CN107503446A - 一种u型钢条‑连接件连接剪力墙连梁结构及装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及装配式混凝土结构领域，具体为一种U型钢条‑连接件连接剪力墙连梁结构及装配方法。由预制剪力墙中连梁、预制剪力墙或带有半跨连梁的剪力墙的连梁、U型连接钢条构成结构拆分拼装体系，预制连梁、预制墙或预制带梁墙上预埋连接件。当装配式混凝土框剪结构中剪力墙的连梁较长时，在连梁的两端与剪力墙连接位置拆分，分别制作预制连梁和与预制连梁梁端连接的预制墙(两片)；当装配式混凝土框剪结构中剪力墙的连梁较短时，在连梁的跨中位置拆分，拆分后形成两片预制带梁墙，其连接方法同上。本发明通过采用U型钢条和连接件实现剪力墙和连梁的连接，具有构件简单易加工，装配流程简单，省时高效等优点，并具有更广泛的适用性。

Description

一种U型钢条-连接件连接剪力墙连梁结构及装配方法

技术领域

本发明涉及装配式混凝土结构领域，具体为一种U型钢条-连接件连接剪力墙连梁结构及装配方法，特别是由预制连梁、预制墙或预制带梁墙构成的装配式混凝土框剪结构中带连梁剪力墙的拆分拼装体系，构件连接构造，由这种拼装体系和连接构造建造的结构物，以及拼装连接方法。

背景技术

框架-剪力墙结构，简称为框剪结构，主要结构是框架和剪力墙，其中框架由梁柱构成，剪力墙布置于部分框架内，剪力墙用于增加整体结构的抗水平荷载能力。框剪结构适用于平面或竖向布置繁杂、水平荷载大的高层建筑。装配式混凝土结构的现有技术多限于纯框架结构和纯剪力墙结构，装配式混凝土框剪结构的技术较少，且考虑到增强抗震性能较少。

由于框剪结构中剪力墙的连梁厚度较小，与剪力墙同厚，没有足够的截面面积放置套筒，同时由于框剪结构中框架梁、框架柱及剪力墙的存在，剪力墙连梁的装配空间十分有限，因此适用于框架梁柱和梁梁连接的套筒连接方法、适用于框架梁与剪力墙连接的插筋连接方法，适用于上下层剪力墙与剪力墙连接的套筒连接方法等都不适用于该种连接。

为了解决上述问题，在先前的发明中，“装配式混凝土框剪结构剪力墙连梁的拼装连接结构(CN201420657677.8)、装配式混凝土框剪结构剪力墙连梁的拼装连接结构及方法(CN201410616527.7)”，主要是利用钢筋等效替代的思想，即采用单根单列钢筋等效多根多列钢筋，对施工中灌浆技术要求较高，并且当连梁截面或配筋较大时，该种方法不适用。为此，本发明提出使用U型钢条-连接件连接框剪结构中剪力墙和连梁的结构及装配方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种U型钢条-连接件连接剪力墙连梁结构及装配方法，通过采用U型钢条和连接件实现剪力墙和连梁的连接，具有构件简单易加工，装配流程简单，省时高效等优点，并具有更广泛的适用性。

本发明的技术方案：

一种U型钢条-连接件连接剪力墙连梁结构，由预制剪力墙中连梁、预制剪力墙或带有半跨连梁的剪力墙的连梁、U型连接钢条构成结构拆分拼装体系，其中：预制剪力墙中连梁，以下简称预制连梁；预制剪力墙，以下简称预制墙；预制带有半跨连梁的剪力墙，以下简称预制带梁墙；该拼装连接结构为以下两种结构形式之一：

(1)在连梁的两端与剪力墙连接位置拆分，分别制作预制连梁以及与预制连梁梁端连接的预制墙，与一根预制连梁连接的预制墙共两片；预制墙和预制连梁上安装有预埋连接件，预埋连接件的带孔槽形钢板上有连接孔，U型连接钢条与预制墙通过连接孔连接，U型连接钢条与预制连梁通过连接孔连接，使预制连梁、预制墙及U型连接钢条连接为整体；

(2)在连梁的跨中位置拆分，拆分后形成两片预制带有半跨连梁的剪力墙，即预制带梁墙；预制带梁墙上安装有预埋连接件，预埋连接件的带孔槽形钢板上有连接孔，U型连接钢条与预制带梁墙通过连接孔连接，使预制带梁墙和U型连接钢条连接为整体。

