CN109057009B - 预制装配式混凝土框架干式节点 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型预制装配式混凝土框架干式节点，包括预制上柱、预制下柱、预制承台、预制左梁和预制右梁，预制下柱顶面和预制上柱底面的中心均设置有承台芯安装孔，预制承台通过其底面的承台芯插入预制下柱顶面的承台芯安装孔内，预制承台顶面的承台芯插入至预制上柱底面的承台芯安装孔内，预制左梁和预制右梁水平一端均具有上端面和内凹的下端面，预制左梁和预制右梁内凹的下端面设置有安装钢筋，预制左梁和预制右梁分别通过安装钢筋插入至预制承台侧面的钢筋安装预留孔内。本发明剪力通过承台的牛腿部分传递，弯矩通过梁的纵筋和梁‑柱、梁承台接触位置的混凝土进行传递传力路径明确、构造可靠。
Description
技术领域
本发明属于建筑构件技术领域，涉及一种预制装配式混凝土框架干式节点。
背景技术
根据梁柱节点施工方法的不同，装配式节点连接方法可分为湿连接和干连接两种，其中湿连接是提前在工厂完成梁、柱等构件制作，然后将构件运往现场进行拼装和吊装，在梁柱节点位置浇筑混凝土，将梁柱形成整体。当前湿连接的方法主要有节点区后浇、节点整体预制和世构体系。干连接则没有后浇带，构件完全在工厂完成预制，在现场拼装和吊装后即可投入使用。而常用的干连接方法主要包括榫式连接、焊接连接、齿槽连接、螺栓连接、牛腿连接等。梁柱节点湿连接的整体性好，抗震性能几乎能与现浇节点等同；干连接相较于湿连接进一步减少了施工现场的湿作业，施工更加便捷，符合建筑工业化的趋势，在受力性能方面能够确保刚度和承载力不低于现浇结构，但恢复力和延性较差，与现浇的装配式框架结构仍有差距，在地震作用下的受力性能更是具有不确定性。
目前工程中常用的预制装配式混凝土框架节点多为现场湿作业，现场钢筋排布密集，混凝土振捣困难，对现场施工质量要求很高。进一步推动建筑工业化则需要将装配式预制干式节点的连接形式作为未来装配式建筑发展的方向。目前国内外研发的全预制装配式梁-柱、柱-柱连接节点还存在着许多不足之处，如连接节点为了保证承载力采用刚接，导致节点延性较差，在地震作用下耗能能力差；节点加入过多构件致使构造复杂、力的传递路径不明确、施工难度大；型钢的不合理使用导致防火性能差、造价较高等；许多框架节点在设计时仅考虑柱-柱连接或梁-柱连接，而没有将整个节点形成一个空间结构，致使推广难度大。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供一种预制装配式混凝土框架干式节点，解决了现有技术中全预制装配式梁-柱、柱-柱连接节点采用刚接导致节点延性较差的问题。
本发明所采用的技术方案是，预制装配式混凝土框架干式节点，包括预制上柱、预制下柱、预制承台、预制左梁和预制右梁，所述预制下柱顶面和预制上柱底面的中心均设置有承台芯安装孔，所述预制承台通过其底面的承台芯插入预制下柱顶面的承台芯安装孔内，所述预制承台顶面的承台芯插入至预制上柱底面的承台芯安装孔内，所述预制左梁和预制右梁水平一端均具有上端面和内凹的下端面，所述预制左梁和预制右梁内凹的下端面设置有安装钢筋，所述预制左梁和预制右梁分别通过安装钢筋插入至预制承台侧面的钢筋安装预留孔内。
本发明的特点还在于，
所述预制下柱、预制承台和预制上柱均贯穿设置有多个位置一致的钢筋安装预留孔，每一列所述钢筋安装预留孔内均插入有钢筋。
所述预制下柱上端侧面和预制上柱下端侧面均设置有多个凹槽且凹槽内安装有预制钢筋，所述预制下柱底部穿出的钢筋与预制下柱侧面的预制钢筋通过旋转机械套筒连接，所述预制上柱顶部穿出的钢筋与预制上柱侧面的预制钢筋通过旋转机械套筒连接。
