CN111364679A - 一种装配式钢筋混凝土结构柱及连接节点 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种装配式钢筋混凝土结构柱及连接节点，装配式钢筋混凝土结构柱包括混凝土柱(1)，混凝土柱(1)内设有轴向的贯通孔(2)；所述混凝土柱(1)上下两端均设有连接组件；所述连接组件包括封板(3)，封板(3)上设有一组连接板(4)。装配式钢筋混凝土结构柱的连接节点包括位于上下相邻的装配式钢筋混凝土结构柱之间的节点混凝土(7)，节点混凝土(7)内设有纵筋连接器(701)，纵筋连接器(701)的外侧设有分段箍筋(702)；相邻的装配式钢筋混凝土结构柱之间还设有竖向连接件(703)。本发明具有能够同时兼顾安装方便、成本低和防火性能好的特点。

Description

一种装配式钢筋混凝土结构柱及连接节点

技术领域

本发明涉及一种建筑用装配式钢筋混凝土结构柱，特别是一种装配式钢筋混凝土结构柱及连接节点。

背景技术

结构柱是建筑物中承受竖向和水平荷载的主要部件，承托由楼板和梁传过来的荷载并传递至基础。传统的钢筋混凝土结构柱一般采用现浇混凝土的方式制成，其需要在现场浇筑，不仅费时，而且也难以保证浇筑质量。随着绿色建筑和建筑工业化的发展，装配式建筑已逐步进入市场，装配式结构柱也开始逐渐替代传统的现浇混凝土柱。现有的装配式结构柱主要包括混凝土柱和钢结构柱两大类。

混凝土柱在装配时，柱与柱之间的连接主要采用灌浆套筒连接技术，预制混凝土柱内预埋灌浆套筒，构件现场吊装就位的同时把下柱的纵向钢筋插入上柱的套筒中，然后在套筒中注入灌浆料完成上、下节柱之间的连接；在实际应用中，灌浆套筒连接技术存在诸多缺点，一是施工时套筒与钢筋对接难度大；二是套筒灌浆密实度检测困难，容易出现漏浆和空洞现象，施工质量难以保证；三是套筒工艺复杂、造价高昂，使得装配式混凝土建筑整体造价提高。而钢结构柱存在以下的缺点：1、防火性能差，需要额外进行防火保护，造价较高，防火材料占用建筑的使用面积，导致建筑物的使用效率不高，而且防火材料在后期装修的工程中容易被破坏掉，影响结构的防火安全性；2、钢结构柱材料的利用效率较低，因为钢结构柱主要承受压力，而受压构件因为稳定系数的存在，一般材料的强度利用率只有50％左右。

因此，现有的装配式结构柱存在着无法同时兼顾安装方便、成本低以及防火性能好的问题。

发明内容：

本发明的目的在于，提供一种装配式钢筋混凝土结构柱及连接节点。本发明具有能够同时兼顾安装方便、成本低和防火性能好的特点。

本发明的技术方案：一种装配式钢筋混凝土结构柱，包括混凝土柱,混凝土柱上下两端均设有连接组件；所述连接组件包括封板，封板上设有一组连接板。

前述的一种装配式钢筋混凝土结构柱中，所述混凝土柱内还设有轴向的贯通孔。

前述的一种装配式钢筋混凝土结构柱中，所述封板包括板体，板体的侧边设有凸板；板体的中部设有与贯通孔对应的混凝土浇灌孔，板体的四周还设有纵筋孔。

前述的一种装配式钢筋混凝土结构柱中，所述连接板上设有柱连接孔和箍筋孔。

前述的一种装配式钢筋混凝土结构柱中，所述混凝土柱包括混凝土层，混凝土层内设有钢筋骨架；所述钢筋骨架包括一组沿周边分布的纵筋，纵筋外侧设有多层上下分布的外周箍筋，纵筋之间还设有上下分布的斜拉筋组。

