CN101487291A - 一种预制空心梁与柱的组装节点及施工方法 - Google Patents

Abstract

一种预制空心梁与柱的组装节点及施工方法，属于建筑构件技术领域，所述的预制梁为空心梁(2)，空心梁(2)上的内孔中埋设有连接到柱(3)的穿心锁(6)。A.将空心梁(2)搁置在支撑架或支撑模板上，将穿心锁(6)布置在空心梁(2)的内孔和柱(3)的正上方，将相对两空心梁(2)端部的梁筋(5)对应焊接；B.向柱(3)与空心梁(2)的连接部位浇注混凝土，将混凝土震捣密实，养护凝固后即成空心梁(2)与柱(3)的组装节点。引入“暗牛腿”概念延伸节点的连接支座，避免梁、柱结构最大剪力处与施工缝重合而产生剪应力破坏。适于框架结构的建筑，也适于高层建筑。

Description

一种预制空心梁与柱的组装节点及施工方法

技术领域

本发明涉及房屋组装框架的构件结构及建筑方法，具体地说是一种预制空心梁与柱的组装节点及施工方法，属于建筑组装构件及工艺方法的改进。

技术背景

目前，组装结构节点采用“钢板凳”的连接方法，即在节点使用大量的型钢构造，实行焊接施工，也称干法施工。干法施工的弊病在于其暴露的焊缝氧化后削弱了原有的整体性，容易形成应力集中而造成破坏，这就是组装结构不易推广的死穴。传统的组装结构对建筑设计的适应能力存在局限性，缺乏艺术变化的灵活性，因其模具成本昂贵，生产量低了摊销成本高，生产量高了又存在千篇一律的弊病。

中国专利公告号：CN201034538Y，公告日：2008年2月20日，实用新型名称《预制预应力混凝土结构梁、柱混合连接节点》，提出了由预制梁和预制柱由无粘结预应力筋连接成整体，柱是连续通过2-3层的构件，梁是单开间构件的技术方案。梁中布置有螺旋箍筋，并在梁中节点区密布有箍筋、构造钢筋和波纹管，波纹管中后穿非预应力粘结筋，梁与柱间留有缝隙。这种节点不需要现场湿作业灌浇混凝土，其装配式混凝土结构具有优良的抗震性能，使破坏主要集中在梁柱交接面处，梁上几乎不会出现大的裂缝，构件的损坏程度轻。但该技术方案中，梁与柱主要靠粘结筋连接，整体刚度和抗剪力较差，需要借助钢牛腿支撑，装配施工上也比较麻烦，同时仍存在干法施工中焊缝易氧化的缺陷。

发明内容

本发明的第一个目的是克服现有技术中现浇结构费时费料，组装结构整体性和对建筑变化的适应性差，以及装配式结构梁与柱连接刚度差的缺陷和不足，提供一种整体刚度高，对建筑变化适应性强，组装施工方便的预制空心梁与柱的组装节点。

本发明的第二个目的是提供一种预制空心梁与柱的组装施工方法。

本发明实现第一个目的的技术解决方案是：一种预制空心梁与柱的组装节点，由预制梁与柱经混凝土现浇而成，所述的预制梁为空心梁，空心梁上的内孔中埋设有连接到柱的穿心锁。

当空心梁与柱的连接部位对接有柱时，上、下两柱内的柱筋对应焊接或用螺母连接，所述的柱为空心柱时，在上、下两柱连接部位的内孔中埋设有穿心锁。

所述的穿心锁由力筋和挡头连接而成，挡头的外形尺寸与空心梁或柱上内孔的孔形尺寸相适应，力筋与挡头垂直连接，穿心锁端部的挡头埋设在空心梁或柱上的内孔中，穿心锁上有一段力筋埋设在柱内。

当所述的柱为中柱时，穿心锁上力筋的两端各连接有挡头，两挡头分别埋设在相对两空心梁的内孔中，且相对两空心梁端部的梁筋对应焊接，当所述的柱为边柱时，力筋的一端连接有挡头，且力筋的另一端埋设在柱的上方。

