CN107905368A - 一种装配式梁与装配式柱连接结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种装配式梁与装配式柱连接结构，其特征在于在上部装配柱与下部装配柱之间设置连接钢体，在下部装配柱上设置连接钢体插入槽；在下部装配柱顶面设置柱顶补强板和接缝减震层，并在柱顶补强板上设置竖向连接筋；在装配梁的下表面与下部装配柱相接处预设梁底补强板；装配梁的上表面与上部装配柱相接处的补强体布设槽内依次设置补强角板、界面粘结层、砂浆保护层；在相邻的两段装配梁之间设置连接钢板；在上部装配柱与装配梁相交处的空隙内填充后浇混凝土，并设置横向箍板和竖向箍板。本发明不但可以改善装配式梁柱节点的连接强度和受力性状，而且可以降低现场装配施工的难度。本发明还公开了上述装配式梁与装配式柱连接结构的施工方法。

Description

一种装配式梁与装配式柱连接结构及施工方法

技术领域

本发明涉及一种装配式建筑结构，特别涉及一种可有效改善梁柱节点受力性能和抗震能力，提高现场施工效率的装配式梁与装配式柱连接结构及施工方法，属于建筑工程领域。

背景技术

近年来，随着我国经济的迅速发展，建筑工业化得到了不断的发展，装配式混凝土结构是实现建筑产业化发展模式的一种重要结构，其经济、便捷、环保的优势得到了国内外的极大关注。目前工程中，装配式结构连接主要分为湿连接和干连接，湿连接是将预制构件与现浇构件浇筑成一体或者直接将所有预制构件浇为一体的连接形式；干连接是在预制构件中预埋连接构件，然后通过灌浆套筒、螺栓连接或焊接的方式来实现预制构件之间的连接。

已有一种装配式混凝土框架结构节点连接，其特征是梁柱分别预制，楼板和节点核心区现浇，梁下部钢筋采用直线锚固、弯折锚固或机械锚固，但是这中节点的缺点是梁下部钢筋在节点核心区密集排布、施工困难，同时由于节点核心区布筋密实，浇筑混凝土不易充分振捣密实。一种新型装配式混凝土框架结构节点连接，其特征是节点采用牛腿设计的装配式节点，这种节点的牛腿承载力高，但明牛腿的装配式节点设计会影响建筑美观，而暗牛腿存在局压现象，导致混凝土局部被压坏是节点失去承载力。

综上所述，现有的一些装配式梁柱节点连接方法，在适宜的工况下取得了较好的效果，但仍存在节点连接强度提升、抗震性能改善、施工效率提高等具体问题需解决。鉴于此，为了进一步的提升装配式混凝土结构的整体性、抗震能力，目前亟待发明一种可有效改善装配式柱与钢筋混凝土连接结构受力性状和抗震性能、增强结构整体性、便于现场施工组织的装配式梁与装配式柱连接结构及施工方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可有效改善装配式柱与钢筋混凝土连接结构受力性状和抗震性能、增强结构整体性、便于现场施工组织的装配式梁与装配式柱连接结构及施工方法。

为实现上述技术目的，本发明采用了以下技术方案：

一种装配式梁与装配式柱连接结构，其特征在于：在上部装配柱与下部装配柱之间设置连接钢体，该连接钢体与上部装配柱的柱受力钢筋通过钢体连接筋连接，并在下部装配柱上部设置连接钢体插入槽；在下部装配柱顶面设置柱顶补强板和接缝减震层，并在柱顶补强板上设置补强板连接筋和竖向连接筋；在装配梁的下表面与下部装配柱相接处预设梁底补强板，使梁底补强板与梁受力钢筋通过补强板连接筋连接；在装配梁的上表面与上部装配柱相接处补强体布设槽，并在补强体布设槽内依次设置补强角板、界面粘结层、砂浆保护层，补强角板与柱受力钢筋和梁受力钢筋均通过角板连接螺栓连接；相邻的两段装配梁之间设置连接钢板，连接钢板通过钢板连接螺栓与装配梁连接牢固；在柱受力钢筋的连接段和梁受力钢筋的连接段分别设置横向箍板和竖向箍板，在上部装配柱与装配梁相交处的空隙内填充后浇混凝土。

所述连接钢体采用型钢或钢管，与钢体连接筋焊接连接，与连接钢体插入槽通过粘结胶或后注浆体粘结连接；连接钢体在后浇混凝土区域设置连接锚筋；当连接钢体采用钢管时，在钢管侧壁设置钢管连接孔，在钢管内部填充钢管混凝土。

