CN112900618A - 一种预制装配式框架、梁柱节点及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预制装配式框架、梁柱节点及施工方法，预制装配式梁柱节点施工方法包括：布置纵筋并在纵筋外绑扎或焊接螺旋箍筋，以形成钢筋笼；在钢筋笼外套设箍板，连接钢筋笼与箍板；支模并浇筑混凝土，通过离心法使预制柱上柱和预制柱下柱成型；焊接连接预制柱上柱的箍板与预制柱下柱的箍板；在预制柱上柱的箍板的外侧面、预制柱下柱的箍板的外侧面焊接栓钉或牛腿；通过栓钉或牛腿连接梁与预制柱。纵筋和螺旋箍筋保障了预制柱的刚度和强度；离心法生产效率高；预制柱工厂预制生产，现场进行预制柱组装以及预制柱和梁的装配，工序少且施工难度低、施工效率高；梁与预制柱通过栓钉或牛腿焊接连接，节点处连接强度较高且焊接结构简单、便于施工。

Description

一种预制装配式框架、梁柱节点及施工方法

技术领域

本发明涉及建筑技术领域，更具体地说，涉及一种预制装配式梁柱节点施工方法。此外，本发明还涉及一种应用上述预制装配式梁柱节点施工方法的预制装配式梁柱节点和一种包括上述预制装配式梁柱节点的预制装配式框架。

背景技术

由于现场施工具有生产效率低、资源浪费率高、品质控制差、环境影响大等特点，为提高生产效率和施工质量、降低环境污染，装配式建筑近年来得到了大力发展。

为保证装配式建筑的整体受力性能，需要通过节点连接构件，以使其在荷载作用下共同受力。由于建筑结构受力机理复杂，节点处往往非单一受力状态，需要节点具有足够的强度和刚度。

现有的装配式混凝土构件主要包括干连接和湿连接。其中，目前的干施工工艺复杂，连接质量易受材料和操作技术的影响；湿连接为后浇混凝土，现场操作难度大，并且由于混凝土浇筑需要使用模板，因此施工工序复杂、操作繁琐、施工要求高，严重影响施工进度。

综上所述，如何提供一种施工便捷且建造成本低的预制装配式连接节点，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种预制装配式梁柱节点施工方法，通过焊接箍板装配连接预制柱，并利用焊接于箍板上的牛腿或栓钉连接预制柱和梁，施工便捷且建造成本低。

此外，本发明还提供了一种应用上述预制装配式梁柱节点施工方法的预制装配式梁柱节点和包括上述预制装配式梁柱节点的预制装配式框架。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种预制装配式梁柱节点施工方法，包括：