所述预制左梁和预制右梁上端面和内凹的下端面的两端均设置有预制钢筋，所述预制钢筋与安装钢筋机械连接。
所述预制承台为两个牛腿柱对称组成且具有水平顶面，所述预制左梁和预制右梁分别安装在两个牛腿的外侧。
所述预制承台由四个牛腿柱组成且具有十字状的顶面，所述预制左梁和预制右梁均为两个且依次安装在牛腿柱侧面。
所述预制承台由三个牛腿柱组成且具有T字状顶面，所述预制左梁和两个预制右梁依次安装在牛腿柱侧面。
所述预制承台由两个牛腿柱垂直组成，所述预制左梁和预制右梁分别安装在牛腿柱侧面。
所述预制左梁和预制右梁内横向和纵向均设置有多个抗剪钢筋。
本发明的有益效果是，由预制柱、预制承台、预制梁装配而成，极大优化现场安装施工；运用“预制梁柱承台”的设置在空间上实现梁-柱的牛腿连接及柱-柱的齿槽连接；钢筋贯通节点，钢筋的连接选用机械连接的形式，能够满足抗震性能要求；剪力通过承台的牛腿部分传递，弯矩通过梁的纵筋和梁-柱、梁承台接触位置的混凝土进行传递传力路径明确、构造可靠。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。
图1是本发明预制装配式混凝土框架干式节点的结构图；
图2是本发明预制装配式混凝土框架干式节点的预制柱俯视图；
图3是本发明预制装配式混凝土框架干式节点的预制上柱结构图；
图4是本发明预制装配式混凝土框架干式节点的预制下柱结构图；
图5是本发明预制装配式混凝土框架干式节点的预制左梁结构图；
图6是本发明预制装配式混凝土框架干式节点的单榀框架预制承台结构图；
图7是本发明预制装配式混凝土框架干式节点的框架中节点预制承台结构图；
图8是本发明预制装配式混凝土框架干式节点的框架边节点预制承台结构图；
图9是本发明预制装配式混凝土框架干式节点的框架角节点预制承台结构图；
图10是本发明预制装配式混凝土框架干式节点的安装完成的单榀框架干式节点结构图；
图11是本发明预制装配式混凝土框架干式节点的安装完成的框架中节点结构图；
图12是本发明预制装配式混凝土框架干式节点的安装完成的框架边节点结构图；
图13是本发明预制装配式混凝土框架干式节点的安装完成的框架角节点结构图；
图14是本发明预制装配式混凝土框架干式节点的预制梁立面图；
图15是本发明预制装配式混凝土框架干式节点的预制梁1-1剖面图；
图16是本发明预制装配式混凝土框架干式节点的预制梁2-2剖面图。
图中，1.预制上柱，2.预制承台，3.预制下柱，4.预制左梁，5.预制右梁，6.预制钢筋， 7.安装钢筋；8.承台芯安装孔，9.钢筋安装预留孔，10.抗剪钢筋。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明预制装配式混凝土框架干式节点，如图1-图5所示，包括预制上柱1、预制下柱3、预制承台2、预制左梁4和预制右梁5，所述预制下柱3顶面和预制上柱1 底面的中心均设置有承台芯安装孔8，所述预制承台2通过其底面的承台芯插入预制下柱3顶面的承台芯安装孔8内，所述预制承台2顶面的承台芯插入至预制上柱1底面的承台芯安装孔8内，所述预制左梁4和预制右梁5水平一端均具有上端面和内凹的下端面，所述预制左梁4和预制右梁5内凹的下端面设置有安装钢筋7，所述预制左梁4和预制右梁5分别通过安装钢筋7插入至预制承台2侧面的钢筋安装预留孔9内。
所述预制下柱3、预制承台2和预制上柱1均贯穿设置有多个位置一致的钢筋安装预留孔9，每一列所述钢筋安装预留孔9内均插入有钢筋。
