CN110565798A - 一种减震型后锚式的装配式柱基连接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及土木工程学科中装配式建筑的连接技术领域，具体公开了一种减震型后锚式的装配式柱基连接装置，包括上部预制件、设于地基基础内的下部预埋件、后浇混凝土；所述上部预制件包括预制柱和上定位板，所述下部预埋件包括基础钢筋、下定位板和地脚锚栓，上定位板和下定位板通过地脚锚栓连接；预制柱的底面四边中间位置和地基基础的侧面之间连接有阻尼器。本发明既提高了混凝土预制柱底部的抗剪能力，也改善了整体的抗震性能，保证了建筑物的安全性，适用于各种规格的混凝土预制柱与基础的连接。

Description

一种减震型后锚式的装配式柱基连接装置
技术领域
本发明涉及土木工程学科中装配式建筑的连接技术领域，具体涉及一种减震型后锚式的装配式柱基连接装置。
背景技术
近年来随着我国基础设施建设的高速发展，装配式建筑受到了国家和政府的大力推广，而装配式建筑中的节点连接尤为重要。装配式混凝土柱基连接的施工工艺主要采用以下两种连接方式：一种是现浇连接，将基础做成杯口形状，在预制柱吊装校正后，第一次将混凝土灌至临时固定柱用的钢楔块底，待混凝土强度达到设计强度标准值的25％以上时，将楔块拔出进行第二次灌缝至基础顶面。另一种是采用灌浆套筒连接混凝土预制柱与基础。这两种连接方式，主要存在以下不足：
(1)现浇连接的方法，养护时间长，且需要两次灌缝，工序繁琐、施工效率低、抗震性能差。
(2)灌浆套筒工艺流程较为复杂，施工难度高，套筒及灌浆料的成本较高，灌浆套筒连接的质量、灌浆的密实度检测没有一个标准规范，施工过程中对于连接节点处灌浆套筒质量、预制构件生产的精度、安装施工的组织和管理要求较高。
针对这两种连接方法的不足之处，因此我们亟待寻求一种简单便捷的连接装置，能够提高工程的整体施工效率和改善建筑的抗震性能，从而保证工程的施工质量和建筑的使用安全。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种减震型后锚式的装配式柱基连接装置，以解决现有的混凝土预制柱与基础连接过程中工艺流程复杂、施工周期长、抗震性能差、施工质量无法得到保证等问题。
为达成上述目的，本发明提供如下技术方案：一种减震型后锚式的装配式柱基连接装置，包括上部预制件、设于地基基础内的下部预埋件、后浇混凝土；
所述上部预制件包括预制柱和上定位板，所述上定位板预埋在预制柱靠近底部的位置，其四周均延伸至预制柱外部，所述上定位板位于预制柱外部的边缘表面开设有若干上螺栓孔；
所述下部预埋件包括基础钢筋、下定位板和地脚锚栓，所述下定位板与基础钢筋固接，所述下定位板边缘设有与上螺栓孔相对应的若干下螺栓孔；
所述上定位板的上螺栓孔与相对应的下定位板的下螺栓孔之间通过地脚锚栓连接，用于连接预制柱与地基基础；
所述预制柱底面四边的中间位置均连接有阻尼器，所述阻尼器远离预制柱的一端连接在其对应的地基基础的侧面；
所述后浇混凝土是在所述预制柱与地基基础连接完成后浇筑至与地基基础顶面齐平的混凝土结构。
上述结构中，所述上定位板与下定位板通过地脚锚栓配合使用可保证预制柱与地基基础连接的准确性；阻尼器起到限制预制柱的侧向偏移，提高预制柱底部的抗剪能力。
进一步的设置在于，所述上定位板表面设有保护层控制带和限筋环，所述保护层层控制带位于上螺栓孔的内圈，所述限筋环位于保护层控制带的内圈，所述保护层控制带和限筋环均在预制柱的内部位置；所述限筋环用于限制预制柱内钢筋的位置，并与保护层控制带点焊在一起，用于固定上定位板的位置。
进一步的设置在于，所述上定位板每边开设有四个上螺栓孔，沿着边缘均匀分布。
进一步的设置在于，所述预制柱底部四边的中间位置均预埋有水平套筒，所述水平套筒开设有两个前后贯穿的孔洞，使预制柱中水平方向的钢筋穿过其中；所述地基基础四周侧面预埋有竖向套筒；所述阻尼器固定连接在水平套筒和竖向套筒之间。
