CN106437032A - 一种装配式钢管混凝土柱与柱的拼接结构及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种装配式钢管混凝土柱与柱的拼接结构及方法，包括预制的上、下钢管混凝土柱，上钢管混凝土柱中预埋钢筋，下钢管混凝土柱中预埋波纹套管。于施工现场在预留波纹套管中注混凝土浆后，将上钢管混凝土柱中预埋钢筋插入波纹管，使上钢管混凝土柱置于下钢管混凝土柱之上且对接，然后将钢管连接部位焊接，实现钢管混凝土柱与柱之间的拼接。本发明使用的所有构件均采用现场装配连接，减少了现场模板工程和焊接工作，提高了建筑工业化装配效率，体现了建筑构件节能、环保的可持续发展建筑设计理念。
Description
技术领域
本发明涉及结构工程技术领域，特别是涉及一种装配式钢管混凝土柱与柱的拼接结构及方法。
背景技术
随着国内城市化建设的飞速发展，传统的钢筋混凝土结构由于其环境污染大、材料和能源耗费高、对环境污染严重和建筑材料可回收利用率低等缺点，已经不符合国家推行的“适用、经济、绿色、美观”的建筑方针。为了寻求发展新型建造方式，推广适合工业化生产的预制装配式混凝土、钢结构等建筑体系，加快发展建设工程的预制和装配技术，提高建筑工业化技术集成水平。支持集设计、生产、施工于一体的工业化基地建设，开展工业化建筑示范试点。
面对资源环境的过度消耗和劳动力的日益匮乏，建筑业亟待转型升级，建筑产业现代化已经成为行业发展的必然趋势。寻求一种装配率及预制率高，构件可采用预制构件流水线生产，经济性较好的新型钢管混凝土柱与柱连接的结构体系，发挥装配式结构的优势，以满足节能环保和建筑工业化的需求的问题越来越突出。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种构造简单、安装便捷高效、节能环保、美观坚固的装配式钢管混凝土柱与柱的拼接结构及方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案之一是一种装配式钢管混凝土柱与柱的拼接结构，包括上下设置的两钢管混凝土柱；上钢管混凝土柱内预埋有若干钢筋且钢筋部分向下延伸出上钢管混凝土柱底面；下钢管混凝土柱内预埋有若干波纹套管，波纹套管一端开口外露于下钢管混凝土柱顶面；通过波纹套管内注入混凝土浆并将钢筋与波纹套管一一对应插接，以使上钢管混凝土柱底面与下钢管混凝土柱顶面对接，同时通过焊接钢管对接部位实现两钢管混凝土柱的拼接。
优选的，所述钢筋与所述上钢管混凝土柱的轴线平行设置，所述波纹套管与所述下钢管混凝土柱的轴线平行设置，所述上、下钢管混凝土柱同轴拼接。
优选的，所述波纹套管沿所述下钢管混凝土柱的横截面呈周圈排列设置，且其排列形状与所述下钢管混凝土柱横截面的形状一致。
优选的，所述上钢管混凝土柱内的钢筋与所述下钢管混凝土柱内的波纹套管位置对应设置。
优选的，所述波纹套管内径为所述钢筋直径的3～7倍。
优选的，所述的上钢管混凝土柱中钢筋埋入部分长度与伸出部分长度分别为钢筋直径的10～15倍。
优选的，所述混凝土浆是无收缩自密实高强混凝土。
本发明的技术方案之二是一种上述拼接结构的拼接方法，包括以下步骤：
1)提供上钢管混凝土柱预制件以及下钢管混凝土柱预制件，所述上钢管混凝土柱预制件包括上钢管混凝土柱以及预埋于上钢管混凝土柱内的所述钢筋，所述下钢管混凝土柱预制件包括下钢管混凝土柱以及预埋于下钢管混凝土柱内的所述波纹套管；
2)下钢管混凝土柱预制件于施工现场就位固定，对所述波纹套管进行混凝土灌浆；
3)上钢管混凝土柱预制件置于下钢管混凝土柱预制件之上并将钢筋一一对应的插入波纹套管中，以使上钢管混凝土柱之底面与下钢管混凝土柱之顶面对接；
4)焊接上钢管混凝土柱和下钢管混凝土柱的钢管对接部位使之成为整体。
优选的，下钢管混凝土柱预制件的制造方法包括：根据设计需求，提供钢管，将若干波纹套管与钢管轴线平行的排布于钢管之中且波纹套管一端与钢管一端平齐，向钢管中波纹套管之外的区域注入混凝土浆形成钢管混凝土柱同时固定波纹套管。