布置纵筋并在所述纵筋外绑扎或焊接螺旋箍筋，以形成钢筋笼；

在所述钢筋笼外套设箍板，连接所述钢筋笼与所述箍板；

支模并浇筑混凝土，通过离心法使预制柱上柱和预制柱下柱成型；

焊接连接所述预制柱上柱的所述箍板与所述预制柱下柱的所述箍板；

在所述预制柱上柱的所述箍板的外侧面、所述预制柱下柱的所述箍板的外侧面焊接栓钉或牛腿；

通过所述栓钉或所述牛腿连接梁与预制柱。

优选的，当所述梁为现浇梁时，所述通过所述栓钉或所述牛腿连接梁与预制柱包括：

布置梁纵筋，所述梁纵筋的端部设有钢筋套筒；

利用梁箍筋绑扎所述梁纵筋；

焊接所述钢筋套筒与所述箍板；

支模，浇筑混凝土梁。

优选的，当所述梁为钢梁时，所述通过所述栓钉或所述牛腿连接梁与预制柱包括：

吊装所述钢梁，焊接所述箍板与所述钢梁的翼缘，利用所述牛腿连接所述箍板与所述钢梁的腹板。

优选的，当所述梁为预制混凝土梁时，所述通过所述栓钉或所述牛腿连接梁与预制柱包括：

在所述箍板的外侧面焊接挑板；

吊装所述预制混凝土梁，以使所述预制混凝土梁的梁纵筋搭接于所述挑板上；

连接所述挑板与所述梁纵筋；

在所述预制混凝土梁的端面与所述箍板间局部支模，浇筑混凝土。

优选的，在所述预制柱上柱的空腔和所述预制柱下柱的空腔内浇筑混凝土。

一种预制装配式梁柱节点，包括预制柱上柱、预制柱下柱以及梁，所述预制柱上柱和所述预制柱下柱均包括混凝土主体、纵筋以及套设于所述纵筋外的螺旋箍筋；

所述预制柱上柱的连接端和所述预制柱下柱的连接端均套设箍板，所述箍板在所述预制柱上柱的连接处和所述预制柱下柱的连接处均设有环向加强板，所述环向加强板与所述纵筋固定连接；

在所述箍板与所述梁的连接处，所述箍板的外侧面设有牛腿或栓钉。

优选的，所述栓钉沿所述梁的高度方向均匀分布，所述栓钉沿所述梁的宽度方向均匀分布。

优选的，所述箍板内设有若干个竖向加劲肋。

优选的，所述预制柱上柱的连接处与所述预制柱下柱的连接处设有内衬钢管。

一种预制装配式框架，包括至少一个上述任一项所述的预制装配式梁柱节点，预制柱上柱的中段或预制柱下柱的中段设有中间箍板，所述中间箍板的外侧面设有牛腿或栓钉，以便连接梁与所述中间箍板。

在本发明提供的预制装配式梁柱节点施工方法中，纵筋和螺旋箍筋绑扎或焊接形成钢筋笼，有效地保障了预制柱的抗压强度和抗剪强度，保证了预制柱的结构刚度和强度；预制柱上柱和预制柱下柱由工厂事先预制生产，在施工现场主要进行预制柱的组装以及预制柱和梁的装配，施工步骤少且施工难度低，有效地提高了施工效率；梁与预制柱通过栓钉或牛腿焊接、螺栓连接等连接方式，在保证了节点处连接强度的同时，焊接结构简单、便于施工。

因此，本发明提供的装配式混凝土梁柱节点施工方法满足了梁柱节点的结构强度和刚度，且施工便捷、经济实用。

此外，本发明还提供了一种应用上述预制装配式梁柱节点施工方法的预制装配式梁柱节点和一种包括上述预制装配式梁柱节点的预制装配式框架。

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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的预制装配式梁柱节点的具体实施例一的结构示意图；

图2为本发明所提供的预制装配式梁柱节点的具体实施例二的结构示意图；

图3为本发明所提供的预制装配式梁柱节点的具体实施例三的结构示意图；

图4为本发明所提供的预制装配式梁柱节点的具体实施例四的结构示意图；

图5为本发明所提供的预制装配式梁柱节点的具体实施例五的结构示意图；

图6为本发明所提供的预制装配式梁柱节点的具体实施例六的结构示意图；

图7为本发明所提供的预制装配式梁柱节点的具体实施例七的结构示意图；

图8为本发明所提供的预制装配式梁柱节点的具体实施例八的结构示意图；

图9为本发明所提供的预制装配式梁柱节点的具体实施例九的结构示意图。

图1-图9中：

1为预制柱、11为纵筋、12为螺旋箍筋、13为箍板、14为环向加强板、15为空腔、16为对拉锚筋、17为中间箍板、2为梁、21为梁纵筋、22为梁箍筋、23为钢筋套筒、3为栓钉、4为牛腿、5为挑板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种预制装配式梁柱节点施工方法，通过焊接箍板装配连接预制柱，并利用焊接于箍板上的牛腿或栓钉连接预制柱和梁，施工便捷且建造成本低。

本发明还提供了一种应用上述预制装配式梁柱节点施工方法的预制装配式梁柱节点和包括上述预制装配式梁柱节点的预制装配式框架。

请参考图1-图9。

需要进行说明的是，本申请文件中预制柱上柱和预制柱下柱分别指同一梁柱节点内位于节点上端的预制混凝土柱和位于节点下方的预制混凝土柱；预制柱1指预制柱上柱和预制柱下柱装配连接后形成的结构柱。

