CN112267571A - 预制型钢混凝土柱与压型钢板组合板连接节点及施工方法 - Google Patents

Abstract

一种预制型钢混凝土柱与压型钢板组合板连接节点及施工方法，节点包括预制型钢混凝土柱和压型钢板组合板，采用托板与预埋螺栓配合连接方式时还包括托板及预埋螺栓，采用外伸组合板与法兰盘配合连接方式还包括外伸组合板及高强螺栓；方法为：制作带托板或外伸组合板预制型钢混凝土柱及压型钢板组合板；安装预制型钢混凝土柱；吊装压型钢板组合板，使预制型钢混凝土柱穿过压型钢板组合板上预留孔；当预制型钢混凝土柱带托板时，压型钢板组合板落放到托板上，预埋螺栓穿过压型钢板组合板上预留螺栓孔，拧紧螺母直至装配完成；当预制型钢混凝土柱带外伸组合板时，外伸组合板进入预留孔内，保证法兰盘之间的预留螺栓孔对齐，拧紧螺母直至装配完成。

Description

预制型钢混凝土柱与压型钢板组合板连接节点及施工方法

技术领域

本发明属于建筑工程技术领域，特别是涉及一种预制型钢混凝土柱与压型钢板组合板连接节点及施工方法。

背景技术

柱板结构是由柱和楼板组成承重体系的房屋结构，是框架结构的一种特殊情况，一般以钢筋混凝土材料为主。由于板柱结构室内楼板下没有梁，便于机电管道布置，可以减小建筑物层高，具有空间通畅简洁、平面布置灵活等优点。柱板结构适用于多层厂房、仓库以及公共建筑的大厅，也可用于办公楼和住宅等。

目前，柱板结构的施工工艺以现场湿作业为主，而现浇施工不仅会造成环境污染严重、噪声污染等问题，并且大部分为人工在施工现场进行作业，导致劳动效率低下且施工工期较长。随着经济的发展，现浇施工手段已无法满足人们对于生活质量及住房品质的需求，而装配式结构改变了传统建筑方式对资源的消耗及对环境的影响，在施工、质量等方面都有突出的优点。装配式结构是在工厂经过标准化生产而成的，使得现场现浇作业大大减少，显著提高劳动生产率。装配式建筑误差达毫米级，构件工厂化生产，质量大幅提高。建筑结构中常用的混凝土柱与混凝土板、钢柱与混凝土板结构，需要柱具有抗震性能良好、延性好、承载能力强、施工快等特点。因此，研究开发一种合理的柱板连接技术是十分有必要的。

预制型钢混凝土柱是指在型钢外围配置钢筋浇筑混凝土的柱结构，在截面尺寸相同的条件下，预制型钢混凝土柱可以合理的配置较多的钢材，具有变性能力强、抗震性能好等优点。

压型钢板组合板能充分利用钢材与混凝土两种材料，具有刚度大、承载力高、施工操作方便等优势，因而广泛应用于高层建筑、大跨度结构及大型桥梁结构中。在压型钢板组合板中，压型钢板的作用相当于抗拉主钢筋，用以抵抗板面的正弯矩。

因此，预制型钢混凝土柱与压型钢板组合板的板柱结构，可以充分利用各自结构特性，进而提高板柱结构的抗侧力刚度和抗震性能。但是，具体以何种方式连接预制型钢混凝土柱与压型钢板组合板成为关键。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种预制型钢混凝土柱与压型钢板组合板连接节点及施工方法，在保证预制型钢混凝土柱与压型钢板组合板稳定连接的同时，可兼顾施工效率与经济效益，避免了混凝土楼板笨重、强度低和钢结构成本高的问题，降低了结构自重，提高了板柱结构的整体性、稳定性及抗震性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种预制型钢混凝土柱与压型钢板组合板连接节点，采用托板与预埋螺栓配合连接方式，包括预制型钢混凝土柱、压型钢板组合板、托板及预埋螺栓；在所述压型钢板组合板中部开设有预制型钢混凝土柱预留孔，所述预制型钢混凝土柱穿装在预制型钢混凝土柱预留孔内；所述托板位于压型钢板组合板下方的预制型钢混凝土柱上，托板与预制型钢混凝土柱采用一体式预制结构；所述预埋螺栓数量若干，若干预埋螺栓竖着设置且底端固连在托板顶部，预埋螺栓外露端竖直朝上；在所述压型钢板组合板与预埋螺栓对应的位置上开设有预留螺栓孔，预埋螺栓穿装在预留螺栓孔内，压型钢板组合板与托板之间通过预埋螺栓进行固定连接。

