CN108755950A - 装配式混凝土结构柱与柱刚性连接节点及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种装配式混凝土结构柱与柱刚性连接节点及施工方法，其中装配式混凝土结构柱与柱刚性连接节点包括上节混凝土柱和下节混凝土柱，所述上节混凝土柱的下端固定设置一第一预埋钢板，所述第一预埋钢板的下端固设一上节十字型端板；所述下节混凝土柱的上端固定设置一第二预埋钢板，所述第二预埋钢板的上端固设一下节十字型端板，所述上节十字型端板和下节十字型端板固定连接。本技术方案易于施工、连接处受力性能优越，以解决在装配式混凝土结构中柱竖向连接困难的技术问题。

Description

装配式混凝土结构柱与柱刚性连接节点及施工方法

技术领域

本发明涉及装配式建筑结构节点连接技术领域，特别涉及一种装配式混凝 土结构柱与柱刚性连接节点及施工方法。

背景技术

随着我国经济的快速发展，人民生活水平不断提升，对住宅的要求日益 提高。同时，住宅的现浇建设方式与我国可持续发展理念不相适应。目前， 我国迫切需要解决住宅建设中高能耗、高污染、高投资等问题。

预制装配式混凝土结构具有以下优点：

(1)绿色施工。装配式混凝土结构施工更能符合绿色施工的节地、节能、 节材、节水和环境保护等要求，降低对环境的负面影响，包括降低噪音、防 止扬尘、减少环境污染、清洁运输、减少场地干扰、节约水、电、材料等资 源和能源，遵循可持续发展的原则。

(2)工期短。由于大量的装配式混凝土构件都在工厂生产和养护，施工 现场进行的工作仅仅是将预制厂预制好的构件进行吊装、装配、节点加固， 不但无需安装脚手架和支撑，而且减小了季节因素对施工工期的影响，主体 结构成型后进行装修、水电施工等工作，工作量远小于现浇法施工，甚至省 去了砌筑和抹灰工序，因此大大缩短了整体工期。

(3)构件质量好。预制厂中的混凝土不需要泵送，混凝土中的水较少， 混凝土强度等级比现场浇筑的要高。预制厂浇筑完构件后，就将构件进行蒸 汽养护，保证混凝土质量，而施工现场养护混凝土既无法提供蒸汽养护的优 良条件，又受到天气的影响，养护质量无法与预制厂相比。并且预制混凝土 柱在预制厂预制时是水平浇筑的，整根长柱一体成型，能保证其整体性。

但是预制装配式混凝土结构也有其自身的一些缺点，例如节点连接形式 复杂。目前的主要连接节点形式需要现场绑扎钢筋、浇筑混凝土，且需要脚 手架、模板等，这给节点的质量带来隐患、对施工技术要求高，一定程度上 限制了预制混凝土构件的使用。

本申请主要为了解决在装配式混凝土结构中柱竖向连接困难的技术问 题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种装配式混凝土结构柱与柱刚性连接节点及施 工方法，易于施工、连接处受力性能优越，以解决在装配式混凝土结构中柱 竖向连接困难的技术问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种装配式混凝土结构柱与柱刚性连 接节点，包括上节混凝土柱和下节混凝土柱，所述上节混凝土柱的下端固定 设置一第一预埋钢板，所述第一预埋钢板的下端固设一上节十字型端板；所 述下节混凝土柱的上端固定设置一第二预埋钢板，所述第二预埋钢板的上端 固设一下节十字型端板，所述上节十字型端板和下节十字型端板固定连接。

较佳地，所述上节混凝土柱内的第一预埋件锚筋和第一纵筋均与所述第 一预埋钢板固定连接；

所述下节混凝土柱内的第二预埋件锚筋和第二纵筋均与所述第二预埋钢 板固定连接。

较佳地，所述第一预埋钢板上设置若干第一塞焊孔，所述第一预埋件锚 筋和第一纵筋的端部分别对应焊接在若干所述第一塞焊孔内；

所述第二预埋钢板上设置若干第二塞焊孔，所述第二预埋件锚筋和第二 纵筋的端部分别对应焊接在若干所述第二塞焊孔内。

较佳地，所述第一预埋件锚筋和第一纵筋分别与所述第一预埋钢板平面 垂直；

所述第二预埋件锚筋和第二纵筋分别与所述第二预埋钢板平面垂直。

较佳地，所述第一预埋件锚筋和第一纵筋分别与所述第一预埋钢板的连 接处采用融透坡口焊接或角焊缝焊接；

所述第二预埋件锚筋和第二纵筋分别与所述第二预埋钢板的连接处采用 融透坡口焊接或角焊缝焊接。

较佳地，所述上节十字型端板包括与分别与所述第一预埋钢板垂直并固 定连接的第一钢板、第二钢板和第三钢板，所述第二钢板和第三钢板分别固 设在所述第一钢板的两侧，所述第二钢板、第三钢板分别与第一钢板垂直形 成十字型；

