CN113417364A - 一种预制混凝土梁柱连接构造及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预制混凝土梁柱连接构造，包括预制柱头，所述预制柱头包括梁柱节点核心区和设于所述柱头的侧部的梁悬挑段，所述预制混凝土梁柱连接构造还包括设于所述梁悬挑段远离所述梁柱节点核心区一端的预制梁，所述预制梁为钢筋混凝土全预制梁，所述预制混凝土梁柱连接构造还包括连接所述梁悬挑段和所述预制梁的预制梁后浇段。本发明还公开了一种预制混凝土梁柱连接构造的施工方法。本发明旨在解决现有技术中的预制梁柱节点连接结构及连接方式存在抗震性能差和施工效率低的技术问题。

Description

一种预制混凝土梁柱连接构造及其施工方法

技术领域

本发明属于装配式建筑技术领域，尤其涉及一种预制混凝土梁柱连接构造及其施工方法。

背景技术

在装配式建筑结构中，预制梁柱节点连接结构及连接方式对其抗震性能有着至关重要的影响。

现有技术中的装配式建筑中，预制梁柱节点连接结构位于梁柱节点核心区(梁和柱的相交位置)，混凝土后浇实现梁柱的连接。

现有技术的不足在于，因节点核心区梁柱纵筋交叉干涉，施工空间有限，造成预制梁柱节点核心区的浇筑质量不可控，不仅影响了梁柱节点的抗震性能，也影响了施工效率。

发明内容

(一)要解决的技术问题

基于此，本发明提出了一种预制混凝土梁柱连接构造及其施工方法，该发明旨在解决现有技术中的预制梁柱节点连接结构及连接方式存在抗震性能差和施工效率低的技术问题。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提出了一种预制混凝土梁柱连接构造，包括预制柱头，所述预制柱头包括梁柱节点核心区和设于所述柱头的侧部的梁悬挑段，所述预制混凝土梁柱连接构造还包括设于所述梁悬挑段远离所述梁柱节点核心区一端的预制梁，所述预制梁为钢筋混凝土全预制梁，所述预制混凝土梁柱连接构造还包括连接所述梁悬挑段和所述预制梁的预制梁后浇段。

优选的，所述梁悬挑段包括悬挑混凝土主体和悬挑纵向钢筋，所述悬挑纵向钢筋的一端设于所述悬挑混凝土主体内，所述悬挑纵向钢筋的另一端伸入所述预制梁后浇段内。

优选的，所述预制梁包括梁混凝土主体和梁纵向钢筋，所述梁纵向钢筋的一端设于所述梁混凝土主体内，所述梁纵向钢筋的另一端伸入所述预制梁后浇段内。

优选的，所述梁纵向钢筋和所述悬挑纵向钢筋的数量均为多根，多根所述梁纵向钢筋和多根所述悬挑纵向钢筋错开布置，且所述梁纵向钢筋插入多根所述悬挑纵向钢筋之间的间隙内，所述预制混凝土梁柱连接构造还包括连接所述梁纵向钢筋和所述悬挑纵向钢筋的箍筋。

优选的，所述梁柱节点核心区整体为钢筋混凝土制成的长方体状，所述梁悬挑段的上部和下部分别与所述梁柱节点核心区的上部和下部平齐；所述梁悬挑段的数量为2-4个，且所述梁悬挑段分别设于所述梁柱节点核心区的侧面。

优选的，所述梁柱节点核心区和所述梁悬挑段为整体预制成型；所述梁悬挑段靠近所述梁柱节点核心区的一侧设为梁端，所述预制梁远离所述梁柱节点核心区的一侧至所述梁端的距离为梁跨度，所述预制梁后浇段位于所述梁端至1/3所述梁跨度之间的区间内。