前述的一种装配式钢筋混凝土结构柱中，所述封板上设有栓钉或抗剪键。

前述的一种装配式钢筋混凝土结构柱中，制备工艺包括以下步骤：

第一步、制作得到钢筋骨架，钢筋骨架包括纵筋、外周箍筋和斜拉筋组；

第二步、将钢筋骨架的纵筋分别穿过顶部和底部的连接组件上的纵筋孔，并与之固定；

第三步，在钢筋骨架中间放置竖直的套管，套管外周附加钢丝网片，在钢筋骨架的外侧安装模板，形成混凝土浇筑腔，得到浇筑模型；

第四步、浇筑混凝土并养护；

第五步、抽出套管，拆除摸板，得到装配式钢筋混凝土结构柱的成品。

一种装配式钢筋混凝土结构柱的连接节点，包括位于上下相邻的装配式钢筋混凝土结构柱之间的节点混凝土，节点混凝土内设有纵筋连接器，纵筋连接器的外侧设有分段箍筋；相邻的装配式钢筋混凝土结构柱之间还设有竖向连接件；所述装配式钢筋混凝土结构柱为如前述的一种装配式钢筋混凝土结构柱。

前述的一种装配式钢筋混凝土结构柱的连接节点中，还包括钢梁连接件，钢梁连接件将装配式钢筋混凝土结构柱和钢梁经螺栓或焊接方式相连。

前述的一种装配式钢筋混凝土结构柱的连接节点中，连接节点的连接包括以下具体步骤：

A、将待安装的装配式钢筋混凝土结构柱吊装至相应的安装位置，利用竖向连接件和螺栓将上下相邻的装配式钢筋混凝土结构柱连接固定，得到A品；

B、在A品的连接位置上安装纵筋连接器，把分段箍筋插入连接板上的箍筋孔，并焊接成一个整体，得到B品；

C、在B品的连接位置上安装节点处模板，得到C品；

D、从上端的装配式钢筋混凝土结构柱的贯通孔处浇筑节点混凝土，养护至设计强度后完成上、下相邻的装配式钢筋混凝土结构柱之间的连接；

E、吊装钢梁，就位后利用钢梁连接件将钢梁和装配式钢筋混凝土结构柱相连，连接方式为螺栓连接或焊接，从而完成钢梁和装配式钢筋混凝土结构柱的连接。

与现有技术相比，本发明由混凝土柱和设置在其上下两端的连接组件构成，将钢筋混凝土柱和钢结构梁良好的结合在一起，既具有施工方便的特点，又具有良好的防火性能，同时还具有很好的经济性；而且整体结构可以在工厂内预制完成，从而可以保证产品的质量。而且，本发明还可以通过在混凝土柱内部设置轴向的贯通孔，这样既可以减少预制柱约50％的重量，便于运输，降低材料成本和运输成本，又能够方便后续两根相邻预制柱之间节点核心区混凝土的浇筑；预制柱重量的减轻使得两～三层设置一个吊装单元成为可能，可进一步降低加工制作成本。本发明通过封板上的纵筋孔可精确定位柱内纵筋，有利于预制柱成型质量和节点核心区的纵筋连接。封板和连接板在梁柱节点核心区内与混凝土紧密结合，可有效提高节点核心区的强度和抗震性能。综上所述，本发明具有能够同时兼顾安装方便、成本低和防火性能好的特点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是封板的结构视图；

图3是连接板的结构示意图；

图4是混凝土柱的俯视图；

图5是钢筋骨架的结构示意图；

图6是单层的钢筋骨架的结构视图；

图7是连接节点的结构视图；

图8是图7忽略节点混凝土后的结构视图；

图9是竖直连接板的安装视图；

图10是分段箍筋的安装结构视图。

附图中的标记为：1-混凝土柱，2-贯通孔，3-封板，4-连接板，5-混凝土层，6-钢筋骨架，7-节点混凝土，8-钢梁连接件，9-钢梁，301-板体，302-凸板，303-混凝土浇灌孔，304-纵筋孔，401-钢梁连接孔，402-柱连接孔，403-箍筋孔，601-纵筋，602-外周箍筋，603-斜拉筋组，604-斜拉筋，701-纵筋连接器，702-箍筋，703-竖向连接件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

