CN109267584A - 装配式混凝土棱台型基础与柱钢连接结构及装配方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及预制装配式混凝土结构建筑领域，具体为一种装配式混凝土棱台型基础与柱钢连接结构及装配方法。预制柱由柱内纵向受力钢筋、柱箍筋、柱下预制件和混凝土组成，呈方形竖向排布的四个柱内纵向受力钢筋通过柱箍筋连接形成框架结构，框架结构的底面焊接在柱下预制件上。在棱台型基础内纵向受力钢筋内设置棱台型基础内螺栓杆组件，棱台型基础内螺栓杆组件通过长螺栓杆约束钢板均匀设置长螺栓杆，形成预制棱台型基础骨架，在预制棱台型基础骨架周围浇注混凝土，获得预制棱台型基础。本发明在保证预制混凝土构件间连接的前提下，尽可能的减少湿作业的工作量，大大提高施工速度及施工质量。
Description
【技术领域】
本发明涉及预制装配式混凝土结构建筑领域，具体为一种装配式混凝土棱台型基础与柱钢连接结构及装配方法。
【背景技术】
装配式混凝土结构具有施工速度快、节能环保、现场湿作业量小等优点，近些年在国内得到迅猛发展。目前建筑中常用的基础包括独立基础，条形基础，筏板基础、箱型基础和桩基础。其中，锥型基础是独立基础的一种，在建筑结构领域一直拥有非常广泛的应用。目前，锥型基础主要以现场浇筑为主，并没有用于建筑领域的装配式锥型基础的相关技术发明，施工需要湿作业，施工速度慢。为此，提出装配式混凝土锥型基础与柱钢连接结构及装配方法，该种方法连接处的传力由钢结构构件完成，具有安装速度快，节能环保等优点。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种装配式混凝土棱台型基础与柱钢连接结构及装配方法，在保证预制混凝土构件间连接的前提下，尽可能的减少湿作业的工作量，大大提高施工速度及施工质量。
本发明的技术方案：
一种装配式混凝土棱台型基础与柱钢连接结构，包括预制柱和预制棱台型基础，预制柱通过柱下预制件插装于预制棱台型基础顶部，具体如下：
预制柱由柱内纵向受力钢筋、柱箍筋、柱下预制件和混凝土组成，呈方形竖向排布的四个柱内纵向受力钢筋通过柱箍筋连接形成框架结构，框架结构的底面焊接在柱下预制件上，框架结构的内侧和外侧浇筑混凝土，形成预制柱；
预制棱台型基础由预制棱台型基础内的钢筋、棱台型基础内螺栓杆组件、混凝土组成，预制棱台型基础内的钢筋包括棱台型基础内纵向受力钢筋、棱台型基础内箍筋和棱台型基础底部钢筋网，四个呈方形竖向排布的棱台型基础内纵向受力钢筋通过棱台型基础内箍筋连接形成框架结构，框架结构的底部再与棱台型基础底部钢筋网焊接形成整体结构，在棱台型基础内纵向受力钢筋内设置棱台型基础内螺栓杆组件，棱台型基础内螺栓杆组件通过长螺栓杆约束钢板均匀设置长螺栓杆，形成预制棱台型基础骨架，在预制棱台型基础骨架周围浇注混凝土，获得预制棱台型基础。
所述的装配式混凝土棱台型基础与柱钢连接结构，柱下预制件由带孔底板、四块侧向钢板和四块加劲肋焊接而成，开有预留孔洞的带孔底板上焊接四块侧向钢板围成的框架，框架的每个外侧面分别焊接加劲肋，加劲肋的底面与带孔底板焊接。
所述的装配式混凝土棱台型基础与柱钢连接结构，长螺栓杆约束钢板由四块长方形带孔钢板焊接而成框架结构，长螺栓杆约束钢板上均布预留孔洞，长螺栓杆约束钢板的外轮廓尺寸和孔尺寸及位置与柱下预制件的带孔底板相同。
所述的装配式混凝土棱台型基础与柱钢连接结构，长螺栓杆穿过长螺栓杆约束钢板上面的预留孔洞，长螺栓杆与长螺栓杆约束钢板通过点焊的方式连接，并保证长螺栓杆与长螺栓杆约束钢板垂直。
所述的装配式混凝土棱台型基础与柱钢连接结构，预制棱台型基础的顶部中间为凹槽形结构，凹槽形结构的底部露出长螺栓杆。