优选的，所述梁柱节点核心区上设有贯穿其上的预留套孔，所述预制混凝土梁柱连接构造还包括分别设于所述梁柱节点核心区的上下两端的预制上柱和预制下柱，所述预制上柱靠近梁柱节点核心区的一端嵌设有套筒，所述预制下柱包括下柱混凝土主体和柱纵向钢筋，所述柱纵向钢筋的一端设于所述下柱混凝土主体内，所述柱纵向钢筋的另一端贯穿所述预留套孔且伸入所述套筒内，所述预留套孔内和所述套筒处均后浇混凝土灌浆料。

优选的，所述预制梁后浇段的现浇混凝土为高性能混凝土、超高性能混凝土、钢纤维混凝土、活性粉末混凝土、ECC中的一种。

优选的，所述梁柱节点核心区与所述预制上柱的接缝处具有10-20mm厚的坐浆层；所述梁柱节点核心区与所述预制下柱的接缝处具有10-20mm厚的坐浆层。

本发明还提出了一种如上所述的预制混凝土梁柱连接构造的施工方法，包括如下步骤：

S1，制作预制构件：按设计要求预制所述预制柱头、所述预制梁、所述预制上柱和所述预制下柱；

S2，安装预制下柱：吊装所述预制下柱，并完成所述预制下柱的安装，保证所述预制下柱位于设计位置；

S3，吊装预制柱头：测量放线，布置预制柱头支撑，通过吊具将所述预制柱头吊装至所述预制下柱的上方，将所述预制柱预留套孔与所述柱纵向钢筋对齐并套入，所述柱纵向钢筋的上部伸出所述梁柱节点核心区，调节所述预制柱头支撑的高度，以使所述预制柱头达到设计标高；

S4，预制柱头套孔内浇筑灌浆料：砂浆抹缝，以封堵所述预制下柱与所述预制柱头接缝四周，向所述预制柱预留套孔内浇浇混凝土灌浆料；

S5，吊装预制梁：测量放线，放置预制梁支撑，吊装所述预制梁到所述梁悬挑段远离所述预制柱头的一侧，并进行调平，使所述梁纵向钢筋的伸出段与所述悬挑纵向钢筋的伸出段错位布置；

S6，预制梁后浇段浇筑：根据所述预制梁后浇段的结构对应设计铝模板，安装所述铝模板，检查无误后，浇筑混凝土并进行振捣与养护；

S7，安装预制上柱：将所述预制上柱吊装至所述预制柱头的上方，将所述套筒与所述柱纵向钢筋的上部对齐并套入，向所述套筒处浇筑灌浆料实现连接。

(三)有益效果

本发明与现有技术对比，本发明预制混凝土梁柱连接构造及其施工方法的有益效果主要包括：

本发明一种预制混凝土梁柱连接构造，将连接构造的后浇段从梁端往梁中间段转移；形成“强节点、弱构件”的结构，增加节点的抗震能力，使浇筑更加方便、简单，浇筑质量可控。

本发明一种预制混凝土梁柱连接构造的施工方法，将预制柱头与预制柱分开预制生产，再现场灌浆连接，该方式避免了复杂的三维构件的出现，且具有现场安装方便，抗震性能优异的优点，提高了装配式结构的连接节点施工质量和施工效果，利于工业化生产和装配式建筑的推广。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1为本发明实施方式的预制混凝土梁柱连接构造的整体结构立体图一；

图2为本发明实施方式的预制混凝土梁柱连接构造的整体结构立体图二；

图3为本发明实施方式的预制混凝土梁柱连接构造的部分结构立体图；

图4为本发明实施方式的预制混凝土梁柱连接构造中的预制柱头的立体图；

图5为图2中A处的局部放大图。

附图标记说明：

1.预制柱头，2.预制梁后浇段，3.预制上柱，4.预制下柱，5.箍筋，6.铝模板，7.预制梁，11.梁柱节点核心区，12.梁悬挑段，41.下柱混凝土主体，42.柱纵向钢筋，71.梁混凝土主体，72.梁纵向钢筋，111.预留套孔，121.悬挑混凝土主体，122.悬挑纵向钢筋。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，也可以是“传动连接”，即通过带传动、齿轮传动或链轮传动等各种合适的方式进行动力连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图1-5对本发明作进一步的说明。

