CN110872868A - 一种增强型锚拉式的板柱节点连接装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及土木工程学科的装配式建筑节点连接领域，具体公开了一种增强型锚拉式的板柱节点连接装置，通过在预应力板上设置预埋波纹管、在横向相对的两块预应力板间设置后接波纹管，在预埋波纹管中穿入钢绞线将横向相对的两块预应力板连接在一起；然后在后接波纹管上设置卡箍，并将纵向相对的两个卡箍相互连接，将纵向相对的两块预应力板连接在一起，从而将四块预应力板和预制柱连接为一个整体，提高了预应力板与预制柱连接节点处的刚度，提高了建筑物整体的稳定性和抗震性能。
Description
技术领域
本发明涉及土木工程学科的装配式建筑节点连接技术领域，具体涉及一种增强型锚拉式的板柱节点连接装置。
背景技术
预应力板是一种大跨度的预应力混凝土空心板，以其自重轻、跨度大、外观尺寸误差小、平整度好、耐火等级高、施工安装快捷等特点，受到了大范围的推广应用。同时预应力板在工程的推广应用中也显露出了一些问题。
我国传统的预制板在柱的节点连接处，都是采用预埋拉结筋，并将其深入梁柱支座处锚固。但是预应力板的施工工艺决定板端没有拉结筋，而且在板缝浇筑前需要用砂浆块将预应力板的孔洞堵住，防止浇筑时混凝土进入，这就使钢筋无法伸入预应力板的孔洞内。而在目前的一些施工现场，只留设很窄的施工缝进行灌浆连接。这就使板柱节点的连接处存在以下的不足：
1.在支座处易受到负弯矩的影响，连接处的刚度不足，导致建筑的整体性和抗震性能较差；
2.抗剪能力差，相邻楼板间无法有效的传递剪力，易在垂直方向易产生不均匀变形；
3.当前的SP板仅能应用于低层的厂房等建筑，不利于SP板的推广和应用。
目前，针对这种预应力板所显露出的弊端，亟待寻求一种装置来解决SP板节点连接的问题，从而提高节点处的刚度、抗剪强度和抗震性，保证建筑物整体的稳定性和安全性。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种增强型锚拉式的板柱节点连接装置，以提高现有的大型的预应力板与预制柱节点连接处的刚度，保证建筑的整体稳定性，提高建筑整体的抗震性能，为预应力板应用在中高层的装配式建筑中提供一种可靠的节点连接技术。
为达成上述目的，本发明提供如下技术方案：一种增强型锚拉式的板柱节点连接装置，包括预制柱、预应力板、水平钢筋笼、后接波纹管、后埋波纹管、钢绞线、卡箍以及细石混凝土；
其中，所述预制柱上方预留有预制柱主筋；
围绕所述预制柱的四个角分别布置有预应力板，所述预应力板靠近预制柱一侧的板端设有L形缺口，所述预应力板内在L形缺口范围内贯穿设有垂直于预应力板长边方向的预埋波纹管，所述预埋波纹管的下方设有注浆口，所述注浆口与预埋波纹管内部连通；竖向相对的两块预应力板之间预留有横向板缝，横向相对的两块预应力板之间预留有纵向板缝；
所述水平钢筋笼布置于横向板缝内；
所述后接波纹管连接于横向相对的两块预应力板的预埋波纹管之间，并贯穿预制柱主筋，用于连通横向相对的两块预应力板的预埋波纹管，形成横向贯通的孔道；
所述后埋波纹管水平设置于横向板缝中，并贯穿预制柱主筋；
所述预埋波纹管与后接波纹管形成的孔道、后埋波纹管内分别贯穿设有钢绞线；
所述卡箍套设在后接波纹管上位于后接波纹管与预埋波纹管连接处的位置，纵向相对的两个卡箍之间通过连接件相互连接；
所述细石混凝土是在上述各部件安装完成后，浇筑于横向板缝和纵向板缝中的混凝土结构。
上述结构中，通过在预埋波纹管和后接波纹管形成的孔道内穿入钢绞线进行预应力张拉，使横向相对的两块预应力板连接在一起，再通过卡箍和水平钢筋笼将纵向相对的两块预应力板连接在一起，如此就将预制柱四边的四块预应力板与预制柱连接为一个整体。
进一步的设置在于，所述预制柱主筋的标高高于预应力板的板面；所述预制柱主筋四周绑扎有柱箍筋，所述柱箍筋的标高低于预应力板的板面；所述柱箍筋主要是防止预留的预制柱主筋在施工时发生偏移弯折。
