CN113338435A - 一种预应力装配式混凝土梁柱节点及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种预应力装配式混凝土梁柱节点及其施工方法，梁柱节点包括预应力骨架、梁端预紧组件和柱端预连组件；预应力骨架包括预应力钢筋笼、水平筋和竖向预紧组件，预应力钢筋笼的底端面为光滑曲面，水平筋连接于预应力钢筋笼外，竖向预紧组件与水平筋相连；梁端预紧组件包括预紧绳和控绳组件，控绳组件设置于水平筋上，预紧绳与控绳组件相连，控绳组件收放预紧绳；柱端预连组件装配于预应力钢筋笼的底端面。竖向连接无需焊接，降低劳动强度，提高作业效率，钢筋笼的底端面为光滑的曲面，使得与混凝土柱骨架的连接面为光滑的曲面，能减小应力集中，提高抗剪能力。通过梁端预紧组件与混凝土梁骨架抱紧，提高连接的便捷度，提高施工效率。

Description

一种预应力装配式混凝土梁柱节点及其施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，具体涉及一种预应力装配式混凝土梁柱节点及其施工方法。

背景技术

目前建筑工程中使用的预制梁柱节点多采用竖向钢筋和纵、横钢筋搭接后焊接来保证连接节点处的强度。预制梁柱节点与柱端以及梁端的钢筋骨架也多采用搭接后焊接的方式进行连接。

这种方式在实际施工中需要进行大量的焊接作业，焊接前需要临时固定，以防节点与柱或梁的骨架之间出现相对运动，焊接后需要拆除临时固定装置。工序复杂，影响施工效率。

幕墙大多梁柱节点的施工工况中，混凝土柱的高度较高。焊接需要在高空进行，而高空焊接劳动强度大，对于作业人员的体力和能力均有较高的要求，影响施工效率，并且在作业过程中必然存在焊渣等高温颗粒的掉落，存在安全隐患。

另一方面，现有梁柱节点与柱体和梁体的拼接面为一个平面，抗剪能力较差，特别是对于风载荷较大的工况则需要进行额外的施工以提高抗风载的能力，影响施工进度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗剪能力好且安装便捷的预应力装配式混凝土梁柱节点及其施工方法。

本发明提供的这种预应力装配式混凝土梁柱节点，括预应力骨架、梁端预紧组件和柱端预连组件；预应力骨架包括预应力钢筋笼、水平筋和竖向预紧组件，预应力钢筋笼的主筋底端面在一个光滑曲面上，水平筋连接于预应力钢筋笼外，竖向预紧组件与水平筋相连；梁端预紧组件包括预紧绳和控绳组件，控绳组件设置于水平筋上，预紧绳与控绳组件相连，控绳组件收放预紧绳；柱端预连组件装配于预应力钢筋笼的底端。

所述水平筋包括钩头，多个水平筋呈矩形阵列布置，水平筋通过钩头与所述预应力钢筋笼连接。

所述竖向预紧组件包括预紧套筒和挂钩，一对挂钩分设于预紧套筒的两端，两挂钩沿预紧套筒的轴向相对运动。

所述预紧套筒为内螺纹套，其两端的螺纹旋向相反；所述挂钩的一端与预紧套筒螺纹连接、另一端与所述水平筋挂接。

所述控绳组件包括转动件和平动件，转动件设置于水平筋上，平动件连接于转动件内、沿转动件的轴向移动；所述预紧绳为预应力钢绞线，预紧绳与平动件相连。

所述转动件为螺纹套筒，其外壁设有六棱柱；所述平动件包括螺杆和连接环，平动件通过螺杆与转动件螺纹连接；所述预紧绳与连接环相连。

所述柱端预连组件包括注浆套筒和限位环；注浆套筒连接于所述预应力钢筋笼的主筋底部；限位环连接于混凝土柱骨架的纵向钢筋外；注浆套筒设置于限位环上。

所述注浆套筒包括螺纹段和光滑段，光滑段的口径大于螺纹段的口径，光滑段内设限位肩，螺纹段外注浆套筒的实体上设有与光滑段连通的浇道；注浆套筒通过螺纹段与预应力钢筋笼的主筋相连。