所述的预制型钢混凝土柱与压型钢板组合板连接节点的施工方法，包括如下步骤：

步骤一：制作预制型钢混凝土柱及压型钢板组合板；

①、制作预制型钢混凝土柱时，先按设计要求选取内型钢，同时绑扎钢筋骨架，内型钢为工字型钢或十字型钢，采用工字型钢时，可在工字型钢的腹板中部两侧的翼缘之间焊接加劲钢板，保证加劲钢板与工字型钢的腹板相平行，方便锚固钢筋的焊接固定，之后绑扎托板钢筋及柱身钢筋骨架，同时在设定位置固定预埋螺栓，再完成支模板，最后整体浇筑预制型钢混凝土柱和托板，直至混凝土固化成型；

②、制作压型钢板组合板时，先按照设计要求选取压型钢板，并在压型钢板的中部加工出预制型钢混凝土柱预留孔，然后在压型钢板的设定位置加工出规定数量的预留螺栓孔，之后在压型钢板上方支模板，并在模板内铺设双向钢筋网和预留螺栓孔成型模具，最后在模板内浇筑混凝土，直到混凝土固化成型；

步骤二：将制作好的预制型钢混凝土柱安装定位到指定位置；

步骤三：将制作好的压型钢板组合板吊装提升到预制型钢混凝土柱顶部上方，使压型钢板组合板中部的预制型钢混凝土柱预留孔与预制型钢混凝土柱顶部正对，然后控制压型钢板组合板下降，使预制型钢混凝土柱穿过压型钢板组合板中部的预制型钢混凝土柱预留孔，直到压型钢板组合板准确落在托板上，同时保证托板顶部的预埋螺栓外露端准确穿过压型钢板组合板上的预留螺栓孔，之后拧紧螺母，直至装配完成。

一种预制型钢混凝土柱与压型钢板组合板连接节点，采用外伸组合板与法兰盘配合连接方式，包括预制型钢混凝土柱、压型钢板组合板、外伸组合板及高强螺栓；在所述压型钢板组合板中部开设有预制型钢混凝土柱预留孔，所述预制型钢混凝土柱穿装在预制型钢混凝土柱预留孔内；所述外伸组合板位于位预制型钢混凝土柱预留孔所在位置处的预制型钢混凝土柱上，外伸组合板与预制型钢混凝土柱采用一体式预制结构；在所述外伸组合板的四周固定设置有外伸组合板法兰盘，在所述预制型钢混凝土柱预留孔的内孔壁固定设置有压型钢板组合板法兰盘，在所述外伸组合板法兰盘及压型钢板组合板法兰盘上对应分布有若干预留螺栓孔，每个预留螺栓孔内均安装有高强螺栓，所述外伸组合板法兰盘与压型钢板组合板法兰盘之间通过高强螺栓进行固定连接。

