CN108589915A - 一种装配式混凝土柱外置钢板对拉连接节点及其施工方法 - Google Patents

一种装配式混凝土柱外置钢板对拉连接节点及其施工方法 Download PDF

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    • E04C5/163—Connectors or means for connecting parts for reinforcements the reinforcements running in one single direction
    • E04C5/165—Coaxial connection by means of sleeves

Abstract

一种装配式混凝土柱外置钢板对拉连接节点，该节点由套筒灌浆连接和钢板螺栓连接组合连接而成；在预制钢筋混凝土上柱和预制钢筋混凝土下柱内预埋套管，以便螺栓通过，预制钢筋混凝土上柱、预制钢筋混凝土下柱和外置钢板通过螺栓连接，形成装配式混凝土柱连接节点；向灌浆套筒内灌入高强无收缩灌浆料，将预制钢筋混凝土上下柱的钢筋和混凝土连接；本节点在处于偏心受拉状态下，能够有效地避免装配式柱接缝截面混凝土开裂，增大截面刚度，提高柱受剪承载力，保护建筑结构。

Description

一种装配式混凝土柱外置钢板对拉连接节点及其施工方法
技术领域
本发明涉及一种装配式混凝土柱外置钢板对拉连接节点及其施工方法，是一种新型预制装配式框架结构节点连接，属于土木工程中装配式混凝土框架结构技术领域。
背景技术
装配式建筑具有机械化程度高、劳动力利用率高、能源消耗小、工程质量高等优势，可以消除现场施工诸多弊病。发展装配式建筑是实现建筑工业化的重要途径，是我国未来建筑发展的方向，也是当前国内外研究的热点问题之一，而预制构件间节点的连接性能是影响结构使用性能的关键。
我国《装配式混凝土结构技术规程》(JGJ1-2014)(简称“规程”)建议竖向构件(墙、柱)的连接方式主要有钢筋灌浆连接和钢筋浆锚搭接连接等方式。钢筋套筒灌浆连接是在预制构件中将两段钢筋插入套筒内，并灌入高强无收缩灌浆料，通过钢筋与硬化后的高强灌浆料之间的黏结力和咬合力实现有效传力。《钢筋连接用灌浆套筒》(JG/T 398-2012)、《钢筋连接用套筒灌浆料》(JG/T 408-2013)和《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》(JGJ355-2015)中分别对灌浆套筒、灌浆料和钢筋套筒灌浆连接接头的性能、试验方法及施工要求给出了具体规定。
为了防止柱受拉时对柱受剪承载力的影响，《装配式混凝土结构技术规程》7.1.3条中明确规定了“装配式混凝土柱水平接缝处不宜出现拉力”。事实上，结构在使用年限内，柱可能处于偏心受拉状态。这种受力状态极易导致装配式柱接缝截面混凝土开裂，削弱截面刚度，降低柱受剪承载力。而本发明中的装配式混凝土柱外置钢板对拉连接节点可以避免发生这种情况。利用对拉钢板将钢板连接与柱共同受力，抵抗柱在使用过程中可能在接缝处出现的拉力，当钢板在荷载作用下承载力失效后可以方便拆卸、重新安装。因此，这种连接方式用在装配式混凝土框架结构柱连接节点中和有意义且极具工程应用前景。
发明内容
本发明的目的在于针对现有规范及技术中装配式混凝土框架结构节点连接接缝的缺陷，由于装配柱在使用年限中可能处于偏心受拉状态，这种受力状态极易导致装配式柱接缝截面混凝土开裂，削弱截面刚度，降低柱受剪承载力，为了防止柱受拉时对柱受剪承载力的影响，提供一种装配式混凝土柱外置钢板对拉连接节点及其施工方法。
为了达到上述目的本发明采用如下技术方案：
一种装配式混凝土柱外置钢板对拉连接节点，该连接节点结构包括预制钢筋混凝土上柱、预制钢筋混凝土下柱和外置对拉钢板；所述预制钢筋混凝土上柱和预制钢筋混凝土下柱分别预留螺栓孔道，并且钢板上设有能够与螺杆配合的孔，以便施工后期螺栓顺利穿入孔道施加预紧力；所述预制钢筋混凝土上柱预留出钢筋，预制钢筋混凝土下柱中钢筋与灌浆套筒一侧连接，将预制钢筋混凝土上柱预留钢筋插入到预制钢筋混凝土下柱灌浆套筒中，再用高强无收缩灌浆料将预制钢筋混凝土上下柱钢筋与混凝土连接；所述通过对拉螺栓将混凝土预制钢筋混凝土上柱、预制钢筋混凝土下柱连接和钢板在一起。
进一步地，所述装配式混凝土柱外置钢板对拉连接节点，所述钢筋套筒灌浆连接结构，其特征在于，向灌浆套筒内灌入高强无收缩灌浆料，使装配式混凝土上柱预留钢筋与装配式混凝土下柱预埋套筒钢筋连接；装配式混凝土上下柱接缝处灌满高强无收缩灌浆料；其所述对套筒灌浆连接结构中含有若干灌浆套筒，其中每一个灌浆套筒布有灌浆口、排浆口，剪力键，灌浆口、排浆口上均套波纹管，灌浆套筒用橡胶固定塞封住上口。
进一步地，所述装配式混凝土柱外置钢板对拉连接节点，所述对拉钢板连接结构，其特征在于，将钢板预先开螺栓孔，预制钢筋混凝土上柱和预制钢筋混凝土下柱在预制过程中预留螺栓孔道；通过高强摩擦型螺栓将钢板和预制钢筋混凝土上下柱连接在一起；其所述对拉钢板连接结构中含有多个高强承压型螺栓、多个预留螺栓孔道、多个开孔钢板。