本发明还提供了一种上述预应力装配式混凝土梁柱节点的施工方法，包括如下步骤：

S.1、制作圆柱形的预应力钢筋笼，在预应力钢筋笼各主筋的底端安装柱端预连组件；

S.2、加工水平筋，将水平筋成矩形阵列沿径向连接于预应力钢筋笼外；

S.3、装配竖向预紧组件预紧同一竖直面上的各水平筋；

S.4、在同一水平面上的水平筋上设置梁端预紧组件；

S.5、吊装S4制成的装配件至混凝土柱骨架上，通过柱端预连组件与混凝土柱骨架的纵向钢筋相连；

S.6、通过梁端预紧组件与混凝土梁骨架抱紧。

进一步的，在所述S.5中，先将限位环固接于混凝土柱骨架的纵向钢筋外，然后将注浆套筒连接于限位环上，再自浇道向注浆套筒的光滑段内现浇混凝土；在所述S.6中，将预紧绳的外端套于混凝土梁骨架外，通过控绳组件收紧预紧绳即可。

本发明在投入使用时吊装至混凝土柱骨架上，通过柱端预连组件与混凝土柱骨架的纵向钢筋相连，连接过程无需焊接，降低劳动强度，提高作业效率，并且由于钢筋笼的底端面为光滑的曲面，使得本发明与混凝土柱骨架的连接面为一个光滑的曲面，能够减小应力集中，并提高抗剪能力。通过梁端预紧组件与混凝土梁骨架抱紧，避免连接时出现相对运动，提高连接的便捷度，利于提高施工效率。

附图说明

图1为本发明优选实施例一的主视示意图。

图2为优选实施例一中预应力骨架的主视放大示意图。

图3为优选实施例一中预应力骨架与梁端预紧组件的俯视放大示意图。

图4为优选实施例一中梁端预紧组件的俯视放大示意图。

图5为优选实施例一中柱端预连组件的装配节点放大示意图。

图6为优选实施例二中梁端预连组件的装配节点放大示意图。

图示序号

1—预应力骨架，

11—预应力钢筋笼、111—主筋、112—环形筋，

12—水平筋，

13—竖向预紧组件、131—预紧套筒、132—挂钩；

2—梁端预紧组件，

21—控绳组件、211—转动件、212—平动件、213—六棱柱，

22—预紧绳；

3—柱端预连组件，

31—注浆套筒、311—螺纹段、312—光滑段、313—限位肩、314—浇道，

32—限位环；

4—混凝土柱骨架，41—纵向钢筋；

5—混凝土梁骨架，51—横向钢筋；

6—梁端预连组件，

61—第一注浆盒、611—过筋孔、612—注浆孔，

62—第二注浆盒、621—过浆孔；

63—对拉螺栓。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

优选实施例一

如图1所示，本实施例提供的这种预应力装配式混凝土梁柱节点包括预应力骨架1、梁端预紧组件2和柱端预连组件3，本实施例通过柱端预连组件3装配于混凝土柱骨架4的纵向钢筋41上。

如图2、图3所示，预应力骨架1包括预应力钢筋笼11、水平筋12和竖向预紧组件13。

预应力钢筋笼11为圆柱形钢筋笼，包括主筋111和环形筋112，主筋111为预应力螺纹钢，主筋111均布于环形筋112外。沿环形筋112的圆周方向，主筋111的长度不等，各主筋111顶端平齐、底端位于同一球面上。

水平筋12的一端折弯成钩头，其折弯半径与主筋111的半径相匹配，水平筋12安装时，通过钩头勾住主筋111后焊接，各水平筋12分多层安装，每层包括多根水平筋12，预应力钢筋笼11同一侧的水平筋12呈矩形阵列布置。同一竖直面上的各水平筋12通过竖向预紧组件13张紧。

竖向预紧组件13包括预紧套筒131和挂钩132，预紧套筒131为内螺纹套，其两端的螺纹旋向相反；挂钩132的一端与预紧套筒131螺纹连接、另一端与水平筋12挂接。装配时，将预紧套筒131两端的挂钩132分别挂于最上层的水平筋12上和最下层的水平筋12下，然后转动预紧套筒131，两挂钩132相对运动，拉紧水平筋12后再将挂钩132的杆部与各水平筋12焊接，完成预应力骨架1的制作，再在同一水平面上的水平筋12上设置梁端预紧组件2。

如图4所示，梁端预紧组件2包括控绳组件21和预紧绳22。控绳组件21包括转动件211和平动件212。转动件211为螺纹套筒，其内壁设螺纹，且两端螺纹的旋向相反，其外壁设有六棱柱213以便扳手夹持。平动件212包括螺杆和连接环，平动件212通过螺杆与转动件211螺纹连接。预紧绳22为预应力钢绞线，预紧绳22与平动件212的连接环相连。装配时，将控绳组件21置于水平筋12上，预紧绳22绕过主筋111和竖向预紧组件13后通过控绳组件21张紧，与混凝土梁骨架5连接时，可调节预紧绳22，使预紧绳22绕过混凝土梁骨架5的竖向钢筋后抱紧实现初步固定，以便提高与混凝土梁骨架5的连接便捷度，而与混凝土柱骨架4则通过柱端预连组件3进行安装。