所述界面粘结层采用玻璃纤维格栅或钢纤维格栅或碳纤维格栅，粘贴于上部装配柱和装配梁外侧补强角钢的外表面；所述补强角板横断面呈”L”形，设于补强体布设槽内柱受力钢筋和梁受力钢筋的外侧；所述补强体布设槽位于上部装配柱和装配梁相交处。

所述梁底补强板采用不锈钢钢板，与竖向连接筋焊接连接，其底面与装配梁的底面平齐，在梁底补强板上预设柱顶连接螺栓；所述竖向连接筋的两端分别与补强板和梁受力钢筋焊接连接。

所述连接钢板采用不锈钢板，对称设于装配梁的两边，在连接钢板上预设钢板连接螺栓插入孔。

所述横向连接箍板和竖向连接箍板均采用厚度为4～8mm的条形钢板轧制而成，分别与相接的柱受力钢筋和梁受力钢筋焊接连接。

所述后浇混凝土采用强度不低于装配柱混凝土强度的细石混凝土或砂浆混凝土。

一种装配式梁与装配式柱连接结构施工方法，包括以下施工步骤：

1）下部装配柱、上部装配柱和装配梁制备：根据构件承载要求制备下部装配柱、上部装配柱和装配梁，并在上部装配柱和下部装配柱内布设柱受力钢筋，在装配梁内布设梁受力钢筋；在下部装配柱上部设置连接钢筋插入槽，在上部装配柱内设置连接钢体，并使连接钢体与柱受力钢筋通过钢体连接筋连接；在装配梁上设置梁底补强板；

2）柱顶补强板设置：在下部装配柱的顶部设置柱顶补强板，并使柱顶补强板与柱受力钢筋焊接连接，再在柱顶补强板的上表面粘贴接缝减震层；

3）装配梁吊装：采用起重设备将装配梁吊装至下部装配柱的顶部，并使柱顶连接螺栓穿过柱顶补强板的螺栓穿过孔；

4）竖向箍板的设置：将下部装配柱两侧的装配梁吊装完成后，在两条装配梁之间设置连接钢板，并通过钢板连螺栓使连接钢板与装配梁连接牢固；然后将相接的梁受力钢筋通过钢筋连接螺栓连接牢固，再将轧制好的竖向箍板布设于梁受力钢筋的外侧；

5）上部装配柱吊装：采用起重设备起吊上部装配柱，使上部装配柱的连接钢体底部插入下部装配柱顶部的连接钢体插入槽内，并使连接钢体与下部装配柱粘贴连接紧密；

6）横向箍板的设置：将下部装配柱和上部装配柱的柱受力钢筋通过钢筋连接螺栓连接牢固后，柱受力钢筋的外侧设置横向箍板，并使横向箍板与柱受力钢筋焊接连接；

7）补强角板设置：在补强体布设槽内柱受力钢筋和梁受力钢筋的外侧设置补强角板，使补强角板与梁受力钢筋和柱受力钢筋通过角板连接螺栓连接牢固；

8）后浇混凝土施工：在补强角板的外侧支设模板，进行后浇混凝土浇筑和养护施工；

9）砂浆保护层施工：待后浇混凝土形成强度后，先清除补强角板表面的杂物，在补强角板外侧粘贴界面粘结层后进行砂浆保护层施工。

本发明具有以下的特点和有益效果

（1）本发明在上部装配柱和下部装配柱之间设置连接钢体，不但可以提升上部装配柱和下部装配柱的连接强度，而且可以提高上部装配柱吊装安装的精度。

（2）本发明在相邻装配梁之间设置连接钢板，可以提升装配梁间的连接强度，降低现场装配梁吊装、连接施工的难度。

（3）本发明分别用横向箍板和竖向箍板替代柱受力钢筋的连接段和梁受力钢筋的连接段箍筋，可有效减少钢筋的用量，降低钢筋碰撞对现场施工的影响。

（4）本发明在上部装配柱和装配梁之间设置补强角板，可有效改善结构的受力性状，防止上部装配柱和装配梁在接缝上表面出现张拉或剪切裂缝。

（5）本发明在下部装配柱和装配梁相接处分别设置柱顶补强板和梁底补强板可不但可以防止发生局部偏压破坏，而且可以提升结构的抗剪能力；接缝减震层的设置可在一定程度上改善结构的抗震性能。

