CN112942573B - 一种装配式梁柱节点榫卯结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种装配式梁柱节点榫卯结构及施工方法，包括中间节点，所述中间节点的上、下端面及侧面均设置有多个榫槽，所述中间节点的上部和下部均榫卯连接有混凝土柱，上、下两混凝土柱之间设置有限位块，所述中间节点的左、右端面均榫卯连接有固定连接件，每个固定连接件均连接有转接钢梁，所述转接钢梁连接有混凝土梁。该结构将装配式连接、榫卯连接相结合，在受荷状态下实现提高节点抗剪性能和抗震性能。

Description

一种装配式梁柱节点榫卯结构及施工方法

技术领域

本发明涉及装配式建筑技术领域，具体涉及一种装配式梁柱节点榫卯结构及施工方法。

背景技术

随着现代工业技术的发展，装配式钢筋混凝土结构已经成为我国建筑结构领域发展的重要方向之一。它的出现促进了建筑工业化发展，提高生产效率，节约能源，使工程质量得到了提高。装配式结构较现浇施工法，更有利于绿色施工，满足节能环保的要求，能够减少施工现场的建筑垃圾，减轻对环境的负面影响，同时可以缩短工期并减少人力需求。由于装配式建筑的建造速度快，能够迅速适应于现代社会对住宅的需求。

装配式建筑的抗震性能较差，使其目前在建筑总高度以及层高上受到很大限制。榫卯这种构件连接方式，使得中国传统的木结构成为超越了当代建筑排架、框架或者钢架的特殊柔性结构体。榫卯结构互相结合，互相支撑的特点使其可以承受较大的荷载，并允许产生一定的变形，在地震作用下可以通过变形抵消一定的地震能量，减小结构的地震响应。在装配式建筑施工中，梁柱节点连接处是可能发生破坏的结构薄弱位置，因此，连接节点成为装配式建筑的关键技术之一。

鉴于传统装配式结构存在的上述问题，提供一种施工方便、连接可靠、抗震性能良好的装配式梁柱节点的连接形式迫在眉睫。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种装配式梁柱节点榫卯结构及施工方法，该结构将装配式连接、榫卯连接相结合，在受荷状态下实现提高节点抗剪性能和抗震性能。

一种装配式梁柱节点榫卯结构，包括中间节点，所述中间节点的上、下端面及侧面均设置有多个榫槽，所述中间节点的上部和下部均榫卯连接有混凝土柱，上、下两混凝土柱之间设置有限位块，所述中间节点的左、右端面均榫卯连接有固定连接件，每个固定连接件均连接有转接钢梁，所述转接钢梁连接有混凝土梁。

进一步地，所述上、下混凝土柱的连接面均设置有连接凹槽，所述连接凹槽与所述中间节点的外形配合设置。

进一步地，所述连接凹槽的表面设置有榫头，所述榫头与所述榫槽配合设置。

进一步地，所述限位块的表面设置有减震橡胶垫，所述减震橡胶垫内侧设置有弹簧钢。

进一步地，所述转接钢梁为H型钢梁。

进一步地，所述固定连接件为横置的U形结构，所述U形结构的内侧面设置有加强筋，所述加强筋设置有与所述H型钢梁配合的第一连接槽。

进一步地，所述U形结构的两个翼板通过螺栓螺母与H型钢梁连接。

进一步地，所述混凝土梁的连接端设置有与所述H型钢梁的外形配合的第二连接槽。

本发明还公开一种装配式梁柱节点榫卯结构的施工方法，包括以下施工步骤：

步骤一：工厂预制H型钢梁、混凝土柱、中间节点、固定连接件和限位块，中间节点预留榫槽，混凝土柱柱与限位块预留榫头，两个固定连接件及H型钢梁的相应位置预留螺栓孔；

步骤二：将预制件运输至作业现场，先将四个限位块与节点四个角部相插接，形成整体；将上下柱与节点按榫槽、榫头位置插接；将两个固定连接件按照预留榫槽连接于中间节点横向两对面；使用螺栓将H型钢梁与两个固定连接件分别固定连接，并用螺帽预紧固定；

