CN113236006B - 一种装配式混凝土柱连接节点 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种装配式混凝土柱连接节点，属于建筑工程技术领域，包括上层预制柱和下层预制柱；所述上层预制柱和下层预制柱之间设有连接构件，所述连接构件分为上部连接构件和下部连接构件；所述上部连接构件包括上部连接板和上部预制钢构部件，所述下部连接构件包括下部连接板和下部预制钢构件；所述上部预制钢构件与下部预制钢构件通过螺栓连接；所述上部预制钢构件与下部预制钢构件均分为内外两层，所述上部预制钢构件的内层为上圆柱体，下部预制钢构件的内层设有下圆柱体；所述上圆柱体和下圆柱体之间螺纹连接。本发明安装过程简便，而且连接部位的受力性能稳定，传力可靠，预制柱的施工质量更容易得到保证。

Description

一种装配式混凝土柱连接节点

技术领域

本发明属于建筑工程技术领域，特别涉及一种装配式混凝土柱连接节点。

背景技术

我国在建国初期提出了建筑工业化的发展方向，并在全国推行工厂化、装配化、标准化的建造方式，建造了大批预制装配式单层工业厂房。20世纪90年代，我国引入了装配式大板居住建筑技术，并建立了规范体系，但工程技术人员仍然对装配式建筑保持着谨慎的态度。随着我国经济的快速发展、人力成本的不断提高，以及可持续发展越来越受到人们的重视，由于预制混凝土柱体具有现场湿作业量少、构件质量高、施工速度快、工期短、节约材料、耐久性好、经济和社会环境效益好等优点，预制装配式混凝土建筑必将越来越受到建筑行业的重视。

传统的钢筋混凝土预制柱装配式结构中，预制柱连接常用的连接方式有，灌浆套筒连接、焊接连接等。灌浆套筒连接若灌浆时接头出现气泡、堵塞、漏浆、灌浆料流动性差或套筒内出现杂物等时，将会导致灌浆不密实，使连接质量不合格，灌浆后若构件保护不当也会造成灌浆料与套筒、钢筋之间出现间隙，连接性能降低。焊接连接在焊接时产生高温使得钢材材质变脆，而且容易产生残余应力，发生地震时在反复地震力的作用下，容易发生脆性破坏，施工质量难以保证等问题。因此需要设计一种连接节点来解决现有结构灌浆不密实以及抗震性差的问题。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题提供一种装配式混凝土柱连接节点，能够实现预制柱之间的快速装配，节点施工简便，不需要特殊工具即可实现连接；且灌浆密实、传力可靠、抗震性好，施工质量易得到保证。

本发明包括如下技术方案：

一种装配式混凝土柱连接节点，包括上层预制柱和下层预制柱；所述上层预制柱和下层预制柱之间设有连接构件，所述连接构件分为上部连接构件和下部连接构件；所述上部连接构件包括上部连接板和上部预制钢构部件，所述下部连接构件包括下部连接板和下部预制钢构件；所述上部预制钢构件与下部预制钢构件通过螺栓连接；所述上部预制钢构件与下部预制钢构件均分为内外两层，所述上部预制钢构件的内层为上圆柱体，下部预制钢构件的内层设有下圆柱体；所述上圆柱体和下圆柱体之间螺纹连接。

上层预制柱与下层预制柱在螺栓连接完成后，支模板对连接构件部分进行灌浆，灌浆采用常规技术方法，从模版下部灌浆直至模版上部预留的孔洞流出浆液，灌浆过程中通过用铁锤敲击模板实现一定程度的捣实，结束后，用铁锤敲击设备基板，发出叮叮声表明灌浆层密实，发出咚咚声表明灌浆层空鼓，可以对灌浆料进行挤压后再次灌浆，保证其灌浆密实。本发明中上部预制钢构件和下部预制钢构件均采用双层结构，灌浆时灌浆料填充在上、下部预制钢构件与上、下圆柱体之间，灌浆料与结构部件之间接触面积大，方便对灌浆料挤压后多次灌浆以保证灌浆密实。

进一步的，所述上层预制柱包括上部混凝土柱体、上部箍筋以及上部纵向钢筋；所述上部连接板上开有若干第一穿孔，所述上部纵向钢筋与上部连接板焊接连接；所述上部预制钢构件的横向钢板的上端面焊有若干螺栓杆，所述螺栓杆穿过第一穿孔后用螺母拧紧，完成上层预制柱。