所述的预制型钢混凝土柱与压型钢板组合板连接节点的施工方法，包括如下步骤：

步骤一：制作预制型钢混凝土柱及压型钢板组合板；

①、制作预制型钢混凝土柱时，先按设计要求选取外伸组合板内的压型钢板，并在压型钢板的中部加工出用于内型钢和柱身钢筋骨架穿行的预留孔；再按设计要求选取内型钢，内型钢为工字型钢或十字型钢，同时绑扎柱身钢筋骨架，使内型钢和柱身钢筋骨架穿过压型钢板中部的预留孔，然后在内型钢表面焊接用于增强与混凝土之间粘结作用的预埋件；之后绑扎柱身箍筋，并在压型钢板的上下两侧加密固定，同时铺设外伸组合板内的双向钢筋网，直至形成整体钢骨架；在压型钢板四周设定位置固定好预埋螺钉和外伸组合板法兰盘，之后完成支模板，最后整体浇筑预制型钢混凝土柱和外伸组合板，直至混凝土固化成型；

②、制作压型钢板组合板时，先按照设计要求选取压型钢板，并在压型钢板的中部加工出预制型钢混凝土柱预留孔，然后在预制型钢混凝土柱预留孔四周设定位置固定好预埋螺钉和压型钢板组合板法兰盘，并在模板内铺设双向钢筋网，之后在压型钢板上方支模板，最后在模板内浇筑混凝土，直到混凝土固化成型；

步骤二：将制作好的预制型钢混凝土柱安装定位到指定位置；

步骤三：将制作好的压型钢板组合板吊装提升到预制型钢混凝土柱顶部上方，使压型钢板组合板中部的预制型钢混凝土柱预留孔与预制型钢混凝土柱顶部正对，然后控制压型钢板组合板下降，使预制型钢混凝土柱穿过压型钢板组合板中部的预制型钢混凝土柱预留孔，直到预制型钢混凝土柱上的外伸组合板准确进入压型钢板组合板的预留孔内，同时保证压型钢板组合板法兰盘与外伸组合板法兰盘之间的预留螺栓孔对齐；

步骤四：在每个预留螺栓孔内穿入高强螺栓并拧紧螺母，直至装配完成。

本发明的有益效果：

本发明的预制型钢混凝土柱与压型钢板组合板连接节点及施工方法，在保证预制型钢混凝土柱与压型钢板组合板稳定连接的同时，可兼顾施工效率与经济效益，避免了混凝土楼板笨重、强度低和钢结构成本高的问题，降低了结构自重，提高了板柱结构的整体性、稳定性及抗震性。

附图说明

图1为本发明的一种预制型钢混凝土柱与压型钢板组合板连接节点(采用托板与预埋螺栓配合连接方式)的结构示意图；

图2为图1中A-A剖面图；

图3为图1中B-B剖面图(内型钢为工字型钢)；

图4为图1中B-B剖面图(内型钢为十字型钢)；

图5为本发明的一种预制型钢混凝土柱与压型钢板组合板连接节点(采用外伸组合板与法兰盘配合连接方式)的结构示意图；

图6为图5中C-C剖面图；

图7为图5中D-D剖面图(内型钢为工字型钢)；

图8为图5中D-D剖面图(内型钢为十字型钢)；

图9为本发明的预制型钢混凝土柱(设置有外伸组合板)的结构示意图；

图10为图9中E-E剖面图；

图11为图9中F-F剖面图(内型钢为工字型钢)；

图12为图9中F-F剖面图(内型钢为十字型钢)；

图中，1—预制型钢混凝土柱，2—压型钢板组合板，3—预埋螺栓，4—高强螺栓，5—托板，6—托板钢筋，7—内型钢，8—混凝土，9—外伸组合板，10—外伸组合板法兰盘，11—压型钢板组合板法兰盘，12—压型钢板，13—预埋螺钉，14—双向钢筋网，15—预留螺栓孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1～4所示，一种预制型钢混凝土柱与压型钢板组合板连接节点，采用托板与预埋螺栓配合连接方式，包括预制型钢混凝土柱1、压型钢板组合板2、托板5及预埋螺栓3；在所述压型钢板组合板2中部开设有预制型钢混凝土柱预留孔，所述预制型钢混凝土柱1穿装在预制型钢混凝土柱预留孔内；所述托板5位于压型钢板组合板2下方的预制型钢混凝土柱1上，托板5与预制型钢混凝土柱1采用一体式预制结构；所述预埋螺栓3数量若干，若干预埋螺栓3竖着设置且底端固连在托板5顶部，预埋螺栓3外露端竖直朝上；在所述压型钢板组合板2与预埋螺栓3对应的位置上开设有预留螺栓孔15，预埋螺栓3穿装在预留螺栓孔15内，压型钢板组合板2与托板5之间通过预埋螺栓3进行固定连接。