请重点参考图1-3，一种预制混凝土梁柱连接构造，包括预制柱头1，预制柱头1包括梁柱节点核心区11和设于柱头的侧部的梁悬挑段12，预制混凝土梁柱连接构造还包括设于梁悬挑段12远离梁柱节点核心区11一端的预制梁7，预制梁7为钢筋混凝土全预制梁，预制混凝土梁柱连接构造还包括连接梁悬挑段12和预制梁7的预制梁后浇段2。

更具体地，具体实施时，预制梁后浇段2设置于梁端至1/3梁跨度处。

上述实施方式中，本发明一种预制混凝土梁柱连接构造将预制柱头1与预制梁7分开预制生产，可简化构件结构，降低预制难度，通过改进预制柱头1的结构，可将连接构造的后浇段从梁端往梁中间段转移；形成“强节点、弱构件”的结构，增加节点的抗震能力，使浇筑更加方便、简单，浇筑质量可控。需要说明的是：强节点弱构件指的是使框架结构塑性铰出现在梁端的设计要求。用以提高结构的变形能力，防止在强烈地震作用下倒塌。

请重点参考图5，根据本发明的具体实施方式，梁悬挑段12包括悬挑混凝土主体121和悬挑纵向钢筋122，悬挑纵向钢筋122的一端设于悬挑混凝土主体121内，悬挑纵向钢筋122的另一端伸入预制梁后浇段2内。本实施方式中，通过将悬挑纵向钢筋122的另一端伸入预制梁后浇段2内，可提高预制柱头1与预制梁后浇段2连接的稳固性，同时利于提高预制梁后浇段2的强度。

请重点参考图5，根据本发明的具体实施方式，预制梁7包括梁混凝土主体71和梁纵向钢筋72，梁纵向钢筋72的一端设于梁混凝土主体71内，梁纵向钢筋72的另一端伸入预制梁后浇段2内。本实施方式中，通过将梁纵向钢筋72的另一端伸入预制梁后浇段2内，可提高预制梁7与预制梁后浇段2连接的稳固性，同时进一步利于提高预制梁后浇段2的强度。

根据本发明的具体实施方式，梁纵向钢筋72和悬挑纵向钢筋122的数量均为多根，多根梁纵向钢筋72和多根悬挑纵向钢筋122错开布置，且梁纵向钢筋72插入多根悬挑纵向钢筋122之间的间隙内，预制混凝土梁柱连接构造还包括连接梁纵向钢筋72和悬挑纵向钢筋122的箍筋5。

更具体地，具体实施时，梁纵向钢筋72和悬挑纵向钢筋122的搭接长度应满足要求。预制梁后浇段2内设置有现场附加箍筋5，箍筋5与梁纵向钢筋72绑扎固定，现场附加箍筋5的直径与预制梁7内部箍筋直径相同，现场附加箍筋5间距不大于100mm；预制梁7现场附加箍筋5可为封闭箍筋、开口箍筋或组合U型箍筋等多种形式。

本实施方式中，多根梁纵向钢筋72和多根悬挑纵向钢筋122错开布置，且通过箍筋5连接梁纵向钢筋72和梁纵向钢筋72，采用该结构在保证预制梁后浇段2强度的前提下，提高了现场施工的效率。

请重点参考图4，根据本发明的具体实施方式，梁柱节点核心区11整体为钢筋混凝土制成的长方体状，梁悬挑段12的上部和下部分别与梁柱节点核心区11的上部和下部平齐；梁悬挑段12的数量为四个，且四个梁悬挑段12分别设于梁柱节点核心区11的四个侧面。本实施方式中，梁悬挑段12为四个，且四个梁悬挑段12与梁柱节点核心区11的高度均相同。即：预制柱头1的横面为十字形，可同时连接四个方向的预制梁7，满足不同形状的连接需求。