进一步的设置在于，所述阻尼器包括两块夹板、两块黄铜板、一块滑板和弹簧阻尼；所述夹板固定连接在水平套筒上；所述两块黄铜板分别固定设置于两块夹板内侧；所述滑板设置于两块黄铜板之间，所述滑板一端与黄铜板固定连接，另一端与竖向套筒固定连接；所述弹簧阻尼套接在滑板上；所述夹板、黄铜板和滑板通过高强螺栓固定连接。当预制柱受到水平力产生侧向位移时，通过黄铜板与夹板和滑板之间的摩擦力、高强螺栓的抗剪切强度以及弹簧阻尼的作用来减缓产生侧向位移的水平力，从而可以减少侧向变形。
进一步的设置在于，所述预制柱的底部四角分别固定设有护角件，用于防止混凝土预制柱的边角破碎。
进一步的设置在于，所述下定位板的中心位置开设有圆形孔。
进一步的设置在于，所述基础钢筋包括上层钢筋网、下层钢筋网和桩插筋，所述上层钢筋网和下层钢筋网上下水平布设在地基基础中，所述下定位板位于上层钢筋网和下层钢筋网之间；所述桩插筋沿着下定位板中心的圆形孔呈圆形竖直排列，并与下定位板固定连接；所述桩插筋分别与上层钢筋网和下层钢筋网绑扎固定；所述桩插筋的顶端向内侧弯折90°，并且所述桩插筋的顶端低于地基基础表面。
进一步的设置在于，所述桩插筋与下定位板通过三角件固定连接，所述三角件为弯折三段的钢筋，其一边焊接在桩插筋上，另一边焊接在下定位板底部，用于固定下定位板的位置，防止浇筑时下定位板发生偏移。
进一步的设置在于，所述下部预埋件还包括镀锌扁钢，所述镀锌扁钢底端与桩插筋焊接，顶端伸出地基基础表面，后期与主体结构的防雷体系连接，主要起到建筑物接地避雷的作用。
本发明与现有技术相对比，其有益效果在于：
1.本发明利用留设的杯口基础，通过预埋件和地脚螺栓进行连接，同时在柱子四周预埋阻尼器。这样既提高了混凝土预制柱的抗剪能力，也改善了抗震性能，保证了建筑物的安全性。
2.本发明可以适用于各种规格的混凝土预制柱与基础的连接。
3.本发明施工工艺流程简单，施工效率高，施工质量有保障。
附图说明
图1是本发明的整体连接结构示意图。
图2是本发明中上部预制件的结构示意图。
图3是本发明中上定位板的结构示意图。
图4是本发明中阻尼器的结构示意图。
图5是本发明中下部预埋件的结构示意图。
图6是本发明中下部预埋件布置的结构详图。
图7是本发明中下定位板的结构示意图。
图8是本发明定位板与桩插筋的连接结构示意图。
图中：1、上部预制件，11、预制柱，12、护角件，13、上定位板，131、上螺栓孔，132、保护层控制带，133、限筋环，14、阻尼器，141、水平套筒，142、竖向套筒，143、夹板，144、黄铜板，145、滑板，146、高强螺栓，147、螺母，148、弹簧阻尼；2、下部预埋件，21、下层钢筋网，22、桩插筋，23、下定位板，231、下螺栓孔，232、圆形孔，24、三角件，25、地脚锚栓，26、垫片，27、上层钢筋网，28、镀锌扁钢；3、后浇混凝土；4、地基基础表面；5、地基基础顶面。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面通过实施例并结合附图，对本发明作进一步具体的说明。
实施例：一种减震型后锚式的装配式柱基连接装置，如图1-8所示，包括上部预制件1、设于地基基础内的下部预埋件2和后浇混凝土3，下部预埋件2安装完成后进行混凝土浇筑，浇筑后的表面为地基基础表面4，其与地基基础顶面5间形成杯口基础；然后进行上部预制件1与下部预埋件2的连接，后浇混凝土3是最后采用高一强度等级的细石混凝土进行浇筑至与地基基础顶面齐平的混凝土结构。
上部预制件1包括预制柱11和上定位板13，预制柱11为钢筋混凝土长方体结构，其底部四角分别固定设有护角件12，护角件12为厚度3mm，宽度50mm，高度30mm的等边角铁，用于防止混凝土预制柱11的边角破碎；上定位板13为方形铁板，预埋在预制柱11靠近底部的位置，与预制柱11底面平行放置，距离预制柱11底部80mm，其四周均延伸至预制柱11外部。
