CN110359580A - 预制装配式劲性混凝土柱构件节点连接结构及支护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预制装配式劲性混凝土柱构件节点连接结构及支护方法。该预制装配式劲性混凝土柱构件节点连接结构包括预制劲性混凝土柱，所述预制劲性混凝土柱的中间设置有带翼缘的十字型钢，十字型钢的四个转角处分别设有上下贯通的孔洞，所述预制装配式劲性混凝土柱构件外围一周设有按柱构件承受实际荷载而均匀布置的纵向受力钢筋，沿预制劲性混凝土柱外围一周设有的纵向受力钢筋在柱端面处连接钢筋焊接点。本发明可实现工厂化生产，现场装配化施工；在减轻柱构件自重的同时，方便管线的在预制柱内的敷设；针对柱构件节点混凝土浇筑设计出相配套的拼装钢模板，方便拆装。

Description

预制装配式劲性混凝土柱构件节点连接结构及支护方法

技术领域

本发明涉及一种混凝土柱构件节点连接结构及支护方法，特别涉及一种装配式劲性混凝土构件尤其相邻构件节点间的连接结构及支护方法。

背景技术

目前建筑结构通常采用的结构形式为钢结构或钢筋混凝土结构，钢结构存在用钢量大，防火性差，维修成本高等缺点，对于多高层大跨度建筑，由于钢结构构件截面相对钢筋混凝土构件截面偏小，结构整体稳定问题突出。钢筋混凝土结构施工工作量大，尤其对多高层结构，结构构件截面尺寸偏大，导致结构自重大，对地基承载力要求高。钢—混凝土(劲性混凝土)结构除了有钢结构承载力高、抗震性能强等优点之外还具有混凝土结构耐久性好等优点，同时该结构还具有良好的防火性能。随着建筑工业化发展，钢筋混凝土结构采用预制混凝土构件进行装配式施工，在提高施工速度的同时，避免了传统混凝土构件现场浇筑施工由于振捣不密实、受外界气候影响等因素影响而造成的混凝土质量问题。但目前作为钢—混凝土(劲性混凝土)结构中构件仍采用是传统的混凝土现场浇筑，一方面施工速度慢，不利于建筑工业化发展的趋势，另一方面对现场混凝土构件的质量难以控制和保证。

基于上述原因，为了配合建筑工业化的发展，采用一种预制装配式劲性混凝土构件，这样可以实现劲性混凝土构件工厂化生产，现场装配式施工，在保证劲性混凝土构件质量的同时，加快现场结构的施工速度，符合建筑工业化发展的趋势。但目前对装配式劲性混凝土构件尤其相邻构件节点间的连接研究很少有学者涉及，因此这成为一个亟待解决的问题。

发明内容

在充分利用钢—混凝土(劲性混凝土)结构的优越性的同时，为了控制和保证混凝土构件的质量，提高钢—混凝土(劲性混凝土)结构的施工速度，本发明提出了“预制装配式劲性混凝土柱构件节点连接结构及支护方法”，该装配式劲性混凝土柱构件可实现工厂化生产，现场装配化施工，在保证柱构件的节点连接强度基础上大大提高施工速度。同时，预制柱构件截面的中部设有上下贯通的孔洞在减轻柱构件自重的同时，方便管线的在预制柱内的敷设。此外，针对柱构件节点混凝土浇筑设计出相配套的拼装钢模板，方便拆装。

本发明的技术方案如下：

本发明提供一种预制装配式劲性混凝土柱构件节点连接结构，包括若干个预制装配式劲性混凝土柱构件，所述预制装配式劲性混凝土柱构件包括预制劲性混凝土柱，所述预制劲性混凝土柱的中间设置有带翼缘的十字型钢，十字型钢的四个转角处分别设有上下贯通的孔洞，所述预制装配式劲性混凝土柱构件外围一周设有按柱构件承受实际荷载而均匀布置的纵向受力钢筋，沿预制劲性混凝土柱外围一周设有的纵向受力钢筋在柱端面处连接钢筋焊接点。

