CN110258816B - 可调旋转式预制混凝土外挂墙板与钢梁连接承重节点结构及施工方法 - Google Patents
可调旋转式预制混凝土外挂墙板与钢梁连接承重节点结构及施工方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种可调旋转式预制混凝土外挂墙板与钢梁连接承重节点结构及施工方法，节点结构包括预制混凝土外挂墙板，预制混凝土外挂墙板通过钢牛腿结构与主体结构连接；钢牛腿结构包括钢牛腿本体，其竖向钢板与预制混凝土外挂墙板平行，在竖向钢板与横向底板垂直的中心线两侧对称开设U型凹槽、圆孔，在U型凹槽内安装可旋转连接结构，圆孔内安装水平定位结构；钢牛腿本体的横向底板开设大圆孔，其内安装承重结构，在混凝土楼板内设有预埋结构，承重结构通过预埋结构与钢梁固定；本发明受力简单明确，预制混凝土外挂墙板的标高及水平面位置可调节，便于现场施工安装。
Description
技术领域
本发明涉及一种可调旋转式预制混凝土外挂墙板与钢梁连接承重节点结构及施工方法，属于装配式结构技术领域。
背景技术
预制混凝土外挂墙板适用于工业与民用建筑的外墙工程，近几年，随着装配式建筑的发展，其在国内也得到了一定程度的应用。
按照运动模式的不同，预制混凝土外挂墙板可分为旋转式、平移式、固定式；其中旋转式外挂墙板在风荷载或地震作用下，外挂墙板会发生平面内旋转，外挂墙板能释放自身温度作用产生的节点内力，并适应主体结构的变形，从而不产生附加内力；点支承外挂墙板具有墙板构件和连接节点受力明确，能完全适应主体结构变形，施工安装简便且精度和质量可控等优点。
因此旋转式外挂墙板被广泛应用于办公类公共建筑，旋转式外挂墙板一般下部节点作为承重节点且同时在平面外对墙板应有拉结作用，防止墙板脱落，上部节点仅作为拉结节点，不承受重力荷载，这就容易出现预制混凝土外挂墙板在旋转时对节点变形不均匀，无法满足其变形需求的问题。
发明内容
本发明提供一种可调旋转式预制混凝土外挂墙板与钢梁连接承重节点结构及施工方法，受力简单明确，预制混凝土外挂墙板的标高及水平面位置可调节，便于现场施工安装。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种可调旋转式预制混凝土外挂墙板与钢梁连接承重节点结构，包括预制混凝土外挂墙板，预制混凝土外挂墙板通过钢牛腿结构与主体结构连接；
前述的钢牛腿结构包括钢牛腿本体，其竖向钢板与预制混凝土外挂墙板平行，在竖向钢板与横向底板垂直的中心线两侧对称开设U型凹槽、圆孔，在U型凹槽内安装可旋转连接结构，圆孔内安装水平定位结构；
钢牛腿本体的横向底板开设大圆孔，其内安装承重结构，在混凝土楼板内设有预埋结构，承重结构通过预埋结构与钢梁固定；
作为本发明的进一步优选，在预制混凝土外挂墙板与钢牛腿结构相邻的侧壁内安装墙板预埋钢板，预埋螺栓连接件埋设在预制混凝土外挂墙板内，且与墙板预埋钢板内侧通过焊接垂直布设；
C型锚固钢筋的两个开口端通过焊接对称固定在墙板预埋钢板内侧，连接件水平锚固钢筋穿插经过预埋螺栓连接件；
可旋转连接结构包括拉结螺栓，其一端穿过钢牛腿本体竖向钢板的U型凹槽内，同时在U型凹槽内顺次铺设U型垫片、垫板，U型垫片与钢牛腿本体的竖向钢板焊接，其另一端插设连接在预埋螺栓连接件内，拉结螺栓通过拉结螺母固定，拉结螺母与垫板相抵并焊接连接；