所述的预制型钢混凝土柱与压型钢板组合板连接节点的施工方法，包括如下步骤：

步骤一：制作预制型钢混凝土柱1及压型钢板组合板2；

①、制作预制型钢混凝土柱1时，先按设计要求选取内型钢7，同时绑扎钢筋骨架，内型钢7为工字型钢或十字型钢，采用工字型钢时，可在工字型钢的腹板中部两侧的翼缘之间焊接加劲钢板，保证加劲钢板与工字型钢的腹板相平行，方便锚固钢筋的焊接固定，之后绑扎托板钢筋6及柱身钢筋骨架，同时在设定位置固定预埋螺栓3，再完成支模板，最后整体浇筑预制型钢混凝土柱1和托板5，直至混凝土8固化成型；

②、制作压型钢板组合板2时，先按照设计要求选取压型钢板12，并在压型钢板12的中部加工出预制型钢混凝土柱预留孔，然后在压型钢板12的设定位置加工出规定数量的预留螺栓孔15，之后在压型钢板12上方支模板，并在模板内铺设双向钢筋网14和预留螺栓孔15成型模具，最后在模板内浇筑混凝土8，直到混凝土8固化成型；

步骤二：将制作好的预制型钢混凝土柱1安装定位到指定位置；

步骤三：将制作好的压型钢板组合板2吊装提升到预制型钢混凝土柱1顶部上方，使压型钢板组合板2中部的预制型钢混凝土柱预留孔与预制型钢混凝土柱1顶部正对，然后控制压型钢板组合板2下降，使预制型钢混凝土柱1穿过压型钢板组合板2中部的预制型钢混凝土柱预留孔，直到压型钢板组合板2准确落在托板5上，同时保证托板5顶部的预埋螺栓3外露端准确穿过压型钢板组合板2上的预留螺栓孔15，之后拧紧螺母，直至装配完成。

如图5～12所示，一种预制型钢混凝土柱与压型钢板组合板连接节点，采用外伸组合板与法兰盘配合连接方式，包括预制型钢混凝土柱1、压型钢板组合板2、外伸组合板9及高强螺栓4；在所述压型钢板组合板2中部开设有预制型钢混凝土柱预留孔，所述预制型钢混凝土柱1穿装在预制型钢混凝土柱预留孔内；所述外伸组合板9位于位预制型钢混凝土柱预留孔所在位置处的预制型钢混凝土柱1上，外伸组合板9与预制型钢混凝土柱1采用一体式预制结构；在所述外伸组合板9的四周固定设置有外伸组合板法兰盘10，在所述预制型钢混凝土柱预留孔的内孔壁固定设置有压型钢板组合板法兰盘11，在所述外伸组合板法兰盘10及压型钢板组合板法兰盘11上对应分布有若干预留螺栓孔15，每个预留螺栓孔15内均安装有高强螺栓4，所述外伸组合板法兰盘10与压型钢板组合板法兰盘11之间通过高强螺栓4进行固定连接。