更进一步地，相邻预制柱构件的十字型钢端部对端部地固定连接，上下柱端面预留的相对的焊接连接点之间焊接有钢筋。

更进一步地，还包括钢模板，所述套钢模板包括转角模板、标准钢模板、上部带有卸料口的钢模板，每个钢模板上下端设有用于模板拼装的凹槽，每个预制柱靠近端面的位置设有沿柱外侧贯通的混凝土凸块，转角模板拼装在柱的四角，带卸料口的模板拼装在柱每面的中间，其他位置根据柱的实际尺寸采用标准模板进行拼装。

更进一步地，所述十字型钢突出于柱端面300-400mm。

更进一步地，采用“U”型钢构件连接件通过螺栓将上下柱十字型钢进行连接。

更进一步地，预先采用PVC管将上下柱的孔洞套联在一起。

更进一步地，还包括扣件，模板中部的外侧设有把手，在模板拼装过程中，扣件插入相邻模板的把手内。

本发明还提供一种预制装配式劲性混凝土柱构件节点连接结构的支护方法，上下相邻预制柱构件连接包括如下步骤：

采用垂直吊运机械将柱构件垂直吊起，采用“U”型钢构件连接件通过螺栓将上下柱“十”字型钢实现连接，预先采用PVC管将上下柱的孔洞套联在一起；

待上下柱端部型钢连接完毕之后，采用螺栓钢筋通过焊接方式将上下柱端面预留的焊接连接点焊连接在一起；

待钢筋焊接连接完成后，转角模板拼装在柱的四角，带卸料口的模板拼装在柱每面的中间，其他地方根据柱的实际尺寸选择标准模板进行拼装；

在模板拼装过程中，将扣件依次插入相邻模板的把手内，实现模板固定；

待上述工序全部结束后，通过向模板预留的卸料口处浇筑混凝土，待混凝土振捣密实经过养护完成后，即可实现上下相邻预制劲性混凝土柱的节点连接。

本发明主要采用以下技术方案及有益效果如下：

本发明依据当前建筑工业化发展的趋势，设计出结构合理的装配式劲性混凝土柱构件，解决了上下相邻柱构件节点间的连接和节点连接处混凝土浇筑时模板的支护，保证了连接节点处的强度和混凝土浇筑的质量，提高了施工效率。

本发明涉及预制装配式劲性混凝土柱的设计和相邻柱节点连接两个部分。预制装配式劲性混凝土柱结构设计合理，中间设有上下贯通的孔洞，一方面可以减轻柱本身的自重，另一方面便于柱后期装配时管线在孔洞内的敷设。上下相邻柱节点通过一系列的优化设计，实现柱节点型钢的快速连接，节点钢模板的快速拼装和固定，在保证上下相邻预制柱节点连接的质量和强度的同时，减少了施工的工序和对周边环境的影响，大大提高施工的效率，符合建筑工业化发展的趋势，因此本发明具有很显著的工程应用意义和社会及经济效益。

附图说明

图1是预制劲性混凝土柱端部结构示意图；

图2是预制劲性混凝土柱连接结构示意图；

图3是预制劲性混凝土柱连接点示意图一；

图4是预制劲性混凝土柱连接点示意图二；

图5是预制劲性混凝土柱连接点示意图三；

图6是配套钢模板结构示意图；

图7是相邻柱连接点钢模板拼装示意图；

图8是相邻柱连接点钢模板固定示意图；

图9是钢模板扣件固定示意图。

图中：1、预制劲性混凝土柱；2、带翼缘板的十字型钢；3、上下相邻柱钢筋焊接连接点；4、柱内上下贯通孔洞；5、用于拼装固定连接处浇筑混凝土的定制钢模板矩形凸块；6、用于上下柱十字型钢连接的螺孔；7、柱内纵向钢筋；8、PVC套管；9、U型钢构件；10、连接螺栓；11、上下柱节点连接纵筋；12、带卸料口左拼装钢模板；13、带卸料口右钢拼装模板；14、标准拼装钢模板；15、转角拼装钢模板；16、1/2标准拼装钢模板；17、卸料口；18、钢模板把手；19、固定钢模板扣件。