附图说明

图1是本发明装配式梁与装配式柱连接结构断面示意图；

图2是图1装配梁端横断面示意图；

图3是图1 连接钢体采用钢管时的断面示意图；

图4是图1连接钢板平面示意图；

图5是本发明装配式梁与装配式柱连接结构施工流程图。

图中：1-上部装配柱；2-下部装配柱；3-连接钢体；4-柱受力钢筋；5-钢体连接筋；6-连接钢体插入槽；7-柱顶补强板；8-接缝减震层；9-补强板连接筋；10-竖向连接筋；11-装配梁；12-梁底补强板；13-梁受力钢筋；14-补强体布设槽；15-补强角板；16-界面粘结层；17-砂浆保护层；18-连接钢板；19-钢板连接螺栓；20-后浇混凝土；21-横向箍板；22-竖向箍板；23-连接锚筋；24-钢管连接孔；25-钢管混凝土；26-钢板连接螺栓插入孔；27-柱顶连接螺栓；28-连接钢筋插入槽；29-螺栓穿过孔；30-钢筋连接螺栓；31-角板连接螺栓。

具体实施例

以下结合附图说明对本发明的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。

上部装配柱和下部装配柱的设计及施工技术要求、装配梁的设计及施工技术要求、现场焊接施工技术要求、后浇混凝土的设计和施工技术要求、界面粘结层铺设施工技术要求等，本实施方式中不再赘述，重点阐述本发明涉及结构的实施方式。

图1是本发明装配式梁与装配式柱连接结构断面示意图，图2是图1装配梁端横断面示意图，图3是图1 连接钢体采用钢管时的断面示意图，图4是图1连接钢板平面示意图。参照图1～图4所示，本发明装配式梁与装配式柱连接结构在上部装配柱（1）与下部装配柱（2）之间设置连接钢体（3），在下部装配柱（2）顶面设置柱顶补强板（7）和接缝减震层（8），在装配梁（11）的下表面与下部装配柱（2）相接处预设梁底补强板（12）；在装配梁（11）的上表面与上部装配柱（1）相接处补强体布设槽（14），并在补强体布设槽（14）内依次设置补强角板（15）、界面粘结层（16）、砂浆保护层（17）；在相邻的两段装配梁（11）之间设置连接钢板（18）；在上部装配柱（1）与装配梁（11）相交处的空隙内填充后浇混凝土（20），并在柱受力钢筋（4）的连接段和梁受力钢筋（13）的连接段分别设置横向箍板（21）和竖向箍板（22）。

上部装配柱（1）和下部装配柱（2）在预制厂整体预制，横断面尺寸为500mm×500mm，混凝土强度等级为C30；柱受力钢筋（4）采用直径为32mm的螺纹钢筋。

连接钢体（3）采用直径为120mm，壁厚为2mm，长度为800mm，强度等级为Q235b的钢管，连接钢体（3）侧壁的钢管连接孔（24）直径为40mm，连接钢体（3）的钢管混凝土（25）采用强度等级为C35的细石混凝土。

钢体连接筋（5）采用直径为32mm的螺纹钢筋。

连接钢体插入槽（6）的直径为130mm、深度为300mm。

柱顶补强板（7）、梁底补强板（12）、连接钢板（18）均采用厚度为2mm、强度等级均为Q235b的钢板；其宽度均为200mm，长度分别为300mm、500mm、1200mm。

接缝减震层（8）采用厚2mm的橡胶片切割而成。

补强板连接筋（9）、竖向连接筋（10）、梁受力钢筋（13）、连接锚筋（23）、柱顶连接螺栓（27）、角板连接螺栓（31）均采用直径为32mm的螺纹钢筋。

补强角板（15）呈”L”形，两边长度均为500mm，采用厚度为2mm、强度等级均为Q235b的钢板。

界面粘结层（16）采用双向玻璃纤维格栅，与补强角板（15）粘贴连接。

装配梁（11）在预制厂整体预制，横断面尺寸为200mm×400mm，混凝土强度等级为C30。

补强体布设槽（14）的长度为500mm、深度为50mm。

砂浆保护层（17）采用强度等级为M15的砂浆。

钢板连接螺栓（19）采用直径为20mm的不锈钢螺栓，钢板连接螺栓插入孔（26）的直径为25mm。

后浇混凝土（20）采用自密实混凝土，混凝土强度等级为C35。

横向箍板（21）和竖向箍板（22）均采用宽40mm、厚度为6mm、强度等级为Q235b的条形钢板。

连接钢筋插入槽（28）的直径为40mm，深度为60mm；螺栓穿过孔（29）的直径为40mm。

钢筋连接螺栓（30）采用内径为32mm、长为100mm的注浆套筒。

图5是本发明装配式梁与装配式柱连接结构施工流程图，参照图3所示，本发明装配式梁与装配式柱连接结构的施工步骤如下：

1）下部装配柱（2）、上部装配柱（1）和装配梁（11）制备：根据构件承载要求制备下部装配柱（2）、上部装配柱（1）和装配梁（11），并在上部装配柱（1）和下部装配柱（2）内布设柱受力钢筋（4），在装配梁（11）内布设梁受力钢筋（13）；在下部装配柱（2）上部设置连接钢筋插入槽（28），在上部装配柱（1）内设置连接钢体（3），并使连接钢体（3）与柱受力钢筋（4）通过钢体连接筋（5）连接；在装配梁（11）上设置梁底补强板（12）；

