CN112302165A - 装配式混凝土构件箱形套筒式连接结构、施工方法和应用 - Google Patents

装配式混凝土构件箱形套筒式连接结构、施工方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种装配式混凝土构件箱形套筒式连接结构及施工方法和应用，该结构包括第一和第二筒状体，第一筒状体空腔分为第一和第二区，第二筒状体空腔分为第三和第四区；第一和第四区筒体内壁分别布设有第一和第二栓钉；第一筒状体筒体插接于第三区所对应的筒体内后两者套叠为一体并紧固；以套叠后的区域为灌浆区，其筒壁上开有连通外部的灌浆孔和出浆孔；还包括始自第一第二区分界并经第一区腔体包裹局部的预成型第一混凝土构件单元，第一栓钉及第一筋条预埋于其内；和始自第三第四区分界并经第四区腔体包裹局部的预成型第二混凝土构件单元，第二栓钉及第二筋条预埋于其内；多个第一和第二筋条分别形成与对应筒状体平行的筋条组。

Description

装配式混凝土构件箱形套筒式连接结构、施工方法和应用
技术领域
本发明属于土木工程装配式建筑技术领域，具体涉及一种装配式混凝土构件箱形套筒式连接结构及其施工方法和应用。
背景技术
装配式混凝土结构以其施工速度快、结构布置灵活、造价低、绿色环保等优势，在实际工程中得到广泛应用。预制构件之间的连接构造对整体结构的安全性起到至关重要的作用。目前，预制混凝土构件受力钢筋之间的连接一般采用套筒灌浆连接、浆锚搭接连接等方式，但这种连接方式对施工要求高，实际工程中易出现浆体回落、漏浆等灌浆不饱满的情况。而预制混凝土构件的受力性能对灌浆缺陷较为敏感，这对装配式混凝土框架结构的安全性造成了极大的威胁。因此，亟需一种施工简便、安全可靠的预制混凝土构件连接构造来保证装配式混凝土框架结构的整体安全性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种构造简单、施工方便、可避免钢筋碰撞，而且传力路径明确，可满足结构整体性要求，保证装配式混凝土结构受力安全的装配式混凝土构件箱形套筒式连接结构。
其所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实施。
一种装配式混凝土构件箱形套筒式连接结构，其特点为，包括
具有空腔的一第一筒状体和一第二筒状体，所述第一筒状体的空腔分为接续的第一区和第二区，所述第二筒状体的空腔分为接续的第三区和第四区；所述第一筒状体第一区所处的筒体内壁上均匀布设有垂直于内壁的多个第一栓钉；所述第二筒状体第四区所处的筒体内壁上均匀布设有垂直于内壁的多个第二栓钉；形成所述第二区的所述第一筒状体的筒体部分或全部插接于所述第二筒状体的第三区所对应的筒体内并保持两者套叠为一体并紧固；以套叠后连通和/或重叠的第二区和第三区为灌浆区，其对应的筒壁上开设有连通外部的灌浆孔和出浆孔；以及
一始自所述第一区和第二区的分界位并经所述第一区所处的第一筒状体空腔腔体包裹局部的预成型的第一混凝土构件单元，所述第一栓钉及多个预设的第一筋条预埋于所述预成型的第一混凝土构件单元内，所述多个预设的第一筋条形成一组走向与所述第一筒状体的走向相大致平行的筋条组；和
一始自所述第三区和第四区的分界位并经所述第四区所处的第二筒状体空腔腔体包裹局部的预成型的第二混凝土构件单元，所述第二栓钉及多个预设的第二筋条预埋于所述预成型的第二混凝土构件单元内，所述多个预设的第二筋条形成一组走向与所述第二筒状体的走向相大致平行的筋条组。
作为本技术方案的进一步改进，第一筒状体和第二筒状体套叠处所对应的两筒壁间的间隙为2mm～4mm。
也作为本技术方案的进一步改进，第一筒状体和第二筒状体套叠处所对应的两筒壁间垫衬有塞缝薄钢板；第一筒状体和第二筒状体套叠处的筒壁经单边螺栓紧固为一体，所述单边螺栓采用摩擦型高强螺栓。