具体实施方式

为进一步了解本专利的内容，结合附图和实施例对本专利作详细描述。

本发明包括新型装配式劲性混凝土柱构件、相邻柱构件节点连接方式以及节点连接处的钢模板设计、拼装与固定三个部分。该装配式劲性混凝土柱构件工厂预制，现场垂直装配，采用U型连接件通过螺栓实现上下相邻柱端部十字型钢连接，配合设计的钢模板实现预制柱节点连接处钢模板的拼装与固定，其各部分具体内容及实施的方式如下：

第一部分：预制装配式劲性混凝土柱构件。该预制劲性混凝土柱构件中间采用带翼缘板的十字型钢2，十字型钢的四个转角处分别设有柱内上下贯通的孔洞4，一方面减轻柱构件的自重，另一方面方便管线在柱内部敷设，在工厂实现十字型钢外侧混凝土浇筑，其预制柱构件外围一周设有按柱构件承受实际荷载而均匀布置的柱内纵向钢筋7，柱构件两端的十字型钢突出柱端面控制在300—400mm，沿预制劲性混凝土柱1外围一周设有的纵向受力钢筋在柱端面处连接钢筋焊接点，该上下相邻柱钢筋焊接连接点3用于上下柱节点连接纵筋11的焊接连接，为方便后期柱构件节点连接处模板的拼装，每个预制柱端面的下方300mm处设置宽度为100mm沿柱外侧贯通的用于拼装固定连接处浇筑混凝土的定制钢模板矩形凸块5(如图1所示)。

第二部分：相邻柱构件节点的连接。上下相邻预制柱构件连接分为两步骤连接：首先采用垂直吊运机械将柱构件垂直吊起，采用U型钢构件9通过用于上下柱十字型钢连接的螺孔6和连接螺栓10将上下柱“十”字型钢实现连接(如图2、4所示)，为避免后期节点连接处混凝土浇筑时堵塞“十”字型钢转角处的孔洞，预先采用PVC套管8将上下柱的孔洞套联在一起(如图3所示)。待上下柱端部型钢连接完毕之后，采用螺栓钢筋通过焊接方式将上下柱端面预留的焊接连接点焊连接在一起，实现上下柱纵筋的连接(如图5所示)。待钢筋焊接连接完成后，为方便柱连接节点混处凝土浇筑，设计了一套钢模板(如图6所示)。该套钢模板包括宽度为50mm的转角拼装钢模板15；上部带有卸料口17、宽度200mm的钢模板(包括带卸料口左拼装钢模板12和带卸料口右钢拼装模板13)；标准拼装钢模板(包括宽度为100mm的1/2标准钢模板14和宽度为200mm的标准钢模板16)。每个钢模板上下端设有用于模板拼装且宽度为100mm的凸槽，模板中部的外侧设有钢模板把手18，方便工人操作和钢模板的固定。柱节点连接处模板拼装如图7所示，转角模板拼装在柱的四角，带卸料口的模板拼装在柱每面的中间，其他地方根据柱的实际尺寸合理选择宽度为100mm(200mm)的标准模板进行拼装。利用定制的钢模板组合系列模板(如图6所示)，通过上下相邻柱端部外围一周设置的矩形凸块进行模板拼装(如图7所示)，采用特制U形固定钢模板扣件19沿柱节点一周逐一插入相邻两个钢模板外侧中间设置的把手内(如图8、9所示)，实现上下相邻预制柱节点钢模板的拼装和固定。在模板拼装过程中，利用特制的扣件(如图9所示)依次插入相邻模板的把手内，实现模板固定(如8、9所示)。待上述工序全部结束后，通过向模板预留的卸料口处浇筑混凝土，待混凝土振捣密实经过养护完成后，即可实现上下相邻预制劲性混凝土柱的节点连接。