根据本发明的具体实施方式，梁柱节点核心区11和梁悬挑段12为整体预制成型。该结构利于成型和提高预制柱头1的整体力学性能。

根据本发明的具体实施方式，梁悬挑段12靠近梁柱节点核心区11的一侧设为梁端，预制梁远离梁柱节点核心区11的一侧至梁端的距离为梁跨度，预制梁后浇段2位于梁端至1/3梁跨度之间的区间内。采用该结构，利于提高本发明的整体力学性能，且通过上述结构，可有效控制预制梁后浇段2的位置和长度，利于生产施工。

根据本发明的具体实施方式，梁柱节点核心区11上设有贯穿其上的预留套孔111，预制混凝土梁柱连接构造还包括分别设于梁柱节点核心区11的上下两端的预制上柱3和预制下柱4，预制上柱3靠近梁柱节点核心区11的一端嵌设有套筒，预制下柱4包括下柱混凝土主体41和柱纵向钢筋42，柱纵向钢筋42的一端设于下柱混凝土主体41内，柱纵向钢筋42的另一端贯穿预留套孔111且伸入套筒内，预留套孔111内和套筒处均后浇混凝土灌浆料。

更具体地，柱纵向钢筋42的数量为多根，预留套孔111与柱纵向钢筋42的数量相同，且位置一一对应。多根柱纵向钢筋42均对应穿过预留套孔111并伸出梁柱节点核心区11顶面，柱纵向钢筋42的伸出长度等于位于套筒内的柱纵向钢筋42的长度加上梁柱节点核心区11的高度。

本实施方式中，将预制柱分为预制柱头1、预制上柱3和预制下柱4，可分开预制生产，再现场灌浆连接，避免了复杂的三维构件的出现，利于分开预制成型，且现场安装方便，抗震性能优异。

根据本发明的具体实施方式，预制梁后浇段2的现浇混凝土为高性能混凝土、超高性能混凝土、钢纤维混凝土、活性粉末混凝土、ECC中的一种。本实施方式中，通过选用较高性能的混凝土，保证预制梁后浇段2的强度。

根据本发明的具体实施方式，梁柱节点核心区11与预制上柱3的接缝处具有10-20mm厚的坐浆层；梁柱节点核心区11与预制下柱4的接缝处具有10-20mm厚的坐浆层。本实施方式中，采用该结构可进一步提高连接强度和连接紧密性。

需要说明的是：上述实施方式中，可将预制上柱3和预制下柱4制成相同结构，即均为预制柱。比如：将预制上柱3的上部伸出钢筋，或将预制下柱4的下端嵌入套筒均可形成预制柱的结构。使用时，可将多个预制柱叠加组合形成足够长的柱体，既能实现现场吊装又能满足设计所需的柱高。

本发明还公开了一种预制混凝土梁柱连接构造的施工方法，包括以下步骤：

S1，制作预制构件：按设计要求预制预制柱头1、预制梁7、预制上柱3和预制下柱4。

S2，安装预制下柱：吊装预制下柱4，并完成预制下柱4的安装，保证预制下柱4位于设计位置。

S3，吊装预制柱头：测量放线，布置预制柱头支撑，通过吊具将预制柱头1吊装至预制下柱4的上方，将预制柱预留套孔111与柱纵向钢筋42对齐并套入，柱纵向钢筋42的上部伸出梁柱节点核心区11，调节预制柱头支撑的高度，以使预制柱头1达到设计标高。