所述的装配式混凝土棱台型基础与柱钢连接结构的装配方法，包括如下步骤：
(1)预制柱与预制棱台型基础的吊装，将预制柱吊装到预制棱台型基础顶部，并下落，下落后保证柱下预制件的预留孔洞套装于长螺栓杆内；
(2)在预制柱与预制棱台型基础吊装完成后，在穿过柱下预制件预留孔洞的长螺栓杆上安装固定螺母，完成预制柱与预制棱台型基础间的固定连接；
(3)在安装完固定螺母后，在预制柱与预制棱台型基础之间的空隙处浇筑灌浆料，待灌浆料凝固后，完成装配式棱台型基础的制作。
所述的装配式混凝土棱台型基础与柱钢连接结构的装配方法，预制柱的制作过程为：
(1)将预制柱的柱内纵向受力钢筋焊接在柱下预制件上，然后绑扎柱箍筋，完成预制柱内的钢筋布置；
(2)预制柱的四根柱内纵向受力钢筋呈四边形，分别焊接在柱下预制件的侧向钢板顶端的四个顶点处；
(3)在柱内纵向受力钢筋外支撑模板，浇筑混凝土，混凝土凝固后拆除模板，完成预制柱的制作；其中，柱下预制件的侧向钢板内也灌注混凝土。
所述的装配式混凝土棱台型基础与柱钢连接结构的装配方法，预制棱台型基础的制作过程为：首先，绑扎作为底面的棱台型基础底部钢筋网，然后绑扎棱台型基础内纵向受力钢筋和棱台型基础内箍筋，并焊接到棱台型基础底部钢筋网上，形成整体钢筋骨架；其次，将长螺栓杆、长螺栓杆约束钢板的组合结构，焊接到底层钢筋网上、棱台型基础内纵向受力钢筋内；最后，在预制棱台型基础外支撑模板，浇筑混凝土，混凝土凝固后拆除模板，完成预制棱台型基础的预制。
本发明的优点及有益效果是：
1.本发明的预制构件的现场安装连接，湿作业量很小，安装时，灌浆料仅起保护作用，不起传力作用，因此施工时，不必等灌浆料凝固就可继续施工，大大缩短工地现场施工所需要的时间，能够极大的提高施工速度，节约成本，更加符合节能环保和经济安全的绿色建筑发展要求等装配式混凝土结构的优点。
2.本发明预制柱和预制棱台型基础，通过预埋于预制棱台型基础的长螺栓杆杆穿过柱下预制件底板并用螺帽固定的方式连接，可有效实现预制柱与预制棱台型基础间弯矩、剪力和轴力的传递，保证二者的整体性，满足结构受力的要求。
3.本发明制作精度要求高的部分，包括预制柱、预制棱台型基础的制作，均在工厂内完成。现场拼装的难度要求不高，能够节省施工人员的学习成本，大幅度提高施工效率。
附图说明
图1为柱下预制件的三维图。
图2为长螺栓杆约束钢板的三维图。
图3为预制柱内钢筋布置及与图1连接的三维图。
图4为预制柱的三维图。
图5为螺栓杆与图2连接的三维图。
图6为预制棱台型基础内的钢筋布置三维图。
图7为预制棱台型基础的三维图。
图8为预制棱台型基础的剖面三维图。
图9为预制柱与预制棱台型基础安装完成的三维图。
图10为预制柱与棱台型基础吊装完毕后的剖面三维图。
图11预制柱与预制棱台型基础间灌注灌浆料后的三维图。
图中，1柱下预制件；2带孔底板；3预留孔洞；4侧向钢板；5加劲肋；6长螺栓杆约束钢板；7柱内纵向受力钢筋；8柱箍筋；9棱台型基础内纵向受力钢筋；10棱台型基础内箍筋；11棱台型基础底部钢筋网；12长螺栓杆；13灌浆料。
具体实施方式
如图1-图11所示，本发明装配式混凝土棱台型基础与柱钢连接结构，主要包括预制柱和预制棱台型基础，具体如下：
(一)如图1所示，柱下预制件具体结构及制作过程如下：
柱下预制件1由带孔底板2、四块侧向钢板4和四块加劲肋5焊接而成，开有预留孔洞3的带孔底板2上焊接四块侧向钢板4围成的框架，框架的每个外侧面分别焊接加劲肋5，加劲肋5的底面与带孔底板2焊接。
(二)如图2及图5所示，棱台型基础内螺栓杆组件的具体结构及制作过程如下：
(1)如图2所示，长螺栓杆约束钢板6由四块长方形带孔钢板焊接而成框架结构，长螺栓杆约束钢板6上均布预留孔洞3，长螺栓杆约束钢板6的外轮廓尺寸和孔尺寸及位置与带孔底板2相同。