所述穿心锁上的挡头为板状，所述的力筋固定在挡头平面的边部，且力筋对应埋设在空心梁内孔的上部。

本发明实现第二个目的的技术解决方案是：一种预制空心梁与柱的组装施工方法，包括以下步骤：

A.将柱竖立固定在基础上，对应空心梁与柱的连接部位设置支撑架或支撑模板，将空心梁搁置在支撑架或支撑模板上，将穿心锁布置在空心梁的内孔中和柱的正上方，将空心梁端部的梁筋与柱上的柱筋点焊连接，或将相对两空心梁端部的梁筋对应焊接；

B.向柱与空心梁的连接部位浇注混凝土，并使混凝土灌入空心梁的内孔中，将混凝土震捣密实，养护凝固后即成空心梁与柱的组装节点。

所述的步骤A中还包括以下步骤：

A1.在柱与空心梁连接部位的上方对应设置另一柱，将上、下两柱上的柱筋对应焊接或用螺母连接；

A2.在空心梁上方对应柱的外周边设置模板。

步骤A中，当柱为空心柱时，在下方的柱内孔中装入线管和/或钢筋，然后向柱的顶部内孔中浇注混凝土至柱的顶端，或者在上、下两柱连接部位的内孔中装入穿心锁，步骤B中，从柱的顶部内孔中向柱与空心梁的连接部位浇注混凝土，或者在空心梁上方的模板处浇注混凝土。

所述的柱为中柱时，在相对两空心梁端部梁筋的重合搭接部位满焊连接，其焊缝面积是梁筋截面积的1.2—2倍。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.本发明的现浇式组装节点保持了结构的整体性，有效避免接头及焊缝裸露氧化削弱局部强度造成应力集中而产生的结构损毁。

2.本发明引入“暗牛腿”概念延伸节点的连接支座，避免梁、柱结构最大剪力处与施工缝重合而产生剪应力破坏。

3.本发明适于采用预制空心梁和柱，因其构件的模数化设计和标准的构件生产，便于共震成型工艺技术的应用，大大降低了水灰比而利用高密实度产生的内磨擦力提高了混凝土初凝前的强度，从而方便了流水线的组织，方便了梁体中和轴部位的混凝土削减，以减轻自重而提高了载荷能力；因提高了混凝土的密实度，而达到延长使用寿命的目的。模数化设计的梁、柱构件能适应任何建筑造型，从而达到丰富建筑景观的目的。由于构件的标准化、系列化设计为工厂化建筑铺平了道路，而工厂化生产对质量的提高与控制又提供了方便，为免装饰建筑创造了条件，从而大量降低建筑成本、缩短建设工期、节约建筑材料。由于空心柱提供的输料通道，使得节点现浇得以顺利实施，这一难关的解决给构件标准化生产提供了方便，中空的柱、梁，又给各类管线预埋提供了良好的空间。

4.本发明适于预制梁和预制柱的现场组装和浇注，除了综合现浇结构整体刚度高，对建筑变化的适应性强，组装结构施工速度快的全部优点外，还可保证柱上相对两梁的连接为连接梁结构，承载力大，节点连接强度高，性能可靠，现场混凝土用量较小，施工效率高。

5.本发明适用于框架结构的房屋建筑，除构件本身钢筋外，还可以在二次浇铸时于空心柱的内孔中加设钢筋，因而也适用于高层建筑。

附图说明：

图1是本发明节点结构的俯视图；

图2是图1中的a-a剖视图；

图3是柱3为空心柱的结构示意图。

图中：力筋1、空心梁2、柱3、板4、梁筋5、穿心锁6、柱筋7、螺母8、挡头9、线管10、螺旋箍筋11、

具体实施方式

下面结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明：

参见图1，图2，本发明的一种预制空心梁与柱的组装节点，由预制梁与柱经混凝土现浇而成，所述的预制梁为空心梁2，空心梁2上的内孔中埋设有连接到柱3的穿心锁6。

预制的空心梁2与预制的柱3构成一个六面体节点，该节点的前后左右四个面分别为空心梁2所占领，上下两个面分别为上、下柱3所占领，为实现节点现浇最好是将柱3采用空心柱。当空心梁2与柱3的连接部位对接有柱3时，上、下两柱3内的柱筋7对应焊接或用螺母8连接，所述的柱3为空心柱时，在上、下两柱3连接部位的内孔中埋设有穿心锁6。