作为本发明的优选实施例之一，以所述第一筋条和第二筋条为锚筋；每一个所述的第一筋条以穿孔塞焊的形式连接于一第一锚板上，该第一锚板与对应的第一筋条相垂直；每一个所述第二筋条以穿孔塞焊的形式连接于一第二锚板上，该第二锚板与对应的第二筋条相垂直；所述第一筋条、第一锚板和第二筋条、第二锚板预置于相应的预成型混凝土构件单元内。
也作为本发明的优选实施例之一，多个预设的所述第一筋条靠近所述第一筒状体的腔壁并呈环形排列；多个预设的所述第二筋条靠近所述第二筒状体的腔壁并呈环形排列。
优选的，套叠后的所述第一筒状体的端部抵靠在所述预成型的第二混凝土构件单元上，所述灌浆孔的开孔位靠近所述预成型的第二混凝土构件单元，所述出浆孔的开孔位靠近所述预成型的第一混凝土构件单元，所述出浆孔可以设置“L”形PVC材质弯管。
同样作为本技术方案的进一步改进，所述灌浆腔内的灌浆料采用高流动性高强无收缩水泥基灌浆料或高流动性微膨胀混凝土，所述灌浆料强度不低于预制混凝土构件单元的混凝土强度。
也作为本发明的优选实施例之一，所述预成型的第一混凝土构件单元内，预埋的所述第一栓钉和第一筋条依次间隔布置；所述预成型的第二混凝土构件单元内，预埋的所述第二栓钉和第二筋条依次间隔布置。
本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种前述装配式混凝土构件箱形套筒式连接结构的施工方法，该方法包括以下步骤：
S1、在工厂制作第一混凝土构件单元和第二混凝土构件单元，将箱形的第一筒状体和第二筒状体分别预置在所述第一混凝土构件单元和第二混凝土构件单元的相对连接端；
S2、将预制的第一混凝土构件单元端部的第一筒状体的套筒插入预制的第二混凝土构件单元端部的第二筒状体的套筒中，并将两个套筒用单边螺栓连接固定；
S3、从灌浆孔灌注灌浆料，直至灌浆腔注满后自出浆孔连续均匀出浆。
本发明所要解决的又一技术问题在于提供一种前述装配式混凝土构件箱形套筒式连接结构的应用方法，其中，以所述第一混凝土构件单元和第二混凝土构件单元作为连接单元，用于混凝土柱的装配连接，或作为混凝土剪力墙的装配连接，或作为混凝土梁的装配连接。
采用上述技术方案的装配式混凝土构件箱形套筒式连接结构，与现有技术相比，有益效果在于：
本发明不仅构造简单、施工方便、可避免钢筋碰撞，而且传力路径明确，可满足结构整体性要求，保证装配式混凝土框架结构的受力安全，有利于推动建筑工业化的稳定发展。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1是本发明实施例1提供的装配式混凝土柱箱形钢套筒式连接的结构示意图；
图2是图1中的A-A截面图；
图3是图1的右侧视图；
图4是本发明实施例1提供的装配式混凝土柱箱形钢套筒式连接的上层预制混凝土构件结构示意图；
图5是本发明实施例1提供的装配式混凝土柱箱形钢套筒式连接的下层预制混凝土构件结构示意图；
图6是本发明实施例2提供的装配式混凝土剪力墙箱形钢套筒式连接的结构示意图；
图7是图2中的A-A截面图；
图8是图2的右侧视图；
图9是本发明实施例3提供的装配式混凝土梁箱形钢套筒式连接的结构示意图；
图10是图9中的A-A截面图；
图11是图9的下侧视图；
图中：1——上层预制混凝土柱箱形钢套筒；2——下层预制混凝土柱箱形钢套筒；3——上层预制混凝土柱；4——下层预制混凝土柱；
5、25、45——单边螺栓；6、26、46——纵筋；7、27、47——栓钉；8、28、48——锚板；9、29、49——灌浆料；10、30、50——灌浆孔；11、31、51——出浆孔；12、32——“L”形弯管；13、33、53——塞缝薄钢板；
