CN109680811A - 一种装配式建筑预制型钢柱节点连接结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种装配式建筑预制型钢柱节点连接结构及其施工方法，包括预制型钢柱和预制梁；所述预制型钢柱包括N层预制型钢柱和N+1层预制型钢柱；所述N层预制钢柱和N+1层预制钢柱均包括矩形的混凝土柱体、型钢、柱竖向钢筋和钢埋板；所述N层预制型钢柱和N+1层预制型钢柱、预制梁之间的区域为节点连接区域；所述节点连接区域包括核心区域和节点区域；所述核心区域和节点区域先后浇筑成型；所述N层预制型钢和N+1层预制型钢的型钢和钢埋板均对应设置且在节点区域焊接为一体。本发明将相邻两层的预制型钢柱的连接节点位置由于预制梁交接的核心区域提高至核心区域以上，有效解决了预制型钢柱在预制梁铰接的核心区域内施工困难的问题。
Description
技术领域
本发明涉及装配式建筑技术领域，具体涉及一种装配式建筑预制型钢柱节点连接结构及其施工方法。
背景技术
在建筑行业的发展过程中，装配式建筑的运用越来越广泛。传统的型钢混凝土柱的型钢连接节点是在梁与柱交接的核心区。如果装配式建筑预制型钢柱的型钢连接节点仍然在预制梁交接的核心区内梁柱纵横钢筋很多，既不利于预制型钢柱焊接施工，也不利于预制型钢柱安装过程的稳定性，最终无法体现装配式建筑的建造优势。
发明内容
本发明针对现有技术，提供了一种装配式建筑预制型钢柱节点连接结构及其施工方法，将相邻两层的预制型钢柱的连接节点位置由于预制梁交接的核心区域提高至核心区域以上，并将节点区域和核心区域采用分次浇筑成型，有效解决了预制型钢柱在预制梁铰接的核心区域内施工困难的问题。
本发明通过下述技术方案实现：所述一种装配式建筑预制型钢柱节点连接结构，包括预制型钢柱和搭设在预制型钢柱上端四条边上的预制梁；所述预制型钢柱包括竖直设置的N层预制型钢柱和位于N层预制型钢柱上方且与N层预制型钢柱连接的N+1层预制型钢柱。
所述N层预制型钢柱包括矩形的N层混凝土柱体、位于N层混凝土柱体中心的N层型钢、位于N层混凝土柱体四个角的多根N层柱竖向钢筋、位于N层混凝土柱体一侧面的N层钢埋板；N层柱竖向钢筋和N层型钢均穿出N层混凝土柱体的上端面且高于预制梁的上表面；所述N+1层预制型钢柱包括矩形的N+1层混凝土柱体、位于N+1层混凝土柱体中心的N+1层型钢、位于N+1层混凝土柱体四个角的多根N层柱竖向钢筋、位于N+1层混凝土柱体一侧面的N+1层钢埋板；N+1层型钢和N+1层钢埋板均穿出N+1层混凝土柱体的下端面。
所述N层预制型钢柱和N+1层预制型钢柱、预制梁之间的区域为节点连接区域；所述节点连接区域包括预制梁和N层预制型钢柱围成的核心区域和N+1层混凝土柱体下端面到预制梁上表面的柱形的节点区域；所述核心区域和节点区域先后浇筑成型；所述N层型钢与N+1层型钢对应设置且焊接为一体，所述N层钢埋板与N+1层钢埋板对应设置且焊接为一体；
所述N为大于等于1的正整数。
所述核心区域和节点区域分次浇筑成型，所述核心区域先浇筑成型，使预制梁和N层预制型钢柱连接为一体，提高节点区域施工浇筑过程中的自身稳定性，使其安全可靠，有效解决了预制梁在连接节点浇筑完成之前，用于支撑预制梁的钢管扣件支撑架体和预制型关注、预制梁、位于预制梁之间的叠合板均没有形成可靠的整体结构，导致稳定性差的问题。