作为本发明的进一步优选，前述的水平定位结构包括水平定位螺栓，其一端穿过圆孔，另一端与墙板预埋钢板相抵；
作为本发明的进一步优选，前述的承重结构包括通过角焊缝焊接在钢牛腿本体横向底板底部的连接件，连接件内开设贯通连接件圆孔，其与大圆孔同轴开设；
还包括承重螺栓，在连接件圆孔内开设与承重螺栓匹配的螺纹；
还包括槽钢，其固定在混凝土楼板表面，在槽钢的翼缘开设槽钢圆孔，承重螺栓的一端顺次穿过连接件、横向底板的大圆孔，通过承重螺母固定，其另一端插设在槽钢圆孔内，其中，槽钢圆孔的直径大于承重螺栓的直径，横向底板上的大圆孔直径大于承重螺栓的直径；
作为本发明的进一步优选，前述的预埋结构包括楼板预埋钢板，其埋设在楼板与钢牛腿本体相邻的侧壁内，且楼板预埋钢板的表面与槽钢接触并焊接连接，至少一根楼板预埋钢筋同时与楼板预埋钢板、钢梁的上翼缘垂直连接；
作为本发明的进一步优选，槽钢圆孔的直径大于承重螺栓的直径5mm，在承重螺栓插设在槽钢圆孔内的一端上套设圆形挡板；
横向底板上的大圆孔直径大于承重螺栓的直径5mm；
作为本发明的进一步优选，拉结螺栓套设拉结螺母的一端同时套设垫板，垫板表面安装拉结螺母；
一种可调旋转式预制混凝土外挂墙与钢梁连接承重节点结构的施工方法，包括以下步骤：
第一步：前期施工准备，在钢牛腿本体的横向底板底部通过角焊缝焊接连接件，在连接件内开设贯通的连接件圆孔，且连接件圆孔与横向底板的大圆孔同轴设置，在连接件圆孔内布设与承重螺栓匹配的螺纹，槽钢内开设槽钢圆孔，且槽钢的底部与埋设在混凝土楼板内的楼板预埋钢板通过角焊缝焊接固定，
钢牛腿本体的竖向钢板上以与其横向底板垂直的中心线为基准，对称开设U型凹槽、圆孔，
在预制混凝土外挂墙板内埋设预埋螺栓连接件；
第二步：吊装施工，将预制混凝土外挂墙板吊装就位，槽钢圆孔与横向底板的大圆孔同轴对应，承重螺栓的一端顺次旋入连接件、横向底板的大圆孔，其另一端插入槽钢圆孔，在承重螺栓的另一端上同时套设圆形挡板；
第三步，定位调整，通过旋转承重螺栓控制预制混凝土外挂墙板的标高，使其达到设计要求，在竖向钢板的圆孔内旋入水平定位螺栓，通过旋转水平定位螺栓控制预制混凝土外挂墙板与主体结构之间的水平距离；
第四步：拉结螺栓一端穿过钢牛腿本体竖向钢板的U型凹槽内，其另一端旋入预埋螺栓连接件内，同时在U型凹槽内顺次铺设U型垫片、垫板，U型垫片与钢牛腿本体的竖向钢板焊接，拉结螺栓通过拉结螺母固定，拉结螺母与垫板相抵并焊接连接。
通过以上技术方案，相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
1、本发明承重螺栓与主体结构的钢梁之间可实现上下自由移动，实现了预制混凝土外挂墙板在旋转时对节点变形的需求；
2、设置了圆形挡板，避免预制混凝土外挂墙板在旋转时将承重螺栓拉出；
3、将拉结螺栓与承重螺栓置于同一个节点结构中，构造简单，兼顾竖向、水平方向的受力需求；
4、预制混凝土外挂墙板在吊装时，通过承重螺栓、水平定位螺栓的设置，使得竖向标高和水平定位均可现场调节，对施工误差具有较大的容许度。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的优选实施例的整体结构示意图；