本发明提供的预制装配式梁柱节点施工方法，包括：

步骤S1，布置纵筋11并在纵筋11外绑扎或焊接螺旋箍筋12，以形成钢筋笼；

步骤S2，在钢筋笼外套设箍板13，连接钢筋笼与箍板13；

步骤S3，支模并浇筑混凝土，通过离心法使预制柱上柱和预制柱下柱成型；

步骤S4，焊接连接预制柱上柱的箍板13与预制柱下柱的箍板13；

步骤S5，在预制柱上柱的箍板13的外侧面、预制柱下柱的箍板13的外侧面焊接栓钉3或牛腿4；

步骤S6，通过栓钉3或牛腿4连接梁2与预制柱1。

其中，步骤S1-S3为预制柱上柱和预制柱下柱的浇筑生产过程，步骤S4为预制柱1的装配连接过程，步骤S5-S6为预制柱1与梁2的装配连接过程。

需要对步骤S1进行说明的是，纵筋11沿预制柱1的轴线方向设置，纵筋11的数量和分布影响预制柱1的强度；螺旋箍筋12套设于纵筋11外，螺旋箍筋12可对纵筋11进行固定并承受剪切应力，因此螺旋箍筋12的种类和尺寸会影响预制柱的抗剪强度。

纵筋11主要包括普通热轧钢筋、高强钢筋、钢绞线、钢丝束、高强钢棒或纤维筋等，螺旋箍筋12主要包括为普通钢筋、高强钢筋、钢丝绳、钢丝束、钢绞线或FRP纤维等，纵筋11的种类、尺寸、数量和分布情况以及螺旋箍筋12的种类和尺寸等根据预制柱1的设计要求参考现有技术确定，在此不再赘述。

为了减少施工时间、加快施工进度，优选的，螺旋箍筋12可通过机械焊接方式与纵筋11连接。

需要对步骤S2进行说明的是，箍板13环绕设置于预制柱1的外周，箍板13的形状和尺寸根据预制柱1的截面形状和尺寸确定。由于预制柱1的截面多为矩形，箍板13一般由四块钢板首尾焊接连接而成或钢板弯折后焊接而成。若预制柱的截面为圆形，箍板13通常设置为圆钢管。

请参考图1-图7，箍板13的内侧面一般设有栓钉3，以增强箍板13与预制柱1的连接强度，优选的，可以设置栓钉3沿预制柱1的轴线方向均匀分布。

为了增强箍板13与预制柱1的连接强度，箍板13内焊接有环向加强板14。环向加强板14可以焊接于箍板13的端面处，如图1所示，也可以焊接于箍板13的中段，如图4所示，环向加强板14与箍板13的具体焊接位置根据实际施工过程中预制柱1的设计尺寸等因素确定。

箍板13内焊接的环向加强板14的数量可以为一个，可以为两个，也可以为多个，其具体数量根据预制柱1的设计需求确定。

优选的，为进一步增强节点的刚度和强度，箍板13内设有若干个竖向加劲肋。

此外，环向加强板14也可以替换为设置于箍板13相对的两侧面之间的对拉锚筋16，如图9所示。当然，对拉锚筋16也可与环向加强板14同时设置。

距预制柱1的连接处最近的环向加强板14又可称为端板，当预制柱上柱的端板与预制柱下柱的端板之间距离较大时，请参考图4，可以在预制柱上柱的箍板13上预留灌浆口，在箍板13焊接完成后，通过灌浆口在两块端板之间进行压力灌浆混凝土。

需要对步骤S3进行说明的是，按照预制柱1的设计尺寸在钢筋笼和箍板13组成的钢筋骨架外支模，模具一般为预制好的钢模或铝膜，进行混凝土浇筑，分别浇筑成型预制柱上柱和预制柱下柱，浇筑可在合模后内部通过空心管道浇筑或浇筑后合模，然后通过离心法制造并养护。离心法能够增强预制柱1内混凝土的密实性，从而增加预制柱1的强度。

