CN112832370A - 一种装配式柱梁框架及其套合结构 - Google Patents

Abstract

一种装配式柱梁框架及其套合结构，属于预制装配式混凝土结构工程领域，包括预制的立柱、横梁和纵梁；所述立柱的正方形端面上设有四根定位柱，分为边柱和芯柱；所述横梁和所述纵梁的长方形端面从上到下分为四等份，并向外分别生成有一个定位片，分别称为第一、第二、第三、第四定位片，每个所述定位片上均挖设有均匀分布的四个定位孔，该定位孔的位置和大小与芯柱的位置和大小相匹配；在定位片与横梁或纵梁的梁身的结合部的梁身边缘划定梁枕区位；其有益效果是结构简单，只有三种预制结构件；其配合紧凑，装配牢固，装配时不用螺丝，也不用焊接，且可避免二次浇注，施工方便，可有效缩短施工周期，提高节点区的延性和承载力。

Description

一种装配式柱梁框架及其套合结构

技术领域

本发明属于预制装配式混凝土结构工程领域，特别是一种装配式柱梁框架及其套合结构。

背景技术

框架结构是建筑业使用最为广泛的结构，框架结构能够整体工作，框架柱和框架梁之间的可靠连接非常关键，传统混凝土结构由于混凝土现浇，节点区域受力钢筋连续布置，只要配置合理的钢筋，一般不会出现构件之间连接的破坏，但是在预制混凝土结构的实际施工过程中，预制构件连接处的施工定位不容易，因此降低了施工速度和效率；对于预制混凝土结构而言，构件的连接质量是否能得到保证是整个结构能否发挥设计功能的关键所在，而通常预制结构连接处的抗剪承载力和延性较差，容易成为结构体系中的薄弱部位，从而对整个预制结构的安全性造成威胁。

为此，专利文献CN 110130527 B公布了一种模块化装配式复合墙、装配式建筑结构体系及施工方法，其包括墙板、两个柱体、第一梁体和第二梁体，第二梁体、第一梁体和两个柱体围成用于嵌装墙板的框架；柱体的外侧面上设置有用于与另一模块化装配式复合墙连接的第一连接件；第一连接件包括两个开口相背设置的第一冷弯型钢，第一冷弯型钢为冷弯C型钢或冷弯U型钢，两个第一冷弯型钢之间具有能够容纳两个分别垂直于该第一连接件的第一冷弯型钢的边板的空隙；第一梁体和第二梁体外侧设有钢管，用于与其他构件连接；另有专利文献CN 105926771A公布了一种装配整体式框架柱梁的中节点连接结构及其施工方法，其框架柱梁的中节点连接结构包括预留孔、受拉纵筋、U形钢筋和灌浆锚固层、毛化层和混凝土连接层，在预制柱上设置上下两排预留孔，在施工现场，在预制柱的上排预留孔中穿装、锚固受拉纵筋，在预制柱的下排预留孔中穿装、锚固U形钢筋，一种装配整体式框架柱梁的中节点连接施工方法，在工厂生产预制柱、左预制梁、右预制梁并分别设置毛化层，将受拉纵筋、U形钢筋分别与左、右预制梁上的纵筋、箍筋Ⅱ相对应绑扎，同时，现浇混凝土连接层，实现柱梁之间的连接，施工方便，缩短了工期，提高了抗震性能。