所述下节十字型端板包括分别与所述第二预埋钢板垂直并固定连接的第 四钢板、第五钢板和第六钢板，所述第五钢板和第六钢板分别固设在所述第 四钢板的两侧，所述第五钢板、第六钢板分别与第四钢板垂直形成十字型。

较佳地，所述上节十字型端板和下节十字型端板完全重叠。

较佳地，所述第一钢板、第二钢板和第三钢板均与所述第一预埋钢板的 连接处采用融透坡口焊接或角焊缝焊接；

所述第一钢板、第二钢板分别与所述第三钢板的连接处采用融透坡口焊 接或角焊缝焊接；

所述第四钢板、第五钢板和第六钢板均与所述第二预埋钢板的连接处采 用融透坡口焊接或角焊缝焊接；

所述第五钢板和第六钢板分别与所述第四钢板的连接处采用融透坡口焊 接或角焊缝焊接。

较佳地，所述上节十字型端板和下节十字型端板的外侧还通过连接若干 侧板以与第一预埋钢板、第二预埋钢板、上节十字型端板和下节十字型端板 间形成封闭的箱体结构。

较佳地，包括四个侧板组，每个侧板组包括两侧板，两侧板的侧面垂直 固定连接，每个侧板组的上下两端分别与所述第一预埋钢板和第二预埋钢板 固定连接，每个侧板组的左右两端分别与所述上节十字型端板和下节十字型 端板固定连接。

较佳地，每个侧板组内的两侧板采用融透坡口焊接或角焊缝焊接；

每个侧板分别与上节十字型端板和下节十字型端板的连接均采用融透坡 口焊接或角焊缝焊接；

每个侧板分别与所述第一预埋钢板和第二预埋钢板的连接处均采用融透 坡口焊接或角焊缝焊接。

本发明还提供一种装配式混凝土结构柱与柱刚性连接节点的施工方法， 包括以下几个步骤：

首先，按照设计规定的位置将第一预埋钢板搁置在上节混凝土柱的模板 上，再排放构件内第一纵筋、第一箍筋，全部钢筋绑扎完毕后将第一预埋钢 板分别与第一纵筋、第一预埋件锚筋塞焊在一起，浇筑混凝土并在第一预埋 钢板按指定位置焊接上节十字型端板；

其次，按照设计规定的位置将第二预埋钢板搁置在下节混凝土柱的模板 上，再排放构件内第二纵筋、第二箍筋，全部钢筋绑扎完毕后将第二预埋钢 板分别与第二纵筋、第二预埋件锚筋塞焊在一起，浇筑混凝土并在第二预埋 钢板按指定位置焊接下节十字型端板；

最后，将上节混凝土柱和下节混凝土柱运至现场设计规定的位置，并将 上节十字型端板和下节十字型端板焊接在一起，然后用八个侧板分别与第一 预埋件钢板、上节十字型端板、下节十字型端板和第二预埋件钢板焊接以形 成内部带有十字形的封闭箱体结构；

前两个步骤不分先后顺序。

与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：

(1)本发明通过预埋钢板将装配式混凝土结构柱与柱连接，大大简化了 装配式混凝土框架结构柱与柱连接的复杂性。

(2)本发明简化了施工工序，提高了施工速度，且柱与柱的定位更为精 确，为后续结构施工带来方便。

(3)本发明中所使用的柱内预埋钢板使得柱的任意位置处均可以通过预 埋钢板来连接，因此本发明上下柱竖向连接位置可以根据需要设置。

(4)本发明中所使用的柱内预埋钢板使得柱的任意位置处均可以通过钢 板来连接，因此本发明不仅适用于装配式混凝土结构中中柱与中柱的节点连 接，而且适用于装配式混凝土结构中边柱与边柱的节点连接。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优 点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要 使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一 些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可 以根据这些附图获得其他的附图。附图中：

