CN109339238A - 一种预制装配式型钢混凝土柱拼接节点结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种预制装配式型钢混凝土柱拼接节点结构及其施工方法，包括一上型钢混凝土柱和一下型钢混凝土柱，上型钢混凝土柱的下端和下型钢混凝土柱的上端之间的区域为连接区域，上述连接区域浇筑有超高性能混凝土，以将上型钢混凝土柱和下型钢混凝土柱连成一体。本发明将超高性能混凝土应用于预制装配式型钢混凝土柱之间，充分利用了超高性能混凝土卓越的抗压和抗拉性能，从而解决了节点区域连接薄弱的问题。
Description
技术领域
本发明属于建筑结构技术领域，具体涉及一种预制装配式型钢混凝土柱拼接节点结构及其施工方法。
背景技术
装配式型钢混凝土结构是我国建筑结构发展的重要方向之一，预制装配式型钢混凝土柱具有产品质量可控、绿色环保和施工便捷等优点。柱柱连接方式是装配式结构体系中重要的连接方式，它直接影响着结构的施工速度以及装配化程度，因此柱柱拼接节点的施工方法应尽量简单，且其强度不应低于预制型钢混凝土柱的强度。但是，现有预制装配式型钢混凝土柱的拼接节点形式较少，且具体实施方式较为繁琐。因此，需要一种性能优越，施工便捷，符合建筑工业化要求的新型节点。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种预制装配式型钢混凝土柱拼接节点结构。
本发明的另一目的在于提供上述预制装配式型钢混凝土柱拼接节点结构的施工方法。
本发明的技术方案如下：
一种预制装配式型钢混凝土柱拼接节点结构，包括：
一上型钢混凝土柱，包括中部的上十字型钢和包绕在该上十字型钢之外的钢筋混凝土，该上十字型钢的下端伸出该上型钢混凝土柱的下端，且该上型钢混凝土柱的下端具有设于该上十字型钢的下端的外周的若干上外伸纵筋；
一下型钢混凝土柱，包括中部的下十字型钢和包绕在该下十字型钢之外的钢筋混凝土，该下十字型钢的上端伸出该下型钢混凝土柱的上端，且该下型钢混凝土柱的上端具有设于该下十字型钢的上端的外周的与上述若干上外伸纵筋一一对应且尺寸相同的若干下外伸纵筋；
上述上十字型钢和下十字型钢的保护层厚度均不小于120mm；
上型钢混凝土柱的下端和下型钢混凝土柱的上端之间的区域为连接区域，上十字型钢的下端和下十字型钢的上端通过二拼接角钢相连，上十字型钢的下端的四面均设有若干上螺栓孔，下十字型钢的上端的四面均设有若干下螺栓孔，二拼接角钢的上下两端均设有若干拼接螺栓孔，高强螺栓通过该拼接角钢的上端的拼接螺栓孔中的至少之一及下端的拼接螺栓孔中的至少之一分别适配上述若干上螺栓孔的至少之一和上述若干下螺栓孔的至少之一，以将上十字型钢的下端与下十字型钢的上端拼接在一起并保证精确定位，若干上外伸纵筋和若干下外伸纵筋相互搭接并通过铁丝捆扎相连，上外伸纵筋和下外伸纵筋的搭接区域的长度为所述上外伸纵筋和所述下外伸纵筋的直径的10～15倍，上述连接区域浇筑有超高性能混凝土，以将上型钢混凝土柱和下型钢混凝土柱连成一体，上型钢混凝土柱的周壁等间距开设有连通所述连接区域的至少四出浆通道，以保证超高性能混凝土浇筑密实。
在本发明的一个优选实施方案中，所述上螺栓孔、下螺栓孔和拼接螺栓孔的直径大于所述高强螺栓的直径1.5～2mm。
在本发明的一个优选实施方案中，所述上型钢混凝土柱的周壁等间距开设有连通所述连接区域的四出浆通道，以保证超高性能混凝土浇筑密实。
在本发明的一个优选实施方案中，所述出浆通道的直径小于相邻二上外伸纵筋的净距。