所述的U型钢条-连接件连接剪力墙连梁结构，预埋连接件包括锚固钢筋、钢板和带孔槽形钢板，其中锚固钢筋垂直焊接在钢板的单侧表面，带孔槽形钢板焊接在钢板另一侧，带孔槽形钢板上设置连接孔。

所述的U型钢条-连接件连接剪力墙连梁结构，预制墙包括钢筋骨架、预埋连接件和混凝土，预埋连接件插装于钢筋骨架的一侧上部，混凝土浇筑于钢筋骨架。

所述的U型钢条-连接件连接剪力墙连梁结构，钢筋骨架为预制剪力墙纵筋、预制剪力墙水平筋、预制剪力墙拉筋和预制剪力墙约束边缘构件箍筋组成，两排预制剪力墙纵筋平行相对设置，每排预制剪力墙纵筋之间通过预制剪力墙水平筋连接，相对设置的预制剪力墙纵筋之间通过预制剪力墙拉筋连接，两排预制剪力墙纵筋的边缘之间外侧设置预制剪力墙约束边缘构件箍筋。

所述的U型钢条-连接件连接剪力墙连梁结构，预制连梁包括钢筋骨架、预埋连接件和混凝土，预埋连接件分别插装于钢筋骨架的两侧，混凝土浇筑于钢筋骨架。

所述的U型钢条-连接件连接剪力墙连梁结构，钢筋骨架为预制连梁纵筋和预制连梁箍筋组成，矩形预制连梁箍筋平行排布，矩形预制连梁箍筋内侧四角分别设置预制连梁纵筋。

所述的U型钢条-连接件连接剪力墙连梁结构，U型连接钢条为下凹形结构，U型连接钢条用于传递预制墙和预制连梁之间的弯矩，预埋连接件的带孔槽形钢板上设置连接孔。

所述的U型钢条-连接件连接剪力墙连梁结构的装配方法，包括如下步骤：

第一步，绑扎预制剪墙和预制连梁的钢筋并形成预制墙和预制连梁的钢筋骨架；将预埋连接件的锚固钢筋插入到钢筋骨架内，然后分别在钢筋骨架外支撑预制剪力墙模板和预制连梁模板；

第二步，在模板内浇筑混凝土、养护，混凝土达到设计强度后，拆除预制剪力墙模板和预制连梁模板，形成带有预埋连接件的预制连梁、预制墙或预制带梁墙；

第三步，预制连梁和预制墙的拼接，通过预制墙上的预埋连接件上的连接孔与U型连接钢条上的分支对位，通过U型连接钢条连接锁紧，完成预制墙与U型连接钢条的组装；将预制连梁吊至两片组装后的结构之间，预制连梁上的预埋连接件上的连接孔与U型连接钢条上的分支对位连接锁紧，形成连接组合后结构；在U型连接钢条外支撑U型模板，并保证U型模板与预制连梁和预制墙连接紧密；