所述的穿心锁6由力筋1和挡头9连接而成，挡头9的外形尺寸与空心梁2或柱3上内孔的孔形尺寸相适应，力筋1与挡头9垂直连接，穿心锁6端部的挡头9埋设在空心梁2或柱3上的内孔中，穿心锁6上有一段力筋1埋设在柱3内。挡头9的作用在于阻止节点现浇混凝土流向内孔深处。在空心梁2中使用时，穿心锁6也可以是一根力筋1，即取消挡头9，只是这样混凝土用量要大一些。

在建筑结构中，当所述的柱3为中柱，即六面节点上前后或左右相对的两面上对接有空心梁2时，穿心锁6上力筋1的两端各连接有挡头9，两挡头9分别埋设在相对两空心梁2的内孔中，且相对两空心梁2端部的梁筋5对应焊接，而禁止搭接绑扎。在焊接时，两根梁筋5应有一定的重合长度，应保证其焊缝面积是梁筋5截面积的1.2—2倍。浇注混凝土后就使得两空心梁2与柱3的连接结构由简支梁结构变成连续梁结构。当所述的柱3为边柱时，力筋1的一端连接有挡头9，且力筋1的另一端埋设在柱3的上方。即埋设在预制柱3上方的节点中。

所述穿心锁6上的挡头9为板状，所述的力筋1固定在挡头9平面的边部，且力筋1对应埋设在空心梁2内孔的上部。以满足连续梁结构的受力要求。

本发明的一种预制空心梁与柱的组装施工方法，包括以下步骤：

A.将柱3竖立固定在基础上，对应空心梁2与柱3的连接部位设置支撑架或支撑模板，将空心梁2搁置在支撑架或支撑模板上，将穿心锁6布置在空心梁2的内孔中和柱3的正上方，如穿心锁6为力筋1时，可将力筋1的一端置于空心梁2的内孔中，另一端置于柱3的正上方，或穿过柱3的正上方，置于相对另一空心梁的内孔中。穿心锁6由力筋1和挡头9连接而成时，可以将穿心锁6上的挡头9塞入空心梁2的内孔，并使穿心锁6上力筋1的一段位于柱3的正上方，将空心梁2端部的梁筋5与柱3上的柱筋7点焊连接，以适应于柱3为边柱时的情形，或将相对两空心梁2端部的梁筋5对应焊接，以适应于柱3为中柱时的情形；

B.向柱3与空心梁2的连接部位浇注混凝土，并使混凝土灌入空心梁2的内孔中，将混凝土震捣密实，养护凝固后即成空心梁2与柱3的组装节点。这时的组装节点还只是一个上面空置的五面体节点。当在该节点的上面再组装一个柱3时，所述的步骤A中还包括以下步骤：

A1.在柱3与空心梁2连接部位的上方对应设置另一柱3，将上、下两柱3上的柱筋7对应焊接或用螺母8连接；

A2.在空心梁2上方对应柱3的外周边设置模板。

步骤A中，当柱3为空心柱时，在下方的柱3内孔中装入线管10和/或钢筋，然后向柱3的顶部内孔中浇注混凝土至柱3的顶端，或者在上、下两柱3连接部位的内孔中装入穿心锁6，这里所说的钢筋可以是均布的数根直钢筋，也可以是经捆扎后的钢筋笼。步骤B中，从柱3的顶部内孔中向柱3与空心梁2的连接部位浇注混凝土，或者在空心梁2上方的模板处浇注混凝土。所述的柱3为中柱时，在相对两空心梁2端部梁筋5的重合搭接部位满焊连接，其焊缝面积是梁筋5截面积的1.2—2倍。

参见图3，制造时，柱3的柱筋7外周边绕有螺旋箍筋11，再浇注混凝土。当柱3是空心柱时，并应预留搭接钢筋，柱3底部的搭接钢筋统一固定一个长度仅适应焊接需要，柱3顶部搭接钢筋的长度可以变化，以适应造形、夹梁的需要。上、下两柱3间的柱筋7对应采用螺母8螺纹连接或者焊接，结合图2并可在柱3内孔中加设补强钢筋以确保连接的整体性。

