專利名稱：鋼筋混凝土節(jié)點防裂加強結構及其制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于建筑結構技術領域，尤其涉及鋼筋混凝土節(jié)點加強結構。
背景技術：
鋼筋混凝土剛架拱橋、桁架拱橋、鋼筋混凝土框架等結構的節(jié)點開裂是國內外常 見的結構通病，大大降低了混凝土結構的安全耐久性能。目前解決方法是采用增加配筋率 予以控制，但效果不理想。鑒于鋼筋混凝土節(jié)點受力的復雜性和外部荷載的反復性，單純依 靠提高配筋率難以有效抑制節(jié)點的開裂問題。若節(jié)點處配筋過多，施工過程中混凝土難以 振搗密實，影響了混凝土的質量；配筋過少，則難以抑制混凝土的開裂；而通過提高結構整 體承載潛力以強化節(jié)點抗裂性的方法，從經濟上是非常不合理的，且難以達到理想的節(jié)點 開裂抑制效果。 為了克服單純增加配筋率抑制混凝土節(jié)點開裂技術的不足，出現(xiàn)了一種外粘異型 鋼板加固節(jié)點法，它是在發(fā)現(xiàn)鋼筋混凝土結構節(jié)點處出現(xiàn)裂縫時采取的一種補救措施，即 在開裂節(jié)點兩相對側面各粘貼一塊與加固節(jié)點形狀相同的異型鋼板，且鋼板上設置一定數(shù) 量的錨固螺栓孔，粘貼基面預埋錨固螺栓。這種方法雖然可有效抑制原有裂縫的發(fā)展，但存 在以下不足之處1、外粘異型鋼板是在發(fā)現(xiàn)節(jié)點出現(xiàn)裂縫以后才粘貼上去的，屬事后補救 措施，因材料性能的差異，鋼板與混凝土節(jié)點受力不協(xié)調，尤其是當節(jié)點承受疲勞荷載時， 粘貼的異型鋼板極易剝離甚至脫落，導致節(jié)點加固失效，治標不治本；2、外粘鋼板加固節(jié)點 需要管理部門定期回訪并對鋼板進行防腐處理，大大增加了后期管理成本與養(yǎng)護費用；3、 外粘鋼板加固節(jié)點材料及施工成本遠高于內置鋼板加強節(jié)點，不經濟。4、外粘鋼板加固施 工包括節(jié)點粘貼基面處理、安裝錨固螺栓等工序，對節(jié)點內的已有鋼筋及混凝土會造成不 同程度的損傷，對原配筋較密節(jié)點的損傷更大。 因此，從源頭上解決鋼筋混凝土節(jié)點開裂問題是當前面臨的一大難題。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種有效預防節(jié)點開裂的鋼筋混凝土節(jié)點加強結構，可以
在不顯著增加工程造價、不改變結構尺寸的前提下，徹底解決鋼筋混凝土構件的節(jié)點開裂
問題，大大提高鋼筋混凝土結構的安全耐久性能。 本發(fā)明同時提供一種上述節(jié)點防裂加強結構的制作方法。 為達到上述目的，本發(fā)明鋼筋混凝土節(jié)點防開裂加強結構采取的技術方案是
它由普通受力鋼筋、箍筋和混凝土組成，其特征在于，在節(jié)點配筋縱斷面上還布置 有與節(jié)點形狀相同、且邊緣尺寸比節(jié)點邊緣尺寸減小2. 5-3cm的內置異型鋼板，鋼板上加 工有直徑為5cm的圓孔，圓孔的個數(shù)應保證鋼板的挖空率為30% 35% ;異型鋼板的厚度 為5mm 10mm ;上述鋼板選用Q235鋼板。 為加強異型鋼板間的橫向連接，在鋼板之間設置橫向箍筋。
本發(fā)明鋼筋混凝土節(jié)點防裂加強結構的制作方法是
第一步制備異型鋼板并進行表面處理 根據(jù)加強節(jié)點設計圖紙的要求，先進行普通受力鋼筋的配筋，并根據(jù)節(jié)點的兩側 外形，裁剪與節(jié)點形狀相同、且邊緣尺寸比節(jié)點邊緣尺寸小2. 5-3cm的異型鋼板，在異型鋼 板上均勻布置上5cm直徑的多個圓孔，要求圓孔總面積占異型鋼板總面積的30-35%，用鉆 床將設計圓孔挖空，然后，對鋼板進行噴砂法除去表面銹跡，并進行機械拉毛處理。
第二步布置異型鋼板
異型鋼板布置方法分為以下兩種情況 第一種情況當節(jié)點處混凝土構件厚度小于或等于30cm時，在節(jié)點兩側對稱面分 別設置一塊不小于5mm-10mm厚的異型鋼板，鋼板外側面預留混凝土保護層3cm厚度，且異 型鋼板與節(jié)點鋼筋骨架綁扎或點焊成整體； 第二種情況當節(jié)點處混凝土寬度大于30cm時，除按第一種情況在節(jié)點兩側對稱 布置異型鋼板，節(jié)點厚度每增加30cm應在節(jié)點內增設一塊5mm 10mm厚的異型鋼板，并保 證與相鄰兩鋼板的間距相等，增設的異型鋼板與節(jié)點鋼筋骨架綁扎或點焊成整體。