进一步地，所述N+1层型钢伸出所述N+1层混凝土柱体下端面400mm；所述N层型钢伸出所述N层混凝体柱体上端面且高出预制梁所在楼层标高400mm。
进一步地，所述N层柱竖向钢筋的直径为d；所述N层柱竖向钢筋均高出预制梁所在楼层标高800mm+8d；8d用于N+1层灌浆套筒连接后注浆密实。
进一步地，所述N+1层钢埋板向下伸出混凝土柱体下端面800mm。
进一步地，所述N+1层钢埋板伸出所述N+1层混凝土柱体下端面部分焊接有多个相互平行的U型箍筋，所述U型箍筋与所述N+1层钢模板围成可套设在N层柱竖向钢筋外侧的环形区域；所述N层预制钢柱和N+1层预制钢柱与预制梁通过现场浇筑混凝土连接为一体。
进一步地，所述N层柱竖向钢筋高于N层混凝土柱体的上端面的长度大于N层型钢高于N层混凝土柱体上端面的长度。所述N+1层预制型钢柱还包括预埋在N+1层混凝土柱体下端四个角的多个竖向设置的N+1层灌浆套筒；所述N层预制型钢柱还包括预埋在N层混凝土柱体下端四个角的多个竖向设置的N层灌浆套筒；所述N层柱竖向钢筋与N+1层灌浆套筒一对一对应设置，且所述N层柱竖向钢筋伸入N+1层灌浆套筒内与N+1层灌浆套筒连接；所述N+1层灌浆套筒采用灌浆料注浆密实。
进一步地，所述节点区域采用节点模板封闭，所述节点区域采用细石混凝土或者灌浆料填充密实。
进一步地，所述节点模板侧面设置有用于浇筑细石混凝土或者高强灌浆料的簸箕状的簸箕口，便于细石混凝土或灌浆料注入节点模板内，便于浇筑。
进一步地，所述预制梁内均设置有沿预制梁延伸的预制梁钢筋，搭设在预制型钢柱四边的四根预制梁的预制梁钢筋在节点连接区域错位交叉，避免预制梁的预制梁钢筋在核心区域相互干扰。
本发明还公开了一种装配式建筑预制型钢柱节点连接结构的施工方法，其主要包括以下步骤：
S1）吊装N层预制型钢柱；沿N层预制型钢柱搭设钢管扣件支撑架体；将预制梁和叠合板安装在钢管扣件支撑架体上，并使预制梁的两端分别搭在左右或前后相邻的两个N层预制型钢柱的上端的边上；
S2）采用混凝土对核心区域进行混凝土浇筑；
S3）吊装N+1层预制型钢柱，使N+1层预制型钢柱和N层预制型钢柱上下对应设置，N层型钢和N+1层型钢在一条线上；N层钢埋板和N+1层钢埋板对应在同一竖直的平面上；N层柱竖向钢筋伸入N+1层灌浆套筒的长度为8d。
S4）在伸出N+1层混凝土柱体下端面的钢埋板上焊接多个相互平行的U型箍筋，所述U型箍筋与N+1层钢埋板形成的环形套设在N层柱竖向钢筋外侧面上；
S5）安装节点模板，并采用细石混凝土或高强灌浆料进行填充密实；
S6）在节点模板和N+1层混凝土柱体下端面之间已预制安装的N+1层灌浆套筒注浆密实，完成装配式建筑预制型钢柱节点连接结构的施工。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
（1）本发明所提供的一种装配式建筑预制型钢柱节点连接结构及其施工方法，将相邻两层的预制型钢柱的连接节点位置由于预制梁交接的核心区域提高至核心区域以上，有效解决了预制型钢柱在预制梁交接的核心区域内施工困难的问题，避免了由于预制梁钢筋在核心区域交叉、柱竖向钢筋、核心区域空间小等问题造成的在核心区域内相邻预制型钢柱的型钢焊接困难这一问题。