本发明首先提出装配式劲性混凝土柱构件概念，通过合理的截面设计，有效的减轻柱构件的自重，方便管线在构件内部敷设。其次通过柱构件端部型钢的螺栓连接和型钢外侧节点处的混凝土的浇筑连接，可以有效的保证节点连接处的强度和质量。本发明中设计的柱节点处的配套钢模板，拼装方便，固定可靠，减少了模板支护的步骤和工人作业的难度。因此本发明符合建筑工业化生产的方向和趋势，该预制劲性混凝土柱装配快捷，连接可靠，可以有效提高施工效率的同时，大大增强节点连接处的可靠度，因此，本发明具有实际工程的应用性价值，并具有显著的社会和经济效益。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.预制装配式劲性混凝土柱构件节点连接结构，包括若干个预制装配式劲性混凝土柱构件，其特征在于：所述预制装配式劲性混凝土柱构件包括预制劲性混凝土柱，所述预制劲性混凝土柱的中间设置有带翼缘的十字型钢，十字型钢的四个转角处分别设有上下贯通的孔洞，所述预制装配式劲性混凝土柱构件外围一周设有按柱构件承受实际荷载而均匀布置的纵向受力钢筋，沿预制劲性混凝土柱外围一周设有的纵向受力钢筋在柱端面处连接钢筋焊接点。

2.根据权利要求1所述的预制装配式劲性混凝土柱构件节点连接结构，其特征在于：相邻预制柱构件的十字型钢端部对端部地固定连接，上下柱端面预留的相对的焊接连接点之间焊接有钢筋。

3.根据权利要求1所述的预制装配式劲性混凝土柱构件节点连接结构，其特征在于：还包括钢模板，所述套钢模板包括转角模板、标准钢模板、上部带有卸料口的钢模板，每个钢模板上下端设有用于模板拼装的凹槽，每个预制柱靠近端面的位置设有沿柱外侧贯通的混凝土凸块，转角模板拼装在柱的四角，带卸料口的模板拼装在柱每面的中间，其他位置根据柱的实际尺寸采用标准模板进行拼装。

4.根据权利要求1所述的预制装配式劲性混凝土柱构件节点连接结构，其特征在于：所述十字型钢突出于柱端面300-400mm。

5.根据权利要求1所述的预制装配式劲性混凝土柱构件节点连接结构，其特征在于：采用“U”型钢构件连接件通过螺栓将上下柱十字型钢进行连接。

6.根据权利要求1所述的预制装配式劲性混凝土柱构件节点连接结构，其特征在于：预先采用PVC管将上下柱的孔洞套联在一起。

7.根据权利要求3所述的预制装配式劲性混凝土柱构件节点连接结构，其特征在于：还包括扣件，模板中部的外侧设有把手，在模板拼装过程中，扣件插入相邻模板的把手内。

8.预制装配式劲性混凝土柱构件节点连接结构的支护方法，其特征在于：上下相邻预制柱构件连接包括如下步骤：

采用垂直吊运机械将柱构件垂直吊起，采用“U”型钢构件连接件通过螺栓将上下柱“十”字型钢实现连接，预先采用PVC管将上下柱的孔洞套联在一起；

待上下柱端部型钢连接完毕之后，采用螺栓钢筋通过焊接方式将上下柱端面预留的焊接连接点焊连接在一起；

待钢筋焊接连接完成后，转角模板拼装在柱的四角，带卸料口的模板拼装在柱每面的中间，其他地方根据柱的实际尺寸选择标准模板进行拼装；

在模板拼装过程中，将扣件依次插入相邻模板的把手内，实现模板固定；

待上述工序全部结束后，通过向模板预留的卸料口处浇筑混凝土，待混凝土振捣密实经过养护完成后，即可实现上下相邻预制劲性混凝土柱的节点连接。