(2)如图5所示，长螺栓杆12穿过长螺栓杆约束钢板6上面的预留孔洞3，长螺栓杆12与长螺栓杆约束钢板6通过点焊的方式连接，并保证长螺栓杆12与长螺栓杆约束钢板6垂直。
(三)如图3至图4所示，预制柱的具体结构及制作过程分别如下：
(1)如图3至图4所示，预制柱由柱内纵向受力钢筋7、柱箍筋8、柱下预制件1和混凝土组成，呈方形竖向排布的四个柱内纵向受力钢筋7通过柱箍筋8连接形成框架结构，框架结构的底面焊接在柱下预制件1上，框架结构的内侧和外侧浇筑混凝土，形成预制柱。
(2)预制柱的制作过程为：首先，将预制柱的柱内纵向受力钢筋7焊接在柱下预制件1上，然后绑扎柱箍筋8，完成预制柱内的钢筋布置。
预制柱的四根柱内纵向受力钢筋7呈四边形，分别焊接在柱下预制件1的侧向钢板4顶端的四个顶点处。
在柱内纵向受力钢筋7外支撑模板，浇筑混凝土，混凝土凝固后拆除模板，完成预制柱的制作。其中，柱下预制件1的侧向钢板4内也灌注混凝土。
(四)如图6到图8所示，预制棱台型基础的具体结构及制作过程分别如下：
(1)如图6所示，预制棱台型基础由预制棱台型基础内的钢筋、棱台型基础内螺栓杆组件、混凝土组成，预制棱台型基础内的钢筋包括棱台型基础内纵向受力钢筋9、棱台型基础内箍筋10和棱台型基础底部钢筋网11，四个呈方形竖向排布的棱台型基础内纵向受力钢筋9通过棱台型基础内箍筋10连接形成框架结构，框架结构的底部(即棱台型基础内纵向受力钢筋的下端)再与棱台型基础底部钢筋网11焊接形成整体结构，在棱台型基础内纵向受力钢筋9内设置棱台型基础内螺栓杆组件，棱台型基础内螺栓杆组件通过长螺栓杆约束钢板6均匀设置长螺栓杆12，形成预制棱台型基础骨架，在预制棱台型基础骨架周围浇注混凝土，获得预制棱台型基础。
(2)如图7和图8所示，预制棱台型基础的制作过程为：首先，绑扎作为底面的棱台型基础底部钢筋网11，然后绑扎棱台型基础内纵向受力钢筋9和棱台型基础内箍筋10，并焊接到棱台型基础底部钢筋网11上，形成整体钢筋骨架；其次，将图5中长螺栓杆12、长螺栓杆约束钢板6的组合结构，焊接到底层钢筋网11上、棱台型基础内纵向受力钢筋9内；最后，在预制棱台型基础外支撑模板，浇筑混凝土，混凝土凝固后拆除模板，完成预制棱台型基础的预制。其中，预制棱台型基础的顶部中间为凹槽形结构，凹槽形结构的底部露出长螺栓杆12。
(五)如图9-图11所示，上述预制构件在工厂内预制完成，然后运输到施工现场组装，具体吊装过程如下：
(1)如图9及图10所示，预制柱与预制棱台型基础的吊装，将预制柱吊装到预制棱台型基础顶部，并下落，下落后保证柱下预制件1的预留孔洞3套装于长螺栓杆12内；
(2)如图10所示，在预制柱与预制棱台型基础吊装完成后，在穿过柱下预制件预留孔洞3的长螺栓杆12上安装固定螺母，完成预制柱与预制棱台型基础间的固定连接。
(3)如图11所示，在安装完固定螺母后，在预制柱与预制棱台型基础之间的空隙处浇筑灌浆料13，待灌浆料凝固后，完成装配式棱台型基础的制作。灌浆料主要的作用是保护预制件，辅助传力。
本发明的传力机理为：预制柱受到的弯矩和剪力，通过柱下预制件的侧向钢板传递到带孔底板，带孔底板受到的弯矩和剪力通过与其相连的螺栓杆传递到预制棱台型基础。预制柱的轴力直接通过柱下预制件的带孔钢板传递到预制棱台型基础的凹槽顶面。从而实现预制柱和预制棱台型基础间弯矩、剪力和轴力的传递。
实施结果表明：本发明可有效实现预制柱与预制棱台型基础间弯矩、剪力和轴力的传递，保证二者的整体性，完全满足结构受力的要求。现场安装连接，湿作业量很小，现场施工所需要的时间少，极大的提高施工速度，节约成本，节省施工人员的学习成本，大幅度提高施工效率。符合节能环保和经济安全的绿色建筑发展要求等装配式混凝土结构的优点。
Claims (8)