第三步混凝土澆注 當異型鋼板設置并固定完畢，澆筑混凝土，振搗密實，以保證鋼板與鋼筋混凝土結 合牢固。 當節(jié)點受壓力較大時，如梁柱節(jié)點、桁架節(jié)點等，首先按第一種或第二種情況設置 異型鋼板，同時，應在異型鋼板間布置橫向箍筋，采用焊接或綁扎方法用箍筋將所有異型鋼 板連接，并與節(jié)點鋼筋骨架綁扎成整體。
本發(fā)明的有益效果是 1、本發(fā)明的防裂加強節(jié)點結構是易裂鋼筋混凝土節(jié)點的新型抗裂設計形式，由于
預埋鋼板與節(jié)點鋼筋骨架連成整體，預埋異型鋼板經表面處理和挖孔，使異型鋼板與混凝
土接觸面形成一個整體，保證鋼板與混凝土之間的共同受力，不但起到預防節(jié)點處開裂的
作用，而且還可以起到加強節(jié)點處混凝土強度的作用，從源頭上預防了混凝土節(jié)點的開裂，
在不明顯增加工程造價的前提下徹底解決困擾公路、橋梁、工業(yè)民用建筑、水利等工程部門
多年的節(jié)點開裂問題，確保新建鋼筋混凝土結構的安全使用，做到防患于未然。 2、本發(fā)明是在新建鋼筋混凝土結構時，在節(jié)點部位預埋異型鋼板強化節(jié)點，屬于
預防性節(jié)點加強，避免節(jié)點開裂后再采用外粘鋼板進行加固，具有經濟、安全、可靠的特點，
有效提高了結構的安全耐久性能，避免后期加固維修工作，大大節(jié)約混凝土結構的維護資金。 總之，本發(fā)明提出了一種與以往加強混凝土節(jié)點方法技術構思完全不同的技術方 案，解決了長期以來人們一直渴望解決但始終未能解決的混凝土節(jié)點開裂技術難題，其積 極效果遠遠超過了現(xiàn)有技術，具有突出的實質性特點和顯著的進步。
下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
圖1為本發(fā)明實施例一 T形節(jié)點的結構示意圖； 圖2為斜T形節(jié)點側剖視圖； 圖3為本發(fā)明實施例二"十字形"節(jié)點的示意4
圖4為十字形節(jié)點側剖視圖。 圖中1-保護層；2-異型鋼板；3-圓孔；4_受力鋼筋；5_箍筋；6_實腹段；7_邊 梁；8-主拱腿；9-橫向箍筋；10-橫梁；11-柱。
具體實施例方式
下面結合具體實施例進一步說明本發(fā)明鋼筋混凝土節(jié)點加強結構及其制作方法。
實施例一 如圖1和圖2所示，它為剛架拱橋主拱肋T字形大節(jié)點結構示意圖，從圖中可以看 出，它包括主拱腿8、邊梁7、實腹段6、主受力鋼筋4、普通箍筋5、橫向連接箍筋9以及澆注 在節(jié)點內的異型鋼板2，異型鋼板2應與結構鋼筋骨架點焊連接。 本實施例的節(jié)點混凝土保護層1的厚度為2. 8cm，在節(jié)點兩側面各設置一塊異型 鋼板2，異型鋼板2厚度為6mm ;由于混凝土骨料最大粒徑為3. 5cm，異型鋼板2上均勻布置 9個鉆孔，孔徑5cm，挖空率為30%，保證澆注過程中混凝土從鉆孔順利通過；異型鋼板2之 間設置橫向箍筋9進行焊接連接，且橫向箍筋9直徑為12mm，間距10cm。
本實施例在實施時，首先在工廠按節(jié)點設計尺寸制作異型鋼板，按邊緣尺寸小于 節(jié)點邊緣尺寸2. 8cm進行裁剪，并進行鉆孔、除銹和拉毛處理；在預制廠或現(xiàn)場按設計要求 綁扎鋼筋骨架，同時將異型鋼板安裝至加強節(jié)點設計位置，通過點焊、綁扎等方式固定于節(jié) 點鋼筋骨架上；安裝側模板后，澆注混凝土，完成節(jié)點結構的制作。工藝簡單，施工方便，成 本較低。成本低廉。 實施例二"框架節(jié)點結構示意圖，從圖中可以看出，它包括橫梁10、柱11、主受力 鋼筋4以及澆注在節(jié)點內的異型鋼板2，異型鋼板2應與節(jié)點結構鋼筋骨架點焊連接。