上述预制装配式型钢混凝土柱拼接节点结构的施工方法，包括如下步骤：
(1)在工厂预制上型钢混凝土柱和下型钢混凝土柱，预留好所述出浆通道，并确保上外伸纵筋及下外伸纵筋的外伸长度以满足搭接长度要求；
(2)将上十字型钢的下端的上螺栓孔及下十字型钢的上端的下螺栓孔与拼接角钢上的拼接螺栓孔对齐，随后插入高强螺栓并拧紧以对上型钢混凝土柱和下型钢混凝土柱进行定位，并利用铁丝将对应的上外伸纵筋和下外伸纵筋进行绑扎连接；
(3)将若干钢模板的上部及下部各预先开若干通孔，通过高强螺钉将若干钢模板固定在上型钢混凝土柱和下型钢混凝土柱的外壁面，其中一钢模板的中部设有至少一灌浆口，该灌浆口上设有一灌浆连接固定机构；
(4)将灌浆机构与灌浆连接固定机构相连，通过灌浆机构向所述连接区域内浇筑超高性能混凝土，待上述出浆通道均均匀冒浆时，停止浇筑，并用蜡封住出浆通道，拆除灌浆机构，并封堵所述至少一灌浆口；
(5)待浇筑后至少24h，拆除若干钢模板，即成。
在本发明的一个优选实施方案中，所述灌浆连接固定机构包括设于灌浆口上方的一上滑槽、设于灌浆口下方的一下滑槽和滑动设置在该上滑槽和下滑槽内的一封口板，该灌浆连接固定机构具有一第一状态和一第二状态，当处于第一状态时，封口板封闭灌浆口，当处于第二状态时，封口板远离灌浆口使灌浆口打开。
进一步优选的，所述灌浆机构包括一灌浆管，该灌浆管的一端呈漏斗状，另一端的边缘向外延伸形成一端板，该端板滑动适配于所述上滑槽和下滑槽内。
本发明的有益效果是：
1、本发明将超高性能混凝土应用于预制装配式型钢混凝土柱之间，充分利用了超高性能混凝土卓越的抗压和抗拉性能，从而解决了节点区域连接薄弱的问题。
2、本发明中超高性能混凝土装配节点材料用量小，构造简单，仅采用纵向钢筋无需再布置箍筋。
3、本发明的施工方法在技术上具备良好的可行性，且施工方法较简单，保证了现场施工质量，提高了现场施工效率及安全性。
附图说明
图1为本发明未浇筑超高性能混凝土的结构示意图。
图2为图1A处的放大示意图。
图3为本发明浇筑超高性能混凝土后的结构透视图。
图4为本发明施工过程中的结构示意图。
图5为本发明的灌浆连接固定机构的结构示意图。
图6为本发明的灌浆机构的结构示意图。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明的技术方案进行进一步的说明和描述。
如图1和图2所示，一种预制装配式型钢混凝土柱拼接节点结构，包括横截面均为方形的一上型钢混凝土柱1和一下型钢混凝土柱2，上型钢混凝土柱1的下端和下型钢混凝土柱2的上端之间的区域为连接区域3。
上型钢混凝土柱1，包括中部的上十字型钢10和包绕在该上十字型钢10之外的钢筋混凝土，该上十字型钢10的下端伸出该上型钢混凝土柱1的下端，且该上型钢混凝土柱1的下端具有设于该上十字型钢10的下端的外周的若干上外伸纵筋11；
下型钢混凝土柱2，包括中部的下十字型钢20和包绕在该下十字型钢20之外的钢筋混凝土，该下十字型钢20的上端伸出该下型钢混凝土柱2的上端，且该下型钢混凝土柱2的上端具有设于该下十字型钢20的上端的外周的与上述若干上外伸纵筋11一一对应且尺寸相同的若干下外伸纵筋21；
上述上十字型钢10和下十字型钢20的保护层厚度均不小于120mm；