进一步的，所述下层预制柱包括下部混凝土柱体、下部箍筋以及下部纵向钢筋；所述下部连接板上开有若干第二穿孔，所述下部纵向钢筋与下部连接板焊接连接；所述下部预制钢构件的下端面焊有若干螺栓杆，所述螺栓杆穿过第二穿孔后用螺母拧紧，完成下层预制柱。

进一步的，所述上圆柱体有部分中空且中空部分有螺纹；所述上部预制钢构件的外层为有弧形缺口的厚钢板，厚钢板的末端为空心长方体，空心长方体上设有若干第三穿孔，空心长方体中空部分的形状为棱台。

进一步的，所述下部预制钢构件为四周侧面有弧形缺口且内部中空的长方体，该长方体顶面为第一钢板，所述第一钢板上设有若干棱台，棱台与第一钢板的连接面积较常规的圆柱体和长方体较接近，因此可达到常规的圆柱体和长方体的力学效果，由于棱台的上表面较下表面面积小很多，可在施工时降低上下构件对准的精度，进一步提高了可操作性且降低了操作难度。

所述棱台上开有第四穿孔，所述第一钢板中部设有用于安装下圆柱体的第一圆孔，所述下圆柱体在荷载施加过程中在剪力、拉力和弯矩作用下损坏，可将下圆柱体拆卸进行其替换；所述第一钢板上通过若干第五穿孔安装第一连接件。

进一步的，所述下部预制钢构件的棱台与上部预制钢构件的空心长方体的空心部分吻合；所述下部预制钢构件的长方体的下部钢板设有第一方孔，所述第一连接件通过第一方孔进入下部预制钢构件内部；所述第一连接件包括带有外螺纹的下圆柱体和开有若干第六穿孔的第二钢板，第二钢板和第一钢板之间通过螺栓安装。

进一步的，所述上部预制钢构件与下部预制钢构件在连接时，下圆柱体旋入上圆柱体内，棱台插入空心长方体中并将二者通过螺栓连接固定，再在上部、下部预制钢构件内浇筑灌浆料。所述上部预制钢构件与下部预制钢构件上带有弧形缺口的设计便于浇筑灌浆料。

进一步的，所述灌浆料为环氧树脂水泥砂浆。环氧树脂水泥砂浆流动性相比一般的砂浆要好，其固化时的收缩性低，产生内应力小，附着力强，收缩性低，化学性稳定。环氧树脂水泥砂浆由于适量环氧树脂的掺入，使其高强早强、抗压抗折、粘结等物理力学性能远优于水泥基灌浆材料。本发明使用环氧树脂水泥砂浆灌浆使上、下层预制柱之间连接强度更高，更能成为一体，内外层更加贴合。

进一步的，所述螺栓为高强螺栓。

进一步的，所述螺栓及连接构件表面涂有防锈漆和防火涂料。

本发明具有的优点和积极效果：

1、本发明能够实现预制柱之间的快速装配，节点施工简便，不需要特殊工具即可实现连接。

2、本发明的上部连接构件和下部连接构件的侧面均采用双层结构，灌浆时灌浆料填充在上、下部预制钢构件与上、下圆柱体之间，灌浆料与结构部件之间接触面积大，方便对灌浆料挤压后多次灌浆以保证灌浆密实。

3、本发明使用环氧树脂水泥砂浆灌浆使上、下层预制柱之间连接强度更高，更能成为一体，内外层更加贴合。

4、本发明上部预制钢构件的外层为有弧形缺口的厚钢板、所述下部预制钢构件为四周侧面有弧形缺口且内部中空的长方体，设置弧形缺口的目的在于方便进行灌浆操作以及观察灌浆是否密实，便于检验施工质量；此外，有弧形缺口的厚钢板以及四周侧面有弧形缺口且内部中空的长方体传力效果比传统的矩形和正方形更好。

5、本发明上下部结构传力可靠、抗震性好；当遭遇较低烈度地震时，结构完好；当遭遇较强地震作用时，上、下部预制钢构件之间的螺栓及上、下圆柱体之间的螺纹的设置均可抵抗地震波水平方向分力造成的对于结构构件的剪力破坏。

6、本发明中上部连接板和上部预制钢构件之间、下部连接板和下部预制钢构件之间均通过螺栓杆和螺母固定连接，避免了采用传统焊接工艺因为高温使钢材变脆，地震时容易发生脆性破坏的问题；此外这种连接方式还能够抵抗一部分地震波横波的的影响。

7、本发明中上圆柱体和下圆柱体之间通过螺纹连接为上层预制柱和下预制柱构件提供抵抗剪力和拉力的作用，二者采用螺纹连接的结构简单、可操作性强，且连接可靠、装拆方便；此外，下圆柱体可拆卸替换。

8、本发明中的第一钢板上设有若干棱台，区别于传统的上下表面积相同的圆柱体和长方体，此设计可达到与常规的圆柱体和长方体相同的力学性能，并且能降低施工难度；由于棱台的上表面较下表面面积小很多，可在施工时降低上下构件对准的精度，进一步提高了可操作性且降低了操作难度，施工质量易得到保证。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的结构分解示意图。

图3是图1中的A-A剖视图。

图4是图1中的B-B剖视图。

图5是上层预制柱结构示意图。

图6是上层预制柱结构分解示意图。

图7是下层预制柱结构示意图。

图8是下层预制柱结构分解示意图。

图9是第一连接件的安装示意图。

图10是下部连接构件的结构示意图。

图中，1-上层预制柱；11-上部混凝土柱体；12-上部箍筋；13-上部纵向钢筋；14-上部连接构件；141-上部连接板；142-上部预制钢构件；

2-下层预制柱；21-下部混凝土柱体；22-下部箍筋；23-下部纵向钢筋；24下部连接构件；241-下部连接板；242-下部预制钢构件；243-下部孔洞；

3-螺栓；31-螺栓杆；32-螺母；41-第一穿孔；42-第二穿孔；43-第三穿孔；44-第四穿孔；45-第五穿孔；46-第六穿孔；

51-上圆柱体；52-下圆柱体；61-第一钢板；62-第二钢板；7-第一连接件；8-第一方孔；9-第一圆孔。

具体实施方式

为能进一步公开本发明的发明内容、特点及功效，特例举以下实例并结合附图详细说明如下。

在本发明的描述中，需理解的是，“上”、“下”、“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”等描述位置或方位关系的术语，仅仅为了便于描述本发明，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专利的限制。

实施例：参阅附图1-4，一种装配式混凝土柱连接节点，包括上层预制柱1和下层预制柱2；所述上层预制柱1和下层预制柱2之间设有连接构件，所述连接构件分为上部连接构件14和下部连接构件24；所述上部连接构件14包括上部连接板141和上部预制钢构部件142，所述下部连接构件24包括下部连接板241和下部预制钢构件242；所述上部预制钢构件142与下部预制钢构件242通过螺栓3连接；所述上部预制钢构件142与下部预制钢构件242均分为内外两层，所述上部预制钢构件142的内层为上圆柱体51，下部预制钢构件242的内层设有下圆柱体52；所述上圆柱体51和下圆柱体52之间螺纹连接。所述螺栓3为高强螺栓。所述螺栓3及连接构件表面涂有防锈漆和防火涂料。

如图5-6所示，所述上层预制柱1包括上部混凝土柱体11、上部箍筋12以及上部纵向钢筋13；所述上部连接板141上开有若干第一穿孔41，所述上部纵向钢筋13与上部连接板141焊接连接；所述上部预制钢构件142的横向钢板的上端面焊有若干螺栓杆31，所述螺栓杆31穿过第一穿孔41后用螺母32拧紧，完成上层预制柱1。

如图7-10所示，所述下层预制柱2包括下部混凝土柱体21、下部箍筋22以及下部纵向钢筋23；所述下部连接板241上开有若干第二穿孔42，所述下部纵向钢筋23与下部连接板241焊接连接；所述下部预制钢构件242的下端面焊有若干螺栓杆31，所述螺栓杆31穿过第二穿孔42后用螺母32拧紧，完成下层预制柱2。

如图5-6所示，所述上圆柱体51有部分中空且中空部分有螺纹；所述上部预制钢构件142的外层为有弧形缺口的厚钢板，厚钢板的末端为空心长方体，空心长方体上设有第三穿孔43，空心长方体中空部分的形状为棱台。

如图7-10所示，所述下部预制钢构件242为四周侧面有弧形缺口且内部中空的长方体，该长方体顶面为第一钢板61，所述第一钢板61上设有若干棱台；所述棱台上开有若干第四穿孔44，所述第一钢板61中部设有用于安装下圆柱体52的第一圆孔9；所述第一钢板61上通过四个第五穿孔45安装第一连接件7。

如图7-10所示，所述下部预制钢构件242的棱台与上部预制钢构件142空心长方体的空心部分吻合；所述下部预制钢构件242的长方体的下部钢板设有第一方孔8，所述第一连接件7通过第一方孔8进入下部预制钢构件242内部；所述第一连接件7包括带有外螺纹的下圆柱体52和开有四个第六穿孔46的第二钢板62，第二钢板62和第一钢板61之间通过螺栓3安装。