图2是本发明的优选实施例的整体结构俯视图；
图3是本发明的优选实施例的钢牛腿结构的示意图；
图4是本发明的优选实施例的预埋连接件的结构示意图，其中，4a是其俯视图，4b是其侧视图。
图中：1为预制混凝土外挂墙板，2为钢牛腿本体，3为钢梁，4为槽钢，5为连接件，6为承重螺栓，7为承重螺母，8为圆形挡板，9为混凝土楼板，10为楼板预埋钢筋，11为楼板预埋钢板，12为墙板预埋钢板，13为预埋螺栓连接件，14为连接件水平锚固钢筋，15为C型锚固钢筋，16为拉结螺栓，17为U型垫片，18为垫板，19为拉结螺母，20为水平定位螺栓。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-图4所示，本发明包括以下特征部件：1为预制混凝土外挂墙板，2为钢牛腿本体，3为钢梁，4为槽钢，5为连接件，6为承重螺栓，7为承重螺母，8为圆形挡板，9为混凝土楼板，10为楼板预埋钢筋，11为楼板预埋钢板，12为墙板预埋钢板，13为预埋螺栓连接件，14为连接件水平锚固钢筋，15为C型锚固钢筋，16为拉结螺栓，17为U型垫片，18为垫板，19为拉结螺母，20为水平定位螺栓。
图1所示，本发明的一种可调旋转式预制混凝土外挂墙板与钢梁连接承重节点结构，包括预制混凝土外挂墙板，预制混凝土外挂墙板通过钢牛腿结构与主体结构连接；
实施例1：
图2所示，前述的钢牛腿结构包括钢牛腿本体，其竖向钢板与预制混凝土外挂墙板平行，在竖向钢板与横向底板垂直的中心线两侧对称开设U型凹槽、圆孔，在U型凹槽内安装可旋转连接结构，圆孔内安装水平定位结构；
在预制混凝土外挂墙板与钢牛腿结构相邻的侧壁内安装墙板预埋钢板，预埋螺栓连接件埋设在预制混凝土外挂墙板内，且与墙板预埋钢板内侧通过焊接垂直布设；
C型锚固钢筋的两个开口端通过焊接对称固定在墙板预埋钢板内侧，连接件水平锚固钢筋穿插经过预埋螺栓连接件；
可旋转连接结构包括拉结螺栓，其一端穿过钢牛腿本体竖向钢板的U型凹槽内，同时在U型凹槽内顺次铺设U型垫片、垫板，U型垫片与钢牛腿本体的竖向钢板焊接，其另一端插设连接在预埋螺栓连接件内，拉结螺栓通过拉结螺母固定，拉结螺母与垫板相抵并焊接连接；
水平定位结构包括水平定位螺栓，其一端穿过圆孔，另一端与墙板预埋钢板相抵；
旋转水平定位螺栓，可以调整预制混凝土外挂墙板与主体结构水平方向的距离，可以减少施工过程中的误差；
拉结螺栓套设拉结螺母的一端同时套设垫板，垫板表面安装拉结螺母；
实施例2：
图3所示，钢牛腿本体的横向底板开设大圆孔，其内安装承重结构，在混凝土楼板内设有预埋结构，承重结构通过预埋结构与钢梁固定；
承重结构包括通过角焊缝焊接在钢牛腿本体横向底板底部的连接件，连接件内开设贯通连接件圆孔，其与大圆孔同轴开设；
还包括承重螺栓，在连接件圆孔内开设与承重螺栓匹配的螺纹；
还包括槽钢，其固定在混凝土楼板表面，在槽钢的翼缘开设槽钢圆孔，承重螺栓的一端顺次穿过连接件、横向底板的大圆孔，通过承重螺母固定，其另一端插设在槽钢圆孔内，其中，槽钢圆孔的直径大于承重螺栓的直径，横向底板上的大圆孔直径大于承重螺栓的直径；
通过旋转承重螺母，控制预制混凝土外挂墙板的标高，使其达到设计要求；