但这种结构仍然对接合处的要求高，且工艺较繁琐，预留孔和预留钢筋仍然需要现场绑扎和浇筑，与预制件的结合仍然存在问题，且成本高昂，不利于当前我国住宅产业化和建筑工业化的发展。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述技术问题，提供柱梁互相套合，且结构合理，无需预留钢筋，无需现场浇筑的装配式柱梁框架，且施工方便，缩短施工周期，并可有效地提高节点区的延性和承载力。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是一种装配式柱梁框架及其套合结构，包括预制结构柱和预制结构梁，所述预制结构柱包括立柱、所述预制结构梁包括横梁和纵梁；所述立柱可分为下柱和上柱，所述横梁可分为左横梁和右横梁，所述纵梁可分为前纵梁和后纵梁，其特征在于所述立柱的切面为正方形，其正方形的上端面上设有四根定位柱，其中两根定位柱直接生成在正方形端面上的一条对角线边端的对角位置，称为边柱；另外两根定位柱直接生成在正方形端面上的另一条对角线上且其具体位置离对角线中点的距离为对角线长度的10％-30％，该两根定位柱称为芯柱；所述立柱的下端同样设有四根定位柱，其边柱与芯柱的位置相对于上端旋转移动90°；所述横梁和所述纵梁的切面均为长方形，长方形的高为正方形边长的50％-150％，长方形的宽等于正方形边长的20％-70％，在所述横梁或纵梁的边端的端面上，以长方形端面的高为基础，将端面的从上到下平均预分为四等份，该四等份分别称为第一端面、第二端面、第三端面和第四端面；在所述横梁上，其中一端的第一端面直接向外生成第一定位片，另一端的第四端面直接向外生成第四定位片，所述定位片的伸出长度等于长方形的宽；在所述纵梁上，其中一端的第二端面直接向外生成第二定位片，另一端的第三端面直接向外生成第三定位片，所述定位片的伸出长度等于长方形的宽；各个所述定位片上均挖设有均匀分布的四个定位孔，该定位孔的位置和大小与芯柱的位置和大小相匹配；在定位片与横梁或纵梁的梁身的结合部的梁身边缘部位特别划定一个区位，称为梁枕，梁枕的长度等于立柱端面上边柱的正方形切面的边长；用于将梁枕搁置在立柱上以支撑梁身和整个梁体。

实际上上柱和下柱的结构完全相同，左横梁和右横梁的结构完全相同，前纵梁和后纵梁的结构完全相同。在生产制作时，只需预备三种模具，生产三种预制结构件即可；每一根预制结构柱均可作为下柱或上柱，每一根预制结构横梁均可作为左横梁或右横梁，每一根预制结构纵梁均可作为前纵梁或后纵梁。

一种可选结构是：立柱上端的四根定位柱与立柱下端的四根定位柱的方位完全相同，即下端的边柱与芯柱的位置相对于上端没有旋转移动。

一种优选方案是：边柱的切面为正方形，芯柱的切面为圆形。

当立柱的下柱位于底层时，下柱的下端没有设置四根定位柱，与常规方法所采用的结构相同，并采用常规方法与底基装配连接。

一种优选方案是：所述横梁和所述纵梁的切面上的长方形的高等于正方形的边长，长方形的宽等于正方形边长减去两个边柱的切面上的边长。

一种优选方案是：所述边柱的正方形切面的边长等于所述立柱的正方形切面的边长的20％，所述横梁和所述纵梁的长方形切面的高等于正方形的边长，长方形切面的宽等于正方形边长的60％。

另一种优选方案是：所述横梁或纵梁的边端的端面上，以长方形端面的高为基础，将端面从上到下平均预分为四等份；该四等份分别称为第一端面、第二端面、第三端面和第四端面；在所述横梁上，其两端的第一端面均直接向外生成第一定位片，所述定位片的伸出长度等于长方形的宽；在所述纵梁上，其两端的第二端面均直接向外生成第二定位片，所述定位片的伸出长度等于长方形的宽；各个所述定位片上挖设有均匀分布的四个定位孔，该定位孔的位置和大小与芯柱的位置和大小相匹配。在使用安装时，根据需要将横梁倒置，即可将第一定位片变成第四定位片；将纵梁倒置，即可将第二定位片变成第三定位片。

所述装配式柱梁框架的制作方法包括如下步骤：按照设计构造和规格绑扎钢筋桁架，然后搁置模具，再浇注混凝土砂浆，捣振、养护、撤模即完成预制结构柱梁的生产。

所述装配式柱梁框架的装配方法包括如下步骤。

⑴按照常规方法将立柱的下柱与建筑物底基装配完毕。

⑵将左横梁的第一定位片上的定位孔从左方对准下柱上端面上的两个芯柱，并套入在芯柱上紧贴下柱的上端面；此时梁枕必然搁置在下柱上端面上与边柱平齐的位置上。

⑶将前纵梁的第二定位片上的定位孔从前方对准下柱上端面上的两个芯柱，并套入在芯柱上紧贴左横梁的第一定位片；此时梁枕必然搁置在下柱上端面上与边柱平齐的位置上。

⑷将后纵梁的第三定位片上的定位孔从后方对准下柱上端面上的两个芯柱，并套入在芯柱上紧贴前纵梁的第二定位片；此时梁枕必然搁置在下柱上端面上与边柱平齐的位置上。

⑸将右横梁的第四定位片上的定位孔从右方对准下柱上端面上的两个芯柱，并套入在芯柱上紧贴后纵梁的第三定位片；此时梁枕必然搁置在下柱上端面上与边柱平齐的位置上。此时，四个定位片上的四个定位孔中的在同一个对角线上的两个定位孔均套入在下柱的两个芯柱上，另外两个定位孔呈空缺状态。左右横梁和前后纵梁所构成了十字星形状，也构成了四个直角转角，其中有两个在同一条对角线上的直角转角被下柱的两个边柱夹住。

⑹将立柱的上柱的下端面上的两个边柱对准另外两个直角转角，将两个芯柱对准另外两个定位孔，然后向下插入，使四个转角均被边柱夹住，四个定位片上上下通连的四个定位孔均被四个芯柱插入，这就完成了一个柱梁框架中一个节点的安装。

与现有技术相比较，本发明具有如下有益效果：

⑴只有预制结构柱、预制结构横梁、预制结构纵梁三种预制结构件，且结构简单，施工方便。

⑵预制结构柱中的边柱、芯柱和预制结构梁中的定位孔、定位片配合紧凑，装配牢固，可以有效地提高节点区的结合性。

⑶预制结构梁中的梁枕配合定位片搁置在边柱侧边的立柱端面上，可以有效地提高节点区的承载力。

⑷装配时不用螺丝，也不用焊接，也可避免二次浇注，可以有效缩短施工周期。

⑸只有三种预制件，且该三种预制件可以做成标准件，适合规模化工业生产。

附图说明

图1为实施例中各个预制结构件在装配前的位置结构示意图。

图2为实施例中立柱的结构示意图。

图3为实施例中横梁的结构示意图。

图4为实施例中纵梁的结构示意图。

图5为各个预制结构件装配后的结构示意图。

图6为装配呈框架后的结构示意图。

图中：1.预制结构柱、2.预制结构梁、3.立柱、4.横梁、5.纵梁、6.下柱、7.上柱、8.左横梁、9.右横梁、10.前纵梁、11.后纵梁、12.边柱、13.芯柱、14第一定位片、15.第四定位片、16.第二定位片、17.第三定位片、18.定位孔、19.梁枕。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定，不应以此限制本发明的保护范围。

如图所示，制作一种装配式柱梁框架及其套合结构，包括预制结构柱1和预制结构梁2，所述预制结构柱1包括立柱3、所述预制结构梁2包括横梁4和纵梁5；所述立柱3可分为下柱6和上柱7，所述横梁4可分为左横梁8和右横梁9，所述纵梁5可分为前纵梁10和后纵梁11。

在本实施例中，所述立柱3的高为4000mm，立柱3的切面为正方形，正方形的边长为400mm，该立柱3的上端设有四根定位柱，其中两根定位柱直接生成在正方形端面上的一条对角线边端的对角位置，称为边柱12，边柱12的高为400mm，该边柱12的切面也为正方形，其边长为80mm；另外两根定位柱直接生成在正方形的另一条对角线上，其具体位置离对角线中点的距离为85mm，该两根定位柱称为芯柱13，芯柱13的高为400mm，该芯柱13为圆形，其直径为60mm，即圆心离正方形中心的距离为85mm，为便于安装，可将本处直径做成59mm；所述立柱3的下端同样设有四根定位柱，其边柱12与芯柱13的位置相对于上端旋转移动了90°；所述横梁4和所述纵梁5的长度为3500mm，其切面均为长方形，长方形的高等于立柱3端面上正方形边长，即400mm，长方形的宽等于立柱3端面上正方形边长减去两个边柱12的正方形切面的边长，即400-80-80＝240mm，以长方形的高为基础，将长方形的高从上到下平均预分为四等份；在所述横梁4或纵梁5的边端的端面上，该四等份分别称为第一端面、第二端面、第三端面和第四端面，即每等份100mm；在所述横梁4上，其中一端的第一端面直接向外生成第一定位片14，另一端的第四端面直接向外生成第四定位片15，所述定位片的伸出长度等于长方形的宽，即定位片的长为240mm，宽为240mm，高为100mm；在所述纵梁5上，其中一端的第二端面直接向外生成第二定位片16，另一端的第三端面直接向外生成第三定位片17，所述定位片的伸出长度等于长方形的宽，即定位片的长为240mm，宽为240mm，高为100mm；各个所述定位片上挖设有均匀分布的四个定位孔18，该定位孔18的位置和大小与芯柱13的位置和大小相匹配，本实施例的定位孔18为圆形孔，圆孔的直径为60mm，为便于安装，可将圆孔的直径做成61mm，每个圆孔的圆心离边线的距离为60mm。在定位片与横梁4或纵梁5的梁身的结合部的梁身边缘部位特别划定一个区位，称为梁枕19，梁枕19的长度等于立柱3端面上边柱12的正方形切面的边长；本实施例中梁枕19的长度为80mm。

由此，实际上上柱7和下柱6的结构完全相同，左横梁8和右横梁9的结构完全相同，前纵梁10和后纵梁11的结构完全相同。在生产制作时，只需预备三种模具即可。

制作时，依照上述结构按照常规方法绑扎钢筋桁架，然后搁置模具，再浇注混凝土砂浆，捣振、养护、撤模即完成预制结构柱1梁的生产。

所述装配式柱梁框架的装配方法包括如下步骤，本处详细记载柱梁框架中一个节点的安装，如图1、5、6所示。

⑴按照常规方法将立柱3的下柱6与建筑物底基装配完毕。

⑵将左横梁8的第一定位片14上的定位孔18从左方对准下柱6上端面上的两个芯柱13，并套入在芯柱13上紧贴下柱6的上端面。

⑶将前纵梁10的第二定位片16上的定位孔18从前方对准下柱6上端面上的两个芯柱13，并套入在芯柱13上紧贴左横梁8的第一定位片14。

⑷将后纵梁11的第三定位片17上的定位孔18从后方对准下柱6上端面上的两个芯柱13，并套入在芯柱13上紧贴前纵梁10的第二定位片16。

⑸将右横梁9的第四定位片15上的定位孔18从右方对准下柱6上端面上的两个芯柱13，并套入在芯柱13上紧贴后纵梁11的第三定位片17；此时，四个定位片上的四个定位孔18中的在同一个对角线上的两个定位孔18均套入在下柱6的两个芯柱13上，另外两个定位孔18呈空缺状态。左右横梁9和前后纵梁11所构成了十字星形状，也构成了四个直角转角，其中有两个在同一条对角线上的直角转角被下柱6的两个边柱12夹住。

⑹将立柱3的上柱7的下端面上的两个边柱12对准另外两个直角转角，将两个芯柱13对准另外两个定位孔18，可适当涂抹润滑油，或者混凝土细砂浆，然后向下插入，使四个转角均被边柱12夹住，四个定位片上上下通连的四个定位孔18均被四个芯柱13插入，这就完成了一个柱梁框架中一个节点的安装。

由此可见，本装配式柱梁框架及其套合结构中各个部件结构简单，只需三种预制结构件，便于大量工业化生产；其配合紧凑，装配牢固，装配时不用螺丝，也不用焊接，且可避免二次浇注，施工方便，可以有效缩短施工周期，各个部件中的边柱12、芯柱13、定位孔18、定位片以及梁枕19互相紧密配合，结合牢固，可有效地提高节点区的延性和承载力。

Claims (8)