如图5所示，柱端预连组件3包括注浆套筒31和限位环32。注浆套筒31为中空的圆柱筒，其内壁包括螺纹段311和光滑段312，光滑段312的口径大于螺纹段311的口径，光滑段312内设限位肩313，螺纹段311外注浆套筒31的实体上设有与光滑段312连通的浇道314。限位环32可选用螺栓。柱端预连组件3安装时，将注浆套筒31螺纹连接于主筋111底部，各注浆套筒31长度不等，连接后保证各注浆套筒31的底端面基本位于同一水面面上。将限位环32连接于混凝土柱骨架4的纵向钢筋41外。将注浆套筒31套于对应的纵向钢筋41上通过限位环32限位，套设时通过限位肩313保证竖向的平直度，防止出现较大的错位。然后转动注浆套筒31使钢筋笼的主筋111与纵向钢筋41接触，再通过浇道314向注浆套筒31内现浇混凝土，使主筋111和纵向钢筋41在注浆套筒31内形成混凝土钢柱，保证连接的稳定性和可靠性。

本实施例施工时，具体步骤如下：

第一步、制作圆柱形的预应力钢筋笼11，并在预应力钢筋笼11各主筋111的底端安装柱端预连组件3。预制时，保证主筋111的一端平齐，另一端位于同一球面上。使得预应力钢筋笼11与各柱端预连组件3的连接点位于同一光滑的曲面上，以便降低投入使用后的应力集中，并提高抗剪能力。而柱端预连组件3安装时，需保证柱端预连组件3的底端面平齐，以便稳定的放置在混凝土柱骨架4上。

第二步、加工水平筋12，将水平筋12成矩形阵列沿径向连接于预应力钢筋笼11外。水平筋12的一端折弯成钩头，其折弯半径与主筋111的半径相匹配，水平筋12安装时，通过钩头勾住主筋111后焊接，提高连接的可靠性。

第三步、装配竖向预紧组件13预紧同一竖直面上的各水平筋12。具体装配时将预紧套筒131两端的挂钩132分别挂于最上层的水平筋12上和最下层的水平筋12下，然后转动预紧套筒131，两挂钩132相对运动，拉紧水平筋12后再将挂钩132的杆部与各水平筋12焊接，完成预应力骨架1的制作。

第四步、在同一水平面上的水平筋12上设置梁端预紧组件2。装配时，将控绳组件21置于水平筋12上，预紧绳22绕过主筋111和竖向预紧组件13后通过控绳组件21张紧。

第五步、吊装装配件至混凝土柱骨架4上，通过柱端预连组件3与混凝土柱骨架4的纵向钢筋41相连。

将限位环32连接于混凝土柱骨架4的纵向钢筋41外。将注浆套筒31套于对应的纵向钢筋41上通过限位环32限位，套设时通过限位肩313保证竖向的平直度，防止出现较大的错位。然后转动注浆套筒31使钢筋笼的主筋111与纵向钢筋41接触，再通过浇道314向注浆套筒31内现浇混凝土，使主筋111和纵向钢筋41在注浆套筒31内形成混凝土钢柱，保证连接的稳定性和可靠性。

第六步、通过梁端预紧组件2与混凝土梁骨架5抱紧，将预紧绳22的外端套于混凝土梁骨架5外。调节预紧绳22，使预紧绳22绕过混凝土梁骨架5的竖向钢筋后抱紧实现初步固定，而无需再设置额外的临时固定装置，从而得以提高与混凝土梁骨架5的连接便捷度。

本实施例投入使用时通过柱端预连组件3与混凝土柱骨架4的纵向钢筋41相连，连接过程无需焊接，降低劳动强度，提高作业效率，并且由于钢筋笼的底端面为光滑的曲面，使得本发明与混凝土柱骨架4的连接面为一个光滑的曲面，能够减小应力集中，并提高抗剪能力。通过梁端预紧组件2与混凝土梁骨架5抱紧，避免连接时出现相对运动，提高连接的便捷度，利于提高施工效率。