进一步的设置在于，所述水平钢筋笼包括底部纵筋、底部拉筋、上部构造筋和箍筋，所述底部纵筋水平贯穿设置于横向板缝的底部，并贯穿预制柱主筋；所述底部拉筋垂直绑扎于位于横向板缝内的底部纵筋上；所述上部构造筋设置于横向板缝内底部纵筋的上方，其靠近预制柱主筋的一端伸入预制柱主筋内；所述底部纵筋、底部拉筋和上部构造筋通过箍筋绑扎成水平钢筋笼。
进一步的，所述底部纵筋两端和上部构造筋向外的一端分别延伸至下一相对预应力板板端形成的横向板缝内，所述底部纵筋和上部构造筋的两端均向内弯折90°，便于后续处理下一相对预应力板板端形成的横向板缝时的钢筋搭接；所述底部拉筋的两端向内弯折145°。
进一步的设置在于，每块预应力板上所述预埋波纹管的数量为两个，相对应的四块预应力板所使用的后接波纹管的总数量为四个。
进一步的，所述后接波纹管的外径略小于预埋波纹管的内径，所述后接波纹管插接在相对应的两个预埋波纹管之间。
进一步的，所述卡箍包括下托卡具和上扣卡具，所述下托卡具和上扣卡具分别为双拱形形状，所述后接波纹管穿过卡箍的拱形口与预埋波纹管连接；所述下托卡具和上扣卡具之间通过高强螺栓连接。
进一步的，所述纵向相对的两个卡箍之间的连接件包括套管和圆环杆；所述下托卡具的侧面设有外丝螺纹管，纵向相对的两个卡箍的下托卡具侧面的外丝螺纹管之间通过套筒连接，通过转动套筒可以调节两个卡箍之间的距离和受力情况；由于卡箍的下半部分已有套筒可调节地连接固定，为节约成本，纵向相对的两个卡箍的上扣卡具之间通过两根圆环杆焊接连接，所述圆环杆一端设有圆环，所述两个圆环杆设有圆环的一端分别套接在两个上扣卡具上的高强螺栓上，所述两个圆环杆远离圆环的一端焊接在一起。
进一步的设置在于，所述细石混凝土的浇筑高度与预应力板的板高齐平。
进一步的设置在于，所述预埋波纹管远离L形缺口的一端端头位置设有锚具，所述锚具为夹片式锚具，将作为永久性锚固装置，在钢绞线张拉时使用，主要起到传递预应力的作用，并在张拉完成后对锚具进行封锚保护，防止孔道内的钢绞线锈蚀。
本发明与现有技术相对比，其有益效果在于：
1.本发明通过钢绞线将横向相对的两块预应力板连接在一起，再通过卡箍和水平钢筋笼将纵向相对的两块预应力板也连接在一起，这样就将四块预应力板和预制柱连接为一个整体，提高了预应力板与预制柱连接节点处的刚度，提高了建筑物整体的稳定性和抗震性能。
2.本发明可以使相邻预应力板之间相互传递剪力，协调相邻预应力板之间的垂直变形。
3.本发明为预应力板在高层装配式建筑中的应用提供一种可靠的节点连接技术，有利于预应力板的推广和应用。
附图说明
图1是本发明中预制柱主筋与预应力板结构布置示意图。
图2是本发明中预应力板的结构示意图。
图3是本发明中横向板缝中水平钢筋笼布置的结构示意图。
图4是本发明中各个波纹管及钢绞线布置的结构示意图。
图5是本发明中卡箍布置的结构示意图。
图6是本发明中卡箍的结构及连接示意图。
图7是本发明连接节点混凝土浇筑后的示意图。
图中：1、预制柱主筋，2、预应力板，21、预应力板板体，22、预埋波纹管，23、注浆口，3、横向板缝，4、纵向板缝，5、底部纵筋，6、底部拉筋，7、上部构造筋，8、箍筋，9、卡箍，91、下托卡具，92、上螺纹管，93、下螺纹管，94、外丝螺纹管，95、上扣卡具，96、高强螺栓，10、套筒，11、圆环杆，12、后埋波纹管，13、后接波纹管，14、柱箍筋，15、钢绞线，16、细石混凝土，17、锚具。
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：一种增强型锚拉式的板柱节点连接装置，如图1-7所示，预制柱上方预留有预制柱主筋1，四块预应力板2分别布置在预制柱的四个角处，竖向相对的两块预应力板2之间预留有横向板缝3，横向板缝3的宽度为300mm；横向相对的两块预应力板2之间预留有纵向板缝4，纵向板缝4的宽度为50-60mm。预制柱主筋1的标高应高于预应力板2的板面，预制柱主筋1四周绑扎有柱箍筋14，柱箍筋14的标高应低于预应力板2的板面；柱箍筋14主要用于防止预留的预制柱主筋1在施工时发生偏移弯折。