浇筑所用的混凝土可以选择普通混凝土，也可以选择C60或C80等高强混凝土，其具体种类按照预制柱1的设计要求参考现有技术确定，在此不再赘述。

请参考图1，通过离心法成型的混凝土柱，由于所受离心力的作用，在混凝土柱的中央形成空腔15。

由于离心法成型的预制柱1存在空腔15，为了进一步增强预制柱1的结构强度，优选的，在预制柱上柱的空腔15和预制柱下柱的空腔15内浇筑混凝土，通过混凝土填充方式增强预制柱1的结构强度。

空腔15内混凝土的浇筑，可以在上柱和下柱的箍板13焊接连接前，也可以在箍板13连接后，具体的施工顺序根据实际生产条件酌情调整。

优选的，采用自密实混凝土填充空腔15，以便空腔15内后浇筑的混凝土具有良好的浇筑质量。

为了增强空腔15内后浇筑的混凝土与原有混凝土部分的连接强度，优选的，对空腔15进行拉毛处理。

需要对步骤S4进行说明的是，焊接前吊装预制柱上柱至预制柱下柱的正上方，以实现预制柱上柱的箍板13与预制柱下柱的箍板13的对位，方便焊接操作的进行。

需要对步骤S5和步骤S6进行说明的是，箍板13通过栓钉3或牛腿4与梁2固定并连接，连接件的具体种类根据梁2的种类确定，例如箍板13难以通过栓钉3与钢梁连接，通常选择牛腿4与钢梁连接。

为了增强牛腿4与混凝土梁的连接强度，牛腿4的外侧面可以设有栓钉3，以增强牛腿4与梁2的连接强度。

请参考图1，优选的，当梁2为现浇梁时，通过栓钉3或牛腿4连接梁2与预制柱1包括：

布置梁纵筋21，梁纵筋21的端部设有钢筋套筒23；

利用梁箍筋22绑扎梁纵筋21；

焊接钢筋套筒23与箍板13；

支模，浇筑混凝土梁。

梁纵筋21沿梁2的轴线方向设置，用于承受弯矩和轴力，梁箍筋22绑扎固定梁纵筋21并承受剪切应力；梁纵筋21的种类、数量、尺寸和分布以及梁箍筋22的种类和尺寸等根据梁的设计参考现有技术确定，在此不再赘述。

钢筋套筒23可以是螺纹钢筋套筒、灌浆钢筋套筒等常见的钢筋用连接件，其具体的种类根据实际建设施工的需要参考现有技术确定。

请参考图2，优选的，当梁2为钢梁时，通过栓钉3或牛腿4连接梁2与预制柱1包括：吊装钢梁，焊接箍板13与钢梁的翼缘，利用牛腿4连接箍板13与钢梁的腹板。

为了方便焊接、提高焊接质量，优选的，钢梁的端部设有坡面。

此外，也可以直接焊接箍板13与钢梁的腹板，简化钢梁与箍板13的连接。

请参考图3，优选的，当梁2为预制混凝土梁时，通过栓钉3或牛腿4连接梁2与预制柱1包括：

在箍板13的外侧面焊接挑板5；

吊装预制混凝土梁，以使预制混凝土梁的梁纵筋21搭接于挑板5上；

连接挑板5与梁纵筋21；

在预制混凝土梁的端面与箍板13间局部支模，浇筑混凝土。

挑板5可以设置为至少一块相互平行的水平钢板，挑板5的具体数量与梁纵筋21的排数相关，请参考图6，挑板5为两块相互平行的水平钢板，水平钢板分别焊接于预制柱上柱的箍板13和预制柱下柱的箍板13上，栓钉3或牛腿4设置于水平钢板之间。