一种装配式混凝土柱节点的连接结构的施工方法，其特征在于，包括下述步骤：
步骤a.将预制钢筋混凝土下柱中钢筋端部加工成直螺纹，并与灌浆套筒连接；
步骤b.绑扎钢筋预制钢筋混凝土上柱时，确认钢筋骨架预留相应长度，以便于下柱灌浆套筒连接；
步骤c.绑扎钢筋骨架完毕后，将预埋螺栓孔道的套管固定到准确位置，并浇筑混凝土；
步骤d.待混凝土达到设计强度后，通过吊装预制钢筋混凝土上柱至设计位置，与预制钢筋混凝土下柱和外置对拉钢板对正；
步骤e.通过螺栓将预制钢筋混凝土上柱、预制钢筋混凝土下柱和外置对拉钢板连接：
步骤f.向灌浆口灌入高强无收缩灌浆料，排浆口与接缝处均溢出灌浆料，视为灌浆完成，形成装配式混凝土柱整体节点；
步骤g.待灌浆料达到设计强度后，拧紧高强摩擦型螺栓的摩擦螺母，并通过扭矩扳手对螺栓施加设计的预紧力。
有益效果：
本发明的使用方法操作简单，容易上手使用，不需要专业知识的人就能够使用，并且在装配过程中仅有少量湿作业，可以节省了人力和提高施工效率等，促进建筑工业化道路的发展。
附图说明
图1为本发明的整体连接结构示意图。
图2为本发明灌浆套筒的正立面图及灌浆套筒的剖面图。。
图3为本发明预制装配式混凝土上柱正立面。
图4为预制装配式混凝土上柱侧立面。
图5为本发明预制装配式混凝土下柱正立面。
图6为预制装配式混凝土下柱侧立面。
图7为本发明预制装配式混凝土柱1-1截面图。
图8为本发明预制装配式混凝土柱2-2截面图。
图9为本发明预制装配式混凝土柱3-3截面图。
图10为本发明打孔钢板正面图和侧面图。
图中，预制钢筋混凝土上柱1，预制钢筋混凝土下柱2，预埋螺栓孔道套管3，开洞钢板4，预制钢筋混凝土上下柱灌浆料接缝5，高强摩擦型螺栓6，灌浆套筒7，预制钢筋混凝土上柱预留钢筋8，橡胶固定器9，排浆口10，波纹管11，剪力键12，灌浆口13，内螺纹14，预制钢筋混凝土下柱钢筋15，高强无收缩灌浆料16，箍筋17。
具体实施方式
为使本发明的内容更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式做进一步描述。
如图1～9所示，本发明公开了一种装配式混凝土柱外置钢板对拉连接节点及其施工方法；其发明思想是：为了防止柱受拉时对柱受剪承载力的影响，将钢板放置在装配式混凝土柱接缝处；让其在受偏压作用下时，避免接缝截面混凝土开裂，削弱截面刚度，降低柱受剪承载力；这种设计中，受荷载作用的钢板失效后可以方便拆卸、重新安装；这种连接方式用在装配式混凝土框架结构柱连接节点中和有意义且极具工程应用前景。
一种装配式混凝土柱外置钢板对拉连接节点，该连接节点结构包括预制钢筋混凝土上柱1、预制钢筋混凝土下柱2和外置对拉钢板4，三大部分的整体连接结构见图1；所述预制钢筋混凝土上柱1和预制钢筋混凝土下柱2分别预留螺栓孔道3，并且钢板上设有能够与螺杆配合的孔，以便施工后期螺栓6顺利穿入孔道施加预紧力；所述预制钢筋混凝土上柱预留出钢筋8，预制钢筋混凝土下柱中钢筋与灌浆套筒7一侧连接，将预制钢筋混凝土上柱1预留钢筋8插入到预制钢筋混凝土下柱2灌浆套筒7中，再用高强无收缩灌浆料16将预制钢筋混凝土上下柱1钢筋8与混凝土连接；所述通过对拉螺栓将混凝土预制钢筋混凝土上柱1、预制钢筋混凝土下柱2连接和钢板4在一起。
具体地，所述一种装配式混凝土柱外置钢板对拉连接节点，参见附图2，灌浆套筒7有橡胶固定器9、排浆口10、波纹管11、剪力键12、灌浆口13、内螺纹14。
具体地，所述一种装配式混凝土柱外置钢板对拉连接节点，参见附图3、4、5和6，预制钢筋混凝土上柱1由柱纵筋8，柱箍筋17，预埋螺栓孔道套管3和混凝土构成；预制钢筋混凝土下柱2由柱纵筋8，柱箍筋17，预埋螺栓孔道套管3，灌浆套筒1和混凝土构成；预制钢筋混凝土上柱1、预制钢筋混凝土下柱2和外置对拉钢板4通过高强摩擦型螺栓6连接，形成装配式混凝土柱外置钢板对拉连接节点。
参见附图1，预埋螺栓孔道套管3采用PVC材料；外置对拉钢板4采用Q345钢。
本发明这种一种装配式混凝土柱外置钢板对拉连接节点的施工方法按照下列步骤进行：
步骤a.将预制钢筋混凝土下柱中钢筋端部加工成直螺纹，并与灌浆套筒7连接；
步骤b.绑扎钢筋预制钢筋混凝土上柱1时，确认钢筋骨架预留相应长度，以便于下柱灌浆套筒7连接；
步骤c.绑扎钢筋骨架完毕后，将预埋螺栓孔道的套管固定到准确位置，并浇筑混凝土；
步骤d.待混凝土达到设计强度后，通过吊装预制钢筋混凝土上柱1至设计位置，与预制钢筋混凝土下柱2和外置对拉钢板4对正；
步骤e.通过螺栓将预制钢筋混凝土上柱1、预制钢筋混凝土下柱2和外置对拉钢板4连接：
步骤f.向灌浆口灌入高强无收缩灌浆料16，排浆口13与接缝处均溢出灌浆料，视为灌浆完成，形成装配式混凝土柱整体节点；
步骤g.待灌浆料达到设计强度后，拧紧高强摩擦型螺栓的摩擦螺母，并通过扭矩扳手对螺栓施加设计的预紧力。