（2）本发明所提供的一种装配式建筑预制型钢柱节点连接结构及其施工方法，所述核心区域和节点区域分两次浇筑成型，所述核心区域先浇筑成型，使预制梁和N层预制型钢柱连接为一体，提高节点区域施工浇筑过程中的自身稳定性，使其安全可靠，有效解决了预制梁在连接节点浇筑完成之前，用于支撑预制梁的钢管扣件支撑架体和预制型关注、预制梁、位于预制梁之间的叠合板均没有形成可靠的整体结构，导致稳定性差的问题。
附图说明
图 1为本发明中N层预制型钢柱及预制梁安装结构示意图；
图 2为本发明中图1中预制型钢柱俯视图；
图 3为本发明中叠合板安装示意图；
图4为本发明中梁柱交接核心区混凝浇筑图；
图 5为本发明中N+1层预制型钢柱安装图；
图 6为本发明中图5中N+1层型钢柱下端结构示意图；
图7为本发明中预留有簸箕口的节点模板安装示意图；
图 8本发明中预制型钢柱节点混凝土浇筑图；
图9本发明中N+1层柱竖向钢筋与N层柱竖向钢筋连接结构示意图；
其中1—N层预制型钢柱，2—N+1层预制型钢柱，3—钢管扣件支撑架，4—预制梁，5—叠合板，61—N层型钢，62—N+1层型钢，71—N层混凝土柱体，72—N+1层混凝土柱体，81—N层钢埋板，82—N+1层钢埋板，9—U型箍筋，10—N+1层灌浆套筒，11—预制梁钢筋，121—N层柱竖向钢筋，122—N+1层柱竖向钢筋，13—节点模板，14—簸箕口，15—核心区域，16—节点区域。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
在本发明中，所述预制梁4和预制型钢柱四周架设用于支撑预制梁4和预制型钢柱的钢管扣件支撑架3；所述相邻且相互垂直的预制梁4之间设置有叠合板5，作为楼板。所述预制梁4水平设置，所述预制型钢柱竖直设置。
如图1~9所示，一种装配式建筑预制型钢柱节点连接结构，包括预制型钢柱和搭设在预制型钢柱上端四条边上的预制梁4；所述预制型钢柱包括竖直设置的N层预制型钢柱1和位于N层预制型钢柱1上方且与N层预制型钢柱1连接的N+1层预制型钢柱2。
所述N层预制型钢柱1包括矩形的N层混凝土柱体71、位于N层混凝土柱体71中心的N层型钢61、位于N层混凝土柱体71四个角的多根N层柱竖向钢筋121、位于N层混凝土柱体71一侧面的N层钢埋板81；N层柱竖向钢筋121和N层型钢61均穿出N层混凝土柱体71的上端面且高于预制梁4的上表面；所述N+1层预制型钢柱2包括矩形的N+1层混凝土柱体72、位于N+1层混凝土柱体72中心的N+1层型钢62、位于N+1层混凝土柱体72四个角的多根N层柱竖向钢筋121、位于N+1层混凝土柱体72一侧面的N+1层钢埋板82；N+1层型钢62和N+1层钢埋板82均穿出N+1层混凝土柱体72的下端面。
所述N层预制型钢柱1和N+1层预制型钢柱2、预制梁4之间的区域为节点连接区域；所述节点连接区域包括预制梁4和N层预制型钢柱1围成的核心区域和N+1层混凝土柱体72下端面到预制梁4上表面的柱形的节点区域；所述核心区域和节点区域先后浇筑成型；所述N层型钢61与N+1层型钢62对应设置且焊接为一体，所述N层钢埋板81与N+1层钢埋板82对应设置且焊接为一体；
所述N为大于等于1的正整数。