所述的预制型钢混凝土柱与压型钢板组合板连接节点的施工方法，包括如下步骤：

步骤一：制作预制型钢混凝土柱1及压型钢板组合板2；

①、制作预制型钢混凝土柱1时，先按设计要求选取外伸组合板9内的压型钢板12，并在压型钢板12的中部加工出用于内型钢7和柱身钢筋骨架穿行的预留孔；再按设计要求选取内型钢7，内型钢7为工字型钢或十字型钢，同时绑扎柱身钢筋骨架，使内型钢7和柱身钢筋骨架穿过压型钢板12中部的预留孔，然后在内型钢7表面焊接用于增强与混凝土之间粘结作用的预埋件；之后绑扎柱身箍筋，并在压型钢板12的上下两侧加密固定，同时铺设外伸组合板9内的双向钢筋网14，直至形成整体钢骨架；在压型钢板12四周设定位置固定好预埋螺钉13和外伸组合板法兰盘10，之后完成支模板，最后整体浇筑预制型钢混凝土柱1和外伸组合板9，直至混凝土8固化成型；

②、制作压型钢板组合板2时，先按照设计要求选取压型钢板12，并在压型钢板12的中部加工出预制型钢混凝土柱预留孔，然后在预制型钢混凝土柱预留孔四周设定位置固定好预埋螺钉13和压型钢板组合板法兰盘11，并在模板内铺设双向钢筋网14，之后在压型钢板12上方支模板，最后在模板内浇筑混凝土8，直到混凝土8固化成型；

步骤二：将制作好的预制型钢混凝土柱1安装定位到指定位置；

步骤三：将制作好的压型钢板组合板2吊装提升到预制型钢混凝土柱1顶部上方，使压型钢板组合板2中部的预制型钢混凝土柱预留孔与预制型钢混凝土柱1顶部正对，然后控制压型钢板组合板2下降，使预制型钢混凝土柱1穿过压型钢板组合板2中部的预制型钢混凝土柱预留孔，直到预制型钢混凝土柱1上的外伸组合板9准确进入压型钢板组合板的预留孔内，同时保证压型钢板组合板法兰盘11与外伸组合板法兰盘10之间的预留螺栓孔15对齐；

步骤四：在每个预留螺栓孔15内穿入高强螺栓4并拧紧螺母，直至装配完成。

实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。

Claims (4)

1.一种预制型钢混凝土柱与压型钢板组合板连接节点，其特征在于：采用托板与预埋螺栓配合连接方式，包括预制型钢混凝土柱、压型钢板组合板、托板及预埋螺栓；在所述压型钢板组合板中部开设有预制型钢混凝土柱预留孔，所述预制型钢混凝土柱穿装在预制型钢混凝土柱预留孔内；所述托板位于压型钢板组合板下方的预制型钢混凝土柱上，托板与预制型钢混凝土柱采用一体式预制结构；所述预埋螺栓数量若干，若干预埋螺栓竖着设置且底端固连在托板顶部，预埋螺栓外露端竖直朝上；在所述压型钢板组合板与预埋螺栓对应的位置上开设有预留螺栓孔，预埋螺栓穿装在预留螺栓孔内，压型钢板组合板与托板之间通过预埋螺栓进行固定连接。

2.权利要求1所述的预制型钢混凝土柱与压型钢板组合板连接节点的施工方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：制作预制型钢混凝土柱及压型钢板组合板；

①、制作预制型钢混凝土柱时，先按设计要求选取内型钢，同时绑扎钢筋骨架，内型钢为工字型钢或十字型钢，采用工字型钢时，可在工字型钢的腹板中部两侧的翼缘之间焊接加劲钢板，保证加劲钢板与工字型钢的腹板相平行，方便锚固钢筋的焊接固定，之后绑扎托板钢筋及柱身钢筋骨架，同时在设定位置固定预埋螺栓，再完成支模板，最后整体浇筑预制型钢混凝土柱和托板，直至混凝土固化成型；

②、制作压型钢板组合板时，先按照设计要求选取压型钢板，并在压型钢板的中部加工出预制型钢混凝土柱预留孔，然后在压型钢板的设定位置加工出规定数量的预留螺栓孔，之后在压型钢板上方支模板，并在模板内铺设双向钢筋网和预留螺栓孔成型模具，最后在模板内浇筑混凝土，直到混凝土固化成型；