优选实施例二

本实施例在优选实施例一的基础上增设梁端预连组件6，梁端预连组件6用于连接水平筋12与混凝土梁骨架5的横向钢筋51。

如图6所示，梁端预连组件6包括第一注浆盒61、第二注浆盒62和对拉螺栓63。第一注浆盒61为一侧开口的长方体盒，开口侧对侧的面设有过筋孔611，顶面设有注浆孔612，第一注浆盒61通过过筋孔611连接于水平筋12的外端。第二注浆盒62为封闭的长方体盒，其一侧设有中心孔，对侧设有过浆孔621，第二注浆盒62通过中心孔连接于混凝土梁骨架5的横向钢筋51外端。第一注浆盒61与第二注浆盒62通过对拉螺栓63预紧，围成现浇腔。梁端预连组件6安装完成后，自注浆孔612向现浇腔内浇筑混凝土包裹水平筋12和混凝土梁骨架5的横向钢筋51，形成混凝土钢柱。保证连接的可靠性和稳定性，免去焊接工艺，降低劳动强度，提高作业效率。

本实施例投入使用后，可以免去焊接工艺，降低施工成本和劳动强度，利于提高施工效率。

Claims (10)

1.一种预应力装配式混凝土梁柱节点，其特征在于：包括预应力骨架、梁端预紧组件和柱端预连组件；

预应力骨架包括预应力钢筋笼、水平筋和竖向预紧组件，预应力钢筋笼的主筋底端面在一个光滑曲面上，水平筋连接于预应力钢筋笼外，竖向预紧组件与水平筋相连；

梁端预紧组件包括预紧绳和控绳组件，控绳组件设置于水平筋上，预紧绳与控绳组件相连，控绳组件收放预紧绳；

柱端预连组件装配于预应力钢筋笼的底端。

2.如权利要求1所述的预应力装配式混凝土梁柱节点，其特征在于：所述水平筋包括钩头，多个水平筋呈矩形阵列布置，水平筋通过钩头与所述预应力钢筋笼连接。

3.如权利要求1所述的预应力装配式混凝土梁柱节点，其特征在于：所述竖向预紧组件包括预紧套筒和挂钩，一对挂钩分设于预紧套筒的两端，两挂钩沿预紧套筒的轴向相对运动。

4.如权利要求3所述的预应力装配式混凝土梁柱节点，其特征在于：所述预紧套筒为内螺纹套，其两端的螺纹旋向相反；所述挂钩的一端与预紧套筒螺纹连接、另一端与所述水平筋挂接。

5.如权利要求1所述的预应力装配式混凝土梁柱节点，其特征在于：所述控绳组件包括转动件和平动件，转动件设置于水平筋上，平动件连接于转动件内、沿转动件的轴向移动；所述预紧绳为预应力钢绞线，预紧绳与平动件相连。

6.如权利要求5所述的预应力装配式混凝土梁柱节点，其特征在于：所述转动件为螺纹套筒，其外壁设有六棱柱；所述平动件包括螺杆和连接环，平动件通过螺杆与转动件螺纹连接；所述预紧绳与连接环相连。

7.如权利要求1所述的预应力装配式混凝土梁柱节点，其特征在于：所述柱端预连组件包括注浆套筒和限位环；注浆套筒连接于所述预应力钢筋笼的主筋底部；限位环连接于混凝土柱骨架的纵向钢筋外；注浆套筒设置于限位环上。

8.如权利要求7所述的预应力装配式混凝土梁柱节点，其特征在于：所述注浆套筒包括螺纹段和光滑段，光滑段的口径大于螺纹段的口径，光滑段内设限位肩，螺纹段外注浆套筒的实体上设有与光滑段连通的浇道；注浆套筒通过螺纹段与预应力钢筋笼的主筋相连。

9.一种权利要求1-8中任意一项所述预应力装配式混凝土梁柱节点的施工方法，其特征在于，本方法包括如下步骤：

S.1、制作圆柱形的预应力钢筋笼，在预应力钢筋笼各主筋的底端安装柱端预连组件；

S.2、加工水平筋，将水平筋成矩形阵列沿径向连接于预应力钢筋笼外；

S.3、装配竖向预紧组件，预紧同一竖直面上的各水平筋；

S.4、在同一水平面上的水平筋上设置梁端预紧组件；

S.5、吊装S.4制成的装配件至混凝土柱骨架上，通过柱端预连组件与混凝土柱骨架的纵向钢筋相连；

S.6、通过梁端预紧组件与混凝土梁骨架抱紧。

10.如权利要求9所述的预应力装配式混凝土梁柱节点的施工方法，其特征在于：

在所述S.5中，先将限位环固接于混凝土柱骨架的纵向钢筋外，然后将注浆套筒连接于限位环上，再自浇道向注浆套筒的光滑段内现浇混凝土；

在所述S.6中，将预紧绳的外端套于混凝土梁骨架外，通过控绳组件收紧预紧绳即可。

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