本實施例的節(jié)點混凝土保護層1的厚度為3cm，在節(jié)點兩側面各設置一塊異型鋼 板2，異型鋼板2厚度為7mm，由于混凝土骨料最大粒徑為3. 5cm，異型鋼板2上鉆有14個孔 徑5cm的鉆孔，挖空率約30%，保證澆注過程中混凝土順利通過；異型鋼板2之間設置橫向 箍筋9焊接在一起，橫向箍筋9直徑為12mm，間距8cm。 以上實施例僅給出了較為常見的鋼筋混凝土剛架拱橋中的斜T形節(jié)點和框架結 構中的十字形節(jié)點，本發(fā)明同樣適用于工業(yè)民用建筑、桁架拱橋中涉及的L型節(jié)點、米字型 節(jié)點的加強設計。 最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，盡管參照較佳實施例 對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進 行修改或者等同替換，但并不脫離本發(fā)明技術方案的范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要 求范圍當中。
權利要求
一種鋼筋混凝土節(jié)點防裂加強結構，它由普通受力鋼筋、箍筋和混凝土組成，其特征在于，在節(jié)點配筋縱斷面上還布置有與節(jié)點形狀相同、且邊緣尺寸比節(jié)點邊緣尺寸減小2.5-3cm的內置異型鋼板，鋼板上加工有直徑為5cm的圓孔，圓孔的個數(shù)應保證鋼板的挖空率為30％～35％；異型鋼板的厚度為5mm～10mm；上述鋼板選用Q235型鋼板。
2. 如權利要求1所述的鋼筋混凝土節(jié)點防裂加強結構，其特征在于，在鋼板之間設置 有橫向箍筋。
3. 如權利要求1所述的鋼筋混凝土節(jié)點防裂加強結構的制作方法，其特征在于，它包 括以下步驟第一步制備異型鋼板并進行表面處理根據(jù)加強節(jié)點設計圖紙的要求，先進行普通受力鋼筋的配筋，并根據(jù)節(jié)點的兩側外形， 裁剪與節(jié)點形狀相同、且邊緣尺寸比節(jié)點邊緣尺寸小2. 5-3cm的異型鋼板，在異型鋼板上 均勻布置上5cm直徑的多個圓孔，要求圓孔總面積占異型鋼板總面積的30-35%，用鉆床將 設計圓孔挖空，然后，對鋼板進行噴砂法除去表面銹跡，并進行機械拉毛處理；第二步布置異型鋼板異型鋼板布置方法分為以下兩種情況第一種情況當節(jié)點處混凝土構件厚度小于或等于30cm時，在節(jié)點兩側對稱面分別設 置一塊不小于5mm-10mm厚的異型鋼板，鋼板外側面預留混凝土保護層3cm厚度，且異型鋼 板與節(jié)點鋼筋骨架綁扎或點焊成整體；第二種情況當節(jié)點處混凝土寬度大于30cm時，除按第一種情況在節(jié)點兩側對稱布置 異型鋼板，節(jié)點厚度每增加30cm應在節(jié)點內增設一塊5mm 10mm厚的異型鋼板，并保證與 相鄰兩鋼板的間距相等，增設的異型鋼板與節(jié)點鋼筋骨架綁扎或點焊成整體；第三步混凝土澆注當異型鋼板設置并固定完畢，澆筑混凝土，振搗密實，以保證鋼板與鋼筋混凝土結合牢固；上述鋼板選用Q235型鋼板。
4. 如權利要求3所述的鋼筋混凝土節(jié)點防裂加強結構的制作方法，其特征在于，在異 型鋼板間布置有橫向箍筋，采用焊接或綁扎方法用箍筋將所有異型鋼板連接，并與節(jié)點鋼 筋骨架綁扎成整體。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋼筋混凝土節(jié)點防裂加強結構及其制作方法，它是在節(jié)點配筋縱斷面上布置有與節(jié)點形狀相同、且邊緣尺寸比節(jié)點邊緣尺寸減小2.5-3cm的內置異型鋼板，鋼板上加工有直徑為5cm的圓孔，圓孔的個數(shù)應保證鋼板的挖空率為30％～35％；異型鋼板的厚度為5mm～10mm；上述鋼板選用Q235型鋼板。布置方式根據(jù)節(jié)點處混凝土構件厚度和受力情況而定。本發(fā)明從源頭上預防了混凝土節(jié)點的開裂，在不明顯增加工程造價的前提下徹底解決困擾公路、工業(yè)民用建筑、橋梁、水利等工程部門多年的節(jié)點開裂問題，確保新建鋼筋混凝土結構的安全使用，做到防患于未然，大大節(jié)約混凝土結構的維護資金。
文檔編號E04G23/02GK101705750SQ20091001954
公開日2010年5月12日 申請日期2009年10月9日 優(yōu)先權日2009年10月9日
發(fā)明者單景松, 李沖, 李松輝, 王松根 申請人:山東科技大學