实施例。一种装配式钢筋混凝土结构柱，构成如图1至图10所示，包括混凝土柱1；所述混凝土柱1上下两端均设有连接组件；所述连接组件包括封板3，封板3上设有一组连接板4。

混凝土柱1内还设有轴向的贯通孔2。

所述封板3包括板体301，板体301在对应连接的钢梁的侧边设有凸板302；板体301的中部设有与贯通孔2对应的混凝土浇灌孔303，板体301的四周还设有纵筋孔304。

进一步的，板体可根据受力需要其外边突出结构柱外边缘，形成外环板传递内力。

所述连接板4上设有柱连接孔402和箍筋孔403。

连接板4的外端还设有钢梁连接孔401。用于采用螺栓连接方式与钢梁连接件与连接板相连时使用。

所述混凝土柱1包括混凝土层5，混凝土层5内设有钢筋骨架6；所述钢筋骨架6包括一组沿周边分布的纵筋601，纵筋601外侧设有多层上下分布的外周箍筋602，纵筋601之间还设有上下分布的斜拉筋组603。纵筋全部为非预应力筋，或者全部为预应力筋，或者既有预应力筋又有非预应力筋，优选既有预应力筋又有非预应力，这样可以提升结构柱的综合性能，预应力筋可以采用钢棒，或预应力钢绞线，或预应力螺纹钢等。

所述斜拉筋组603包括设置在每个侧边端的斜拉筋单元；每个斜拉筋单元包括两个对称分布的斜拉筋604。

所述封板3上设有栓钉或抗剪键。

制备工艺包括以下步骤：

第一步、制作得到钢筋骨架，钢筋骨架包括纵筋、外周箍筋和斜拉筋组；

第二步、将钢筋骨架的纵筋分别穿过顶部和底部的连接组件上的纵筋孔，并与之固定；

第三步，在钢筋骨架中间放置竖直的套管，套管外周附加钢丝网片，在钢筋骨架的外侧安装模板，形成混凝土浇筑腔，得到浇筑模型；

只在三个侧面安装模板，从另一个未安装模板的面进行混凝土的浇注。

第四步、浇筑混凝土并养护；

第五步、抽出套管，拆除摸板，得到装配式钢筋混凝土结构柱的成品。

套管外周附加钢丝网片，用以在贯通孔内壁上形成混凝土粗糙面。

浇捣时左右转动或上下抽动套管，在形成粗糙面的同时避免套管与混凝土凝结在一起。

第三步安装的模板可直接采用不拆模的钢板，与周边构件焊接后可进一步增强节点区的强度和延性，但经济性没有可重复利用的模板高。

一种装配式钢筋混凝土结构柱的连接节点，包括位于上下相邻的装配式钢筋混凝土结构柱之间的节点混凝土7，节点混凝土7内设有纵筋连接器701，纵筋连接器701的外侧设有分段箍筋702；相邻的装配式钢筋混凝土结构柱之间还设有竖向连接件703；所述装配式钢筋混凝土结构柱为前述的一种装配式钢筋混凝土结构柱。

还包括钢梁连接件8，钢梁连接件8把装配式钢筋混凝土结构柱和钢梁9连接在一起，连接方式为螺栓连接或焊接。

连接节点的连接包括以下具体步骤：

A、将待安装的装配式钢筋混凝土结构柱吊装至相应的安装位置，利用竖向连接件和螺栓将上下相邻的装配式钢筋混凝土结构柱连接固定，得到A品；

B、在A品的连接位置上安装纵筋连接器，把分段箍筋插入连接板上的箍筋孔，并焊接成一个整体，得到B品；

C、在B品的连接位置上安装节点处模板，得到C品；

D、从上端的装配式钢筋混凝土结构柱的贯通孔处浇筑节点混凝土，养护至设计强度后完成上、下相邻的装配式钢筋混凝土结构柱之间的连接；在现场浇筑贯通孔中混凝土之前，可在贯通孔中设置钢筋，形成芯柱，进一步提高结构柱的延性和抗震性能。