每块预应力板2包括预应力板板体21、两根预埋波纹管22和两个注浆口23，预应力板板体21靠近预制柱一侧的板端设有L形缺口，其L形缺口一端搁置在预制柱上，与预制柱主筋1保留30-40mm的空隙；预埋波纹管22沿着垂直于预应力板2长边方向贯穿设置于预应力板板体21内部的最上层位置，并位于L形缺口范围内；两个注浆口23分别对应设置在预埋波纹管22的下方，与预埋波纹管22内部连通，当通过对注浆口23注浆时，可将预埋波纹管22内部填充完整。
横向相对的两块预应力板2的预埋波纹管22之间连接有后接波纹管13，后接波纹管13小于预埋波纹管22的直径，使后接波纹管13伸入预埋波纹管22内250mm，后接波纹管13平行于横向板缝3，并贯穿预制柱主筋1，与预埋波纹管22形成横向贯通的孔道，孔道内贯穿设有钢绞线15，钢绞线15的长度应满足张拉的要求，在外部混凝土浇筑完成后，其强度达到设计强度值时，对穿入的钢绞线15进行张拉。
后接波纹管13与预埋波纹管22连接处设有卡箍9，用于固定后接波纹管13，卡箍9包括相互匹配的分别为双拱形形状的下托卡具91和上扣卡具95，下托卡具91紧贴着预埋波纹管22的截面，以保证后接波纹管13可以穿过下托卡具91的拱形口与预埋波纹管22连接。
下托卡具91的两边及中间位置分别开设有下螺纹管93，上托卡具95与其对应的位置分别贯穿开设有上螺纹管92，下螺纹管93和上螺纹管92尺寸规格相同，配套使用，下托卡具91和上托卡具95通过穿过上螺纹管92和下螺纹管93的高强螺栓96固定在一起。
下托卡具91的侧面设有外丝螺纹管94，纵向相对的两个卡箍9的下托卡具91侧面的外丝螺纹管94之间通过套筒10连接，套筒10内置有与外丝螺纹管94匹配的螺纹，通过转动套筒10可以调节两个卡箍9之间的距离和受力情况，保证其与横向板缝3垂直，加强了整个节点处的连接强度。
由于卡箍9的下托卡具91之间已有套筒10可调节地连接固定，为节约成本，纵向相对的两个卡箍9的上扣卡具95之间通过两根圆环杆11焊接连接，圆环杆11为一端设有圆环的铁条，圆环的直径与高强螺栓96的螺帽直径匹配，两个圆环杆11设有圆环的一端分别套接在卡箍9靠近横向板缝3最近的一个高强螺栓96上，两个圆环杆11远离圆环的一端焊接在一起，使圆环杆11固定后与纵向板缝4平行。
预制柱主筋1两侧的横向板缝3内设置有水平钢筋笼，所述水平钢筋笼包括底部纵筋5、底部拉筋6、上部构造筋7和箍筋8。
底部纵筋5放置于横向板缝3的底部位置，共放置两排，贯通穿过中间的预制柱主筋1，同时其两端延伸至下一相对预应力板2板端形成的横向板缝3内，并向上弯折90°，便于后续处理下一相对预应力板2板端形成的横向板缝3时的钢筋搭接。
底部拉筋6垂直绑扎于底部纵筋5位于横向板缝3内的位置上，其长度约为200mm，底部拉筋6的两端同时向内弯折145°。
上部构造筋7布置在底部纵筋5的上方位于横向板缝3内的位置，低于预应力板2上表面20mm，共两排四根，每根底部纵筋5对应两根上部构造筋7，每根上部构造筋7一端伸入预制柱主筋1内，并向内弯折90°，另一端向外延伸至下一相对预应力板2板端形成的横向板缝3中，同时向下弯折90°，便于后续处理下一相对预应力板2板端形成的横向板缝3时的钢筋搭接。
箍筋8与底部纵筋5、底部拉筋6、上部构造筋7绑扎成一个水平钢筋笼，水平钢筋笼的顶面标高低于预应力板板面20mm。
底部纵筋5上方设有后埋波纹管12，后埋波纹管12沿着横向板缝3布置，并贯穿预制柱主筋1，后埋波纹管12的标高与预埋波纹管22相同，在安装时用钢丝将其固定在水平钢筋笼上，防止混凝土浇筑时发生位置的偏移；后埋波纹管12中同样贯穿设有钢绞线15。
预埋波纹管22远离L形缺口的一端端头位置设有锚具17，所述的锚具17属于夹片式锚具，将作为永久性锚固装置，在钢绞线15张拉时使用，主要起到传递预应力的作用，并在张拉完成后对锚具17进行封锚保护，防止孔道内的钢绞线15锈蚀。