图1为本发明装配式混凝土结构柱与柱刚性连接节点外观图；

图2为本发明装配式混凝土结构柱与柱刚性连接节点三维示意图；

图3为本发明装配式混凝土结构柱与柱刚性连接节点的结构分解示意图；

图4为本发明装配式混凝土结构柱与柱刚性连接节点的平面图；

图5为本发明装配式混凝土结构柱与柱刚性连接节点的A‐A剖面图。

具体实施方式

以下将结合图1至图5对本发明提供的装配式混凝土结构柱与柱刚性连接 节点进行详细的描述，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给 出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的 实施例，本领域技术人员在不改变本发明精神和内容的范围内，能够对其进 行修改和润色。

请参考图1至图5，一种装配式混凝土结构柱与柱刚性连接节点，包括上 节混凝土柱10和下节混凝土柱20，所述上节混凝土柱10的下端固定设置第一 预埋钢板104，所述第一预埋钢板104的下端固设上节十字型端板；所述下节 混凝土柱20的上端固定设置第二预埋钢板204，所述第二预埋钢板204的上端 固设下节十字型端板，所述上节十字型端板和下节十字型端板固定连接。

在本实施例中，上节混凝土柱10和下节混凝土柱20的横截面的面积相等， 因此，第一预埋钢板104和第二预埋钢板204的大小相同且与上节混凝土柱10 和下节混凝土柱20的横截面的面积相等。

在本实施例中，上节混凝土柱10内包括第一纵筋101、第一箍筋103和第 一预埋件锚筋102，第一箍筋103连接在第一纵筋101的外侧，所述上节混凝土 柱内的第一预埋件锚筋102和第一纵筋101均与所述第一预埋钢板104固定连 接；

下节混凝土柱20内包括第二纵筋201、第二箍筋203和第二预埋件锚筋 202，第二箍筋203连接在第二纵筋201的外侧，所述下节混凝土柱内的第二预 埋件锚筋202和第二纵筋201均与所述第二预埋钢板204固定连接。

较佳地，所述第一预埋钢板104上设置若干第一塞焊孔，所述第一预埋件 锚筋102和第一纵筋101的端部分别对应焊接在若干所述第一塞焊孔内；

所述第二预埋钢板204上设置若干第二塞焊孔，所述第二预埋件锚筋202 和第二纵筋201的端部分别对应焊接在若干所述第二塞焊孔内。

在本实施例中，所述第一预埋件锚筋102和第一纵筋101分别与所述第一 预埋钢板104平面垂直；

所述第二预埋件锚筋202和第二纵筋201分别与所述第二预埋钢板204平 面垂直。

较佳地，所述第一预埋件锚筋102和第一纵筋101分别与所述第一预埋钢 板104的连接处采用融透坡口焊接或角焊缝焊接；

所述第二预埋件锚筋202和第二纵筋201分别与所述第二预埋钢板204的 连接处采用融透坡口焊接或角焊缝焊接。

在本实施例中，所述上节十字型端板包括与分别与所述第一预埋钢板104 垂直并固定连接的第一钢板106、第二钢板105和第三钢板107，所述第二钢板 105和第三钢板107分别固设在所述第一钢板106的两侧，所述第二钢板105、 第三钢板107分别与第一钢板106垂直形成十字型；

所述下节十字型端板包括分别与所述第二预埋钢板204垂直并固定连接 的第四钢板206、第五钢板205和第六钢板207，所述第五钢板205和第六钢板 207分别固设在所述第四钢板206的两侧，所述第五钢板205、第六钢板207分 别与第四钢板206垂直形成十字型。

在本实施例中，所述上节十字型端板和下节十字型端板完全重叠。即第 一钢板106和第二钢板105的结构大小相同，第二钢板105和第五钢板205的结 构大小相同，第三钢板107和第六钢板207的结构大小相同。

在本实施例中，所述第一钢板106、第二钢板105和第三钢板107均与所述 第一预埋钢板104的连接处采用融透坡口焊接或角焊缝焊接；

所述第一钢板106、第二钢板105分别与所述第三钢板107的连接处采用融 透坡口焊接或角焊缝焊接；

所述第四钢板206、第五钢板205和第六钢板207均与所述第二预埋钢板 204的连接处采用融透坡口焊接或角焊缝焊接；

所述第五钢板205和第六钢板207分别与所述第四钢板206的连接处采用 融透坡口焊接或角焊缝焊接。

在本实施例中，所述上节十字型端板和下节十字型端板的外侧还通过连 接若干侧板30以与第一预埋钢板104、第二预埋钢板204、上节十字型端板和 下节十字型端板间形成内部带十字型的封闭箱体结构。具体结构如下：