预制带梁墙和预制带梁墙的连梁之间拼接方法与预制连梁和预制墙的拼接方法相同；

第四步，在U型模板内灌注灌浆料，直至灌浆料充满预制构件灌浆缝的U型模板；

第五步，待灌浆料凝固后，拆除U型模板，完成预制连梁与预制墙或预制带梁墙与预制带梁墙的拼接；

重复上述五个步骤，完成装配式混凝土框剪结构中剪力墙连梁的拼装连接。

本发明的优点及有益效果是：

①本发明将混凝土框剪结构中带连梁的剪力墙，拆分成预制墙、预制连梁或两片预制带梁墙拼装连接结构及提出的拼装连接方法，各构件拆分位置合理，便于构件制作和运输；

②在力学性能上，能很好的实现拼接预制构件弯矩和剪力的传递，保证连接的可靠，满足结构设计中“强连接”的设计要求；

③在结构上，适用于任何截面尺寸和配筋的连梁，适用范围更广；

④在施工上便于构件制作、运输和吊装安装，在装配时最大限度的减少装配空间需求，操作方便，连接效率高；

⑤预制构件间灌浆料宽度小，现场湿作业少，装配率高，提高装配化程度，实现节能减排，提高劳动生产率，提高建筑质量，缩短工期。

附图说明

图1是U型钢条连接件中的锚固钢筋三维图。

图2是U型钢条连接件中的钢板三维图。

图3是U型钢条连接件中的带孔槽形钢板三维图。

图4是预埋U型钢条连接件(简称连接件)的三维图。

图5是预制剪力墙配筋的三维图。

图6是连接件与图4连接完成并支撑模板的三维图。

图7是预制带连接件的剪力墙(简称预制墙)制作完成的三维图。

图8是预制连梁的配筋三维图。

图9是预埋连接件与图7连接完成并支撑模板的三维图。

图10是预制带连接件的连梁(简称预制连梁)制作完成的三维图。

图11是U型连接钢条的三维图。

图12是预制墙与预制连梁通过U型连接钢条连接组装的过程三维图。

图13是预制连梁与预制墙组装完成的三维图。

图14是U型模板的三维图。

图15是将U型模板固定于梁端的三维图。

图16是预制连梁与预制墙通过U型连接钢条连接组装完成的三维图。

图17是预制带一半连梁的剪力墙(简称预制带梁墙)制作完成的三维图。

图18是两片预制带梁墙组装完成的三维图。

图19是预制带梁墙通过U型连接钢条连接组装完成的三维图。

图中，1锚固钢筋；2钢板；3带孔槽形钢板；4连接孔；5预埋连接件；6预制剪力墙纵筋；7预制剪力墙水平筋；8预制剪力墙拉筋；9预制剪力墙约束边缘构件箍筋；10预制剪力墙模板；11预制带连接件的剪力墙(简称预制墙)；12预制连梁纵筋；13预制连梁箍筋；14预制连梁模板；15预制带连接件的连梁(简称预制连梁)；16、U型连接钢条；17、U型模板；18灌浆料；19预制带梁墙。

具体实施方式

如图1至图19所示，本发明装配式混凝土U型钢条-连接件连接剪力墙连梁结构及装配方法，包括两种具体实施方式，具体如下：

(一)图1-图16所示，当装配式混凝土框剪结构中剪力墙的连梁长度大于3m或工程有明确要求时，在连梁的两端与剪力墙连接位置拆分，形成由两片预制墙11和一根预制连梁15构成的结构拆分拼装体系。

(1)为了实现预制墙11和预制连梁15的连接，在预制墙11和预制连梁15内设置预埋连接件5。

如图1-图4所示，预埋连接件5包括锚固钢筋1、钢板2和带孔槽形钢板3，其中锚固钢筋1垂直焊接在钢板2的单侧表面，带孔槽形钢板3焊接在钢板2另一侧，带孔槽形钢板3上设置连接孔4；锚固钢筋1为两组以上平行设置，每组锚固钢筋1为两根以上。锚固钢筋1的长度根据预制连梁15传递弯矩引起正应力的大小计算确定。钢板2的厚度、长度和宽度同样根据预制连梁15传递弯矩引起正应力的大小计算确定，同时钢板的2宽度需比预制连梁15的宽度小，小于的尺寸大于等于规范规定的钢板所需的保护层厚度，以满足注浆和防止连接钢板腐蚀的要求。连接孔4的孔径、数量和分布需根据U型连接钢条16的直径、数量和分布确定，U型连接钢条16的直径、数量和分布根据预制墙11和预制连梁15之间传递弯矩的大小确定。

(2)如图5-图7所示，预制墙11主要包括钢筋骨架、预埋连接件5和混凝土，预埋连接件5通过锚固钢筋1插装于钢筋骨架的一侧上部，混凝土浇筑于钢筋骨架；钢筋骨架为预制剪力墙纵筋6、预制剪力墙水平筋7、预制剪力墙拉筋8和预制剪力墙约束边缘构件箍筋9组成，两排预制剪力墙纵筋6平行相对设置，每排预制剪力墙纵筋6之间通过预制剪力墙水平筋7连接，相对设置的预制剪力墙纵筋6之间通过预制剪力墙拉筋8连接，两排预制剪力墙纵筋6的边缘之间外侧上下平行设置预制剪力墙约束边缘构件箍筋9。

预制带连接钢板的剪力墙(简称预制墙)11的制作过程如图5-图7。如图5所示，首先绑扎预制剪力墙纵筋6和预制剪力墙约束边缘构件箍筋9，形成预制墙11端部的约束边缘构件钢筋，然后绑扎其它预制剪力墙纵筋6和预制剪力墙水平筋7，最后绑扎预制剪力墙拉筋8，形成预制墙11的钢筋骨架。如图6所示，将连接件5的锚固钢筋1插入到钢筋骨架内，然后在钢筋骨架外支撑预制剪力墙模板10。如图6-图7，在预制剪力墙模板10内浇筑混凝土，养护28天，拆除预制剪力墙模板10，形成预制墙11。

(3)如图8-图10所示，预制连梁15包括钢筋骨架、预埋连接件5和混凝土，预埋连接件5分别通过锚固钢筋1插装于钢筋骨架的两侧，混凝土浇筑于钢筋骨架；钢筋骨架为预制连梁纵筋12和预制连梁箍筋13组成，矩形预制连梁箍筋13平行排布，矩形预制连梁箍筋13内侧四角分别设置预制连梁纵筋12。

