CN106284658B - 装配式混凝土连接结构 - Google Patents

Abstract

一种装配式混凝土连接结构，包括第一预制件和第二预制件，第一预制件上设有第一连接钢筋，第二预制件上设有第二连接钢筋，连接结构还包括第一连接套筒、第二连接套筒和双头螺栓，第一连接套筒的内腔中部设有第一隔板，第一连接套筒的上部内腔与第一连接钢筋连接，第一连接套筒的下部内腔放置第一树脂胶囊，第一连接套筒的下部内腔与双头螺栓的一端连接；第二连接套筒的内腔中部设有第二隔板，双头螺栓的另一端与第二连接套筒的上部内腔连接，第二连接套筒的上部内腔放置第二树脂胶囊，第二连接套筒的下部内腔与第二连接钢筋连接。本发明提供一种可靠性良好、连接工艺简单、施工速度较快的装配式混凝土连接结构。

Description

装配式混凝土连接结构

技术领域

本发明涉及工业化建筑领域，尤其是一种装配式混凝土连接结构。

背景技术

建筑行业的工业化已成为我国建筑业发展的方向，在建筑业工业化的过程中，将建筑物以现场施工建造为主的现状转变为以工厂化预制，现场装配方式建造的形式就成为必然。目前，我国极大部分的建筑物都是采用现浇钢筋混凝土技术建造。随着装配式混凝土技术的推广应用，为了保证装配式混凝土结构在结构性能上不低于现浇混凝土结构，我国也制定相应的混凝土结构技术规程，包括从结构设计到构件预制和现场施工等方面，基本思路是将现浇混凝土结构经过合理的拆分、工厂预制构件、现场拼装等环节。其中拆分有利于工厂预制，也要有利于现场拼装，且拼装后的结构要满足结构的安全性和功能性要求。为此，出现了多种形式的拆分及拼装连接方式，其连接方式直接影响到施工速度及结构安全性，更受到广泛的关注。目前常用的连接方式有浆锚连接方式、预应力连接方式、强力机械连接方式，其中以浆锚连接方式应用最多，浆锚连接方式是用注浆和锚固方式相结合，将由于拆分而被断开的结构钢筋在拼接断面处重新连接起来。具体做法是将断开钢筋的一端作为母端，在钢筋端头加工成螺纹，与浆锚筒的一端相连接，浆锚筒为一端与钢筋螺纹相连，另一端开口且筒身上设有注浆孔的圆筒，圆筒开口端直径大于钢筋，开口作为母端的入口定位于预制构件的设计位置上；钢筋被断开的另一端在构件预制时外伸一段钢筋，伸出钢筋的长度小于或等于浆锚筒的连接长度，在现场拼装时作为预制混凝土构件的连接公端，将外伸钢筋插入浆锚筒的开口端，在全部钢筋相连接，构件按设计就位后，通过预留的注浆孔往浆锚筒内注入连接胶，将钢筋重新连接成整体，同时也使预制构件连接成整体。

浆锚式连接方式在实践中存在的主要缺点有以下几点，其一是浆锚连接筒尺寸大，减少了混凝土保护层；其二是注浆质量无法保证，尤其在水平构件的连接时更无法保证注浆的饱满度；其三是锚固胶的耐久性尚未得到实践验证，连接长期可靠性存疑，最后就是当截面钢筋用量多的条件下，连接工艺复杂，施工速度慢。

发明内容

为了克服已有混凝土浆锚式连接结构的可靠性较低、连接工艺复杂、施工速度较慢的不足，本发明提供一种可靠性良好、连接工艺简单、施工速度较快的装配式混凝土连接结构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种装配式混凝土连接结构，包括第一预制件和第二预制件，所述第一预制件上设有第一连接钢筋，所述第二预制件上设有第二连接钢筋，所述连接结构还包括第一连接套筒、第二连接套筒和双头螺栓，所述第一连接套筒的内腔中部设有第一隔板，第一连接套筒的上部内腔与所述第一连接钢筋连接，所述第一连接套筒的下部内腔放置第一树脂胶囊，所述第一连接套筒的下部内腔与所述双头螺栓的一端连接；所述第二连接套筒的内腔中部设有第二隔板，所述双头螺栓的另一端与所述第二连接套筒的上部内腔连接，所述第二连接套筒的上部内腔放置第二树脂胶囊，所述第二连接套筒的下部内腔与所述第二连接钢筋连接。