在此封闭的箱体结构中包括四个侧板组，每个侧板组包括两侧板30，两 侧板30的侧面垂直固定连接，每个侧板组的上下两端分别与所述第一预埋钢 板104和第二预埋钢板204固定连接，每个侧板组的左右两端分别与所述上节 十字型端板和下节十字型端板固定连接。

进一步的，每个侧板组内的两侧板采用融透坡口焊接或角焊缝焊接；

每个侧板分别与上节十字型端板和下节十字型端板的连接均采用融透坡 口焊接或角焊缝焊接；

每个侧板30分别与所述第一预埋钢板104和第二预埋钢板204的连接处均 采用融透坡口焊接或角焊缝焊接。

在本实施例中，上节十字型端板的外端面与第一预埋钢板104的外端面齐 平，下节十字型端板的外端面与第二预埋钢板204的外端面齐平；

侧板30的外侧面分别与第一预埋钢板104和第二预埋钢板204的外端面齐 平，并且分别与上节十字型端板和下节十字型端板的外端面齐平。

本发明还提供一种装配式混凝土结构柱与柱刚性连接节点的施工方法， 包括以下几个步骤：

首先，按照设计规定的位置将第一预埋钢板搁置在上节混凝土柱的模板 上，再排放构件内第一纵筋、第一箍筋，全部钢筋绑扎完毕后将第一预埋钢 板分别与第一纵筋、第一预埋件锚筋塞焊在一起，浇筑混凝土并在第一预埋 钢板按指定位置焊接上节十字型端板；

其次，按照设计规定的位置将第二预埋钢板搁置在下节混凝土柱的模板 上，再排放构件内第二纵筋、第二箍筋，全部钢筋绑扎完毕后将第二预埋钢 板分别与第二纵筋、第二预埋件锚筋塞焊在一起，浇筑混凝土并在第二预埋 钢板按指定位置焊接下节十字型端板；

最后，将上节混凝土柱和下节混凝土柱运至现场设计规定的位置，并将 上节十字型端板和下节十字型端板焊接在一起，然后用八个侧板分别与第一 预埋件钢板、上节十字型端板、下节十字型端板和第二预埋件钢板焊接以形 成内部带有十字形的封闭箱体结构，此内部带有十字形的封闭箱体结构无须 浇筑混凝土；

前两个步骤不分先后顺序。

本发明提出了一种装配式混凝土结构柱柱刚性连接节点形式，在设计中 根据结构承载力和变形要求确定装配式混凝土构件柱的截面以及配筋。预埋 钢板板厚、锚筋数量、锚筋直径根据柱的极限承载力设计。

以一装配式混凝土结构柱刚性连接为例说明使用过程，该装配式混凝土 结构中柱截面为400×400，柱中竖向配筋为4根Ф25的钢筋，箍筋为Ф8@100， 双肢箍。柱端预埋件的钢板为400mm×400mm，厚度为20mm。柱端预埋件的 锚筋共8根，直径22mm，沿柱截面方向各2根。十字型钢板包括2件长度为 400mm，高为200mm，厚为30mm；4件长度为185mm，高为200mm，厚为30mm； 外围封闭箱形钢板包括4件长度为185mm，高为200mm，厚为30mm，4件长度为155mm，高为200mm，厚为30mm，详见附图。

以上公开的仅为本申请的一个具体实施例，但本申请并非局限于此，任 何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。

Claims (12)

1.一种装配式混凝土结构柱与柱刚性连接节点，其特征在于，包括上节混凝土柱和下节混凝土柱，所述上节混凝土柱的下端固定设置一第一预埋钢板，所述第一预埋钢板的下端固设一上节十字型端板；所述下节混凝土柱的上端固定设置一第二预埋钢板，所述第二预埋钢板的上端固设一下节十字型端板，所述上节十字型端板和下节十字型端板固定连接。

2.如权利要求1所述的装配式混凝土结构柱与柱刚性连接节点，其特征在于，所述上节混凝土柱内的第一预埋件锚筋和第一纵筋均与所述第一预埋钢板固定连接；

所述下节混凝土柱内的第二预埋件锚筋和第二纵筋均与所述第二预埋钢板固定连接。

3.如权利要求2所述的装配式混凝土结构柱与柱刚性连接节点，其特征在于，所述第一预埋钢板上设置若干第一塞焊孔，所述第一预埋件锚筋和第一纵筋的端部分别对应焊接在若干所述第一塞焊孔内；