优选的，上钢管混凝土柱预制件的制造方法包括：根据设计需求，提供钢管，将若干钢筋与钢管轴线平行的排布于钢管之中且各钢筋部分延伸出钢管之外，钢筋的排布位置与波纹套管相对应，向钢管内注入混凝土浆形成钢管混凝土柱同时固定钢筋。
优选的，步骤4)中，所述焊接是坡口焊。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
1、本发明采用预埋波纹套管和高强钢筋实现钢管混凝土柱与柱的连接，所有构件均在工厂加工完成，运输至施工工地后，可在施工现场装配连接，减少了现场焊接工作和模板工作，保证了现场施工质量，提高了建筑工业化装配效率。
2、本发明通过在上钢管混凝土柱中埋入高强钢筋，下钢管混凝土柱中埋入波纹套管，首先在波纹套管中灌浆，灌入的砂浆为无收缩自密实高强混凝土，然后将上部钢筋插入波纹套管中，在上钢管混凝土柱和下钢管混凝土柱的钢管对接部位进行坡口焊接，使上下钢管混凝土柱形成一个整体后共同受力，即使在罕遇地震后修复和更换代价小，使得整体结构耗能能力和延性更加优越。
3、波纹套管的植入一方面实现了钢筋连接的定位，另一方面通过向波纹套管中灌入无收缩自密实高强混凝土提高了粘接强度。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种装配式钢管混凝土柱与柱的拼接结构及方法不局限于实施例。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的分解结构示意图；
图3是本发明的透视结构示意图；
图4是本发明下钢管混凝土柱的截面图。
具体实施方式
请参见图1至图4所示，一种装配式钢管混凝土柱与柱的拼接结构，包括上下设置的两钢管混凝土柱。上钢管混凝土柱1内预埋有若干钢筋3且钢筋3部分向下延伸出上钢管混凝土柱1底面；下钢管混凝土柱2内预埋有若干波纹套管4，波纹套管4一端开口外露于下钢管混凝土柱2顶面。通过波纹套管4内注入混凝土浆并将钢筋3与波纹套管4一一对应插接，，以使上钢管混凝土柱1底面与下钢管混凝土柱2顶面对接，同时通过焊接钢管对接部位实现两钢管混凝土柱的拼接。
钢筋3与上钢管混凝土柱1的轴线平行设置，波纹套管4与下钢管混凝土柱2的轴线平行设置，上、下钢管混凝土柱1、2同轴拼接，从而形成一个整体。
钢筋的直径小于波纹套管的内径，具体，波纹套管4内径为钢筋3直径的3～7倍，并且优选的钢筋3位于波纹套管4的中部，以确保钢筋3外周混凝土厚度均匀，从而提高其稳定性。通过波纹套管的设置，钢筋限位于波纹套管之内，且提高了粘接强度。
进一步，波纹套管4沿下钢管混凝土柱2的横截面呈周圈排列设置，且其排列形状与下钢管混凝土柱2横截面的形状一致。举例来说，钢管混凝土柱是方形柱，则波纹套管4周圈排列亦形成方形，从而确保各个方向上受力均匀。钢筋的设置与波纹套管与一致。此外，波纹套管的设置间距亦应满足相关规范和构造的要求以保证钢筋的抗剪承载力发挥作用。
进一步，灌入波纹套管的混凝土浆是无收缩自密实高强混凝土，且强度等级不低于钢管混凝土柱的混凝土等级。
上述拼接结构的拼接方法，包括以下步骤：
1)提供上钢管混凝土柱预制件以及下钢管混凝土柱预制件，上钢管混凝土柱预制件包括上钢管混凝土柱1以及预埋于上钢管混凝土柱内的钢筋3，下钢管混凝土柱预制件包括下钢管混凝土柱2以及预埋于下钢管混凝土柱内的波纹套管4；
2)下钢管混凝土柱预制件于施工现场就位固定，对波纹套管4进行混凝土灌浆；
3)上钢管混凝土柱预制件置于下钢管混凝土柱预制件之上并将钢筋3一一对应的插入波纹套管4中，以使上钢管混凝土柱底面与下钢管混凝土柱顶面对接；
4)焊接上钢管混凝土柱1和下钢管混凝土柱2的钢管对接部位使之成为整体。
其中，上钢管混凝土柱预制件以及下钢管混凝土柱预制件可于工厂加工完成，其拼接步骤可于施工现场实施。下钢管混凝土柱预制件的制造方法是：根据设计需求，提供钢管，将若干波纹套管与钢管轴线平行的排布于钢管之中且波纹套管一端与钢管一端平齐，向钢管中波纹套管之外的区域注入混凝土浆形成钢管混凝土柱同时固定波纹套管。上钢管混凝土柱预制件的制造方法是：根据设计需求，提供钢管，将若干钢筋与钢管轴线平行的排布于钢管之中且各钢筋部分延伸出钢管之外，钢筋的排布位置与波纹套管相对应，向钢管内注入混凝土浆形成钢管混凝土柱同时固定钢筋。