1.一种装配式混凝土棱台型基础与柱钢连接结构，其特征在于，包括预制柱和预制棱台型基础，预制柱通过柱下预制件插装于预制棱台型基础顶部，具体如下：
预制柱由柱内纵向受力钢筋、柱箍筋、柱下预制件和混凝土组成，呈方形竖向排布的四个柱内纵向受力钢筋通过柱箍筋连接形成框架结构，框架结构的底面焊接在柱下预制件上，框架结构的内侧和外侧浇筑混凝土，形成预制柱；
预制棱台型基础由预制棱台型基础内的钢筋、棱台型基础内螺栓杆组件、混凝土组成，预制棱台型基础内的钢筋包括棱台型基础内纵向受力钢筋、棱台型基础内箍筋和棱台型基础底部钢筋网，四个呈方形竖向排布的棱台型基础内纵向受力钢筋通过棱台型基础内箍筋连接形成框架结构，框架结构的底部再与棱台型基础底部钢筋网焊接形成整体结构，在棱台型基础内纵向受力钢筋内设置棱台型基础内螺栓杆组件，棱台型基础内螺栓杆组件通过长螺栓杆约束钢板均匀设置长螺栓杆，形成预制棱台型基础骨架，在预制棱台型基础骨架周围浇注混凝土，获得预制棱台型基础。
2.按照权利要求1所述的装配式混凝土棱台型基础与柱钢连接结构，其特征在于，柱下预制件由带孔底板、四块侧向钢板和四块加劲肋焊接而成，开有预留孔洞的带孔底板上焊接四块侧向钢板围成的框架，框架的每个外侧面分别焊接加劲肋，加劲肋的底面与带孔底板焊接。
3.按照权利要求2所述的装配式混凝土棱台型基础与柱钢连接结构，其特征在于，长螺栓杆约束钢板由四块长方形带孔钢板焊接而成框架结构，长螺栓杆约束钢板上均布预留孔洞，长螺栓杆约束钢板的外轮廓尺寸和孔尺寸及位置与柱下预制件的带孔底板相同。
4.按照权利要求3所述的装配式混凝土棱台型基础与柱钢连接结构，其特征在于，长螺栓杆穿过长螺栓杆约束钢板上面的预留孔洞，长螺栓杆与长螺栓杆约束钢板通过点焊的方式连接，并保证长螺栓杆与长螺栓杆约束钢板垂直。
5.按照权利要求1所述的装配式混凝土棱台型基础与柱钢连接结构，其特征在于，预制棱台型基础的顶部中间为凹槽形结构，凹槽形结构的底部露出长螺栓杆。
6.一种权利要求1至5之一所述的装配式混凝土棱台型基础与柱钢连接结构的装配方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)预制柱与预制棱台型基础的吊装，将预制柱吊装到预制棱台型基础顶部，并下落，下落后保证柱下预制件的预留孔洞套装于长螺栓杆内；
(2)在预制柱与预制棱台型基础吊装完成后，在穿过柱下预制件预留孔洞的长螺栓杆上安装固定螺母，完成预制柱与预制棱台型基础间的固定连接；
(3)在安装完固定螺母后，在预制柱与预制棱台型基础之间的空隙处浇筑灌浆料，待灌浆料凝固后，完成装配式棱台型基础的制作。
7.按照权利要求6所述的装配式混凝土棱台型基础与柱钢连接结构的装配方法，其特征在于，预制柱的制作过程为：
(1)将预制柱的柱内纵向受力钢筋焊接在柱下预制件上，然后绑扎柱箍筋，完成预制柱内的钢筋布置；
(2)预制柱的四根柱内纵向受力钢筋呈四边形，分别焊接在柱下预制件的侧向钢板顶端的四个顶点处；
(3)在柱内纵向受力钢筋外支撑模板，浇筑混凝土，混凝土凝固后拆除模板，完成预制柱的制作；其中，柱下预制件的侧向钢板内也灌注混凝土。
8.按照权利要求6所述的装配式混凝土棱台型基础与柱钢连接结构的装配方法，其特征在于，预制棱台型基础的制作过程为：首先，绑扎作为底面的棱台型基础底部钢筋网，然后绑扎棱台型基础内纵向受力钢筋和棱台型基础内箍筋，并焊接到棱台型基础底部钢筋网上，形成整体钢筋骨架；其次，将长螺栓杆、长螺栓杆约束钢板的组合结构，焊接到底层钢筋网上、棱台型基础内纵向受力钢筋内；最后，在预制棱台型基础外支撑模板，浇筑混凝土，混凝土凝固后拆除模板，完成预制棱台型基础的预制。
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