S4，预制柱头套孔内浇筑灌浆料：砂浆抹缝，以封堵预制下柱4与预制柱头1接缝四周，向预制柱预留套孔111内浇浇混凝土灌浆料。

S5，吊装预制梁：测量放线，放置预制梁支撑，吊装预制梁7到梁悬挑段12远离预制柱头1的一侧，并进行调平，使梁纵向钢筋72的伸出段与悬挑纵向钢筋122的伸出段错位布置。

S6，预制梁后浇段浇筑：根据预制梁后浇段2的结构对应设计铝模板6，安装所述铝模板6，检查无误后，浇筑混凝土并进行振捣与养护。

S7，安装预制上柱：将预制上柱3吊装至预制柱头1的上方，将套筒与柱纵向钢筋42的上部对齐并套入，向套筒处浇筑灌浆料实现连接。

其中：步骤S2中，具体实施时，测量放线确定构件位置，进行柱筋位置矫正，钢垫片找平。如为顶层的梁柱连接，则通过吊索、吊具将预制柱起吊到设计相应的位置，钢筋对位后安装预制柱。如为中间层的梁柱连接，则通过吊索、吊具将预制下柱4起吊到设计相应的位置，钢筋对位后安装预制下柱4。步骤S6中，浇筑用的铝模板6为与预制梁后浇段2截面尺寸相对应的铝模板。步骤S7中，具体实施时，安装预制上柱3之前，需要在相应柱底位置坐浆，进行柱筋位置矫正，再将套筒与柱纵向钢筋42对齐。

本发明一种预制混凝土梁柱连接构造中，预制柱(预制上柱3、预制下柱4)、预制柱头1、预制梁7均为钢筋混凝土预制构件；预制柱头1由若干梁悬挑段12和梁柱节点核心区11整体预制而成，预制柱头1内预留有用于钢筋伸入的预留套孔111，悬挑纵向钢筋122与梁纵向钢筋72均伸入预制梁后浇段2并错位布置，施工时在预制下柱4吊装后，吊装预制柱头1并将预留套孔111对应套入柱纵向钢筋42，在套孔内灌浆连接预制下柱4和预制柱头1。然后吊装预制梁7，再在预制梁后浇段2内浇筑高性能混凝土连接预制柱头1和预制梁7；完成预制的节点连接，当需要增加柱体的高度时，再在预制柱头1的顶部加装预制上柱3。

本发明一种预制混凝土梁柱连接构造的施工方法，将预制柱头1与预制柱分开预制生产，再现场灌浆连接，该方式避免了复杂的三维构件的出现，且具有现场安装方便，抗震性能优异的优点，提高了装配式结构的连接节点施工质量和施工效果，利于工业化生产和装配式建筑的推广。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种预制混凝土梁柱连接构造，其特征在于，包括预制柱头，所述预制柱头包括梁柱节点核心区和设于所述柱头的侧部的梁悬挑段，所述预制混凝土梁柱连接构造还包括设于所述梁悬挑段远离所述梁柱节点核心区一端的预制梁，所述预制梁为钢筋混凝土全预制梁，所述预制混凝土梁柱连接构造还包括连接所述梁悬挑段和所述预制梁的预制梁后浇段。

2.根据权利要求1所述的预制混凝土梁柱连接构造，其特征在于，所述梁悬挑段包括悬挑混凝土主体和悬挑纵向钢筋，所述悬挑纵向钢筋的一端设于所述悬挑混凝土主体内，所述悬挑纵向钢筋的另一端伸入所述预制梁后浇段内。

3.根据权利要求2所述的预制混凝土梁柱连接构造，其特征在于，所述预制梁包括梁混凝土主体和梁纵向钢筋，所述梁纵向钢筋的一端设于所述梁混凝土主体内，所述梁纵向钢筋的另一端伸入所述预制梁后浇段内。

