一種預(yù)制混凝土空心柱節(jié)點連接結(jié)構(gòu)及其施工方法與流程

本發(fā)明涉及一種預(yù)制混凝土空心柱節(jié)點連接結(jié)構(gòu)及其施工方法。

背景技術(shù)：

隨著國家對產(chǎn)業(yè)化建筑的大力推廣，裝配式建筑相關(guān)技術(shù)得到快速發(fā)展。在研究裝配式建筑性能的同時，對裝配式建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的研究也日新月異，其中不乏對預(yù)制構(gòu)件的形式的研究。

根據(jù)框架柱的受力特性，裝配式混凝土框架柱多采用預(yù)制混凝土實心柱，極少采用預(yù)制混凝土空心柱。基礎(chǔ)設(shè)計中常用預(yù)制混凝土管樁，在其材料選取及配筋構(gòu)造方面充分考慮其主要承受壓力的特點而設(shè)計?？蚣苤氖芰μ匦耘c樁體略有不同，除受壓外，柱體同時還承受水平荷載傳遞引起彎矩和剪力作用，因此在構(gòu)造及連接等方面與空心樁略有不同。

采用預(yù)制混凝土空心柱可以在滿足結(jié)構(gòu)受力要求的前提下，節(jié)省混凝土用量，減少結(jié)構(gòu)自重，從而節(jié)省基礎(chǔ)造價，具有一定的經(jīng)濟效益。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種預(yù)制混凝土空心柱節(jié)點連接結(jié)構(gòu)及其施工方法。

解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種預(yù)制混凝土空心柱節(jié)點連接結(jié)構(gòu)，其應(yīng)用于裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)，包括所述裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)的某一樓層的框架柱和框架梁，其特征在于：所述的框架柱由上層預(yù)制框架柱和下層預(yù)制框架柱組成；

所述上層預(yù)制框架柱和下層預(yù)制框架柱均為鋼筋混凝土空心柱，且該鋼筋混凝土空心柱的上端面設(shè)有與其縱筋上端部焊接的頂部端板、下端面設(shè)有與其縱筋下端部焊接的底部端板，所述上層預(yù)制框架柱的底部端板坐落在所述下層預(yù)制框架柱的頂部端板上并焊接連接，且該底部端板與頂部端板的接觸面位于所述節(jié)點連接結(jié)構(gòu)所在樓層的1/3層高位置至2/3層高位置之間，所述上層預(yù)制框架柱的上端部伸入所述節(jié)點連接結(jié)構(gòu)所在樓層的上一層樓層中，所述下層預(yù)制框架柱的下端部伸入所述節(jié)點連接結(jié)構(gòu)所在樓層的下一層樓層中；

所述框架梁與所述上層預(yù)制框架柱連接。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式：所述的框架梁為水平疊合梁，所述的節(jié)點連接結(jié)構(gòu)還包括現(xiàn)澆環(huán)梁，所述水平疊合梁通過所述現(xiàn)澆環(huán)梁與所述上層預(yù)制框架柱連接，即：所述水平疊合梁由預(yù)制梁、綁扎在所述預(yù)制梁頂面的受力面筋和澆筑在所述預(yù)制梁頂面并將所述受力面筋在內(nèi)的現(xiàn)澆部分混凝土構(gòu)成，所述現(xiàn)澆環(huán)梁為環(huán)繞所述上層預(yù)制框架柱設(shè)置的環(huán)形鋼筋混凝土梁，所述受力底筋由所述預(yù)制梁的端面穿出并伸至所述現(xiàn)澆環(huán)梁的鋼筋骨架下方，所述受力面筋伸至所述現(xiàn)澆環(huán)梁的鋼筋骨架上方，所述水平疊合梁的現(xiàn)澆部分混凝土與所述現(xiàn)澆環(huán)梁的混凝土采用現(xiàn)澆方式同時澆注，使得所述受力面筋和受力底筋錨固在所述現(xiàn)澆環(huán)梁的混凝土內(nèi)部。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式：所述上層預(yù)制框架柱在其與所述現(xiàn)澆環(huán)梁相連的外壁部位設(shè)有粗糙面。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式：所述底部端板與頂部端板的接觸面位于所述節(jié)點連接結(jié)構(gòu)所在樓層的1/2層高位置。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式：所述鋼筋混凝土空心柱具有圓形橫截面。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式：所述的底部端板和頂部端板均為環(huán)形板，并且，該環(huán)形板具有與所述鋼筋混凝土空心柱的橫截面相同的形狀并開設(shè)有位置對應(yīng)于所述鋼筋混凝土空心柱的縱筋的通孔；所述上層預(yù)制框架柱的縱筋下端部與其底部端板之間的焊接、所述下層預(yù)制框架柱的縱筋上端部與其頂部端板之間的焊接均為：所述縱筋的端部穿入對應(yīng)的環(huán)形板的通孔中進行塞焊焊接。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式：所述的節(jié)點連接結(jié)構(gòu)還包括至少一根所述框架梁。