Claims (4)

1.一种装配式混凝土柱外置钢板对拉连接节点，该连接节点结构包括预制钢筋混凝土上柱(1)、预制钢筋混凝土下柱(2)和外置对拉钢板(4)；所述预制钢筋混凝土上柱(1)和预制钢筋混凝土下柱(2)分别预留螺栓孔道(3)，并且钢板上设有能够与螺杆配合的孔，以便施工后期螺栓顺利穿入孔道施加预紧力；所述预制钢筋混凝土上柱预留出钢筋(8)，预制钢筋混凝土下柱(2)中钢筋与灌浆套筒(7)一侧连接，将预制钢筋混凝土上柱预留钢筋(8)插入到预制钢筋混凝土下柱灌浆套筒(7)中，再用高强无收缩灌浆料将预制钢筋混凝土上下柱钢筋与混凝土连接；所述通过对拉螺栓(6)将混凝土预制钢筋混凝土上柱(1)、预制钢筋混凝土下柱(2)连接和钢板(4)在一起。
2.根据权利要求1所述的钢筋套筒灌浆连接结构，其特征在于，向灌浆套筒内灌入高强无收缩灌浆料，使装配式混凝土上柱预留钢筋(8)与装配式混凝土下柱预埋套筒(7)连接；装配式混凝土上下柱接缝处灌满高强无收缩灌浆料；其所述对套筒灌浆连接结构中含有若干灌浆套筒，其中每一个灌浆套筒布有灌浆口(13)、排浆口(10)，剪力键(12)，灌浆口(4)、排浆口上均套波纹管(11)，灌浆套筒用橡胶固定塞(9)封住上口。
3.根据权利要求1所述的对拉钢板连接结构，其特征在于，将钢板预先开螺栓孔，预制钢筋混凝土上柱和预制钢筋混凝土下柱在预制过程中预留螺栓孔道；通过高强摩擦型螺栓将钢板和预制钢筋混凝土上下柱连接在一起；其所述对拉钢板连接结构中含有多个高强承压型螺栓、多个预留螺栓孔道、多个开孔钢板。
4.一种权利要求1、2和3所述装配式混凝土柱节点的连接结构的施工方法，其特征在于，包括下述步骤：
步骤a.将预制钢筋混凝土下柱中钢筋端部加工成直螺纹(14)，并与灌浆套筒连接；
步骤b.绑扎钢筋预制钢筋混凝土上柱(1)时，确认钢筋骨架预留相应长度，以便于下柱灌浆套筒(7)连接；
步骤c.绑扎钢筋骨架完毕后，将预埋螺栓孔道的套管固定到准确位置，并浇筑混凝土；
步骤d.待混凝土达到设计强度后，通过吊装预制钢筋混凝土上柱(1)至设计位置，与预制钢筋混凝土下柱(2)和外置对拉钢板(4)对正；
步骤e.通过螺栓将预制钢筋混凝土上柱(1)、预制钢筋混凝土下柱(2)和外置对拉钢板(4)连接：
步骤f.向灌浆口灌入高强无收缩灌浆料(16)，排浆口与接缝处均溢出灌浆料，视为灌浆完成，形成装配式混凝土柱整体节点；
步骤g.待灌浆料达到设计强度后，拧紧高强摩擦型螺栓的摩擦螺母，并通过扭矩扳手对螺栓施加设计的预紧力。
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