进一步，所述双头螺栓为中六角双头螺栓。

再进一步，在第一预制件和第二预制件的连接面分布布置第一预留模盒和第二预留模盒。

所述第一预制件为预制上柱，所述第二预制件为预制下柱，所述第一连接套筒为长连接套筒，所述第二连接套筒为短连接套筒，所述长连接套筒比所述短连接套筒长。

本发明的技术构思为：首先就是保证钢筋断开后重新连接的机械性能不变，也就是控制各连接环节的强度，以确保连接的可靠性与安全性不低于整根钢筋。首先在分别预制的两个构件的对接截面内埋设连接套筒，套筒的一端与断开钢筋螺纹直接连接，此连接与普通的钢筋螺纹连接一样，只需要满足螺纹的抗剪力、螺纹套筒横截面的抗拉力均不小于连接钢筋的抗拉力；螺纹套筒的另一端为开口端，与构件连接端截面平齐，内有螺纹，且均为母螺纹；两构件开口端用一个专用的中六角双头螺栓将两个连接套筒相连接，要求螺栓的两端螺纹抗剪力和螺栓横截面的抗拉力均应大于连接钢筋的抗拉力。通过确保螺纹与螺栓的抗拉能力强于截断钢筋的抗拉力来保证连接的可靠性与安全性。预制柱间的连接的基本形式如附图1所示。

本发明的有益效果主要表现在：本发明提出的连接方式直接用机械方法相连接，只是通过锚固胶进行密封增强，且将锚固胶预先留置于锚固连接筒中，不必在现场进行注浆；由于直接采用机械连接，连接筒的尺寸小于浆锚连接筒，可减少因装配连接对混凝土保护层的减小；还可以不必预留外伸的连接钢筋，使预制构件的运输与吊装更方便。

附图说明

图1是柱截面连接原理示意图。

图2是长连接套筒示意图。

图3是短连接套筒示意图。

图4是中六角双头螺栓的示意图。

图5是中六角双头螺栓操作空间预留模盒位置示意图。

图6是图5的局部剖面图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

参照图1～图6，一种装配式混凝土连接结构，包括第一预制件和第二预制件，所述第一预制件上设有第一连接钢筋，所述第二预制件上设有第二连接钢筋，所述连接结构还包括第一连接套筒、第二连接套筒和双头螺栓，所述第一连接套筒的内腔中部设有第一隔板，第一连接套筒的上部内腔与所述第一连接钢筋连接，所述第一连接套筒的下部内腔放置第一树脂胶囊，所述第一连接套筒的下部内腔与所述双头螺栓的一端连接；所述第二连接套筒的内腔中部设有第二隔板，所述双头螺栓的另一端与所述第二连接套筒的上部内腔连接，所述第二连接套筒的上部内腔放置第二树脂胶囊，所述第二连接套筒的下部内腔与所述第二连接钢筋连接。

进一步，所述双头螺栓为中六角双头螺栓6。

再进一步，在第一预制件和第二预制件的连接面分布布置第一预留模盒16和第二预留模盒15。

所述第一预制件为预制上柱1，所述第二预制件为预制下柱2，所述第一连接套筒为长连接套筒5，所述第二连接套筒为短连接套筒4，所述长连接套筒5比所述短连接套筒4长。

本实施例中，将构件间钢筋的连接直接转换为螺纹套筒与螺栓间的连接，并将对套筒的注浆直接改为自锚式灌浆方式，将浆锚套筒改为全螺纹连接套筒，为方便施工，将上、下，或左、右连接套筒加工成两种长度不同的螺纹形式，同时专用螺栓上的螺纹也加工成不同长度，其中竖向构件，如柱、墙等，连接时上套筒比下套筒长，水平构件连接时，可随意选择，只需全截面各钢筋的套筒采用相同方式即可，选择原则是先就位构件为短连接套筒，后吊装构件为长套筒，长套筒先装双头连接螺栓，当全截面需连接钢筋所对应的短套筒与连接螺栓全部对准后，将双头螺栓的另一端拧入短连接套筒内，全部拧紧就位后即实现了构件间的对接。连接套筒及专用中六角双头连接螺栓的示意图见附图2、3、4。