当设置两块水平钢板时，两块水平钢板与牛腿4组合成为工字型，也可以利用图3中腹板设有栓钉3的工字钢替换挑板5和牛腿4。

挑板也可为T型钢构件，T型钢构件的翼缘与梁的纵筋焊接，T型钢构件的腹板增强了节点的整体刚度、强度及连接性能。

此外，挑板5也可以用于预制柱1与现浇梁的连接。

在本实施例中，纵筋11和螺旋箍筋12绑扎或焊接形成钢筋笼，有效地保障了预制柱1的抗弯承载力、轴向承载力和抗剪承载力；预制柱上柱和预制柱下柱由工厂事先预制生产，在施工现场仅进行预制柱1的组装以及预制柱1和梁2的装配，施工步骤少且施工难度低，有效地提高了施工效率；梁2与预制柱1通过栓钉3或牛腿4焊接连接，在保证节点处的连接强度和刚度的同时，焊接结构简单、便于施工。

因此，本实施例提供的装配式混凝土梁柱节点施工方法满足了梁柱节点的结构强度和刚度，且施工便捷、经济实用。

除了上述装配式混凝土梁柱节点施工方法，本发明还提供一种应用上述实施例公开的装配式混凝土梁柱节点施工方法的装配式混凝土梁柱节点，该装配式混凝土梁柱节点包括预制柱上柱、预制柱下柱以及梁，预制柱上柱和预制柱下柱均包括混凝土主体、纵筋11以及套设于纵筋11外的螺旋箍筋12；预制柱上柱的连接端和预制柱下柱的连接端均套设箍板13，箍板13在预制柱上柱的连接处和预制柱下柱的连接处均设有环向加强板14，环向加强板14与纵筋11固定连接；在箍板13与梁2的连接处，箍板13的外侧面设有牛腿4或栓钉3。

为了更好地固定纵筋11并增强环向加强板14与纵筋11的连接强度，优选的，环向加强板14设有安装纵筋11的纵筋安装孔，纵筋11通过纵筋安装孔后与环向加强板14固定。

纵筋11与环向加强板14可以为墩头连接，也可以为直接焊接，还可以通过螺纹钢筋套筒等其他常见的钢筋连接件固定连接。

此外，纵筋11也可直接通过角焊缝焊接于箍板13的内侧，焊缝长度需满足锚固长度要求。

优选的，栓钉3沿梁2的高度方向均匀分布，栓钉3沿梁2的宽度方向均匀分布。

在上述实施例的基础上，为了增强预制柱1连接处的抗剪强度，预制柱上柱的连接处与预制柱下柱的连接处设有内衬钢管。

内衬钢管的两端可以仅与预制柱上柱的环向加强板14、预制柱下柱的环向加强板14接触，可以与上述两块环向加强板14中的一者或两者焊接连接。

在本实施例中，内衬钢管的设置一方面有利于预制柱上柱与预制柱下柱的对位，另一方面提高预制柱1在连接处的抗剪强度。

此外，本发明还提供了一种预制装配式框架，该预制柱装配式框架包括至少一个上述实施例公开的预制装配式梁柱节点，预制柱上柱的中段或预制柱下柱的中段设有中间箍板17，中间箍板17的外侧面设有牛腿4或栓钉3，以便连接梁2与中间箍板17。

在建筑内，受到重量、用途、塔吊最大吊装质量的影响，预制柱1往往需要由多段预制混凝土柱焊接装配而成，相邻两段预制柱混凝土柱如图1-图7所示通过连接端的箍板13焊接连接。

请参考图8和图9，当单段预制混凝土柱的长度较高时，由于建筑的单层层高一定，在预制混凝土柱的中段需要与梁2连接。为了实现预制柱1与梁2的连接，在预制混凝土柱的对应位置预埋中间箍板17，并在中间箍板17外焊接栓钉3或牛腿4，通过栓钉3或牛腿4连接中间箍板17与梁2。

中间箍板17与梁2形成的梁柱节点构造，请参考上述实施例公开的预制装配式梁柱节点，在此不再赘述。

在本实施例中，中间箍板17的设置，提高了施工效率，减少了现场的节点焊接工作量，适用于多、高层建筑。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的预制装配式框架、梁柱节点及施工方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种预制装配式梁柱节点施工方法，其特征在于，包括：