所述第二预埋钢板上设置若干第二塞焊孔，所述第二预埋件锚筋和第二纵筋的端部分别对应焊接在若干所述第二塞焊孔内。

4.如权利要求2所述的装配式混凝土结构柱与柱刚性连接节点，其特征在于，所述第一预埋件锚筋和第一纵筋分别与所述第一预埋钢板平面垂直；

所述第二预埋件锚筋和第二纵筋分别与所述第二预埋钢板平面垂直。

5.如权利要求2所述的装配式混凝土结构柱与柱刚性连接节点，其特征在于，所述第一预埋件锚筋和第一纵筋分别与所述第一预埋钢板的连接处采用融透坡口焊接或角焊缝焊接；

所述第二预埋件锚筋和第二纵筋分别与所述第二预埋钢板的连接处采用融透坡口焊接或角焊缝焊接。

6.如权利要求1所述的装配式混凝土结构柱与柱刚性连接节点，其特征在于，所述上节十字型端板包括与分别与所述第一预埋钢板垂直并固定连接的第一钢板、第二钢板和第三钢板，所述第二钢板和第三钢板分别固设在所述第一钢板的两侧，所述第二钢板、第三钢板分别与第一钢板垂直形成十字型；

所述下节十字型端板包括分别与所述第二预埋钢板垂直并固定连接的第四钢板、第五钢板和第六钢板，所述第五钢板和第六钢板分别固设在所述第四钢板的两侧，所述第五钢板、第六钢板分别与第四钢板垂直形成十字型。

7.如权利要求6所述的装配式混凝土结构柱与柱刚性连接节点，其特征在于，所述上节十字型端板和下节十字型端板完全重叠。

8.如权利要求6所述的装配式混凝土结构柱与柱刚性连接节点，其特征在于，所述第一钢板、第二钢板和第三钢板均与所述第一预埋钢板的连接处采用融透坡口焊接或角焊缝焊接；

所述第一钢板、第二钢板分别与所述第三钢板的连接处采用融透坡口焊接或角焊缝焊接；

所述第四钢板、第五钢板和第六钢板均与所述第二预埋钢板的连接处采用融透坡口焊接或角焊缝焊接；

所述第五钢板和第六钢板分别与所述第四钢板的连接处采用融透坡口焊接或角焊缝焊接。

9.如权利要求6所述的装配式混凝土结构柱与柱刚性连接节点，其特征在于，所述上节十字型端板和下节十字型端板的外侧还通过连接若干侧板以与第一预埋钢板、第二预埋钢板、上节十字型端板和下节十字型端板间形成封闭的箱体结构。

10.如权利要求9所述的装配式混凝土结构柱与柱刚性连接节点，其特征在于，包括四个侧板组，每个侧板组包括两侧板，两侧板的侧面垂直固定连接，每个侧板组的上下两端分别与所述第一预埋钢板和第二预埋钢板固定连接，每个侧板组的左右两端分别与所述上节十字型端板和下节十字型端板固定连接。

11.如权利要求10所述的装配式混凝土结构柱与柱刚性连接节点，其特征在于，每个侧板组内的两侧板采用融透坡口焊接或角焊缝焊接；

每个侧板分别与上节十字型端板和下节十字型端板的连接均采用融透坡口焊接或角焊缝焊接；

每个侧板分别与所述第一预埋钢板和第二预埋钢板的连接处均采用融透坡口焊接或角焊缝焊接。

12.一种装配式混凝土结构柱与柱刚性连接节点的施工方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

首先，按照设计规定的位置将第一预埋钢板搁置在上节混凝土柱的模板上，再排放构件内第一纵筋、第一箍筋，全部钢筋绑扎完毕后将第一预埋钢板分别与第一纵筋、第一预埋件锚筋塞焊在一起，浇筑混凝土并在第一预埋钢板按指定位置焊接上节十字型端板；

其次，按照设计规定的位置将第二预埋钢板搁置在下节混凝土柱的模板上，再排放构件内第二纵筋、第二箍筋，全部钢筋绑扎完毕后将第二预埋钢板分别与第二纵筋、第二预埋件锚筋塞焊在一起，浇筑混凝土并在第二预埋钢板按指定位置焊接下节十字型端板；

最后，将上节混凝土柱和下节混凝土柱运至现场设计规定的位置，并将上节十字型端板和下节十字型端板焊接在一起，然后用八个侧板分别与第一预埋件钢板、上节十字型端板、下节十字型端板和第二预埋件钢板焊接以形成内部带有十字形的封闭箱体结构；

前两个步骤不分先后顺序。