上钢管混凝土柱预制件以及下钢管混凝土柱预制件可于工厂通过流水线批量化生产。本实施例中以两钢管混凝土预制件拼接为例来进行说明，本领域人员可知，各钢管混凝土柱预制件可同时上部设置波纹套管、下部设置钢筋，从而实现连续性多柱拼接。
进一步，上下钢管混凝土柱可以通过坡口焊连接形成整体，各接口处留V形坡口，待插接后在接口处施焊，且焊缝的强度不低于钢管本身的强度。
上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种装配式钢管混凝土柱与柱的拼接结构及方法，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。
Claims (9)
1.一种装配式钢管混凝土柱与柱的拼接结构，其特征在于：包括上下两钢管混凝土柱；上钢管混凝土柱内预埋若干钢筋且钢筋部分向下延伸出上钢管混凝土柱底面；下钢管混凝土柱内预埋若干波纹套管，波纹套管一端开口外露于下钢管混凝土柱顶面；通过波纹套管内注入混凝土浆并将钢筋与波纹套管一一对应插接，以使上钢管混凝土柱底面与下钢管混凝土柱顶面相对接，同时焊接钢管对接部位实现两钢管混凝土柱的拼接。
2.根据权利要求1所述的装配式钢管混凝土柱与柱的拼接结构，其特征在于：所述钢筋与所述上钢管混凝土柱的轴线平行设置，所述波纹套管与所述下钢管混凝土柱的轴线平行设置，所述上、下钢管混凝土柱同轴拼接。
3.根据权利要求1所述的装配式钢管混凝土柱与柱的拼接结构，其特征在于：所述波纹套管沿所述下钢管混凝土柱的横截面呈周圈排列设置，且其排列形状与所述下钢管混凝土柱横截面的形状一致，所述上钢管混凝土柱内的钢筋与所述下钢管混凝土柱内的波纹套管位置对应设置。
4.根据权利要求1所述的装配式钢管混凝土柱与柱的拼接结构，其特征在于：所述波纹套管内径为所述钢筋直径3～7倍；所述的上钢管混凝土柱中钢筋埋入部分长度与伸出部分长度分别为钢筋直径的10～15倍。
5.根据权利要求1所述的装配式钢管混凝土柱与柱的拼接结构，其特征在于：所述混凝土浆是无收缩自密实高强混凝土。
6.一种如权利要求1～5任一项所述的拼接结构的拼接方法，其特征在于包括以下步骤：
1)提供上钢管混凝土柱预制件以及下钢管混凝土柱预制件，所述上钢管混凝土柱预制件包括上钢管混凝土柱以及预埋于上钢管混凝土柱内的所述钢筋，所述下钢管混凝土柱预制件包括下钢管混凝土柱以及预埋于下钢管混凝土柱内的所述波纹套管；
2)下钢管混凝土柱预制件于施工现场就位固定，对所述波纹套管进行混凝土灌浆；
3)上钢管混凝土柱预制件置于下钢管混凝土柱预制件之上并将钢筋一一对应的插入波纹套管中，以使上钢管混凝土柱底面与下钢管混凝土柱顶面对接；
4)焊接上钢管混凝土柱和下钢管混凝土柱的钢管对接部位使之成为整体。
7.根据权利要求6所述的拼接方法，其特征在于：所述下钢管混凝土柱预制件的制造方法包括：根据设计需求，提供钢管，将若干所述波纹套管与钢管轴线平行的排布于钢管之中且所述波纹套管一端与钢管一端平齐，向钢管中波纹套管之外的区域注入混凝土浆形成钢管混凝土柱同时固定波纹套管。
8.根据权利要求6所述的拼接方法，其特征在于：所述上钢管混凝土柱预制件的制造方法包括：根据设计需求，提供钢管，将若干所述钢筋与钢管轴线平行的排布于钢管之中且各钢筋部分延伸出钢管之外，所述钢筋的排布位置与波纹套管相对应，向钢管内注入混凝土浆形成钢管混凝土柱同时固定钢筋。
9.根据权利要求6所述的拼接方法，其特征在于：步骤4)中，所述焊接是坡口焊。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170222 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |