CN112726819B - 一种型钢加强的装配式钢筋混凝土十字节点及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种型钢加强的装配式钢筋混凝土十字节点，属于建筑结构和施工技术领域，包括型钢骨架、钢筋骨架和混凝土结构。型钢骨架包括型钢和设于型钢翼缘外侧且纵向设置有的多个连接板；钢筋骨架布设在型钢骨架的外侧，钢筋骨架包括纵向设置的柱钢筋笼和横向设置的梁钢筋笼，柱钢筋笼和梁钢筋笼垂直相交，且分别贯穿连接多个连接板和型钢骨架；混凝土结构包括包裹柱钢筋笼的柱混凝土、包裹梁钢筋笼的梁混凝土以及填充于型钢骨架内部的内置混凝土。本发明还提供了一种型钢加强的装配式钢筋混凝土十字节点的施工方法。本发明提供了一种安装方便、连接误差小、整体性强、刚度大的型钢加强的装配式钢筋混凝土十字节点。

Description

一种型钢加强的装配式钢筋混凝土十字节点及施工方法

技术领域

本发明属于建筑结构和施工技术领域，更具体地说，是涉及一种型钢加强的装配式钢筋混凝土十字节点及施工方法。

背景技术

建筑施工中，混凝土的预制装配式结构是以预制构件为主要受力构件经装配和连接而成的混凝土结构。装配式钢筋混凝土结构是我国建筑结构发展的重要方向之一，它有利于我国建筑工业化的发展，提高生产效率，节约能源，发展绿色环保建筑，并且有利于提高和保证建筑工程质量。

现有的预制装配式结构存在以下一些问题：

1、连接误差大，在现场安装时，因为预制构件制造时的误差以及安装人员的熟练程度不够等因素造成连接不准确、安装精度差的问题。

2、整体性差，与全现浇模式相比，装配式结构的整体性略低，这主要是因为连接处的刚度比全现浇模式低。

因此，需要一种安装方便、连接误差小、整体性强、刚度大的装配式钢筋混凝土十字节点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种安装方便、连接误差小、整体性强、刚度大的型钢加强的装配式钢筋混凝土十字节点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种型钢加强的装配式钢筋混凝土十字节点，包括：

型钢骨架，所述型钢骨架包括型钢和设于所述型钢翼缘外侧且纵向设置的多个连接板；

钢筋骨架，布设在所述型钢骨架的外侧，所述钢筋骨架包括纵向设置的柱钢筋笼和横向设置的梁钢筋笼，所述柱钢筋笼和所述梁钢筋笼垂直相交，且分别贯穿连接多个所述连接板和所述型钢；

混凝土结构，所述混凝土结构包括包裹所述柱钢筋笼的柱混凝土、包裹所述梁钢筋笼的梁混凝土以及填充于所述型钢内部的内置混凝土。

作为本申请另一实施例，所述型钢和多个所述连接板均为钢制件，多个所述连接板焊接或栓焊连接于所述型钢上。

作为本申请另一实施例，所述型钢、所述柱钢筋笼以及所述柱混凝土同轴设置，所述梁钢筋笼上端面至所述型钢上端面的距离等于所述梁钢筋笼下端面至所述型钢下端面的距离，且距离均为正值；所述梁混凝土上端面至所述型钢上端面的距离等于所述梁混凝土下端面至所述型钢下端面的距离，且距离均为正值。

作为本申请另一实施例，所述柱钢筋笼为通过多条柱纵筋和多条柱箍筋围设而成的长方体框架结构，所述梁钢筋笼为通过多条梁纵筋和多条梁箍筋围设而成的长方体框架结构，所述型钢上开设有多个用于位于所述梁钢筋笼边缘的所述梁纵筋通过的第一通孔，所述连接板上开设有多个用于所述柱箍筋通过的第二通孔。

作为本申请另一实施例，所述第一通孔的直径大于所述梁纵筋的直径，所述第二通孔的直径大于所述柱箍筋的直径。

作为本申请另一实施例，所述型钢外侧上设置有多个第一钢筋套筒，多个所述第一钢筋套筒用于连接位于所述梁钢筋笼内侧的多个所述梁纵筋。

作为本申请另一实施例，所述梁纵筋和所述柱纵筋的远离所述型钢的一端分别安装有第二钢筋套筒。

作为本申请另一实施例，所述柱钢筋笼的两端分别延伸至所述柱混凝土的外侧，所述梁钢筋笼的两端分别延伸至所述梁混凝土的外侧。

作为本申请另一实施例，所述型钢骨架采用箱型或十字形结构。

本发明提供的一种型钢加强的装配式钢筋混凝土十字节点的有益效果在于：与现有技术相比，柱钢筋笼贯穿连接多个连接板，梁钢筋笼贯穿连接型钢，柱钢筋笼和梁钢筋笼借助开设的通孔定位，并且安装过程能够固定钢筋位置，安装更为方便，连接误差小；与现有技术相比，钢筋混凝土十字节点内置型钢，能够有效增强钢筋混凝土节点的强度，同时减少节点区域的配筋率，施工更为方便。

本发明还提供了一种型钢加强的装配式钢筋混凝土十字节点的施工方法，包括以下步骤：

S1：在型钢对应于边缘梁纵筋的位置开设第一通孔，在型钢对应于中部梁纵筋的位置固定第一钢筋套筒，在多个连接板对应于柱箍筋的位置开设第二通孔，并将多个连接板分别纵向焊接或栓焊连接在型钢的翼缘外侧以构成型钢骨架；

S2：在型钢的外周横向布设多条柱箍筋，多条柱箍筋贯穿多个连接板上对应开设的第一通孔，在型钢的外周纵向布设多条梁纵筋，多条位于边缘的梁纵筋贯穿型钢上对应开设的第二通孔，多条位于内侧的梁纵筋自其中部断开，断开的两段梁纵筋分别借助位于型钢相对外侧壁上的第一钢筋套筒固定连接，沿多条梁纵筋的长度方向间隔横向绑扎梁箍筋以构成梁钢筋笼，沿多条柱纵筋的四周间隔纵向绑扎柱箍筋以构成柱钢筋笼，在柱纵筋和梁纵筋远离型钢的一端固定连接钢筋套筒；

S3：在梁钢筋笼和柱钢筋笼外侧搭设模板，向模板内浇注混凝土，使混凝土包裹型钢、梁钢筋笼及柱钢筋笼，并使混凝土填充至型钢内部，以形成钢筋混凝土十字节点。

本发明提供的一种型钢加强的装配式钢筋混凝土十字节点的施工方法，与现有技术相比，柱钢筋笼利用柱箍筋贯穿对应的第一通孔，梁钢筋笼分别利用边缘的梁纵筋贯穿型钢，内侧的梁纵筋连接第一钢筋套筒的方式，便于型钢与柱钢筋笼和梁钢筋笼的安装，同样地，也能确保型钢与柱钢筋笼和梁钢筋笼具备较高的安装精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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地介绍，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的附图。

图1为本发明实施例提供的型钢和连接板的主视结构示意图；

图2为本发明实施例提供的型钢和连接板的俯视结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种型钢加强的装配式钢筋混凝土十字节点的主视结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种型钢加强的装配式钢筋混凝土十字节点的俯视结构示意图。

图中：100、型钢；110、第一通孔；200、连接板；210、第二通孔；310、柱纵筋；320、柱箍筋；410、梁纵筋；420、梁箍筋；500、柱混凝土；600、梁混凝土；700、第一钢筋套筒；800、第二钢筋套筒。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1至图4，现对本发明提供的一种型钢加强的装配式钢筋混凝土十字节点进行说明。一种型钢加强的装配式钢筋混凝土十字节点，包括型钢骨架、钢筋骨架和混凝土结构。

型钢骨架包括型钢100和设于型钢100翼缘外侧且纵向设置有的多个连接板200；钢筋骨架布设在型钢骨架100的外侧，钢筋骨架包括纵向设置的柱钢筋笼和横向设置的梁钢筋笼，柱钢筋笼和梁钢筋笼垂直相交，且分别贯穿连接多个连接板200和型钢100；混凝土结构包括包裹柱钢筋笼的柱混凝土500、包裹梁钢筋笼的梁混凝土600以及填充于型钢100内部的内置混凝土。

本发明提供的一种型钢加强的装配式钢筋混凝土十字节点，与现有技术相比，型钢100和多个连接板200焊接连接或栓焊连接，柱钢筋笼贯穿连接多个连接板200，梁钢筋笼贯穿连接型钢100，柱钢筋笼和梁钢筋笼借助开设的通孔定位，并且安装过程能够固定钢筋位置，安装更为方便，连接误差小；与现有技术相比，钢筋混凝土十字节点内置型钢100，能够有效增强钢筋混凝土节点的强度，同时减少节点区域的配筋率，施工更为方便。

梁柱节点是结构受力的关键部位，设计时需要提高其强度和刚度，工程中常用方法是加密核心区箍筋，但是如果节点区域空间较小，加密柱箍筋320会导致施工不便。本发明是在钢筋混凝土结构的梁柱节点核心区内部内置型钢来实现提高节点强度和刚度的目的，同时使施工更为方便。

型钢100代替柱箍筋320，柱箍筋320数量得以减少，施工会更方便；同时型钢开孔能够辅助定位钢筋位置，安装精度提高。作为本发明提供的一种型钢加强的装配式钢筋混凝土十字节点的一种具体实施方式，请参阅图1至图2，型钢100和多个连接板200均为钢制件，多个连接板200焊接或栓焊连接于型钢100上。

本实施例中，型钢100一体制成或焊接而成，具备整体的强度和刚度。连接板200通过焊接或栓焊连接的方式固定在型钢100的翼缘外侧，使连接板200 和型钢100具备足够的强度。

其中，上述的栓焊连接的方式，为在连接板200的左右两侧增加螺栓连接板，再把螺栓连接板和型钢外侧焊接连接，螺栓连接板通过螺栓和上述连接板 200连接。

作为本发明提供的一种型钢加强的装配式钢筋混凝土十字节点的一种具体实施方式，请参阅图3至图4，型钢100、柱钢筋笼以及柱混凝土500同轴设置，梁钢筋笼上端面至型钢100上端面的距离等于梁钢筋笼下端面至型钢100下端面的距离，且距离均为正值；梁混凝土600上端面至型钢100上端面的距离等于梁混凝土600下端面至型钢100下端面的距离，且距离均为正值。

本实施例中，浇筑完成的十字节点中，型钢100、柱钢筋笼以及柱混凝土 500同轴设置，确保柱混凝土500内部的型钢100和柱钢筋笼处于其中心位，结构对中是为了受力时不偏心，轴心受力对结构来说更有利。

此外，相对于梁钢筋笼，型钢100同样位于其中部，型钢100的上端至梁混凝土600上端面的距离，与型钢100的下端至梁混凝土600下端面的距离相等，且均高出梁混凝土600的上下端面。

因此，型钢100正好位于浇筑完成后的钢筋混凝土十字节点的正中心部位。

作为本发明提供的一种型钢加强的装配式钢筋混凝土十字节点的一种具体实施方式，请参阅图3至图4，柱钢筋笼为通过多条柱纵筋310和多条柱箍筋 320围设而成的长方体框架结构，梁钢筋笼为通过多条梁纵筋410和多条梁箍筋420围设而成的长方体框架结构，型钢100上开设有多个用于位于梁钢筋笼边缘的梁纵筋410通过的第一通孔110，连接板200上开设有多个用于柱箍筋 320通过的第二通孔210。

本实施例中，多条柱纵筋310纵向设置，围设成框架结构，沿该框架结构的长度方向依次围设横向设置的多条柱箍筋320，每个柱箍筋320均与多个柱纵筋310绑扎，从而构成稳定的纵向设置的长方体框架结构的柱钢筋笼。

此外，多条梁纵筋410横向设置，围设成框架结构，沿该框架结构的长度方向依次围设纵向设置的多条梁箍筋420，每个梁箍筋420均与多个梁纵筋410 绑扎，从而构成稳定的横向设置的长方体框架结构的梁钢筋笼。

其中，梁钢筋笼的数量为两个，中部相互垂直形成十字形结构。

在型钢100的侧壁上开设有多个第一通孔110，多个第一通孔110的数量和位置与多个位于边缘的梁纵筋410相互匹配，多个梁纵筋410分别贯穿对应的第一通孔110与型钢100连接，第一通孔110能够辅助梁纵筋410的定位。

在多个连接板200上分别开设有多个第二通孔210，柱钢筋笼与多个连接板200相重叠的部位中的多个柱箍筋320，分别贯穿对应的多个第二通孔210，第二通孔210能够辅助柱箍筋320的定位。

通过上述的连接方式，从而将两个梁钢筋笼和一个柱钢筋笼稳定地与型钢 100实现连接，使型钢骨架、柱钢筋笼和梁钢筋笼形成整体。

作为本发明提供的一种型钢加强的装配式钢筋混凝土十字节点的一种具体实施方式，请参阅图3至图4，第一通孔110的直径大于梁纵筋410的直径，第二通孔210的直径大于柱箍筋320的直径。

本实施例中，通过设置第一通孔110和第二通孔210的直径，能够便于梁纵筋410和柱箍筋320快速穿过对应的通孔，安装更为方便。

作为本发明提供的一种型钢加强的装配式钢筋混凝土十字节点的一种具体实施方式，请参阅图1至图4，型钢100外侧壁上设置有多个第一钢筋套筒700，多个第一钢筋套筒700用于连接位于梁钢筋笼内侧的多个梁纵筋410。

本实施例中，多个第一钢筋套筒700分别焊接在型钢100的翼缘外侧，且与型钢100翼缘垂直布置，多个梁纵筋410靠近型钢100的自由端穿入对应的第一钢筋套筒700内。

作为本发明提供的一种型钢加强的装配式钢筋混凝土十字节点的一种具体实施方式，请参阅图3至图4，梁纵筋410和柱纵筋310的远离型钢100的一端分别安装有第二钢筋套筒800。

本实施例中，多个第二钢筋套筒800对应套设在多个梁纵筋410和多个柱纵筋310的外端，利用第二钢筋套筒800连接预制柱和预制梁的纵筋。

可选的，柱钢筋笼的两端分别延伸至柱混凝土500的外侧，梁钢筋笼的两端分别延伸至梁混凝土600的外侧。

可选的，混凝土采用普通混凝土、高强混凝土或自密实混凝土。

可选的，型钢骨架采用箱型或十字形结构。

本发明还提供了一种型钢加强的装配式钢筋混凝土十字节点的施工方法，包括以下步骤：

S1：在型钢对应于边缘梁纵筋410的位置开设第一通孔110，在型钢对应于中部梁纵筋410的位置固定第一钢筋套筒700，在多个连接板200对应于柱箍筋320的位置开设第二通孔210，并将多个连接板200分别纵向焊接或栓焊连接在型钢100的翼缘外侧以构成型钢骨架；

S2：在型钢的外周横向布设多条柱箍筋320，多条柱箍筋320贯穿多个连接板200上对应开设的第一通孔110，在型钢的外周纵向布设多条梁纵筋410，多条位于边缘的梁纵筋410贯穿型钢上对应开设的第二通孔210，多条位于内侧的梁纵筋410自其中部断开，断开的两段梁纵筋410分别借助位于型钢相对外侧壁上的第一钢筋套筒700固定连接，沿多条梁纵筋410的长度方向间隔横向绑扎梁箍筋420以构成梁钢筋笼，沿多条柱箍筋320的四周间隔纵向绑扎柱纵筋310以构成柱钢筋笼，在柱纵筋310和梁纵筋410远离型钢100的一端固定连接第二钢筋套筒800；

S3：在梁钢筋笼和柱钢筋笼外侧搭设模板，向模板内浇注混凝土，使混凝土包裹型钢、梁钢筋笼及柱钢筋笼以形成钢筋混凝土十字节点。

本发明提供的一种型钢加强的装配式钢筋混凝土十字节点的施工方法，与现有技术相比，柱钢筋笼利用柱箍筋320贯穿对应的第一通孔110，梁钢筋笼分别利用边缘的梁纵筋410贯穿型钢，内侧的梁纵筋410连接第一钢筋套筒700 的方式，便于型钢与柱钢筋笼和梁钢筋笼的安装，同样的，也能确保型钢与柱钢筋笼和梁钢筋笼具备较高的安装精度。

工厂预制的装配式钢筋混凝土十字节点通过钢筋套筒和预制柱、预制梁现场连接后浇筑，安装方便，减少污染，节约工期，符合绿色发展理念。

和传统的采用叠合梁装配式钢筋混凝土节点形式相比，本发明提供的型钢加强的装配式钢筋混凝土十字节点的施工方法，整体性能更优越。

本发明采用在十字节点核心区布置型钢代替箍筋加密的方式，核心区箍筋主要起到固定纵筋的作用，核心区的剪力主要由型钢承担，加强了十字节点核心区的承载能力，同时此方法不受节点核心区域尺寸的限制；并且型钢对混凝土有一定约束作用，也大大提高了柱的承载能力，实现“强柱弱梁的设计理念”。