4.根据权利要求3所述的预制混凝土梁柱连接构造，其特征在于，所述梁纵向钢筋和所述悬挑纵向钢筋的数量均为多根，多根所述梁纵向钢筋和多根所述悬挑纵向钢筋错开布置，且所述梁纵向钢筋插入多根所述悬挑纵向钢筋之间的间隙内，所述预制混凝土梁柱连接构造还包括连接所述梁纵向钢筋和所述悬挑纵向钢筋的箍筋。

5.根据权利要求4所述的预制混凝土梁柱连接构造，其特征在于，所述梁柱节点核心区整体为钢筋混凝土制成的长方体状，所述梁悬挑段的上部和下部分别与所述梁柱节点核心区的上部和下部平齐；所述梁悬挑段的数量为2-4个，且所述梁悬挑段分别设于所述梁柱节点核心区的侧面。

6.根据权利要求5所述的预制混凝土梁柱连接构造，其特征在于，所述梁柱节点核心区和所述梁悬挑段为整体预制成型；所述梁悬挑段靠近所述梁柱节点核心区的一侧设为梁端，所述预制梁远离所述梁柱节点核心区的一侧至所述梁端的距离为梁跨度，所述预制梁后浇段位于所述梁端至1/3所述梁跨度之间的区间内。

7.根据权利要求6所述的预制混凝土梁柱连接构造，其特征在于，所述梁柱节点核心区上设有贯穿其上的预留套孔，所述预制混凝土梁柱连接构造还包括分别设于所述梁柱节点核心区的上下两端的预制上柱和预制下柱，所述预制上柱靠近梁柱节点核心区的一端嵌设有套筒，所述预制下柱包括下柱混凝土主体和柱纵向钢筋，所述柱纵向钢筋的一端设于所述下柱混凝土主体内，所述柱纵向钢筋的另一端贯穿所述预留套孔且伸入所述套筒内，所述预留套孔内和所述套筒处均后浇混凝土灌浆料。

8.根据权利要求7所述的预制混凝土梁柱连接构造，其特征在于，所述预制梁后浇段的现浇混凝土为高性能混凝土、超高性能混凝土、钢纤维混凝土、活性粉末混凝土、ECC中的一种。

9.根据权利要求8所述的预制混凝土梁柱连接构造，其特征在于，所述梁柱节点核心区与所述预制上柱的接缝处具有10-20mm厚的坐浆层；所述梁柱节点核心区与所述预制下柱的接缝处具有10-20mm厚的坐浆层。

10.一种如权利要求7-9任一项所述的预制混凝土梁柱连接构造的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，制作预制构件：按设计要求预制所述预制柱头、所述预制梁、所述预制上柱和所述预制下柱；

S2，安装预制下柱：吊装所述预制下柱，并完成所述预制下柱的安装，保证所述预制下柱位于设计位置；

S3，吊装预制柱头：测量放线，布置预制柱头支撑，通过吊具将所述预制柱头吊装至所述预制下柱的上方，将所述预制柱预留套孔与所述柱纵向钢筋对齐并套入，所述柱纵向钢筋的上部伸出所述梁柱节点核心区，调节所述预制柱头支撑的高度，以使所述预制柱头达到设计标高；

S4，预制柱头套孔内浇筑灌浆料：砂浆抹缝，以封堵所述预制下柱与所述预制柱头接缝四周，向所述预制柱预留套孔内浇浇混凝土灌浆料；

S5，吊装预制梁：测量放线，放置预制梁支撑，吊装所述预制梁到所述梁悬挑段远离所述预制柱头的一侧，并进行调平，使所述梁纵向钢筋的伸出段与所述悬挑纵向钢筋的伸出段错位布置；

S6，预制梁后浇段浇筑：根据所述预制梁后浇段的结构对应设计铝模板，安装所述铝模板，检查无误后，浇筑混凝土并进行振捣与养护；

S7，安装预制上柱：将所述预制上柱吊装至所述预制柱头的上方，将所述套筒与所述柱纵向钢筋的上部对齐并套入，向所述套筒处浇筑灌浆料实现连接。

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