所述预制下柱3上端侧面和预制上柱1下端侧面均设置有多个凹槽且凹槽内安装有预制钢筋6，所述预制下柱3底部穿出的钢筋与预制下柱3侧面的预制钢筋6通过旋转机械套筒连接，所述预制上柱1顶部穿出的钢筋与预制上柱1侧面的预制钢筋6通过旋转机械套筒连接。
所述预制左梁4和预制右梁5上端面和内凹的下端面的两端均设置有预制钢筋6，所述预制钢筋6与安装钢筋7机械连接。
所述预制承台2为两个牛腿柱对称组成且具有水平顶面，所述预制左梁4和预制右梁5分别安装在两个牛腿的外侧。
所述预制承台2由四个牛腿柱组成且具有十字状的顶面，所述预制左梁4和预制右梁5均为两个且依次安装在牛腿柱侧面。
所述预制承台2由三个牛腿柱组成且具有T字状顶面，所述预制左梁4和两个预制右梁5依次安装在牛腿柱侧面。
所述预制承台2由两个牛腿柱垂直组成，所述预制左梁4和预制右梁5分别安装在牛腿柱侧面。
所述预制左梁4和预制右梁5内横向和纵向均设置有多个抗剪钢筋10，如图14-图16所示。
本发明干式节点通过中间的预制承台2将柱和梁连接起来，安装时，先固定预制下柱3，将预制承台2放入预制下柱3的承台芯安装孔8，插入预制下柱3的钢筋并进行预制下柱3钢筋的机械连接，安装预制上柱1时要注意钢筋必须插入预制上柱1的钢筋安装预留孔9，预制上柱1完成安装后，通过旋转机械套筒将预制上柱1的预制钢筋6 与安装好的钢筋连接起来。柱安装完成后进行梁的安装，先安装预制左梁4，然后插入梁的安装钢筋7并进行预制左梁4的安装钢筋7与预制钢筋6的机械连接，安装预制右梁5 时要注意安装钢筋7必须插入预制右梁5的钢筋安装预留孔9，预制右梁5完成安装后，通过旋转机械套筒将预制右梁5的预制钢筋6与安装钢筋7连接起来。最后进行钢筋安装预留孔9的灌浆及钢筋安装位置的封堵。
本发明连接方式可以最大程度上实现安装施工的简化，最大程度上减少湿作业，尺寸可根据实际工程需要进行调整，这里以截面尺寸为400mm×400mm的柱、 300mm×400mm的梁为例，进行干式节点形式的介绍。
①预制柱
在干式节点中，预制柱分为预制上柱1和预制下柱3，预制柱在制作时，除了要预留承台芯安装孔8外(承台芯高度为300mm)，还要预留钢筋安装预留孔9，钢筋安装预留孔9在钢筋安装完毕后，要用细石混凝土进行封闭。
②预制梁
在干式节点中，预制梁分为预制左梁4和预制右梁5，预制梁在制作时，除了内凹的下端面外，还要预留安装钢筋7的安装孔。具体构造见图5。预制梁的安装在预制柱的安装之后，预制左梁4和预制右梁5的上端面的钢筋要穿过预制上柱1和预制下柱3，下端面的钢筋要穿过预制承台2，因此制作时对尺寸的精度要求较高。
③预制承台
预制承台2分为单榀框架的预制承台、框架中承台、框架边承台、框架角承台，如图6-图9所示。
四种位置的预制承台2除构造的牛腿数量有差别外，其尺寸均一致。
预制承台2是干式接点的重要部分，其综合柱-柱的齿槽连接和梁-柱的牛腿连接，实现了框架节点的空间干式连接，如图10-图13所示。
在装配式构件连接形式中，当梁采用现浇连接时，柱-柱之间的连接可用“齿槽”的形式进行搭接；当柱采用现浇连接时，梁-柱则可采用牛腿的形式进行搭接。但这两种形式都是独立存在的，即：采用柱-柱齿槽连接时，框架节点位置就无法实现梁-柱的干式连接；而当采用梁-柱的牛腿连接时，框架节点位置就无法实现柱-柱的干式连接。本发明干式接点创造性地提出“预制承台”结构，能够综合柱-柱的齿槽连接和梁-柱的牛腿连接，实现了框架节点的空间干式连接。