图4所示，前述的预埋结构包括楼板预埋钢板，其埋设在楼板与钢牛腿本体相邻的侧壁内，且楼板预埋钢板的表面与槽钢接触，至少一根楼板预埋钢筋同时与楼板预埋钢板、钢梁的上翼缘垂直连接；
上述描述中，槽钢圆孔的直径大于承重螺栓的直径5mm，在承重螺栓插设在槽钢圆孔内的一端上套设圆形挡板；
横向底板上的大圆孔直径大于承重螺栓的直径5mm；
实施例3：
本申请的节点结构具体的施工过程，包括以下步骤：
第一步：前期施工准备，在钢牛腿本体的横向底板底部通过角焊缝焊接连接件，在连接件内开设贯通的连接件圆孔，且连接件圆孔与横向底板的大圆孔同轴设置，在连接件圆孔内布设与承重螺栓匹配的螺纹，槽钢内开设槽钢圆孔，且槽钢的底部与埋设在混凝土楼板内的楼板预埋钢板通过角焊缝焊接固定，
钢牛腿本体的竖向钢板上以与其横向底板垂直的中心线为基准，对称开设U型凹槽、圆孔，
在预制混凝土外挂墙板内埋设预埋螺栓连接件；
第二步：吊装施工，将预制混凝土外挂墙板吊装就位，槽钢圆孔与横向底板的大圆孔同轴对应，承重螺栓的一端顺次旋入连接件、横向底板的大圆孔，其另一端插入槽钢圆孔，在承重螺栓的另一端上同时套设圆形挡板；
第三步，定位调整，通过旋转承重螺栓控制预制混凝土外挂墙板的标高，使其达到设计要求，在竖向钢板的圆孔内旋入水平定位螺栓，通过旋转水平定位螺栓控制预制混凝土外挂墙板与主体结构之间的水平距离；
第四步：拉结螺栓一端穿过钢牛腿本体竖向钢板的U型凹槽内，其另一端旋入预埋螺栓连接件内，同时在U型凹槽内顺次铺设U型垫片、垫板，U型垫片与钢牛腿本体的竖向钢板焊接，拉结螺栓通过拉结螺母固定，拉结螺栓与垫板相抵并焊接连接。
本申请与传统做法相比，拉结螺栓与承重螺栓统一于一个节点中，构造简单，兼顾竖向及水平向的受力需求，受力均衡；承重螺栓与主体钢梁之间可上下自由移动，同时设置了挡板避免承重螺栓拉出，实现了预制混凝土外挂墙板旋转时对节点的变形需求；预制混凝土外挂墙板吊装时，竖向标高和水平向位均可现场调节，对施工误差具有较大的容许度。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本申请中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。
本申请中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (6)
1.一种可调旋转式预制混凝土外挂墙板与钢梁连接承重节点结构，包括预制混凝土外挂墙板，其特征在于：预制混凝土外挂墙板通过钢牛腿结构与主体结构连接；
前述的钢牛腿结构包括钢牛腿本体，其竖向钢板与预制混凝土外挂墙板平行，在竖向钢板与横向底板垂直的中心线两侧对称开设U型凹槽、圆孔，在U型凹槽内安装可旋转连接结构，圆孔内安装水平定位结构；
钢牛腿本体的横向底板开设大圆孔，其内安装承重结构，在混凝土楼板内设有预埋结构，承重结构通过预埋结构与钢梁固定；
在预制混凝土外挂墙板与钢牛腿结构相邻的侧壁内安装墙板预埋钢板，预埋螺栓连接件埋设在预制混凝土外挂墙板内，且与墙板预埋钢板内侧通过焊接垂直布设；
C型锚固钢筋的两个开口端通过焊接对称固定在墙板预埋钢板内侧，连接件水平锚固钢筋穿插经过预埋螺栓连接件；