一種預(yù)制混凝土空心柱節(jié)點連接結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于：所述的預(yù)制混凝土空心柱節(jié)點連接結(jié)構(gòu)為上述節(jié)點連接結(jié)構(gòu)；所述的施工方法包括：

步驟一、制備所述上層預(yù)制框架柱、下層預(yù)制框架柱和預(yù)制梁；

步驟二、將所述上層預(yù)制框架柱和下層預(yù)制框架柱安裝就位，使得所述上層預(yù)制框架柱的底部端板坐落在所述下層預(yù)制框架柱的頂部端板上并焊接連接，且該底部端板與頂部端板的接觸面位于所述節(jié)點連接結(jié)構(gòu)所在樓層的1/3層高位置至2/3層高位置之間，所述上層預(yù)制框架柱的上端部伸入所述節(jié)點連接結(jié)構(gòu)所在樓層的上一層樓層中，所述下層預(yù)制框架柱的下端部伸入所述節(jié)點連接結(jié)構(gòu)所在樓層的下一層樓層中；

步驟三、將所述預(yù)制梁安裝就位，并在所述預(yù)制梁頂面綁扎受力面筋，以及綁扎環(huán)繞所述上層預(yù)制框架柱設(shè)置的所述現(xiàn)澆環(huán)梁的鋼筋骨架，使得所述受力底筋由所述預(yù)制梁的端面穿出并伸至所述現(xiàn)澆環(huán)梁的鋼筋骨架下方，所述受力面筋伸至所述現(xiàn)澆環(huán)梁的鋼筋骨架上方；

步驟四、采用現(xiàn)澆方式同時澆注所述水平疊合梁的現(xiàn)澆部分混凝土與所述現(xiàn)澆環(huán)梁的混凝土，使得所述受力面筋和受力底筋錨固在所述現(xiàn)澆環(huán)梁的混凝土內(nèi)部，以實現(xiàn)所述水平疊合梁通過所述現(xiàn)澆環(huán)梁與所述上層預(yù)制框架柱的連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

第一，本發(fā)明采用鋼筋混凝土空心柱作為預(yù)制混凝土空心柱節(jié)點連接結(jié)構(gòu)的上層預(yù)制框架柱和下層預(yù)制框架柱，可大幅度節(jié)省混凝土用量，以減輕結(jié)構(gòu)自重，且上層預(yù)制框架柱與下層預(yù)制框架柱之間能夠通過底部端板與頂部端板進行焊接實現(xiàn)快速裝配以及上、下層預(yù)制框架柱之間內(nèi)力的有效傳遞；

并且，由于本發(fā)明將上層預(yù)制框架柱和下層預(yù)制框架柱的連接部位(即底部端板與頂部端板的接觸面)設(shè)置在所述節(jié)點連接結(jié)構(gòu)所在樓層的1/3層高位置至2/3層高位置之間，使得該連接部位處于框架柱受彎矩作用較小的區(qū)域內(nèi)，從而減小了彎矩作用對上層預(yù)制框架柱與下層預(yù)制框架柱之間的焊接部位的不利影響，保證了結(jié)構(gòu)的安全性。

第二，本發(fā)明采用現(xiàn)澆方式同時澆注水平疊合梁的現(xiàn)澆部分混凝土與所述現(xiàn)澆環(huán)梁的混凝土，使得水平疊合梁的受力面筋和受力底筋錨固在所述現(xiàn)澆環(huán)梁的混凝土內(nèi)部，以實現(xiàn)水平疊合梁與上層預(yù)制框架柱之間的連接，保證了梁柱連接節(jié)點區(qū)域的強度與剛度，并保證了水平疊合梁與上層預(yù)制框架柱之間的內(nèi)力得到有效的傳遞，以利于實現(xiàn)框架結(jié)構(gòu)的整體性。

第三，本發(fā)明通過在上層預(yù)制框架柱與所述現(xiàn)澆環(huán)梁相連的外壁部位設(shè)置粗糙面，增強了上層預(yù)制框架柱與現(xiàn)澆環(huán)梁的連接效果。