如图1至图3所示，上型钢混凝土柱1的下端和下型钢混凝土柱2的上端之间的区域为连接区域3，上十字型钢10的下端和下十字型钢20的上端通过二拼接角钢4相连，上十字型钢10的下端的四面均设有若干上螺栓孔101，下十字型钢20的上端的四面均设有若干下螺栓孔201，二拼接角钢4的上下两端均设有若干拼接螺栓孔41，高强螺栓5通过该拼接角钢4的上端的拼接螺栓孔41中的至少之一及下端的拼接螺栓孔41中的至少之一分别适配上述若干上螺栓孔101的至少之一和上述若干下螺栓孔201的至少之一并拧紧，且上螺栓孔101、下螺栓孔201和拼接螺栓孔41的直径大于所述高强螺栓5的直径1.5～2mm，将上十字型钢10的下端与下十字型钢20的上端拼接在一起并保证精确定位，且防止拼接出现松动。若干上外伸纵筋11和若干下外伸纵筋21相互搭接并通过铁丝捆扎相连，上外伸纵筋11和下外伸纵筋21的搭接区域的长度为所述上外伸纵筋11和所述下外伸纵筋21的直径的10倍，上述连接区域3浇筑有超高性能混凝土6，以将上型钢混凝土柱1和下型钢混凝土柱2连成一体，其抗压强度超过150MPa，抗拉强度超过15MPa，可利用浇筑后其余未适配高强螺栓的螺栓孔中形成的混凝土榫的消栓作用增强上十字型钢10、下十字型钢20和拼接角钢4之间的连接强度；上型钢混凝土柱1的周壁等间距开设有连通所述连接区域3的四出浆通道12，以保证超高性能混凝土6浇筑密实，出浆通道12的直径小于相邻二上外伸纵筋11的净距，以避免影响纵向钢筋的布置。
如图4所示，上述预制装配式型钢混凝土柱拼接节点结构的施工方法，包括如下步骤：
(1)在工厂预制上型钢混凝土柱1和下型钢混凝土柱2，预留好所述出浆通道12，并确保上外伸纵筋11及下外伸纵筋21的外伸长度以满足搭接长度要求；
(2)将上十字型钢10的下端的上螺栓孔101及下十字型钢20的上端的下螺栓孔201与拼接角钢4上的拼接螺栓孔41对齐，随后插入高强螺栓5并拧紧以对上型钢混凝土柱1和下型钢混凝土柱2进行定位，并利用铁丝将对应的上外伸纵筋11和下外伸纵筋21进行绑扎连接；
(3)将四钢模板7的上部及下部各预先开若干通孔，通过高强螺钉将若干钢模板7固定在上型钢混凝土柱1和下型钢混凝土柱2的四外壁面，其中一钢模板7的中部设有一灌浆口70，该灌浆口70上设有一灌浆连接固定机构71；
如图5和图6所示，灌浆连接固定机构71包括设于灌浆口70上方的一上滑槽711、设于灌浆口70下方的一下滑槽712和滑动设置在该上滑槽711和下滑槽712内的一封口板713，该灌浆连接固定机构71具有一第一状态和一第二状态，当处于第一状态时，封口板713封闭灌浆口70，当处于第二状态时，封口板713远离灌浆口70使灌浆口70打开；灌浆机构8包括一灌浆管80，该灌浆管80的一端呈漏斗状，另一端的边缘向外延伸形成一端板81，该端板81滑动适配于所述上滑槽711和下滑槽712内；
灌浆管80的内径与灌浆口70的直径相同
(4)将灌浆机构8的端板81插入上滑槽711和下滑槽712内，沿上滑槽711和下滑槽712推开封口板713，使灌浆机构8与灌浆连接固定机构71相连，通过灌浆机构8向所述连接区域3内浇筑超高性能混凝土6，待上述出浆通道12均均匀冒浆时，停止浇筑，并用蜡封住出浆通道12，推动封口板713以顶出灌浆机构8的端板81，使封口板713回位以封堵灌浆口70；
(5)待浇筑后至少24h，拆除钢模板7，在螺钉孔中补上水泥浆并用蜡封住即成。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。
Claims (7)
1.一种预制装配式型钢混凝土柱拼接节点结构，其特征在于：包括：
一上型钢混凝土柱，包括中部的上十字型钢和包绕在该上十字型钢之外的钢筋混凝土，该上十字型钢的下端伸出该上型钢混凝土柱的下端，且该上型钢混凝土柱的下端具有设于该上十字型钢的下端的外周的若干上外伸纵筋；