上定位板13位于预制柱11外部的边缘表面开设有螺栓孔131，每边四个，环布在预制柱11四周位置，距离预制柱侧面70mm的距离；上定位板表面设有保护层控制带132和限筋环133，保护层层控制带132位于上螺栓孔131的内圈，限筋环133位于保护层控制带132的内圈，保护层控制带132和限筋环133均位于预制柱11的内部位置；保护层控制带132为宽度30mm的方形环，为了控制预制柱11浇筑时的保护层厚度；限筋环133为空心方形环，预制柱11内的主筋从限筋环133中穿过，用于限制预制柱11内钢筋位置，并与保护层控制带132点焊在一起，用于固定上定位板13的位置。
下部预埋件2包括基础钢筋、下定位板23、地脚锚栓25和镀锌扁钢28，其中基础钢筋由上层钢筋网27、下层钢筋网21和桩插筋22绑扎而成，上层钢筋网27和下层钢筋网21上下水平布设在地基基础中，下定位板23位于上层钢筋网27和下层钢筋网21之间；下定位板23的中心位置开设有圆形孔232，边缘设有与上螺栓孔131相对应的下螺栓孔231，与上定位板13配合使用，上定位板13的上螺栓孔131与相对应的下定位板23的下螺栓孔231之间通过地脚锚栓25连接，用于连接预制柱11与地基基础；桩插筋22沿着下定位板23中心的圆形孔232呈圆形竖直排列，并与下定位板23通过三角件24固定连接，桩插筋22分别与接触到的上层钢筋网27和下层钢筋网21绑扎固定。
桩插筋22的顶端向内侧弯折90°，底端插入桩孔中，呈圆形排列，向圆心处弯折；桩插筋22的顶部标高应低于地基基础表面4标高，绑扎时需注意标高，防止浇筑混土时桩插筋22伸出地基基础表面4。
三角件24为弯折三段的钢筋，每段之间夹角为135°，用于固定桩插筋22和下定位板23，三角件24一边焊接在桩插筋22上，另一边焊接在下定位板23底部，用于固定下定位板23的位置，防止浇筑时下定位板23发生偏移。
地脚锚栓25的尺寸与上螺栓孔131和下螺栓孔231相匹配，连接时一端穿过上螺栓孔131，另一端穿过下螺栓孔231，用于连接固定预制柱11与地基基础；连接时配合垫片26使用。
镀锌扁钢28为4mm厚，40mm宽的扁钢，插入地基基础中，一端与桩插筋22焊接在一起，另一端伸出地基基础表面4，伸出高度为300mm。
本实施例中，预制柱11底部四边的中间位置均预埋有水平套筒141，地基基础四周侧面中间预埋有竖向套筒142，水平套筒141和与其相对应的竖向套筒142之间连接有阻尼器14。
水平套筒141为立方体，其上开设有两个前后贯穿的孔洞，使预制柱11中水平方向的钢筋穿过其中，数量为四个，分别预埋在预制柱11每边中间，靠近柱底60mm的位置，水平套筒141底面与预制柱11底面平行；竖向套筒142预埋在地基基础垂直面中间，地基基础表面上方60mm的位置，每个面各预埋一个，数量、位置与水平套筒141相对应。
阻尼器14共四个，每个阻尼器14包括两块夹板143、两块黄铜板144、一块滑板145和弹簧阻尼148；夹板143为矩形钢板，固定连接在水平套筒141上；黄铜板144为矩形铜板，位于两块夹板143的中间，黄铜板144在反复荷载作用下其表面的摩擦力变化很小；滑板145为矩形钢板，位于两块黄铜板144之间，滑板145一端与黄铜板144固定连接，另一端与竖向套筒142固定连接；夹板143、黄铜板144和滑板145通过配套使用的高强螺栓146和螺母147固定连接在一起；弹簧阻尼148套接在滑板145上。
当预制柱11受到水平力产生侧向位移时，通过黄铜板144与夹板143和滑板145之间的摩擦力、高强螺栓146的抗剪切强度以及弹簧阻尼148的作用来减缓产生侧向位移的水平力，从而可以减少侧向变形。
本实施例在具体实施时，首先对下部预埋件2进行安装：在地基基础内进行基础钢筋的绑扎，按照下层钢筋网21、桩插筋22、上层钢筋网27的顺序分别绑扎固定，使桩插筋22穿过下定位板23的圆形孔232，并保证桩插筋22的垂直；然后将下定位板23通过三角件24与桩插筋22焊接固定，将地脚螺栓25的一端与下定位板23固定，并在地脚螺栓25与上层钢筋网27接触的地方进行固定，保证地脚螺栓25的垂直；再将镀锌扁钢28插入绑扎好的钢筋基础中，其底端与桩插筋22焊接，并避开地脚螺栓25；然后对地基基础内进行混凝土浇筑。