E、吊装钢梁，就位后利用钢梁连接件把钢梁和装配式钢筋混凝土结构柱相连，连接方式为螺栓连接或焊接。

横向的钢梁或者混凝土梁经钢梁连接件和螺栓与连接板上的相应钢梁连接孔相连。

纵筋孔与纵筋相对应，且纵筋穿出纵筋孔。

Claims (10)

1.一种装配式钢筋混凝土结构柱，其特征在于：包括混凝土柱(1),混凝土柱(1)上下两端均设有连接组件；所述连接组件包括封板(3)，封板(3)上设有一组连接板(4)。

2.根据权利要求1所述的一种装配式钢筋混凝土结构柱，其特征在于：所述混凝土柱(1)内还设有轴向的贯通孔(2)。

3.根据权利要求2所述的一种装配式钢筋混凝土结构柱，其特征在于：所述封板(3)包括板体(301)，板体(301)的侧边设有凸板(302)，板体(301)的中部设有与贯通孔(2)对应的混凝土浇灌孔(303)；板体(301)的四周还设有纵筋孔(304)。

4.根据权利要求1所述的一种装配式钢筋混凝土结构柱，其特征在于：所述连接板(4)上设有柱连接孔(402)和箍筋孔(403)。

5.根据权利要求1所述的一种装配式钢筋混凝土结构柱，其特征在于：所述混凝土柱(1)包括混凝土层(5)，混凝土层(5)内设有钢筋骨架(6)；所述钢筋骨架(6)包括一组沿周边分布的纵筋(601)，纵筋(601)外侧设有多层上下分布的外周箍筋(602)，纵筋(601)之间还设有上下分布的斜拉筋组(603)。

6.根据权利要求1所述的一种装配式钢筋混凝土结构柱，其特征在于：所述封板(3)上设有栓钉或抗剪键。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的一种装配式钢筋混凝土结构柱，其特征在于，制备工艺包括以下步骤：

第一步、制作得到钢筋骨架，钢筋骨架包括纵筋、外周箍筋和斜拉筋组；

第二步、将钢筋骨架的纵筋分别穿过顶部和底部的连接组件上的纵筋孔，并与之固定；

第三步，在钢筋骨架中间放置竖直的套管，套管外周附加钢丝网片，在钢筋骨架的外侧安装模板，形成混凝土浇筑腔，得到浇筑模型；

第四步、浇筑混凝土并养护；

第五步、抽出套管，拆除摸板，得到装配式钢筋混凝土结构柱的成品。

8.一种装配式钢筋混凝土结构柱的连接节点，其特征在于：包括位于上下相邻的装配式钢筋混凝土结构柱之间的节点混凝土(7)，节点混凝土(7)内设有纵筋连接器(701)，纵筋连接器(701)的外侧设有分段箍筋(702)；相邻的装配式钢筋混凝土结构柱之间还设有竖向连接件(703)；所述装配式钢筋混凝土结构柱为如权利要求1-6中任一项所述的一种装配式钢筋混凝土结构柱。

9.根据权利要求8所述的一种装配式钢筋混凝土结构柱的连接节点，其特征在于：还包括钢梁连接件(8)，钢梁连接件(8)将装配式钢筋混凝土结构柱和钢梁(9)经螺栓或焊接方式相连。

10.根据权利要求9所述的一种装配式钢筋混凝土结构柱的连接节点，其特征在于，连接节点的连接包括以下具体步骤：

A、将待安装的装配式钢筋混凝土结构柱吊装至相应的安装位置，利用竖向连接件和螺栓将上下相邻的装配式钢筋混凝土结构柱连接固定，得到A品；

B、在A品的连接位置上安装纵筋连接器，把分段箍筋插入连接板上的箍筋孔，并焊接成一个整体，得到B品；

C、在B品的连接位置上安装节点处模板，得到C品；

D、从上端的装配式钢筋混凝土结构柱的贯通孔处浇筑节点混凝土，养护至设计强度后完成上、下相邻的装配式钢筋混凝土结构柱之间的连接；

E、吊装钢梁，就位后利用钢梁连接件将钢梁和装配式钢筋混凝土结构柱相连，连接方式为螺栓连接或焊接，从而完成钢梁和装配式钢筋混凝土结构柱的连接。

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