1.一种装配式柱梁框架及其套合结构，包括预制结构柱和预制结构梁，所述预制结构柱包括立柱、所述预制结构梁包括横梁和纵梁；所述立柱可分为下柱和上柱，所述横梁可分为左横梁和右横梁，所述纵梁可分为前纵梁和后纵梁，其特征在于所述立柱的切面为正方形，其正方形的上端面上设有四根定位柱，其中两根定位柱直接生成在正方形端面上的一条对角线边端的对角位置，称为边柱；另外两根定位柱直接生成在正方形端面上的另一条对角线上且其具体位置离对角线中点的距离为对角线长度的10％-30％，该两根定位柱称为芯柱；所述立柱的下端同样设有四根定位柱，其边柱与芯柱的位置相对于上端旋转移动90°；所述横梁和所述纵梁的切面均为长方形，长方形的高为正方形边长的50％-150％，长方形的宽等于正方形边长的20％-70％，在所述横梁或纵梁的边端的端面上，以长方形端面的高为基础，将端面的从上到下平均预分为四等份；；该四等份分别称为第一端面、第二端面、第三端面和第四端面；在所述横梁上，其中一端的第一端面直接向外生成第一定位片，另一端的第四端面直接向外生成第四定位片，所述定位片的伸出长度等于长方形的宽；在所述纵梁上，其中一端的第二端面直接向外生成第二定位片，另一端的第三端面直接向外生成第三定位片，所述定位片的伸出长度等于长方形的宽；各个所述定位片上均挖设有均匀分布的四个定位孔，该定位孔的位置和大小与芯柱的位置和大小相匹配；在定位片与横梁或纵梁的梁身的结合部的梁身边缘部位特别划定一个区位，称为梁枕，梁枕的长度等于立柱端面上边柱的正方形切面的边长。

2.根据权利要求1所述的装配式柱梁框架及其套合结构，其特征在于所述立柱上端的四根定位柱与立柱下端的四根定位柱的方位完全相同。

3.根据权利要求2所述的装配式柱梁框架及其套合结构，其特征在于所述边柱的切面为正方形，芯柱的切面为圆形。

4.根据权利要求3所述的装配式柱梁框架及其套合结构，其特征在于所述横梁和所述纵梁的切面上的长方形的高等于正方形的边长，长方形的宽等于正方形边长减去两个边柱的切面上的边长。

5.根据权利要求4所述的装配式柱梁框架及其套合结构，其特征在于所述边柱的正方形切面的边长等于所述立柱的正方形切面的边长的20％，所述横梁和所述纵梁的长方形切面的高等于正方形的边长，长方形切面的宽等于正方形边长的60％。

6.根据权利要求5所述的装配式柱梁框架及其套合结构，其特征在于所述横梁或纵梁的边端的端面上，以长方形端面的高为基础，将端面从上到下平均预分为四等份；该四等份分别称为第一端面、第二端面、第三端面和第四端面；在所述横梁上，其两端的第一端面均直接向外生成第一定位片，所述定位片的伸出长度等于长方形的宽；在所述纵梁上，其两端的第二端面均直接向外生成第二定位片，所述定位片的伸出长度等于长方形的宽；各个所述定位片上挖设有均匀分布的四个定位孔，该定位孔的位置和大小与芯柱的位置和大小相匹配。

7.根据权利要求6所述的装配式柱梁框架及其套合结构，其特征在于所述所述装配式柱梁框架的制作方法包括如下步骤：按照设计构造和规格绑扎钢筋桁架，然后搁置模具，再浇注混凝土砂浆，捣振、养护、撤模即完成预制结构柱梁的生产。

8.根据权利要求7所述的装配式柱梁框架及其套合结构，其特征在于所述装配式柱梁框架的装配方法包括如下步骤：

⑴按照常规方法将立柱的下柱与建筑物底基装配完毕；

⑵将左横梁的第一定位片上的定位孔从左方对准下柱上端面上的两个芯柱，并套入在芯柱上紧贴下柱的上端面；

⑶将前纵梁的第二定位片上的定位孔从前方对准下柱上端面上的两个芯柱，并套入在芯柱上紧贴左横梁的第一定位片；

⑷将后纵梁的第三定位片上的定位孔从后方对准下柱上端面上的两个芯柱，并套入在芯柱上紧贴前纵梁的第二定位片；

⑸将右横梁的第四定位片上的定位孔从右方对准下柱上端面上的两个芯柱，并套入在芯柱上紧贴后纵梁的第三定位片；

⑹将立柱的上柱的下端面上的两个边柱对准另外两个直角转角，将两个芯柱对准另外两个定位孔，然后向下插入，使四个转角均被边柱夹住，四个定位片上上下通连的四个定位孔均被四个芯柱插入，即完成一个柱梁框架中一个节点的安装。

Images