当上述各部件均安装完成后，在横向板缝3和纵向板缝4中浇筑细石混凝土16，浇筑高度与预应力板2的板高齐平。当浇筑的混凝土强度经养护至设计强度值时，对各个波纹管中的钢绞线15进行预应力张拉，然后采用孔道灌浆料从注浆口23注入，使孔道灌浆料将各个波纹管填充完整，最后对锚具17进行封锚。
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)
1.一种增强型锚拉式的板柱节点连接装置，其特征在于，包括：
预制柱，所述预制柱上方预留有预制柱主筋；
预应力板，围绕所述预制柱的四个角分别布置有预应力板，所述预应力板靠近预制柱一侧的板端设有L形缺口，所述预应力板内在L形缺口范围内贯穿设有垂直于预应力板长边方向的预埋波纹管，所述预埋波纹管的下方设有注浆口，所述注浆口与预埋波纹管内部连通；竖向相对的两块预应力板之间预留有横向板缝，横向相对的两块预应力板之间预留有纵向板缝；
水平钢筋笼，所述水平钢筋笼布置于横向板缝内；
后接波纹管，所述后接波纹管连接于横向相对的两块预应力板的预埋波纹管之间，并贯穿预制柱主筋，用于连通横向相对的两块预应力板的预埋波纹管，形成横向贯通的孔道；
后埋波纹管，所述后埋波纹管水平设置于横向板缝中，并贯穿预制柱主筋；
钢绞线，所述预埋波纹管与后接波纹管形成的孔道、后埋波纹管内分别贯穿设有钢绞线；
卡箍，所述卡箍套设在后接波纹管上位于后接波纹管与预埋波纹管连接处的位置，纵向相对的两个卡箍之间通过连接件相互连接；以及
细石混凝土，所述细石混凝土浇筑于横向板缝和纵向板缝中。
2.根据权利要求1所述的一种增强型锚拉式的板柱节点连接装置，其特征在于，所述预制柱主筋的标高高于预应力板的板面；所述预制柱主筋四周绑扎有柱箍筋，所述柱箍筋的标高低于预应力板的板面。
3.根据权利要求1所述的一种增强型锚拉式的板柱节点连接装置，其特征在于，所述水平钢筋笼包括底部纵筋、底部拉筋、上部构造筋和箍筋，所述底部纵筋水平贯穿设置于横向板缝的底部，并贯穿预制柱主筋；所述底部拉筋垂直绑扎于位于横向板缝内的底部纵筋上；所述上部构造筋设置于横向板缝内底部纵筋的上方，其靠近预制柱主筋的一端伸入预制柱主筋内；所述底部纵筋、底部拉筋和上部构造筋通过箍筋绑扎成水平钢筋笼。
4.根据权利要求3所述的一种增强型锚拉式的板柱节点连接装置，其特征在于，所述底部纵筋两端和上部构造筋向外的一端分别延伸至下一相对预应力板板端形成的横向板缝内，所述底部纵筋和上部构造筋的两端均向内弯折90°，所述底部拉筋的两端向内弯折145°。
5.根据权利要求1所述的一种增强型锚拉式的板柱节点连接装置，其特征在于，每块预应力板上所述预埋波纹管的数量为两个。
6.根据权利要求5所述的一种增强型锚拉式的板柱节点连接装置，其特征在于，所述后接波纹管的外径略小于预埋波纹管的内径，所述后接波纹管插接在相对应的两个预埋波纹管之间。
7.根据权利要求5或6所述的一种增强型锚拉式的板柱节点连接装置，其特征在于，所述卡箍包括下托卡具和上扣卡具，所述下托卡具和上扣卡具分别为双拱形形状，所述后接波纹管穿过卡箍的拱形口与预埋波纹管连接；所述下托卡具和上扣卡具之间通过高强螺栓连接。
8.根据权利要求7所述的一种增强型锚拉式的板柱节点连接装置，其特征在于，所述纵向相对的两个卡箍之间的连接件包括套管和圆环杆；所述下托卡具的侧面设有外丝螺纹管，纵向相对的两个卡箍的下托卡具侧面的外丝螺纹管之间通过套筒连接；纵向相对的两个卡箍的上扣卡具之间通过两根圆环杆焊接连接，所述圆环杆一端设有圆环，所述两个圆环杆设有圆环的一端分别套接在两个上扣卡具上的高强螺栓上，所述两个圆环杆远离圆环的一端焊接在一起。
9.根据权利要求1所述的一种增强型锚拉式的板柱节点连接装置，其特征在于，所述细石混凝土的浇筑高度与预应力板的板高齐平。
10.根据权利要求1所述的一种增强型锚拉式的板柱节点连接装置，其特征在于，所述预埋波纹管远离L形缺口的一端端头位置设有锚具，所述锚具为夹片式锚具。
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