21——上层预制混凝土剪力墙箱形钢套筒；22——下层预制混凝土剪力墙箱形钢套筒；23——上层预制混凝土剪力墙；24——下层预制混凝土剪力墙；
41——右侧预制混凝土梁箱形钢套筒；42——左侧预制混凝土梁箱形钢套筒；43——右侧预制混凝土梁；44——左侧预制混凝土梁。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明做进一步详细说明。根据下面的说明，本发明的目的、技术方案和优点将更加清楚。需要说明的是，所描述的实施例是本发明的优选实施例，而不是全部的实施例。
实施例1：
结合图1～图5，实施例1提供了一种装配式混凝土柱箱形钢套筒式连接结构，包括上层预制混凝土柱3、下层预制混凝土柱4、上层预制混凝土柱箱形钢套筒1、下层预制混凝土柱箱形钢套筒2、单边螺栓5、塞缝薄钢板13、纵筋6、锚板8、栓钉7和灌浆料9。
箱形钢套筒(即图中的上层预制混凝土柱箱形钢套筒1与下层预制混凝土柱箱形钢套筒2)与预制混凝土柱(即图中的上层预制混凝土柱3与下层预制混凝土柱4)混凝土结合部分的内表面应焊接栓钉7。
上层预制混凝土柱箱形钢套筒1或下层预制混凝土柱箱形钢套筒2未与上层预制混凝土柱3或下层预制混凝土柱4混凝土接触的部分应预留螺栓孔。
上层预制混凝土柱箱形钢套筒1或下层预制混凝土柱箱形钢套筒2未与预制混凝土柱混凝土接触的部分应预留灌浆孔10与出浆孔11，其中灌浆孔10位于灌浆区域的底部，出浆孔11位于灌浆区域的顶部。
出浆孔11连接PVC材质“L”形弯管12。
单边螺栓5为高强螺栓。
纵筋6端部应设置穿孔塞焊锚板8。
下层预制混凝土柱箱形钢套筒2内边缘尺寸应比上层预制混凝土柱箱形钢套筒1外边缘尺寸大2mm～4mm。
上层预制混凝土柱箱形钢套筒1与下层预制混凝土柱箱形钢套筒2之间应填塞塞缝薄钢板13，同时应避免使塞缝薄钢板13阻塞螺栓孔。
灌浆料9可采用高流动性高强无收缩水泥基灌浆料或高流动性微膨胀混凝土，灌浆料强度不低于预制混凝土柱(即图中的标号3与4)的混凝土强度。
本实施例还提供了上述装配式混凝土柱箱形钢套筒式连接结构的施工方法，包括以下步骤：
S1、在工厂制作上层预制混凝土柱3与下层预制混凝土柱4，将箱形钢套筒(即图中的标号1与2)预置在预制混凝土柱(即图中的标号3与4)的顶端与底端；
S2、将上层预制混凝土柱3底端的上层预制混凝土柱箱形钢套筒1插入下层预制混凝土柱4顶端的下层预制混凝土柱箱形钢套筒2中，并用单边螺栓5将两个钢套筒(图中的标号1与2)连接起来；
S3、从钢套筒(图中的标号1与2)灌浆孔10灌注灌浆料9，直至钢套筒(图中的标号1与2)出浆孔11连续均匀出浆。
实施例2：
结合图6～图8，实施例2提供了一种装配式混凝土剪力墙箱形钢套筒式连接结构，包括上层预制混凝土剪力墙23、下层预制混凝土剪力墙24、上层预制混凝土剪力墙箱形钢套筒21、下层预制混凝土剪力墙箱形钢套筒22、单边螺栓25、塞缝薄钢板33、纵筋26、锚板28、栓钉27和灌浆料29。
箱形钢套筒(即图中的上层预制混凝土剪力墙箱形钢套筒21与下层预制混凝土剪力墙箱形钢套筒22)与预制混凝土剪力墙(即图中的上层预制混凝土剪力墙23和下层预制混凝土剪力墙24)混凝土结合部分的内表面应焊接栓钉27。
上层预制混凝土剪力墙箱形钢套筒21或下层预制混凝土剪力墙箱形钢套筒22未与预制混凝土剪力墙(图中的标号23或24)混凝土接触的部分应预留螺栓孔。
箱形钢套筒(图中的标号21与22)未与预制混凝土剪力墙混凝土接触的部分应预留灌浆孔30与出浆孔31，其中灌浆孔30位于灌浆区域的底部，出浆孔31位于灌浆区域的顶部。
出浆孔31连接有PVC材质“L”形弯管32。
单边螺栓25为高强螺栓。
纵筋26端部应设置穿孔塞焊锚板28。
下层预制混凝土剪力墙箱形钢套筒22内边缘尺寸应比上层预制混凝土剪力墙箱形钢套筒21外边缘尺寸大2mm～4mm。