所述N层混凝土柱体71中的N层柱竖向钢筋121伸出N层混凝土柱体71上端的长度大于N层型钢61的长度；所述N+1层预制型钢柱2还包括预埋在N+1层混凝土柱体72下端四个角的多个竖向设置的N+1层灌浆套筒10；所述N层预制型钢柱1还包括预埋在N层混凝土柱体71下端四个角的多个竖向设置的N层灌浆套筒；所述N层柱竖向钢筋121与N+1层灌浆套筒10一对一对应设置，且所述N层柱竖向钢筋121伸入N+1层灌浆套筒10内与N+1层灌浆套筒10连接；所述N+1层灌浆套筒10采用灌浆料注浆密实。
所述N+1层预制型钢柱2对应竖直设置在N层预制型钢柱1的上方，使N+1型钢和N层型钢61在一条直线上。优选地，所述N+1层预制型钢柱2和N层预制型钢柱1的柱竖向钢筋在每一个角上均呈直角等边三角形排列。
所述核心区域15和节点区域16分次浇筑成型，所述核心区域15先浇筑成型，使预制梁4和N层预制型钢柱1连接为一体，提高节点区域16施工浇筑过程中的自身稳定性，使其安全可靠，有效解决了预制梁4在连接节点浇筑完成之前，用于支撑预制梁4的钢管扣件支撑架3和预制型钢柱、预制梁4、位于预制梁4之间的叠合板5均没有形成可靠的整体结构，导致稳定性差的问题。
N+1层钢埋板82伸出所述N+1层混凝土柱体72下端面的部分上焊接有多个相互平行的U型箍筋9，所述U型箍筋9与所述N+1层钢模板围成可套设在N层柱竖向钢筋121外侧的环形区域；所述N层预制型钢柱1和N+1层预制型钢柱2与预制梁4通过现场浇筑混凝土连接为一体，即所述N层混凝土柱体71、N层柱竖向钢筋121、U型箍筋9、N+1层柱竖向钢筋122、N+1层混凝土柱体72与预制梁4通过现场浇筑混凝土连接为一体。
所述节点区域16采用节点模板13封闭，所述节点区域16采用细石混凝土或者灌浆料填充密实。所述节点模板13位于N+1层灌浆套筒10下方，先将节点模板13封闭节点区域16，使N层型钢61和N+1层型钢62的连接处位于节点模板13封闭区域内，但N层柱竖向钢筋121和N+1层柱竖向钢筋122的连接点并不在节点模板13的封闭区域内，采用细石混凝土或者灌浆料填充密实，再将已套设在N层柱竖向钢筋121和N+1层柱竖向钢筋122的连接点外N+1层灌浆套筒10灌浆浇筑密实，使整个节点区域16封闭，得到浇筑完成的连接节点。
所述节点模板13侧面设置有用于浇筑细石混凝土或者高强灌浆料的簸箕状的簸箕口14，便于细石混凝土或灌浆料注入节点模板13内，便于浇筑。
所述预制梁4内均设置有沿预制梁4延伸的预制梁钢筋11，搭设在预制型钢柱四边的四根预制梁4的预制梁钢筋11在节点连接区域错位交叉，避免预制梁4的预制梁钢筋11在核心区域15相互干扰。
本发明所述的装配式建筑预制型钢柱节点连接结构的施工方法，包括以下步骤：
S1：吊装N层预制型钢柱1；沿N层预制型钢柱1搭设钢管扣件支撑架3；将预制梁4和叠合板5安装在钢管扣件支撑架3上，并使预制梁4的两端分别搭在左右或前后相邻的两个N层预制型钢柱1的上端的边上；
S2：采用混凝土对核心区域15进行混凝土浇筑；
S3：吊装N+1层预制型钢柱2，使N+1层预制型钢柱2和N层预制型钢柱1上下对应设置，N层型钢61和N+1层型钢62在一条线上；N层钢埋板81和N+1层钢埋板82对应在同一竖直的平面上；
S4：在伸出N+1层混凝土柱体72下端面的钢埋板上焊接多个相互平行的U型箍筋9，所述U型箍筋9与N+1层钢埋板82形成的环形套设在N层柱竖向钢筋121外侧面上；
S5：安装节点模板13，并采用细石混凝土或高强灌浆料进行填充密实；