步骤三：采用激光校准措施，对混凝土柱进行校正；校正后将节点螺栓拧紧；最后支模用混凝土或再生混凝土浇注H型钢梁。

本发明的有益效果：

1、该节点连接方式结合了装配式螺栓连接和榫卯连接方式，榫卯连接弥补了装配式建筑的抗震性能较差的缺陷，并避免了施工中节点的二次浇筑，减少了模板用量；

2、H型钢梁受到垂直H型钢梁的力时可通过固定连接件传递一部分力给中间节点和混凝土柱承担，从而降低水平安装的螺栓受到的剪力；

3、通过在节点角部增加减震橡胶垫，增加节点延性和耗能能力，提高节点抗震性能；

4、利用限位块的限位作用，可防止节点沿竖向与柱脱离的情况，以使得施工人员使用螺栓将H型钢梁与固定连接件连接的过程更加便捷；

5、该节点连接结构，改变传统混凝土梁柱节点制备工艺和施工方法。该装配式榫卯结构中节点核心区、柱、梁及连接件均可在工厂预制后运输至施工现场，可批量生产，保证构件质量，无需大量脚手架工程和现场浇筑工程，适合在城市、村镇快速施工建造和大范围推广；

6、该发明具有较好的材料多样性，鉴于房屋建筑建造地段的复杂性，该结构可在材料选择上做适当调整。在极热地区可以采用再生泡沫混凝土，在极冷地区可以采用再生保温混凝土，能够较好的提高结构耐久性和长期性。本发明有着良好的普及性和推广性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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是本发明整体结构爆炸图；

图2是本发明整体结构组装图；

图3是限位块结构图；

图中，1—中间节点 2—混凝土柱 3—转接钢梁 4—固定连接件 5—螺栓螺母6—异形限位块 7—混凝土梁 601—减震橡胶片 602—弹簧钢

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”、“左”、“右”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组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。

本发明公开如图1-2所示的一种装配式梁柱节点榫卯结构，中间节点1的外形为十字型，十字型中间节点的侧面分为四个拐角侧面和前、后、左、右四个相互独立侧面，每个拐角面的中间部分设置有圆形的第一榫槽，所述第一榫槽的上、下方各设置有阶梯状的第二榫槽，上部第二榫槽的形状与下部第二榫槽的形状对称式分布。在中间节点的左侧面和右侧面均设置有第三榫槽，该第三榫槽的中间部分为纵横交错的多边形凹槽，该第三榫槽的上、下均为三角形凹槽。

中间节点1的上、下部均卡接混凝土柱，该卡接方式也为榫卯连接方式，混凝土柱为预制好的钢筋混凝土柱，在钢筋混凝土柱与中间节点的连接面设置有十字凹槽，该十字凹槽与中间节点的外形配合设置。十字凹槽的每个侧面均设置阶梯状的第二榫头，混凝土柱与中间节点配合安装好之后第二榫头刚好与第二榫槽配合连接。

上部混凝土柱和下部混凝土柱之间设置限位块6，该限位块为四块，分别插装于中间节点的四个拐角侧面的中间部分。如图3所示，限位块的两侧面均设置有减震橡胶垫601，所述减震橡胶垫内侧设置有弹簧钢602。限位块的相邻两侧面均设置圆柱形的第一榫头，限位块与中间节点连接好之后该第一榫头刚好与第一榫槽配合连接。

中间节点的左、右两个独立侧面均卯榫连接有固定连接件，固定连接件为横置的U形结构，该U型结构的外侧面设置第三榫头，该U形结构的内侧面设置有加强筋，所述加强筋的外侧面设置有第一连接槽，该U型结构的上下两个翼板上均设置有连接孔。固定连接件外侧通过第三榫头与中间节点榫卯连接，固定连接件内侧通过U型结构与转接钢梁3连接，该转接钢梁为H型钢梁，H型钢梁的中间段插入第一连接槽内，H型钢梁的上、下翼梁通过螺栓螺母5与U型结构的上下两个翼板上的连接孔连接。所述H型转接钢梁与混凝土梁7浇筑连接。混凝土梁的连接端设置有与所述H型钢梁的外形配合的第二连接槽。

本发明还公开一种装配式梁柱节点榫卯结构的施工方法，包括以下施工步骤：

步骤一：工厂预制H型钢梁、混凝土柱、中间节点、固定连接件和限位块，中间节点预留榫槽，混凝土柱柱与限位块预留榫头，两个固定连接件及H型钢梁的相应位置预留螺栓孔；

步骤二：将预制件运输至作业现场，先将四个限位块与节点四个角部相插接，形成整体；将上下柱与节点按榫槽、榫头位置插接；将两个固定连接件按照预留榫槽连接于中间节点横向两对面；使用螺栓将H型钢梁与两个固定连接件分别固定连接，并用螺帽预紧固定；