其次，将预制柱11上的上定位板13与地脚螺栓25的上端固定，使预制柱11与下部预埋件2连接在一起，然后将阻尼器14连接在预制柱11与地基基础侧面之间。
最后，在地基基础表面4与地基基础顶面5间对连接节点处进行混凝土浇筑，浇筑时采用高一等级的细石混凝土，浇筑至与地基基础顶面5齐平，形成后浇混凝土3。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种减震型后锚式的装配式柱基连接装置，其特征在于，包括上部预制件、设于地基基础内的下部预埋件、后浇混凝土；
所述上部预制件包括预制柱和上定位板，所述上定位板预埋在预制柱靠近底部的位置，其四周均延伸至预制柱外部，所述上定位板位于预制柱外部的边缘表面开设有若干上螺栓孔；
所述下部预埋件包括基础钢筋、下定位板和地脚锚栓，所述下定位板与基础钢筋固接，所述下定位板边缘设有与上螺栓孔相对应的若干下螺栓孔；
所述上定位板的上螺栓孔与相对应的下定位板的下螺栓孔之间通过地脚锚栓连接，用于连接预制柱与地基基础；
所述预制柱底面四边的中间位置均连接有阻尼器，所述阻尼器远离预制柱的一端连接在其对应的地基基础的侧面；
所述后浇混凝土是在所述预制柱与地基基础连接完成后浇筑至与地基基础顶面齐平的混凝土结构。
2.根据权利要求1所述的一种减震型后锚式的装配式柱基连接装置，其特征在于，所述上定位板表面设有保护层控制带和限筋环，所述保护层层控制带位于上螺栓孔的内圈，所述限筋环位于保护层控制带的内圈，所述保护层控制带和限筋环均在预制柱的内部位置。
3.根据权利要求1或2所述的一种减震型后锚式的装配式柱基连接装置，其特征在于，所述上定位板每边开设有四个上螺栓孔。
4.根据权利要求1所述的一种减震型后锚式的装配式柱基连接装置，其特征在于，所述预制柱底部四边的中间位置均预埋有水平套筒，所述水平套筒开设有两个前后贯穿的孔洞，使预制柱中水平方向的钢筋穿过其中；所述地基基础四周侧面预埋有竖向套筒；所述阻尼器固定连接在水平套筒和竖向套筒之间。
5.根据权利要求4所述的一种减震型后锚式的装配式柱基连接装置，其特征在于，所述阻尼器包括两块夹板、两块黄铜板、一块滑板和弹簧阻尼；所述夹板固定连接在水平套筒上；所述两块黄铜板分别固定设置于两块夹板内侧；所述滑板设置于两块黄铜板之间，所述滑板一端与黄铜板固定连接，另一端与竖向套筒固定连接；所述弹簧阻尼套接在滑板上；所述夹板、黄铜板和滑板通过高强螺栓固定连接。
6.根据权利要求1所述的一种减震型后锚式的装配式柱基连接装置，其特征在于，所述预制柱的底部四角分别固定设有护角件，用于防止混凝土预制柱的边角破碎。
7.根据权利要求1所述的一种减震型后锚式的装配式柱基连接装置，其特征在于，所述下定位板的中心位置开设有圆形孔。
8.根据权利要求7所述的一种减震型后锚式的装配式柱基连接装置，其特征在于，所述基础钢筋包括上层钢筋网、下层钢筋网和桩插筋，所述上层钢筋网和下层钢筋网上下水平布设在地基基础中，所述下定位板位于上层钢筋网和下层钢筋网之间；所述桩插筋沿着下定位板中心的圆形孔呈圆形竖直排列，并与下定位板固定连接；所述桩插筋分别与上层钢筋网和下层钢筋网绑扎固定；所述桩插筋的顶端向内侧弯折90°，并且所述桩插筋的顶端低于地基基础表面。
9.根据权利要求8所述的一种减震型后锚式的装配式柱基连接装置，其特征在于，所述桩插筋与下定位板通过三角件固定连接，所述三角件为弯折三段的钢筋，其一边焊接在桩插筋上，另一边焊接在下定位板底部。
10.根据权利要求8所述的一种减震型后锚式的装配式柱基连接装置，其特征在于，所述下部预埋件还包括镀锌扁钢，所述镀锌扁钢底端与桩插筋焊接，顶端伸出地基基础表面。
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