上层预制混凝土剪力墙箱形钢套筒21与下层预制混凝土剪力墙箱形钢套筒22之间应填塞塞缝薄钢板33，同时应避免使塞缝薄钢板33阻塞螺栓孔。
灌浆料29可采用高流动性高强无收缩水泥基灌浆料或高流动性微膨胀混凝土，所述灌浆料强度不低于预制混凝土剪力墙(图中的标号23与24)的混凝土强度。
本实施例还提供了上述装配式混凝土剪力墙箱形钢套筒式连接结构的施工方法，包括以下步骤：
S1、在工厂制作上层预制混凝土剪力墙23与下层预制混凝土剪力墙24，将箱形钢套筒(图中的标号为21与22)预置在预制混凝土剪力墙(图中的标号为23与24)顶端与底端；
S2、将上层预制混凝土剪力墙23底端的上层预制混凝土剪力墙箱形钢套筒21插入下层预制混凝土剪力墙24顶端的下层预制混凝土剪力墙箱形钢套筒22中，并用单边螺栓25将两个钢套筒(图中的标号21与22)连接起来；
S3、从钢套筒(图中的标号为21与22)灌浆孔30灌注灌浆料29，直至钢套筒(图中的标号为21与22)出浆孔31连续均匀出浆。
实施例3：
结合图9～图11，本实施例提供了一种装配式混凝土梁箱形钢套筒式连接结构，包括右侧预制混凝土梁43、左侧预制混凝土梁44、右侧预制混凝土梁箱形钢套筒41、左侧预制混凝土梁箱形钢套筒42、单边螺栓45、塞缝薄钢板53、纵筋46、锚板48、栓钉47和灌浆料49。
右侧预制混凝土梁箱形钢套筒41或左侧预制混凝土梁箱形钢套筒42与右侧预制混凝土梁43或左侧预制混凝土梁44混凝土结合部分的内表面应焊接栓钉47。
箱形钢套筒(图中标号41与42)未与预制混凝土梁(图中标号43与44)混凝土接触的部分应预留螺栓孔。
箱形钢套筒(图中标号41与42)未与预制混凝土梁混凝土接触的部分应预留灌浆孔50与出浆孔51，其中灌浆孔50位于灌浆区域的底部，出浆孔51位于灌浆区域的顶部。
单边螺栓45为高强螺栓。
纵筋46(也可以当做横筋)端部应设置穿孔塞焊锚板48。
右侧预制混凝土梁箱形钢套筒41内边缘尺寸应比左侧预制混凝土梁箱形钢套筒42外边缘尺寸小2mm～4mm。
右侧预制混凝土梁箱形钢套筒41与左侧预制混凝土梁箱形钢套筒42之间应填塞塞缝薄钢板53，同时应避免使塞缝薄钢板53阻塞螺栓孔。
灌浆料49可采用高流动性高强无收缩水泥基灌浆料或高流动性微膨胀混凝土，灌浆料强度不低于预制混凝土梁(图中的标号为43与44)的混凝土强度。
本实施例还提供了上述装配式混凝土梁箱形钢套筒式连接结构的施工方法，包括以下步骤：
S1、在工厂制作右侧预制混凝土梁43与左侧预制混凝土梁44，将箱形钢套筒(图中标号为41与42)分别预置在预制混凝土梁(图中标号为43与44)左端与右端；
S2、将右侧预制混凝土梁43左端的右侧预制混凝土梁箱形钢套筒41插入左侧预制混凝土梁44右端的左侧预制混凝土梁箱形钢套筒42中，并用单边螺栓45将两个钢套筒(图中标号为41与42)连接起来；
S3、从钢套筒(图中标号41与42)灌浆孔50灌注灌浆料49，直至钢套筒(图中标号41与42)出浆孔51连续均匀出浆。
以上所述，仅是本发明优选实施例的描述说明，并非对本发明保护范围的限定，显然，任何熟悉本领域的技术人员基于上述实施例，可轻易想到替换或变化以获得其他实施例，这些均应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种装配式混凝土构件箱形套筒式连接结构，其特征在于，包括
具有空腔的一第一筒状体和一第二筒状体，所述第一筒状体的空腔分为接续的第一区和第二区，所述第二筒状体的空腔分为接续的第三区和第四区；所述第一筒状体第一区所处的筒体内壁上均匀布设有垂直于内壁的多个第一栓钉；所述第二筒状体第四区所处的筒体内壁上均匀布设有垂直于内壁的多个第二栓钉；形成所述第二区的所述第一筒状体的筒体部分或全部插接于所述第二筒状体的第三区所对应的筒体内并保持两者套叠为一体并紧固；以套叠后连通和/或重叠的第二区和第三区为灌浆区，其对应的筒壁上开设有连通外部的灌浆孔和出浆孔；以及
