混凝土柱自重来实现预制柱就位；柱就位后，通过螺栓上配置的调平螺母调整柱的垂直度并实现固定。
全文摘要
一种ECC-RC组合柱及其新型连接方式，采用工程水泥基复合材料ECC，代替原有装配整体式框架结构体系中节点连接区域所采用的常规混凝土RC，实现ECC-RC组合柱；在上、下预制普通混凝土柱中均预埋一定长度的H型钢，H型钢端部设置有带孔端板，通过螺栓联接带孔端板，由螺栓及型钢来支撑上部预制普通混凝土柱自重来实现预制柱就位；柱就位后，通过螺栓上配置的调平螺母调整柱的垂直度并实现固定。本发明不需采用外部可调斜撑校正并固定，同时可以不必配置箍筋，省略了对可调斜撑的占用，加快了施工进度，并具有更好的连接区域施工质量和抗震性能，构造合理、设计和施工简单，能较好地进一步提升装配整体式框架结构的整体性能。
文档编号E04B1/58GK102704624SQ20121017545
公开日2012年10月3日 申请日期2012年5月31日 优先权日2012年5月31日
发明者刘守城, 尹万云, 张晋, 张烨, 金仁才 申请人:中国十七冶集团有限公司