S6：在节点模板13和N+1层混凝土柱体72下端面之间已预制安装的N+1层灌浆套筒10，注浆密实，完成装配式建筑预制型钢柱节点连接结构的施工。
在步骤S3中，由于N+1层预制型钢柱2下端的N+1层钢埋板82超过N+1层混凝土主体下端面，为防止N+1层钢埋板82在预制型钢柱吊装过程中变形，吊装设备需要即可进行水平吊装也可以进行竖向吊装，并且可以将水平吊装改为竖向吊装。根据吊装重量、半径、高度，吊装设备可选用三一重工STC1000c汽车起重机。
在吊装N层预制型钢柱1之前，还包括S0：绘制预制型钢柱图纸，并标注预制型钢柱的型钢型号、型钢高度、混凝土截面高度、柱竖向钢筋型号及长度、灌浆套筒型号、钢埋板尺寸等，并根据预制型钢柱图纸预制生产预制型钢柱、灌浆套筒、钢埋板等。
施工中，所述N+1层型钢62伸出所述N+1层混凝土柱体72下端面400mm；所述N层型钢61伸出所述N层混凝土柱体71上端面且高出预制梁4所在楼层标高400mm。
所述N层柱竖向钢筋121的直径为d；所述N层柱竖向钢筋121均高出预制梁4所在楼层标高800mm+8d；8d用于N+1层灌浆套筒10连接后注浆密实，即N层柱竖向钢筋伸入N+1层灌浆套筒的长度为8d。
所述N+1层钢埋板82向下伸出N+1层混凝土柱体72下端面800mm。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种装配式建筑预制型钢柱节点连接结构，包括预制型钢柱和搭设在预制型钢柱上端四条边上的预制梁（4）；其特征在于：
所述预制型钢柱包括竖直设置的N层预制型钢柱（1）和位于N层预制型钢柱（1）上方且与N层预制型钢柱（1）连接的N+1层预制型钢柱（2）；
所述N层预制型钢柱（1）包括矩形的N层混凝土柱体（71）、位于N层混凝土柱体（71）中心的N层型钢（61）、位于N层混凝土柱体（71）四个角的多根N层柱竖向钢筋（121）、位于N层混凝土柱体（71）一侧面的N层钢埋板（81）；N层柱竖向钢筋（121）和N层型钢（61）均穿出N层混凝土柱体（71）的上端面且高于预制梁（4）的上表面；
所述N+1层预制型钢柱（2）包括矩形的N+1层混凝土柱体（72）、位于N+1层混凝土柱体（72）中心的N+1层型钢（62）、位于N+1层混凝土柱体（72）四个角的多根N层柱竖向钢筋（121）、位于N+1层混凝土柱体（72）一侧面的N+1层钢埋板（82）；N+1层型钢（62）和N+1层钢埋板（82）均穿出N+1层混凝土柱体（72）的下端面；
所述N层预制型钢柱（1）和N+1层预制型钢柱（2）、预制梁（4）之间的区域为节点连接区域；所述节点连接区域包括预制梁（4）和N层预制型钢柱（1）围成的核心区域（15）和N+1层混凝土柱体（72）下端面到预制梁（4）上表面的柱形的节点区域（16）；所述核心区域（15）和节点区域（16）先后浇筑成型；
N层型钢（61）与N+1层型钢（62）对应设置且焊接为一体，所述N层钢埋板（81）与N+1层钢埋板（82）对应设置且焊接为一体；
所述N为大于等于1的正整数。
2.根据权利要求1所述的一种装配式建筑预制型钢柱节点连接结构，其特征在于：所述N+1层型钢（62）伸出所述N+1层混凝土柱体（72）下端面400mm；所述N层型钢（61）伸出所述N层混凝土柱体（71）上端面且高出预制梁（4）所在楼层标高400mm。