第四，本發(fā)明通過將底部端板與頂部端板的接觸面位于所述節(jié)點連接結(jié)構(gòu)所在樓層的1/2層高位置，使得上層預(yù)制框架柱和下層預(yù)制框架柱的連接部位處于框架柱所受彎矩的反彎點，以最大限度減小彎矩作用對上層預(yù)制框架柱與下層預(yù)制框架柱之間的焊接部位的不利影響。

第五，本發(fā)明的預(yù)制混凝土空心柱節(jié)點連接結(jié)構(gòu)的施工方法具有施工方便、快捷的優(yōu)點。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明：

圖1為本發(fā)明的預(yù)制混凝土空心柱節(jié)點連接結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的a-a剖視圖；

圖3為本發(fā)明中底部端板11和頂部端板21的示意圖。

具體實施方式

如圖1至圖3所示，本發(fā)明公開的是一種預(yù)制混凝土空心柱節(jié)點連接結(jié)構(gòu)，其應(yīng)用于裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)，包括裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)的某一樓層的框架柱和框架梁，其發(fā)明構(gòu)思為：該框架柱由上層預(yù)制框架柱1和下層預(yù)制框架柱2組成。上層預(yù)制框架柱1和下層預(yù)制框架柱2均為鋼筋混凝土空心柱，且該鋼筋混凝土空心柱的上端面設(shè)有與其縱筋上端部焊接的頂部端板、下端面設(shè)有與其縱筋下端部焊接的底部端板，上層預(yù)制框架柱1的底部端板11坐落在下層預(yù)制框架柱2的頂部端板21上并焊接連接，且該底部端板11與頂部端板21的接觸面位于節(jié)點連接結(jié)構(gòu)所在樓層的1/3層高位置至2/3層高位置之間，上層預(yù)制框架柱1的上端部伸入節(jié)點連接結(jié)構(gòu)所在樓層的上一層樓層中，下層預(yù)制框架柱2的下端部伸入節(jié)點連接結(jié)構(gòu)所在樓層的下一層樓層中；框架梁與上層預(yù)制框架柱1連接。

從而，本發(fā)明采用鋼筋混凝土空心柱作為預(yù)制混凝土空心柱節(jié)點連接結(jié)構(gòu)的上層預(yù)制框架柱1和下層預(yù)制框架柱2，可大幅度節(jié)省混凝土用量，以減輕結(jié)構(gòu)自重，且上層預(yù)制框架柱1與下層預(yù)制框架柱2之間能夠通過底部端板11與頂部端板21進行焊接實現(xiàn)快速裝配以及上、下層預(yù)制框架柱之間內(nèi)力的有效傳遞；并且，由于本發(fā)明將上層預(yù)制框架柱1和下層預(yù)制框架柱2的連接部位(即底部端板11與頂部端板21的接觸面)設(shè)置在節(jié)點連接結(jié)構(gòu)所在樓層的1/3層高位置至2/3層高位置之間，使得該連接部位處于框架柱受彎矩作用較小的區(qū)域內(nèi)，從而減小了彎矩作用對上層預(yù)制框架柱1與下層預(yù)制框架柱2之間的焊接部位的不利影響，保證了結(jié)構(gòu)的安全性。

在上述發(fā)明構(gòu)思的基礎(chǔ)上，本發(fā)明采用以下優(yōu)選的結(jié)構(gòu)：

作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式：框架梁為水平疊合梁3，節(jié)點連接結(jié)構(gòu)還包括現(xiàn)澆環(huán)梁4，水平疊合梁3通過現(xiàn)澆環(huán)梁4與上層預(yù)制框架柱1連接，即：水平疊合梁3由預(yù)制梁31、綁扎在預(yù)制梁31頂面的受力面筋32和澆筑在預(yù)制梁31頂面并將受力面筋32在內(nèi)的現(xiàn)澆部分混凝土33構(gòu)成，現(xiàn)澆環(huán)梁4為環(huán)繞上層預(yù)制框架柱1設(shè)置的環(huán)形鋼筋混凝土梁，受力底筋311由預(yù)制梁31的端面穿出并伸至現(xiàn)澆環(huán)梁4的鋼筋骨架41下方，受力面筋32伸至現(xiàn)澆環(huán)梁4的鋼筋骨架41上方，水平疊合梁3的現(xiàn)澆部分混凝土33與現(xiàn)澆環(huán)梁4的混凝土42采用現(xiàn)澆方式同時澆注，使得受力面筋32和受力底筋311錨固在現(xiàn)澆環(huán)梁4的混凝土42內(nèi)部；另外，受力面筋32和受力底筋311伸入現(xiàn)澆環(huán)梁4的長度應(yīng)滿足規(guī)范規(guī)定的錨固長度。