可旋转连接结构包括拉结螺栓，其一端穿过钢牛腿本体竖向钢板的U型凹槽内，同时在U型凹槽内顺次铺设U型垫片、垫板，U型垫片与钢牛腿本体的竖向钢板焊接，其另一端插设连接在预埋螺栓连接件内，拉结螺栓通过拉结螺母固定，拉结螺母与垫板相抵并焊接连接；
前述的承重结构包括通过角焊缝焊接在钢牛腿本体横向底板底部的连接件，连接件内开设贯通连接件圆孔，其与大圆孔同轴开设；
还包括承重螺栓，在连接件圆孔内开设与承重螺栓匹配的螺纹；
还包括槽钢，其固定在混凝土楼板表面，在槽钢的翼缘开设槽钢圆孔，承重螺栓的一端顺次穿过连接件、横向底板的大圆孔，通过承重螺母固定，其另一端插设在槽钢圆孔内，其中，槽钢圆孔的直径大于承重螺栓的直径，横向底板上的大圆孔直径大于承重螺栓的直径。
2.根据权利要求1所述的可调旋转式预制混凝土外挂墙板与钢梁连接承重节点结构，其特征在于：前述的水平定位结构包括水平定位螺栓，其一端穿过圆孔，另一端与墙板预埋钢板相抵。
3.根据权利要求1所述的可调旋转式预制混凝土外挂墙板与钢梁连接承重节点结构，其特征在于：前述的预埋结构包括楼板预埋钢板，其埋设在楼板与钢牛腿本体相邻的侧壁内，且楼板预埋钢板的表面与槽钢接触并焊接连接，至少一根楼板预埋钢筋同时与楼板预埋钢板、钢梁的上翼缘垂直连接。
4.根据权利要求1所述的可调旋转式预制混凝土外挂墙板与钢梁连接承重节点结构，其特征在于：槽钢圆孔的直径大于承重螺栓的直径5mm，在承重螺栓插设在槽钢圆孔内的一端上套设圆形挡板；
横向底板上的大圆孔直径大于承重螺栓的直径5mm。
5.根据权利要求1所述的可调旋转式预制混凝土外挂墙板与钢梁连接承重节点结构，其特征在于：拉结螺栓套设拉结螺母的一端同时套设垫板，垫板表面安装拉结螺母。
6.一种可调旋转式预制混凝土外挂墙与钢梁连接承重节点结构的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
第一步：前期施工准备，在钢牛腿本体的横向底板底部通过角焊缝焊接连接件，在连接件内开设贯通的连接件圆孔，且连接件圆孔与横向底板的大圆孔同轴设置，在连接件圆孔内布设与承重螺栓匹配的螺纹，槽钢内开设槽钢圆孔，且槽钢的底部与埋设在混凝土楼板内的楼板预埋钢板通过角焊缝焊接固定，
钢牛腿本体的竖向钢板上以与其横向底板垂直的中心线为基准，对称开设U型凹槽、圆孔，
在预制混凝土外挂墙板内埋设预埋螺栓连接件；
第二步：吊装施工，将预制混凝土外挂墙板吊装就位，槽钢圆孔与横向底板的大圆孔同轴对应，承重螺栓的一端顺次旋入连接件、横向底板的大圆孔，其另一端插入槽钢圆孔，在承重螺栓的另一端上同时套设圆形挡板；
第三步，定位调整，通过旋转承重螺栓控制预制混凝土外挂墙板的标高，使其达到设计要求，在竖向钢板的圆孔内旋入水平定位螺栓，通过旋转水平定位螺栓控制预制混凝土外挂墙板与主体结构之间的水平距离；
第四步：拉结螺母一端穿过钢牛腿本体竖向钢板的U型凹槽内，其另一端旋入预埋螺栓连接件内，同时在U型凹槽内顺次铺设U型垫片、垫板，U型垫片与钢牛腿本体的竖向钢板焊接，拉结螺栓通过拉结螺母固定，拉结螺母与垫板相抵并焊接连接。
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