所述上部预制钢构件142与下部预制钢构件242在连接时，下圆柱体52旋入上圆柱体51内，下部预制钢构件242的棱台插入上部预制钢构件142的空心长方体中并将二者通过螺栓3连接固定，再在上部、下部预制钢构件处浇筑灌浆料。所述上部预制钢构件142与下部预制钢构件242上带有弧形缺口的设计便于浇筑灌浆料。所述灌浆料为环氧树脂水泥砂浆。

尽管上面对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式。这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种装配式混凝土柱连接节点，包括上层预制柱（1）和下层预制柱（2），其特征在于：所述上层预制柱（1）和下层预制柱（2）之间设有连接构件，所述连接构件分为上部连接构件（14）和下部连接构件（24）；所述上部连接构件（14）包括上部连接板（141）和上部预制钢构件（142），所述下部连接构件（24）包括下部连接板（241）和下部预制钢构件（242）；所述上部预制钢构件（142）与下部预制钢构件（242）通过螺栓（3）连接；所述上部预制钢构件（142）与下部预制钢构件（242）均分为内外两层，所述上部预制钢构件（142）的内层为上圆柱体（51），下部预制钢构件（242）的内层设有下圆柱体（52）；所述上圆柱体（51）和下圆柱体（52）之间螺纹连接；所述上圆柱体（51）有部分中空且中空部分有螺纹；

所述上部预制钢构件（142）的外层为有弧形缺口的厚钢板，厚钢板的末端为空心长方体，空心长方体上设有第三穿孔（43），空心长方体中空部分的形状为棱台；

所述下部预制钢构件（242）为四周侧面有弧形缺口且内部中空的长方体，该长方体顶面为第一钢板（61），所述第一钢板（61）上设有若干棱台；所述棱台上开有若干第四穿孔（44），所述第一钢板（61）中部设有用于安装下圆柱体（52）的第一圆孔（9），所述第一钢板（61）上通过若干第五穿孔（45）安装第一连接件（7）;

所述下部预制钢构件（242）的棱台与上部预制钢构件（142）空心长方体的空心部分吻合；所述下部预制钢构件（242）的长方体的下部钢板设有第一方孔（8），所述第一连接件（7）通过第一方孔（8）进入下部预制钢构件（242）内部；所述第一连接件（7）包括带有外螺纹的下圆柱体（52）和开有若干第六穿孔（46）的第二钢板（62），第二钢板（62）和第一钢板（61）之间通过螺栓（3）安装。

2.根据权利要求1所述的装配式混凝土柱连接节点，其特征在于：所述上层预制柱（1）包括上部混凝土柱体（11）、上部箍筋（12）以及上部纵向钢筋（13）；所述上部连接板（141）上开有若干第一穿孔（41），所述上部纵向钢筋（13）与上部连接板（141）焊接连接；所述上部预制钢构件（142）的横向钢板的上端面焊有若干螺栓杆（31），所述螺栓杆（31）穿过第一穿孔（41）后用螺母（32）拧紧，完成上层预制柱（1）。

3.根据权利要求1所述的装配式混凝土柱连接节点，其特征在于：所述下层预制柱（2）包括下部混凝土柱体（21）、下部箍筋（22）以及下部纵向钢筋（23）；所述下部连接板（241）上开有若干第二穿孔（42），所述下部纵向钢筋（23）与下部连接板（241）焊接连接；所述下部预制钢构件（242）的下端面焊有若干螺栓杆（31），所述螺栓杆（31）穿过第二穿孔（42）后用螺母（32）拧紧，完成下层预制柱（2）。

4.根据权利要求1-3任一所述的装配式混凝土柱连接节点，其特征在于：所述上部预制钢构件（142）与下部预制钢构件（242）在连接时，下圆柱体（52）旋入上圆柱体（51）内，下部预制钢构件（242）的棱台插入上部预制钢构件（142）的空心长方体中并将二者通过螺栓（3）连接固定，再在上部预制钢构件（142）和下部预制钢构件（242）内浇筑灌浆料。

5.根据权利要求4所述的装配式混凝土柱连接节点，其特征在于：所述灌浆料为环氧树脂水泥砂浆。

6.根据权利要求1-3任一所述的装配式混凝土柱连接节点，其特征在于：所述螺栓（3）为高强螺栓。

7.根据权利要求1-3任一所述的装配式混凝土柱连接节点，其特征在于：所述螺栓（3）及连接构件表面涂有防锈漆和防火涂料。

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