一始自所述第一区和第二区的分界位并经所述第一区所处的第一筒状体空腔腔体包裹局部的预成型的第一混凝土构件单元，所述第一栓钉及多个预设的第一筋条预埋于所述预成型的第一混凝土构件单元内，所述多个预设的第一筋条形成一组走向与所述第一筒状体的走向大致平行的筋条组；和
一始自所述第三区和第四区的分界位并经所述第四区所处的第二筒状体空腔腔体包裹局部的预成型的第二混凝土构件单元，所述第二栓钉及多个预设的第二筋条预埋于所述预成型的第二混凝土构件单元内，所述多个预设的第二筋条形成一组走向与所述第二筒状体的走向相大致平行的筋条组。
2.根据权利要求1所述的装配式混凝土构件箱形套筒式连接结构，其特征在于，第一筒状体和第二筒状体套叠处所对应的两筒壁间的间隙为2mm～4mm。
3.根据权利要求1所述的装配式混凝土构件箱形套筒式连接结构，其特征在于，第一筒状体和第二筒状体套叠处所对应的两筒壁间垫衬有塞缝薄钢板；第一筒状体和第二筒状体套叠处的筒壁经单边螺栓紧固为一体，所述单边螺栓采用摩擦型高强螺栓。
4.根据权利要求1所述的装配式混凝土构件箱形套筒式连接结构，其特征在于，以所述第一筋条和第二筋条为锚筋；每一个所述的第一筋条以穿孔塞焊的形式连接于一第一锚板上，该第一锚板与对应的第一筋条相垂直；每一个所述第二筋条以穿孔塞焊的形式连接于一第二锚板上，该第二锚板与对应的第二筋条相垂直；所述第一筋条、第一锚板和第二筋条、第二锚板预置于相应的预成型混凝土构件单元内。
5.根据权利要求1所述的装配式混凝土构件箱形套筒式连接结构，其特征在于，多个预设的所述第一筋条靠近所述第一筒状体的腔壁并呈环形排列；多个预设的所述第二筋条靠近所述第二筒状体的腔壁并呈环形排列。
6.根据权利要求1所述的装配式混凝土构件箱形套筒式连接结构，其特征在于，套叠后的所述第一筒状体的端部抵靠在所述预成型的第二混凝土构件单元上，所述灌浆孔的开孔位靠近所述预成型的第二混凝土构件单元，所述出浆孔的开孔位靠近所述预成型的第一混凝土构件单元。
7.根据权利要求1所述的装配式混凝土构件箱形套筒式连接结构，其特征在于，所述灌浆腔内的灌浆料采用高流动性高强无收缩水泥基灌浆料或高流动性微膨胀混凝土，所述灌浆料强度不低于预制混凝土构件单元的混凝土强度。
8.根据权利要求1所述的装配式混凝土构件箱形套筒式连接结构，其特征在于，所述预成型的第一混凝土构件单元内，预埋的所述第一栓钉和第一筋条依次间隔布置；所述预成型的第二混凝土构件单元内，预埋的所述第二栓钉和第二筋条依次间隔布置。
9.一种权利要求1-8中任一权利要求所述的装配式混凝土构件箱形套筒式连接结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在工厂制作第一混凝土构件单元和第二混凝土构件单元，将箱形的第一筒状体和第二筒状体分别预置在所述第一混凝土构件单元和第二混凝土构件单元的相对连接端；
S2、将预制的第一混凝土构件单元端部的第一筒状体的套筒插入预制的第二混凝土构件单元端部的第二筒状体的套筒中，并将两个套筒用单边螺栓连接固定；
S3、从灌浆孔灌注灌浆料，直至灌浆腔注满后自出浆孔连续均匀出浆。
10.一种权利要求1-8中任一权利要求所述的装配式混凝土构件箱形套筒式连接结构的应用，其特征在于，所述第一混凝土构件单元和第二混凝土构件单元作为连接单元，用于混凝土柱的装配连接，或作为混凝土剪力墙的装配连接，或作为混凝土梁的装配连接。
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