3.根据权利要求2所述的一种装配式建筑预制型钢柱节点连接结构，其特征在于：所述N层柱竖向钢筋（121）的直径为d；所述N层柱竖向钢筋（121）均高出预制梁（4）所在楼层标高800mm+8d。
4.根据权利要求3所述的一种装配式建筑预制型钢柱节点连接结构，其特征在于：所述N+1层钢埋板（82）向下伸出N+1层混凝土柱体（72）下端面800mm。
5.根据权利要求1~4任一项所述的一种装配式建筑预制型钢柱节点连接结构，其特征在于： N+1层钢埋板（82）伸出所述N+1层混凝土柱体（72）下端面的部分焊接有多个相互平行的U型箍筋（9），所述U型箍筋（9）与所述N+1层钢模板围成可套设在N层柱竖向钢筋（121）外侧的环形区域；所述N层预制型钢柱（1）和N+1层预制型钢柱（2）与预制梁（4）通过现场浇筑混凝土连接为一体。
6.根据权利要求5所述的一种装配式建筑预制型钢柱节点连接结构，其特征在于：所述N+1层预制型钢柱（2）还包括预埋在N+1层混凝土柱体（72）下端四个角的多个竖向设置的N+1层灌浆套筒（10）；所述N层预制型钢柱（1）还包括预埋在N层混凝土柱体（71）下端四个角的多个竖向设置的N层灌浆套筒；所述N层柱竖向钢筋（121）与N+1层灌浆套筒（10）一对一对应设置，且所述N层柱竖向钢筋（121）伸入N+1层灌浆套筒（10）内与N+1层灌浆套筒（10）连接；所述N+1层灌浆套筒（10）采用灌浆料注浆密实。
7.根据权利要求5所述的一种装配式建筑预制型钢柱节点连接结构，其特征在于：所述节点区域（16）采用节点模板（13）封闭，所述节点区域（16）采用细石混凝土或者灌浆料填充密实。
8.根据权利要求7所述的一种装配式建筑预制型钢柱节点连接结构，其特征在于：所述节点模板（13）侧面设置有用于浇筑细石混凝土或者高强灌浆料的簸箕状的簸箕口（14）。
9.根据权利要求1~4、6~8任一项所述的一种装配式建筑预制型钢柱节点连接结构，其特征在于：所述预制梁（4）内均设置有沿预制梁（4）延伸的预制梁钢筋（11），搭设在预制型钢柱四边的四根预制梁（4）的预制梁钢筋（11）在节点连接区域错位交叉。
10.根据权利要求7所述的一种装配式建筑预制型钢柱节点连接结构的施工方法，其特征在于：具体包括以下步骤，
S1）吊装N层预制型钢柱（1）；沿N层预制型钢柱（1）搭设钢管扣件支撑架（3）；将预制梁（4）和叠合板（5）安装在钢管扣件支撑架（3）上，并使预制梁（4）的两端分别搭在左右或前后相邻的两个N层预制型钢柱（1）的上端的边上；
S2）采用混凝土对核心区域（15）进行混凝土浇筑；
S3）吊装N+1层预制型钢柱（2），使N+1层预制型钢柱（2）和N层预制型钢柱（1）上下对应设置，N层型钢和N+1层型钢在一条线上；N层钢埋板和N+1层钢埋板对应在同一竖直的平面上；
S4）在伸出N+1层预制型钢柱的混凝土柱体下端面的钢埋板上焊接多个相互平行的U型箍筋（9），所述U型箍筋（9）与钢埋板形成的环形套设在N层预制型钢柱的柱竖向钢筋（121）外侧面上；
S5）安装节点模板（13），并采用细石混凝土或高强灌浆料进行填充密实；
S6）在节点模板（13）和N+1层混凝土柱体（72）下端面之间已预制安装的N+1层灌浆套筒（10）注浆密实，完成装配式建筑预制型钢柱节点连接结构的施工。
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