型钢结构上的开孔能够辅助确定梁柱钢筋的位置，确保安装符合精度要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种型钢加强的装配式钢筋混凝土十字节点，其特征在于，包括：

型钢骨架，所述型钢骨架包括型钢和设于所述型钢翼缘外侧且纵向设置的多个连接板；

钢筋骨架，布设在所述型钢骨架的外侧，所述钢筋骨架包括纵向设置的柱钢筋笼和横向设置的梁钢筋笼，所述柱钢筋笼和所述梁钢筋笼垂直相交，且分别贯穿连接多个所述连接板和所述型钢；

混凝土结构，所述混凝土结构包括包裹所述柱钢筋笼的柱混凝土、包裹所述梁钢筋笼的梁混凝土以及填充于所述型钢内部的内置混凝土；

所述柱钢筋笼为通过多条柱纵筋和多条柱箍筋围设而成的长方体框架结构，所述梁钢筋笼为通过多条梁纵筋和多条梁箍筋围设而成的长方体框架结构，所述梁纵筋和所述柱纵筋的远离所述型钢的一端分别安装有第二钢筋套筒，所述柱钢筋笼的两端分别延伸至所述柱混凝土的外侧，所述梁钢筋笼的两端分别延伸至所述梁混凝土的外侧；

所述型钢上开设有多个用于位于所述梁钢筋笼边缘的所述梁纵筋通过的第一通孔，所述连接板上开设有多个用于所述柱箍筋通过的第二通孔；

所述型钢外侧上设置有多个第一钢筋套筒，多个所述第一钢筋套筒用于连接位于所述梁钢筋笼内侧的多个所述梁纵筋。

2.如权利要求1所述的一种型钢加强的装配式钢筋混凝土十字节点，其特征在于，所述型钢和多个所述连接板均为钢制件，多个所述连接板焊接或栓焊连接于所述型钢上。

3.如权利要求1所述的一种型钢加强的装配式钢筋混凝土十字节点，其特征在于，所述型钢、所述柱钢筋笼以及所述柱混凝土同轴设置，所述梁钢筋笼上端面至所述型钢上端面的距离等于所述梁钢筋笼下端面至所述型钢下端面的距离，且距离均为正值；所述梁混凝土上端面至所述型钢上端面的距离等于所述梁混凝土下端面至所述型钢下端面的距离，且距离均为正值。

4.如权利要求1所述的一种型钢加强的装配式钢筋混凝土十字节点，其特征在于，所述第一通孔的直径大于所述梁纵筋的直径，所述第二通孔的直径大于所述柱箍筋的直径。

5.如权利要求1-4任意一项所述的一种型钢加强的装配式钢筋混凝土十字节点，其特征在于，所述型钢骨架采用箱型或十字形结构。

6.一种型钢加强的装配式钢筋混凝土十字节点的施工方法，使用了如权利要求5所述的一种型钢加强的装配式钢筋混凝土十字节点，其特征在于，包括以下步骤：

S1：在型钢对应于边缘梁纵筋的位置开设第一通孔，在型钢对应于中部梁纵筋的位置固定第一钢筋套筒，在多个连接板对应于柱箍筋的位置开设第二通孔，并将多个连接板分别纵向焊接或栓焊连接在型钢的翼缘外侧以构成型钢骨架；

S2：在型钢的外周横向布设多条柱箍筋，多条柱箍筋贯穿多个连接板上对应开设的第一通孔，在型钢的外周纵向布设多条梁纵筋，多条位于边缘的梁纵筋贯穿型钢上对应开设的第二通孔，多条位于内侧的梁纵筋自其中部断开，断开的两段梁纵筋分别借助位于型钢相对外侧壁上的第一钢筋套筒固定连接，沿多条梁纵筋的长度方向间隔横向绑扎梁箍筋以构成梁钢筋笼，沿多条柱纵筋的四周间隔纵向绑扎柱箍筋以构成柱钢筋笼，在柱纵筋和梁纵筋远离型钢的一端固定连接钢筋套筒；

S3：在梁钢筋笼和柱钢筋笼外侧搭设模板，向模板内浇注混凝土，使混凝土包裹型钢、梁钢筋笼及柱钢筋笼，并使混凝土填充至型钢内部，以形成钢筋混凝土十字节点。

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