步骤二：将制作好的预制型钢混凝土柱安装定位到指定位置；

步骤三：将制作好的压型钢板组合板吊装提升到预制型钢混凝土柱顶部上方，使压型钢板组合板中部的预制型钢混凝土柱预留孔与预制型钢混凝土柱顶部正对，然后控制压型钢板组合板下降，使预制型钢混凝土柱穿过压型钢板组合板中部的预制型钢混凝土柱预留孔，直到压型钢板组合板准确落在托板上，同时保证托板顶部的预埋螺栓外露端准确穿过压型钢板组合板上的预留螺栓孔，之后拧紧螺母，直至装配完成。

3.一种预制型钢混凝土柱与压型钢板组合板连接节点，其特征在于：采用外伸组合板与法兰盘配合连接方式，包括预制型钢混凝土柱、压型钢板组合板、外伸组合板及高强螺栓；在所述压型钢板组合板中部开设有预制型钢混凝土柱预留孔，所述预制型钢混凝土柱穿装在预制型钢混凝土柱预留孔内；所述外伸组合板位于位预制型钢混凝土柱预留孔所在位置处的预制型钢混凝土柱上，外伸组合板与预制型钢混凝土柱采用一体式预制结构；在所述外伸组合板的四周固定设置有外伸组合板法兰盘，在所述预制型钢混凝土柱预留孔的内孔壁固定设置有压型钢板组合板法兰盘，在所述外伸组合板法兰盘及压型钢板组合板法兰盘上对应分布有若干预留螺栓孔，每个预留螺栓孔内均安装有高强螺栓，所述外伸组合板法兰盘与压型钢板组合板法兰盘之间通过高强螺栓进行固定连接。

4.权利要求3所述的预制型钢混凝土柱与压型钢板组合板连接节点的施工方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：制作预制型钢混凝土柱及压型钢板组合板；

①、制作预制型钢混凝土柱时，先按设计要求选取外伸组合板内的压型钢板，并在压型钢板的中部加工出用于内型钢和柱身钢筋骨架穿行的预留孔；再按设计要求选取内型钢，内型钢为工字型钢或十字型钢，同时绑扎柱身钢筋骨架，使内型钢和柱身钢筋骨架穿过压型钢板中部的预留孔，然后在内型钢表面焊接用于增强与混凝土之间粘结作用的预埋件；之后绑扎柱身箍筋，并在压型钢板的上下两侧加密固定，同时铺设外伸组合板内的双向钢筋网，直至形成整体钢骨架；在压型钢板四周设定位置固定好预埋螺钉和外伸组合板法兰盘，之后完成支模板，最后整体浇筑预制型钢混凝土柱和外伸组合板，直至混凝土固化成型；

②、制作压型钢板组合板时，先按照设计要求选取压型钢板，并在压型钢板的中部加工出预制型钢混凝土柱预留孔，然后在预制型钢混凝土柱预留孔四周设定位置固定好预埋螺钉和压型钢板组合板法兰盘，并在模板内铺设双向钢筋网，之后在压型钢板上方支模板，最后在模板内浇筑混凝土，直到混凝土固化成型；

步骤二：将制作好的预制型钢混凝土柱安装定位到指定位置；

步骤三：将制作好的压型钢板组合板吊装提升到预制型钢混凝土柱顶部上方，使压型钢板组合板中部的预制型钢混凝土柱预留孔与预制型钢混凝土柱顶部正对，然后控制压型钢板组合板下降，使预制型钢混凝土柱穿过压型钢板组合板中部的预制型钢混凝土柱预留孔，直到预制型钢混凝土柱上的外伸组合板准确进入压型钢板组合板的预留孔内，同时保证压型钢板组合板法兰盘与外伸组合板法兰盘之间的预留螺栓孔对齐；

步骤四：在每个预留螺栓孔内穿入高强螺栓并拧紧螺母，直至装配完成。

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