预制带连接钢板的连梁(简称预制连梁)15的制作过程如图8-图10。如图8所示，首先绑扎预制连梁纵筋12和预制连梁箍筋13，形成预制连梁的钢筋骨架；如图9所示，然后将预埋连接件5的锚固钢筋1插入到钢筋骨架内，再在钢筋骨架外支撑预制连梁模板14；如图10所示，最后在模板内浇筑混凝土，养护28天，拆除预制连梁模板14，形成预制连梁15。

(4)如图11-图13所示，两片预制墙11和预制连梁15之间分别采用U型连接钢条16连接，两片预制墙11的预埋连接件5分别与预制连梁15两侧的预埋连接件5相对应，U型连接钢条16的一侧与预制墙11上的预埋连接件5连接，U型连接钢条16的另一侧与预制连梁15上的预埋连接件5连接。

如图11所示，U型连接钢条为下凹形结构，U型连接钢条16用于传递预制墙11和预制连梁15之间的弯矩，预埋连接件5的带孔槽形钢板3上设置连接孔4，连接孔4的孔径、数量和分布需根据U型连接钢条16的直径、数量和分布确定，U型连接钢条16的直径、数量和分布根据预制墙11和预制连梁15之间传递弯矩的大小确定。

(5)预制墙11和预制连梁15的组装过程如图12-图16。

如图12所示，将预制连梁15吊至两片预制墙11之间，用U型连接钢条16的两支分别插入预制连梁15的连接孔4和预制墙11相应的连接孔4中，连接锁紧后形成连接组合后结构，见图13。

如图15-图16所示，在U型连接钢条16外支撑U型模板17，并且通过玻璃胶或其它材料，保证U型模板17与预制连梁15和预制墙11连接紧密，然后在U型模板17内灌注灌浆料18，直至灌浆料18充满预制构件灌浆缝的U型模板17，待灌浆料18凝固后，拆除U型模板17，完成预制连梁15与预制墙11通过U型连接钢条16连接的拼接，预制连梁15和预制墙11间的剪力主要通过灌浆料18传递。

该种拆分拼装方式，传力机理为：依靠U型连接钢条16传递拼装结构间的弯矩，依靠灌浆料18传递拼装结构间的剪力。

(二)如图17-图19所示，当装配式混凝土框剪结构中剪力墙的连梁长度小于3m或工程有明确要求时，在连梁的跨中拆分，形成由两片预制带梁墙19的结构拆分拼装体系。

该方式的混凝土框剪结构中带连梁剪力墙的结构主要包括预制带梁墙19、U型连接钢条16、灌浆料18等，具体结构如下：

相对设置的两片预制带梁墙19之间，通过U型连接钢条16和灌浆料18连接。在预制带梁墙19上有预埋连接件5，在预埋连接件5上有连接孔4。

两片预制带梁墙19的预埋连接件5上的连接孔4通过U型连接钢条16相连，两片预制带梁墙19和U型连接钢条16之间为灌浆缝，灌浆缝中为灌浆料18。

如图19所示，组装时，先将两片预制带梁墙19吊装就位，然后将U型连接钢条16连接安装在二者之间。

该种拆分拼装方式，传力机理与上述(一)方式相近，即依靠U型连接钢条16传递拼装结构间的弯矩，主要依靠灌浆料18传递拼装结构间的剪力。

实施例结果表明，本发明将混凝土框剪结构中带连梁的剪力墙，拆分成预制墙、预制连梁或两片预制带梁墙拼装连接结构及提出的拼装连接方法：在力学性能上，能很好的实现拼接预制构件弯矩和剪力的传递，保证连接的可靠，满足结构设计中“强连接”的设计要求；在结构上，适用于任何截面尺寸和配筋的连梁，适用范围更广；在施工上便于构件制作、运输和吊装安装，在装配时最大限度的减少装配空间需求，操作方便，连接效率高；预制构件间灌浆料宽度小，现场湿作业少，装配率高，提高装配化程度，实现节能减排，提高劳动生产率，提高建筑质量，缩短工期。

Claims (8)

1.一种U型钢条-连接件连接剪力墙连梁结构，其特征在于，由预制剪力墙中连梁、预制剪力墙或带有半跨连梁的剪力墙的连梁、U型连接钢条构成结构拆分拼装体系，其中：预制剪力墙中连梁，以下简称预制连梁；预制剪力墙，以下简称预制墙；预制带有半跨连梁的剪力墙，以下简称预制带梁墙；该拼装连接结构为以下两种结构形式之一：