Claims (9)

1.一种预制空心梁与柱的组装节点，由预制梁与柱经混凝土现浇而成，其特征在于：所述的预制梁为空心梁(2)，空心梁(2)上的内孔中埋设有连接到柱(3)的穿心锁(6)。

2.根据权利要求1所述的一种预制空心梁与柱的组装节点，其特征在于：当空心梁(2)与柱(3)的连接部位对接有柱(3)时，上、下两柱(3)内的柱筋(7)对应焊接或用螺母(8)连接，所述的柱(3)为空心柱时，在上、下两柱(3)连接部位的内孔中埋设有穿心锁(6)。

3.根据权利要求1或2所述的一种预制空心梁与柱的组装节点，其特征在于：所述的穿心锁(6)由力筋(1)和挡头(9)连接而成，挡头(9)的外形尺寸与空心梁(2)或柱(3)上内孔的孔形尺寸相适应，力筋(1)与挡头(9)垂直连接，穿心锁(6)端部的挡头(9)埋设在空心梁(2)或柱(3)上的内孔中，穿心锁(6)上有一段力筋(1)埋设在柱(3)内。

4.根据权利要求3所述的一种预制空心梁与柱的组装节点，其特征在于：当所述的柱(3)为中柱时，穿心锁(6)上力筋(1)的两端各连接有挡头(9)，两挡头(9)分别埋设在相对两空心梁(2)的内孔中，且相对两空心梁(2)端部的梁筋(5)对应焊接，当所述的柱(3)为边柱时，力筋(1)的一端连接有挡头(9)，且力筋(1)的另一端埋设在柱(3)的上方。

5.根据权利要求3或4所述的一种预制空心梁与柱的组装节点，其特征在于：所述穿心锁(6)上的挡头(9)为板状，所述的力筋(1)固定在挡头(9)平面的边部，且力筋(1)对应埋设在空心梁(2)内孔的上部。

6.一种预制空心梁与柱的组装施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

A.将柱(3)竖立固定在基础上，对应空心梁(2)与柱(3)的连接部位设置支撑架或支撑模板，将空心梁(2)搁置在支撑架或支撑模板上，将穿心锁(6)布置在空心梁(2)的内孔中和柱(3)的正上方，将空心梁(2)端部的梁筋(5)与柱(3)上的柱筋(7)点焊连接，或将相对两空心梁(2)端部的梁筋(5)对应焊接；

B.向柱(3)与空心梁(2)的连接部位浇注混凝土，并使混凝土灌入空心梁(2)的内孔中，将混凝土震捣密实，养护凝固后即成空心梁(2)与柱(3)的组装节点。

7.根据权利要求6所述的一种预制空心梁与柱的组装施工方法，其特征在于：所述的步骤A中还包括以下步骤：

A1.在柱(3)与空心梁(2)连接部位的上方对应设置另一柱(3)，将上、下两柱(3)上的柱筋(7)对应焊接或用螺母(8)连接；

A2.在空心梁(2)上方对应柱(3)的外周边设置模板。

8.根据权利要求6或7所述的一种预制空心梁与柱的组装施工方法，其特征在于：步骤A中，当柱(3)为空心柱时，在下方的柱(3)内孔中装入线管(10)和/或钢筋，然后向柱(3)的顶部内孔中浇注混凝土至柱(3)的顶端，或者在上、下两柱(3)连接部位的内孔中装入穿心锁(6)，步骤B中，从柱(3)的顶部内孔中向柱(3)与空心梁(2)的连接部位浇注混凝土，或者在空心梁(2)上方的模板处浇注混凝土。

9.根据权利要求6或7所述的一种预制空心梁与柱的组装施工方法，其特征在于：所述的柱(3)为中柱时，在相对两空心梁(2)端部梁筋(5)的重合搭接部位满焊连接，其焊缝面积是梁筋(5)截面积的1.2—2倍。

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