布置纵筋(11)并在所述纵筋(11)外绑扎或焊接螺旋箍筋(12)，以形成钢筋笼；

在所述钢筋笼外套设箍板(13)，连接所述钢筋笼与所述箍板(13)；

支模并浇筑混凝土，通过离心法使预制柱上柱和预制柱下柱成型；

焊接连接所述预制柱上柱的所述箍板(13)与所述预制柱下柱的所述箍板(13)；

在所述预制柱上柱的所述箍板(13)的外侧面、所述预制柱下柱的所述箍板(13)的外侧面焊接栓钉(3)或牛腿(4)；

通过所述栓钉(3)或所述牛腿(4)连接梁(2)与预制柱(1)。

2.根据权利要求1所述的预制装配式梁柱节点施工方法，其特征在于，当所述梁(2)为现浇梁时，所述通过所述栓钉(3)或所述牛腿(4)连接梁(2)与预制柱(1)包括：

布置梁纵筋(21)，所述梁纵筋(21)的端部设有钢筋套筒(23)；

利用梁箍筋(22)绑扎所述梁纵筋(21)；

焊接所述钢筋套筒(23)与所述箍板(13)；

支模，浇筑混凝土梁。

3.根据权利要求1所述的预制装配式梁柱节点施工方法，其特征在于，当所述梁(2)为钢梁时，所述通过所述栓钉所述牛腿(4)连接梁(2)与预制柱(1)包括：

吊装所述钢梁，焊接所述箍板(13)与所述钢梁的翼缘，利用所述牛腿(4)连接所述箍板(13)与所述钢梁的腹板。

4.根据权利要求1所述的预制装配式梁柱节点施工方法，其特征在于，当所述梁(2)为预制混凝土梁时，所述通过所述栓钉(3)或所述牛腿(4)连接梁(2)与预制柱(1)包括：

在所述箍板(13)的外侧面焊接挑板(5)；

吊装所述预制混凝土梁，以使所述预制混凝土梁的梁纵筋(21)搭接于所述挑板(5)上；

连接所述挑板(5)与所述梁纵筋(21)；

在所述预制混凝土梁的端面与所述箍板(13)间局部支模，浇筑混凝土。

5.根据权利要求1-4任一项所述的预制装配式梁柱节点施工方法，其特征在于，在所述预制柱上柱的空腔(15)和所述预制柱下柱的空腔(15)内浇筑混凝土。

6.一种预制装配式梁柱节点，其特征在于，包括预制柱上柱、预制柱下柱以及梁(2)，所述预制柱上柱和所述预制柱下柱均包括混凝土主体、纵筋(11)以及套设于所述纵筋(11)外的螺旋箍筋(12)；

所述预制柱上柱的连接端和所述预制柱下柱的连接端均套设箍板(13)，所述箍板(13)在所述预制柱上柱的连接处和所述预制柱下柱的连接处均设有环向加强板(14)，所述环向加强板(14)与所述纵筋(11)固定连接；

在所述箍板(13)与所述梁(2)的连接处，所述箍板(13)的外侧面设有牛腿(4)或栓钉(3)。

7.根据权利要求6所述的预制装配式梁柱节点，其特征在于，所述栓钉(3)沿所述梁(2)的高度方向均匀分布，所述栓钉(3)沿所述梁(2)的宽度方向均匀分布。

8.根据权利要求7所述的预制装配式梁柱节点，其特征在于，所述箍板(13)内设有若干个竖向加劲肋。

9.根据权利要求7所述的预制装配式梁柱节点，其特征在于，所述预制柱上柱的连接处与所述预制柱下柱的连接处设有内衬钢管。

10.一种预制装配式框架，包括至少一个权利要求6-9任一项所述的预制装配式梁柱节点，其特征在于，预制柱上柱的中段或预制柱下柱的中段设有中间箍板(17)，所述中间箍板(17)的外侧面设有牛腿(4)或栓钉(3)，以便连接梁(2)与所述中间箍板(17)。

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