连接套筒及连接螺栓的尺寸确定方法：

(1)基本要求：

连接套筒的钢材抗拉强度f_y、抗剪强度f_v不能小于所连接钢筋材料相应的强度f及f_vv；中六角双头连接螺栓的材料抗拉f_y′、抗剪强度f_v′必须大于所连接钢筋材料相应的强度。以d表示所连接钢筋的公称直径，也作为连接螺栓的公称直径。

套筒的外表面作压痕处理以增加与混凝土粘结力。

中六角双头连接螺栓采用10.9级高强度专用螺栓。

(2)连接件基本尺寸要求

连接套筒的外直径D:

连接套筒钢筋连接端的有效螺纹长度：A≥df/3f_v。

长连接套筒有效螺纹长度：B≥2A+N+E。其中N为连接螺栓刀口头的高度，E为树脂胶囊破裂压缩后的厚度。与之相连接的连接螺栓长端有效螺纹长度不小于2A。

短连接套筒的有效螺纹长度：B₁≥A+N+E。与之相连接的连接螺栓短端有效螺纹长度不小于A。

分隔板的厚度：C＝3～5mm。

本实施例的装配式混凝土连接结构的实施方案如下：

1).按设计要求预制构件

按结构设计图对装配式混凝土结构的拆分方案，在钢筋截断截面的两端确定需要连接钢筋的位置：

1.1)根据设计钢筋品种和直径d成组确定连接螺纹套筒；

1.2)将截断后的钢筋一端套上螺纹，与连接螺纹套筒的钢筋连端相连，并确保螺纹拧紧。

1.3)精确定位钢筋及连接套筒位置，并在连接套筒连接端卡上为中六角双头螺栓留出拧紧操作空间的模盒，模盒为矩形木盒或者塑料盒，模盒外宽为2M，高度为T，连接钢筋向混凝土中心方向深为M，以便能在拧紧双头螺栓时有足够的操作空间，如附图5所示。

1.4)浇筑构件混凝土，并按拼装关系在构件上作好标记。

1.5)待混凝土达到拆模条件时拆除模板，同时拆除中六角双头螺栓预留模盒。

2).吊装预制构件

2.1)当所连接构件为竖向构件时，先吊装预埋短连接套筒的构件，使连接截面及相应的短连接套筒连接口朝上，并基本就位。

2.2)当所连接构件为水平可以按现场情况或习惯做法先吊装待连接的任意一侧构件，只要所配对的连接截面一侧是短套筒，另一侧是长套筒即可。

2.3)吊装连接截面的另一侧预制构件，对准所要连接构件的截面方向，大致确定所有钢筋的位置。

3).用双头螺栓连接预制构件。

3.1)所需连接的两侧预制构件一侧要相对固定，而另一侧相对可以自由滑动(一般取预埋长端套筒的处于相对自由状态)，或由吊机悬吊状态。

3.2)在待连接预制构件截面混凝表面上铺上一层胶凝砂浆(砂浆层厚度以填平预制构件凹凸表面为准)

3.3)分别向两侧连接套筒内填入对应的树脂胶囊，长套筒采用长胶囊，长胶囊内树胶的体积V≥πd²B/4；短套筒填入短胶囊，短胶囊内树脂的体积V1≥πd²B₁/4。

3.4)逐个将双头螺栓长端拧入长端套筒内，在旋进过程中用螺栓的刀口头割破树脂胶囊，并将长端螺纹全部拧入长端套筒中。

3.5)移动预制构件自由端，使双头螺栓的短端螺栓与另一构件的短端套筒对准位置；逐个将短端螺栓拧入短端套筒，在旋进过程中用螺栓的刀口头割破树脂胶囊，将短端螺纹全部拧入短端套筒，并拧紧，同时可见树脂胶从螺纹缝隙中少量冒出。