2）柱顶补强板（7）设置：在下部装配柱（2）的顶部设置柱顶补强板（7），并使柱顶补强板（7）与柱受力钢筋（4）焊接连接，再在柱顶补强板（7）的上表面粘贴接缝减震层（8）；

3）装配梁（11）吊装：采用起重设备将装配梁（11）吊装至下部装配柱（2）的顶部，并使柱顶连接螺栓（27）穿过柱顶补强板（7）的螺栓穿过孔（29）；

4）竖向箍板（22）的设置：将下部装配柱（2）两侧的装配梁（11）吊装完成后，在两条装配梁（11）之间设置连接钢板（18），并通过钢板连螺栓使连接钢板（18）与装配梁（11）连接牢固；然后将相接的梁受力钢筋（13）通过钢筋连接螺栓（30）连接牢固，再将轧制好的竖向箍板（22）布设于梁受力钢筋（13）的外侧；

5）上部装配柱（1）吊装：采用起重设备起吊上部装配柱（1），使上部装配柱（1）的连接钢体（3）底部插入下部装配柱（2）顶部的连接钢体插入槽（6）内，并使连接钢体（3）与下部装配柱（2）粘贴连接紧密；

6）横向箍板（21）的设置：将下部装配柱（2）和上部装配柱（1）的柱受力钢筋（4）通过钢筋连接螺栓（30）连接牢固后，柱受力钢筋（4）的外侧设置横向箍板（21），并使横向箍板（21）与柱受力钢筋（4）焊接连接；

7）补强角板（15）设置：在补强体布设槽（14）内柱受力钢筋（4）和梁受力钢筋（13）的外侧设置补强角板（15），使补强角板（15）与梁受力钢筋（13）和柱受力钢筋（4）通过角板连接螺栓（31）连接牢固；

8）后浇混凝土（20）施工：在补强角板（15）的外侧支设模板，进行后浇混凝土（20）浇筑和养护施工；

9）砂浆保护层（17）施工：待后浇混凝土（20）形成强度后，先清除补强角板（15）表面的杂物，在补强角板（15）外侧粘贴界面粘结层（16）后进行砂浆保护层（17）施工。

Claims (8)

1.一种装配式梁与装配式柱连接结构，其特征在于：在上部装配柱（1）与下部装配柱（2）之间设置连接钢体（3），该连接钢体（3）与上部装配柱（1）的柱受力钢筋（4）通过钢体连接筋（5）连接，并在下部装配柱（2）上部设置连接钢体插入槽（6）；在下部装配柱（2）顶面设置柱顶补强板（7）和接缝减震层（8），并在柱顶补强板（7）上设置补强板连接筋（9）和竖向连接筋（10）；在装配梁（11）的下表面与下部装配柱（2）相接处预设梁底补强板（12），使梁底补强板（12）与梁受力钢筋（13）通过补强板连接筋（9）连接；在装配梁（11）的上表面与上部装配柱（1）相接处补强体布设槽（14），并在补强体布设槽（14）内依次设置补强角板（15）、界面粘结层（16）、砂浆保护层（17），补强角板（15）与柱受力钢筋（4）和梁受力钢筋（13）均通过角板连接螺栓（31）连接；相邻的两段装配梁（11）之间设置连接钢板（18），连接钢板（18）通过钢板连接螺栓（19）与装配梁（11）连接牢固；在柱受力钢筋（4）的连接段和梁受力钢筋（13）的连接段分别设置横向箍板（21）和竖向箍板（22），在上部装配柱（1）与装配梁（11）相交处的空隙内填充后浇混凝土（20）。

2.根据权利要求1所述的一种装配式梁与装配式柱连接结构，其特征在于：所述连接钢体（3）采用型钢或钢管，与钢体连接筋（5）焊接连接，与连接钢体插入槽（6）通过粘结胶或后注浆体粘结连接；连接钢体（3）在后浇混凝土（20）区域设置连接锚筋（23）；当连接钢体（3）采用钢管时，在钢管侧壁设置钢管连接孔（24），在钢管内部填充钢管混凝土（25）。