一下型钢混凝土柱，包括中部的下十字型钢和包绕在该下十字型钢之外的钢筋混凝土，该下十字型钢的上端伸出该下型钢混凝土柱的上端，且该下型钢混凝土柱的上端具有设于该下十字型钢的上端的外周的与上述若干上外伸纵筋一一对应且尺寸相同的若干下外伸纵筋；
上述上十字型钢和下十字型钢的保护层厚度均不小于120mm；
上型钢混凝土柱的下端和下型钢混凝土柱的上端之间的区域为连接区域，上十字型钢的下端和下十字型钢的上端通过二拼接角钢相连，上十字型钢的下端的四面均设有若干上螺栓孔，下十字型钢的上端的四面均设有若干下螺栓孔，二拼接角钢的上下两端均设有若干拼接螺栓孔，高强螺栓通过该拼接角钢的上端的拼接螺栓孔中的至少之一及下端的拼接螺栓孔中的至少之一分别适配上述若干上螺栓孔的至少之一和上述若干下螺栓孔的至少之一，以将上十字型钢的下端与下十字型钢的上端拼接在一起并保证精确定位，若干上外伸纵筋和若干下外伸纵筋相互搭接并通过铁丝捆扎相连，上外伸纵筋和下外伸纵筋的搭接区域的长度为所述上外伸纵筋和所述下外伸纵筋的10～15倍，上述连接区域浇筑有超高性能混凝土，以将上型钢混凝土柱和下型钢混凝土柱连成一体，上型钢混凝土柱的周壁等间距开设有连通所述连接区域的至少四出浆通道，以保证超高性能混凝土浇筑密实。
2.如权利要求1所述的一种预制装配式型钢混凝土柱拼接节点结构，其特征在于：所述上螺栓孔、下螺栓孔和拼接螺栓孔的直径大于所述高强螺栓的直径1.5～2mm。
3.如权利要求1所述的一种预制装配式型钢混凝土柱拼接节点结构，其特征在于：所述上型钢混凝土柱的周壁等间距开设有连通所述连接区域的四出浆通道，以保证超高性能混凝土浇筑密实。
4.如权利要求1所述的一种预制装配式型钢混凝土柱拼接节点结构，其特征在于：所述出浆通道的直径小于相邻二上外伸纵筋的净距。
5.权利要求1至4中任一权利要求所述的一种预制装配式型钢混凝土柱拼接节点结构的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)在工厂预制上型钢混凝土柱和下型钢混凝土柱，预留好所述出浆通道，并确保上外伸纵筋及下外伸纵筋的外伸长度以满足搭接长度要求；
(2)将上十字型钢的下端的上螺栓孔及下十字型钢的上端的下螺栓孔与拼接角钢上的拼接螺栓孔对齐，随后插入高强螺栓并拧紧以对上型钢混凝土柱和下型钢混凝土柱进行定位，并利用铁丝将对应的上外伸纵筋和下外伸纵筋进行绑扎连接；
(3)将若干钢模板的上部及下部各预先开若干通孔，通过高强螺钉将若干钢模板固定在上型钢混凝土柱和下型钢混凝土柱的外壁面，其中一钢模板的中部设有至少一灌浆口，该灌浆口上设有一灌浆连接固定机构；
(4)将灌浆机构与灌浆连接固定机构相连，通过灌浆机构向所述连接区域内浇筑超高性能混凝土，待上述出浆通道均均匀冒浆时，停止浇筑，并用蜡封住出浆通道，拆除灌浆机构，并封堵所述至少一灌浆口；
(5)待浇筑后至少24h，拆除若干钢模板，即成。
6.如权利要求5所述的施工方法，其特征在于：所述灌浆连接固定机构包括设于灌浆口上方的一上滑槽、设于灌浆口下方的一下滑槽和滑动设置在该上滑槽和下滑槽内的一封口板，该灌浆连接固定机构具有一第一状态和一第二状态，当处于第一状态时，封口板封闭灌浆口，当处于第二状态时，封口板远离灌浆口使灌浆口打开。
7.如权利要求6所述的施工方法，其特征在于：所述灌浆机构包括一灌浆管，该灌浆管的一端呈漏斗状，另一端的边缘向外延伸形成一端板，该端板滑动适配于所述上滑槽和下滑槽内。
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