4).封闭预制构件连接截面

4.1)在预制构件连接截面四周用高强胶泥砂浆钩缝接缝。

4.2)待连接套筒内的树脂胶固化(一般控制在30分钟左右，可根据施工经验调整)，对钢筋连接处的套筒和中六角连接螺栓外露部分喷水泥砂浆保护处理，表面用高强胶泥砂浆封闭。

Claims (1)

1.一种装配式混凝土连接结构，包括第一预制件和第二预制件，所述第一预制件上设有第一连接钢筋，所述第二预制件上设有第二连接钢筋，所述连接结构还包括第一连接套筒、第二连接套筒和双头螺栓，所述第一连接套筒的内腔中部设有第一隔板，第一连接套筒的上部内腔与所述第一连接钢筋连接，所述第一连接套筒的下部内腔放置第一树脂胶囊，所述第一连接套筒的下部内腔与所述双头螺栓的一端连接；所述第二连接套筒的内腔中部设有第二隔板，所述双头螺栓的另一端与所述第二连接套筒的上部内腔连接，所述第二连接套筒的上部内腔放置第二树脂胶囊，所述第二连接套筒的下部内腔与所述第二连接钢筋连接；所述装配式混凝土连接结构的制作方法，包括以下步骤：

1).按设计要求预制构件

按结构设计图对装配式混凝土结构的拆分方案，在钢筋截断截面的两端确定需要连接钢筋的位置：

1.1)根据设计钢筋品种和直径d成组确定连接螺纹套筒；

1.2)将截断后的钢筋一端套上螺纹，与连接螺纹套筒的钢筋连端相连，并确保螺纹拧紧；

1.3)精确定位钢筋及连接套筒位置，并在连接套筒连接端卡上为中六角双头螺栓留出拧紧操作空间的模盒，模盒为矩形木盒或者塑料盒，模盒外宽为2M，高度为T，连接钢筋向混凝土中心方向深为M，以便能在拧紧双头螺栓时有足够的操作空间；

1.4)浇筑构件混凝土，并按拼装关系在构件上作好标记；

1.5)待混凝土达到拆模条件时拆除模板，同时拆除中六角双头螺栓预留模盒；

2).吊装预制构件

2.1)当所连接构件为竖向构件时，先吊装预埋短连接套筒的构件，使连接截面及相应的短连接套筒连接口朝上，并就位；

2.2)当所连接构件为水平先吊装待连接的任意一侧构件，只要所配对的连接截面一侧是短套筒，另一侧是长套筒即可；

2.3)吊装连接截面的另一侧预制构件，对准所要连接构件的截面方向，大致确定所有钢筋的位置；

3).用双头螺栓连接预制构件

3.1)所需连接的两侧预制构件一侧要相对固定，而另一侧相对可以自由滑动，或由吊机悬吊状态；

3.2)在待连接预制构件截面混凝表面上铺上一层胶凝砂浆；

3.3)分别向两侧连接套筒内填入对应的树脂胶囊，长套筒采用长胶囊，长胶囊内树胶的体积V≥πd²B/4；短套筒填入短胶囊，短胶囊内树脂的体积V1≥πd²B₁/4；

3.4)逐个将双头螺栓长端拧入长端套筒内，在旋进过程中用螺栓的刀口头割破树脂胶囊，并将长端螺纹全部拧入长端套筒中；

3.5)移动预制构件自由端，使双头螺栓的短端螺栓与另一构件的短端套筒对准位置；逐个将短端螺栓拧入短端套筒，在旋进过程中用螺栓的刀口头割破树脂胶囊，将短端螺纹全部拧入短端套筒，并拧紧，同时可见树脂胶从螺纹缝隙中少量冒出；

4).封闭预制构件连接截面

4.1)在预制构件连接截面四周用高强胶泥砂浆钩缝接缝；

4.2)待连接套筒内的树脂胶固化；对钢筋连接处的套筒和中六角连接螺栓外露部分喷水泥砂浆保护处理，表面用高强胶泥砂浆封闭。