步骤三：采用激光校准措施，对混凝土柱进行校正；校正后将节点螺栓拧紧；最后支模用混凝土或再生混凝土浇注H型钢梁。

混凝土梁通过固定连接件拼装对应并预拧紧沿混凝土梁连接方向连接件上的螺栓，将上下混凝土柱与节点按榫槽、榫头位置插接，将预留有榫槽的异形限位块对应安置在角部。本装配式梁柱节点榫卯结构在施工中改变传统做法，通过利用柱及节点预留榫头和榫槽将梁柱拼接，将该结构一次拼装成型。本发明构造合理、受力明确，通过榫卯结构提高节点延性，使其在地震作用下通过变形抵消一定的地震能量，减小地震影响。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种装配式梁柱节点榫卯结构，其特征在于，包括中间节点，所述中间节点的上、下端面及侧面均设置有多个榫槽；中间节点的外形为十字型，十字型中间节点的侧面分为四个拐角侧面和前、后、左、右四个相互独立侧面，每个拐角面的中间部分设置有圆形的第一榫槽，所述第一榫槽的上、下方各设置有阶梯状的第二榫槽；在中间节点的左侧面和右侧面均设置有第三榫槽，该第三榫槽的中间部分为纵横交错的多边形凹槽，该第三榫槽的上、下均为三角形凹槽；

所述中间节点的上部和下部均榫卯连接有混凝土柱，所述上、下混凝土柱的连接面均设置有连接凹槽，所述连接凹槽与所述中间节点的外形配合设置；所述连接凹槽的表面设置有榫头，所述榫头与所述榫槽配合设置，在钢筋混凝土柱与中间节点的连接面设置有十字凹槽，该十字凹槽与中间节点的外形配合设置；

十字凹槽的每个侧面均设置阶梯状的第二榫头，混凝土柱与中间节点配合安装好之后第二榫头刚好与第二榫槽配合连接；

上、下两混凝土柱之间设置有限位块，所述限位块的表面设置有减震橡胶垫，所述减震橡胶垫内侧设置有弹簧钢；限位块的相邻两侧面均设置圆柱形的第一榫头，限位块与中间节点连接好之后该第一榫头刚好与第一榫槽配合连接；

所述中间节点的左、右端面均榫卯连接有固定连接件，每个固定连接件均连接有转接钢梁，所述转接钢梁连接有混凝土梁；

所述转接钢梁为H型钢梁；所述固定连接件为横置的U形结构，该U型结构的外侧面设置第三榫头，所述U形结构的内侧面设置有加强筋，所述加强筋设置有与所述H型钢梁配合的第一连接槽；固定连接件外侧通过第三榫头与中间节点榫卯连接，固定连接件内侧通过U型结构与转接钢梁连接。

2.根据权利要求1所述的一种装配式梁柱节点榫卯结构，其特征在于，所述U形结构的两个翼板通过螺栓螺母与H型钢梁连接。

3.根据权利要求1所述的一种装配式梁柱节点榫卯结构，其特征在于，所述混凝土梁的连接端设置有与所述H型钢梁的外形配合的第二连接槽。

4.本发明还公开一种根据权利要求1所述的装配式梁柱节点榫卯结构的施工方法，其特征在于，包括以下施工步骤：

步骤一：工厂预制H型钢梁、混凝土柱、中间节点、固定连接件和限位块，中间节点预留榫槽，混凝土柱柱与限位块预留榫头，两个固定连接件及H型钢梁的相应位置预留螺栓孔；

步骤二：将预制件运输至作业现场，先将四个限位块与节点四个角部相插接，形成整体；将上下柱与节点按榫槽、榫头位置插接；将两个固定连接件按照预留榫槽连接于中间节点横向两对面；使用螺栓将H型钢梁与两个固定连接件分别固定连接，并用螺帽预紧固定；

步骤三：采用激光校准措施，对混凝土柱进行校正；校正后将节点螺栓拧紧；最后支模用混凝土或再生混凝土浇注H型钢梁。

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