(1)在连梁的两端与剪力墙连接位置拆分，分别制作预制连梁以及与预制连梁梁端连接的预制墙，与一根预制连梁连接的预制墙共两片；预制墙和预制连梁上安装有预埋连接件，预埋连接件的带孔槽形钢板上有连接孔，U型连接钢条与预制墙通过连接孔连接，U型连接钢条与预制连梁通过连接孔连接，使预制连梁、预制墙及U型连接钢条连接为整体；

(2)在连梁的跨中位置拆分，拆分后形成两片预制带有半跨连梁的剪力墙，即预制带梁墙；预制带梁墙上安装有预埋连接件，预埋连接件的带孔槽形钢板上有连接孔，U型连接钢条与预制带梁墙通过连接孔连接，使预制带梁墙和U型连接钢条连接为整体。

2.按照权利要求1所述的U型钢条-连接件连接剪力墙连梁结构，其特征在于，预埋连接件包括锚固钢筋、钢板和带孔槽形钢板，其中锚固钢筋垂直焊接在钢板的单侧表面，带孔槽形钢板焊接在钢板另一侧，带孔槽形钢板上设置连接孔。

3.按照权利要求1所述的U型钢条-连接件连接剪力墙连梁结构，其特征在于，预制墙包括钢筋骨架、预埋连接件和混凝土，预埋连接件插装于钢筋骨架的一侧上部，混凝土浇筑于钢筋骨架。

4.按照权利要求3所述的U型钢条-连接件连接剪力墙连梁结构，其特征在于，钢筋骨架为预制剪力墙纵筋、预制剪力墙水平筋、预制剪力墙拉筋和预制剪力墙约束边缘构件箍筋组成，两排预制剪力墙纵筋平行相对设置，每排预制剪力墙纵筋之间通过预制剪力墙水平筋连接，相对设置的预制剪力墙纵筋之间通过预制剪力墙拉筋连接，两排预制剪力墙纵筋的边缘之间外侧设置预制剪力墙约束边缘构件箍筋。

5.按照权利要求1所述的U型钢条-连接件连接剪力墙连梁结构，其特征在于，预制连梁包括钢筋骨架、预埋连接件和混凝土，预埋连接件分别插装于钢筋骨架的两侧，混凝土浇筑于钢筋骨架。

6.按照权利要求5所述的U型钢条-连接件连接剪力墙连梁结构，其特征在于，钢筋骨架为预制连梁纵筋和预制连梁箍筋组成，矩形预制连梁箍筋平行排布，矩形预制连梁箍筋内侧四角分别设置预制连梁纵筋。

7.按照权利要求1所述的U型钢条-连接件连接剪力墙连梁结构，其特征在于，U型连接钢条为下凹形结构，U型连接钢条用于传递预制墙和预制连梁之间的弯矩，预埋连接件的带孔槽形钢板上设置连接孔。

8.一种权利要求1至7之一所述的U型钢条-连接件连接剪力墙连梁结构的装配方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步，绑扎预制剪墙和预制连梁的钢筋并形成预制墙和预制连梁的钢筋骨架；将预埋连接件的锚固钢筋插入到钢筋骨架内，然后分别在钢筋骨架外支撑预制剪力墙模板和预制连梁模板；

第二步，在模板内浇筑混凝土、养护，混凝土达到设计强度后，拆除预制剪力墙模板和预制连梁模板，形成带有预埋连接件的预制连梁、预制墙或预制带梁墙；

第三步，预制连梁和预制墙的拼接，通过预制墙上的预埋连接件上的连接孔与U型连接钢条上的分支对位，通过U型连接钢条连接锁紧，完成预制墙与U型连接钢条的组装；将预制连梁吊至两片组装后的结构之间，预制连梁上的预埋连接件上的连接孔与U型连接钢条上的分支对位连接锁紧，形成连接组合后结构；在U型连接钢条外支撑U型模板，并保证U型模板与预制连梁和预制墙连接紧密；

预制带梁墙和预制带梁墙的连梁之间拼接方法与预制连梁和预制墙的拼接方法相同；

第四步，在U型模板内灌注灌浆料，直至灌浆料充满预制构件灌浆缝的U型模板；

第五步，待灌浆料凝固后，拆除U型模板，完成预制连梁与预制墙或预制带梁墙与预制带梁墙的拼接；

重复上述五个步骤，完成装配式混凝土框剪结构中剪力墙连梁的拼装连接。