本发明预制装配式混凝土框架干式节点的优势有：干式节点连接方式为干式连接，由预制柱、预制承台、预制梁装配而成，极大优化现场安装施工；运用“预制梁柱承台”的设置在空间上实现梁-柱的牛腿连接及柱-柱的齿槽连接；钢筋贯通节点，钢筋的连接选用机械连接的形式，能够满足抗震性能要求；剪力通过承台的牛腿部分传递，弯矩通过梁的纵筋和梁-柱、梁承台接触位置的混凝土进行传递传力路径明确、构造可靠。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.预制装配式混凝土框架干式节点，其特征在于，包括预制上柱（1）、预制下柱（3）、预制承台（2）、预制左梁（4）和预制右梁（5），所述预制下柱（3）顶面和预制上柱（1）底面的中心均设置有承台芯安装孔（8），所述预制承台（2）通过其底面的承台芯插入预制下柱（3）顶面的承台芯安装孔（8）内，所述预制承台（2）顶面的承台芯插入至预制上柱（1）底面的承台芯安装孔（8）内，所述预制左梁（4）和预制右梁（5）水平一端均具有上端面和内凹的下端面，所述预制左梁（4）和预制右梁（5）内凹的下端面设置有安装钢筋（7），所述预制左梁（4）和预制右梁（5）分别通过安装钢筋（7）插入至预制承台（2）侧面的钢筋安装预留孔（9）内；所述预制下柱（3）、预制承台（2）和预制上柱（1）均贯穿设置有多个位置一致的钢筋安装预留孔（9），每一列所述钢筋安装预留孔（9）内均插入有钢筋；所述预制下柱（3）上端侧面和预制上柱（1）下端侧面均设置有多个凹槽且凹槽内安装有预制钢筋（6），所述预制下柱（3）底部穿出的钢筋与预制下柱（3）侧面的预制钢筋（6）通过旋转机械套筒连接，所述预制上柱（1）顶部穿出的钢筋与预制上柱（1）侧面的预制钢筋（6）通过旋转机械套筒连接。
2.根据权利要求1所述的新型预制装配式混凝土框架干式节点，其特征在于，所述预制左梁（4）和预制右梁（5）上端面和内凹的下端面的两端均设置有预制钢筋（6），所述预制钢筋（6）与安装钢筋（7）机械连接。
3.根据权利要求1所述的预制装配式混凝土框架干式节点，其特征在于，所述预制承台（2）为两个牛腿柱对称组成且具有水平顶面，所述预制左梁（4）和预制右梁（5）分别安装在两个牛腿的外侧。
4.根据权利要求1所述的预制装配式混凝土框架干式节点，其特征在于，所述预制承台（2）由四个牛腿柱组成且具有十字状的顶面，所述预制左梁（4）和预制右梁（5）均为两个且依次安装在牛腿柱侧面。
5.根据权利要求1所述的预制装配式混凝土框架干式节点，其特征在于，所述预制承台（2）由三个牛腿柱组成且具有T字状顶面，所述预制左梁（4）和两个预制右梁（5）依次安装在牛腿柱侧面。
6.根据权利要求1所述的预制装配式混凝土框架干式节点，其特征在于，所述预制承台（2）由两个牛腿柱垂直组成，所述预制左梁（4）和预制右梁（5）分别安装在牛腿柱侧面。
7.根据权利要求2所述的预制装配式混凝土框架干式节点，其特征在于，所述预制左梁（4）和预制右梁（5）内横向和纵向均设置有多个抗剪钢筋（10）。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Cao Yonghong Inventor after: Yang Jiadong Inventor after: Li Guorong Inventor after: Hua Jianmin Inventor after: Cao Hui Inventor before: Cao Yonghong Inventor before: Yang Jiadong Inventor before: Li Guorong Inventor before: Hua Jianmin |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20200207 |