3.根据权利要求1所述的一种装配式梁与装配式柱连接结构，其特征在于：所述界面粘结层（16）采用玻璃纤维格栅或钢纤维格栅或碳纤维格栅，粘贴于上部装配柱（1）和装配梁（11）外侧补强角钢的外表面；所述补强角板（15）横断面呈”L”形，设于补强体布设槽（14）内柱受力钢筋（4）和梁受力钢筋（13）的外侧；所述补强体布设槽（14）位于上部装配柱（1）和装配梁（11）相交处。

4.根据权利要求1所述的一种装配式梁与装配式柱连接结构，其特征在于：所述梁底补强板（12）采用不锈钢钢板，与竖向连接筋（10）焊接连接，其底面与装配梁（11）的底面平齐，在梁底补强板（12）上预设柱顶连接螺栓（27）；所述竖向连接筋（10）的两端分别与补强板和梁受力钢筋（13）焊接连接。

5.根据权利要求1所述的一种装配式梁与装配式柱连接结构，其特征在于：所述连接钢板（18）采用不锈钢板，对称设于装配梁（11）的两边，在连接钢板（18）上预设钢板连接螺栓插入孔（26）。

6.根据权利要求1所述的一种装配式梁与装配式柱连接结构，其特征在于：所述横向连接箍板和竖向连接箍板均采用厚度为4～8mm的条形钢板轧制而成，分别与相接的柱受力钢筋（4）和梁受力钢筋（13）焊接连接。

7.根据权利要求1所述的一种装配式梁与装配式柱连接结构，其特征在于：所述后浇混凝土（20）采用强度不低于装配柱混凝土强度的细石混凝土或砂浆混凝土。

8.一种装配式梁与装配式柱连接结构施工方法，其特征在于包括以下施工步骤：

1）下部装配柱（2）、上部装配柱（1）和装配梁（11）制备：根据构件承载要求制备下部装配柱（2）、上部装配柱（1）和装配梁（11），并在上部装配柱（1）和下部装配柱（2）内布设柱受力钢筋（4），在装配梁（11）内布设梁受力钢筋（13）；在下部装配柱（2）上部设置连接钢筋插入槽（28），在上部装配柱（1）内设置连接钢体（3），并使连接钢体（3）与柱受力钢筋（4）通过钢体连接筋（5）连接；在装配梁（11）上设置梁底补强板（12）；

2）柱顶补强板（7）设置：在下部装配柱（2）的顶部设置柱顶补强板（7），并使柱顶补强板（7）与柱受力钢筋（4）焊接连接，再在柱顶补强板（7）的上表面粘贴接缝减震层（8）；

3）装配梁（11）吊装：采用起重设备将装配梁（11）吊装至下部装配柱（2）的顶部，并使柱顶连接螺栓（27）穿过柱顶补强板（7）的螺栓穿过孔（29）；

4）竖向箍板（22）的设置：将下部装配柱（2）两侧的装配梁（11）吊装完成后，在两条装配梁（11）之间设置连接钢板（18），并通过钢板连螺栓使连接钢板（18）与装配梁（11）连接牢固；然后将相接的梁受力钢筋（13）通过钢筋连接螺栓（30）连接牢固，再将轧制好的竖向箍板（22）布设于梁受力钢筋（13）的外侧；

5）上部装配柱（1）吊装：采用起重设备起吊上部装配柱（1），使上部装配柱（1）的连接钢体（3）底部插入下部装配柱（2）顶部的连接钢体插入槽（6）内，并使连接钢体（3）与下部装配柱（2）粘贴连接紧密；

6）横向箍板（21）的设置：将下部装配柱（2）和上部装配柱（1）的柱受力钢筋（4）通过钢筋连接螺栓（30）连接牢固后，柱受力钢筋（4）的外侧设置横向箍板（21），并使横向箍板（21）与柱受力钢筋（4）焊接连接；

7）补强角板（15）设置：在补强体布设槽（14）内柱受力钢筋（4）和梁受力钢筋（13）的外侧设置补强角板（15），使补强角板（15）与梁受力钢筋（13）和柱受力钢筋（4）通过角板连接螺栓（31）连接牢固；

8）后浇混凝土（20）施工：在补强角板（15）的外侧支设模板，进行后浇混凝土（20）浇筑和养护施工；

9）砂浆保护层（17）施工：待后浇混凝土（20）形成强度后，先清除补强角板（15）表面的杂物，在补强角板（15）外侧粘贴界面粘结层（16）后进行砂浆保护层（17）施工。