從而，本發(fā)明采用現(xiàn)澆方式同時澆注水平疊合梁3的現(xiàn)澆部分混凝土33與現(xiàn)澆環(huán)梁4的混凝土42，使得水平疊合梁3的受力面筋32和受力底筋311錨固在現(xiàn)澆環(huán)梁4的混凝土42內(nèi)部，以實現(xiàn)水平疊合梁3與上層預(yù)制框架柱1之間的連接，保證了梁柱連接節(jié)點區(qū)域的強度與剛度，并保證了水平疊合梁3與上層預(yù)制框架柱1之間的內(nèi)力得到有效的傳遞，以利于實現(xiàn)框架結(jié)構(gòu)的整體性。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式：上層預(yù)制框架柱1在其與現(xiàn)澆環(huán)梁4相連的外壁部位設(shè)有粗糙面，以增強上層預(yù)制框架柱1與現(xiàn)澆環(huán)梁4的連接效果。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式：底部端板11與頂部端板21的接觸面位于節(jié)點連接結(jié)構(gòu)所在樓層的1/2層高位置。從而，使得上層預(yù)制框架柱1和下層預(yù)制框架柱2的連接部位處于框架柱所受彎矩的反彎點，以最大限度減小彎矩作用對上層預(yù)制框架柱1與下層預(yù)制框架柱2之間的焊接部位的不利影響。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式：鋼筋混凝土空心柱具有圓形橫截面。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式：底部端板11和頂部端板21均為環(huán)形板，并且，該環(huán)形板具有與鋼筋混凝土空心柱的橫截面相同的形狀并開設(shè)有位置對應(yīng)于鋼筋混凝土空心柱的縱筋的通孔；上層預(yù)制框架柱1的縱筋12下端部與其底部端板11之間的焊接、下層預(yù)制框架柱2的縱筋22上端部與其頂部端板21之間的焊接均為：縱筋的端部穿入對應(yīng)的環(huán)形板的通孔中進行塞焊焊接。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式：節(jié)點連接結(jié)構(gòu)還包括至少一根框架梁。

本發(fā)明還公開了上述預(yù)制混凝土空心柱節(jié)點連接結(jié)構(gòu)的施工方法，包括：

步驟一、制備上層預(yù)制框架柱1、下層預(yù)制框架柱2和預(yù)制梁31；

步驟二、將上層預(yù)制框架柱1和下層預(yù)制框架柱2安裝就位，使得上層預(yù)制框架柱1的底部端板11坐落在下層預(yù)制框架柱2的頂部端板21上并焊接連接，且該底部端板11與頂部端板21的接觸面位于節(jié)點連接結(jié)構(gòu)所在樓層的1/3層高位置至2/3層高位置之間，上層預(yù)制框架柱1的上端部伸入節(jié)點連接結(jié)構(gòu)所在樓層的上一層樓層中，下層預(yù)制框架柱2的下端部伸入節(jié)點連接結(jié)構(gòu)所在樓層的下一層樓層中；

步驟三、將預(yù)制梁31安裝就位，并在預(yù)制梁31頂面綁扎受力面筋32，以及綁扎環(huán)繞上層預(yù)制框架柱1設(shè)置的現(xiàn)澆環(huán)梁4的鋼筋骨架41，使得受力底筋311由預(yù)制梁31的端面穿出并伸至現(xiàn)澆環(huán)梁4的鋼筋骨架41下方，受力面筋32伸至現(xiàn)澆環(huán)梁4的鋼筋骨架41上方；

步驟四、采用現(xiàn)澆方式同時澆注水平疊合梁3的現(xiàn)澆部分混凝土33與現(xiàn)澆環(huán)梁4的混凝土42，使得受力面筋32和受力底筋311錨固在現(xiàn)澆環(huán)梁4的混凝土42內(nèi)部，以實現(xiàn)水平疊合梁3通過現(xiàn)澆環(huán)梁4與上層預(yù)制框架柱1的連接。

本發(fā)明不局限于上述具體實施方式，根據(jù)上述內(nèi)容，按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識和慣用手段，在不脫離本發(fā)明上述基本技術(shù)思想前提下，本發(fā)明還可以做出其它多種形式的等效修改、替換或變更，均落在本發(fā)明的保護范圍之中。