CN113431410A - 套筒灌浆连接的装配式梁柱连接结构 - Google Patents

套筒灌浆连接的装配式梁柱连接结构 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种套筒灌浆连接的装配式梁柱连接结构，包括：预制梁，包括设置有通孔的核心结构区，所述通孔内安装有套筒，所述核心结构区与所述预制梁一体预制成型；预制下柱，设置于所述核心结构区的第一侧；预制上柱，设置于所述核心结构区的第二侧；所述预制下柱与所述预制上柱靠近所述核心结构区的端部均设置有锚固钢筋，所述锚固钢筋插接于所述套筒内，所述套筒与所述锚固钢筋之间通过灌浆料凝结连接。核心结构区与预制梁一体预制成型，结构的整体性较好。套筒安装在核心结构区内，既可以提高核心结构区的抗剪强度，又可以避免套筒安装在预制柱中刚度不均匀分布的情况，提高了建筑结构的抗震性能。

Description

套筒灌浆连接的装配式梁柱连接结构
技术领域
本发明涉及装配式混凝土结构技术领域，特别是涉及一种套筒灌浆连接的装配式梁柱连接结构。
背景技术
装配式混凝土结构的预制构件在工厂批量化生产，预制构件在现场拼装而成。装配式混凝土结构具备绿色、环保、施工周期短等优势，也是建筑工业化的重要发展方向。装配式混凝土结构相对于现浇混凝土结构而言，结构的整体性较差，结构的力学性能很大程度上取决于预制构件拼装连接处的力学性能。灌浆套筒可以将预制构件进行有效连接，但是灌浆套筒的刚度较大，会造成连接结构处构件的刚度分布不均匀，进而影响结构整体的抗震性能。现有技术中，为了提高连接结构处的整体性，在预制梁柱节点的核心区往往采用现浇混凝土，结构核心区的钢筋密集提高现场施工难度，此方案严重影响施工的进度。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种套筒灌浆连接的装配式梁柱连接结构，预制梁上设置有一体预制成型的核心结构区，核心结构区内安装有套筒，预制梁通过套筒连接于预制下柱和预制上柱。套筒预先安装在核心结构区内，避免套筒在连接结构处刚度分布不均匀，提高了核心结构区的抗剪强度，提高了连接结构处的整体性。
为此，本发明实施例提供一种套筒灌浆连接的装配式梁柱连接结构，包括：
预制梁，包括设置有通孔的核心结构区，所述通孔内安装有套筒，所述核心结构区与所述预制梁一体预制成型；
预制下柱，设置于所述核心结构区的第一侧；
预制上柱，设置于所述核心结构区的第二侧，所述第一侧与所述第二侧位于所述通孔的相对两端；
所述预制下柱与所述预制上柱靠近所述核心结构区的端部均设置有锚固钢筋，所述锚固钢筋插接于所述套筒内，所述套筒与所述锚固钢筋之间通过灌浆料凝结连接。
根据本发明的一个实施例，所述预制梁内设置有结构钢筋，所述结构钢筋在所述核心结构区内垂直于所述套筒的方向上通长设置。
根据本发明的一个实施例，所述核心结构区内靠近第一侧的所述结构钢筋与靠近第二侧的所述结构钢筋之间平行且间隔设置，所述套筒的长度大于所述结构钢筋之间的间距。
根据本发明的一个实施例，所述预制下柱与所述预制梁之间以及所述预制上柱与所述预制梁之间均形成拼接缝，所述拼接缝的间距不小于20mm。
根据本发明的一个实施例，所述套筒为全灌浆套筒，所述预制下柱与所述核心结构区之间的拼接缝处设置有注浆孔，所述预制上柱与所述核心结构区之间的拼接缝处设置有出浆孔。
根据本发明的一个实施例，所述出浆孔均匀设置在所述预制上柱与所述核心结构区之间的拼接缝处。
根据本发明的一个实施例，所述套筒上连接有注浆检测管，所述注浆检测管延伸至所述核心结构区外侧。
根据本发明的一个实施例，所述锚固钢筋插入所述套筒内的长度至少为所述锚固钢筋的直径的8倍。
根据本发明的一个实施例，所述锚固钢筋的端部设置有定位球。
根据本发明的一个实施例，所述定位球上沿所述锚固钢筋的长度方向设置有凹槽。
本发明中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：
套筒灌浆连接的装配式梁柱连接结构包括预制梁、预制下柱和预制上柱。预制梁上包括核心结构区，核心结构区内安装有套筒，预制下柱和预制上柱通过在套筒处灌浆连接于预制梁，提高了连接结构的施工进度，缩短了施工周期。核心结构区与预制梁一体预制成型，结构的整体性较好。套筒安装在核心结构区内，既可以增加核心结构区的抗剪强度，又可以避免套筒安装在预制柱中刚度不均匀分布的情况，提高了建筑结构的抗震性能。
附图说明
图1为本发明实施例提供的套筒灌浆连接的装配式梁柱连接结构的竖向剖面图；
图2为本发明实施例提供的套筒灌浆连接的装配式梁柱连接结构的水平剖面图；
图3为本发明实施例提供的套筒的剖面图；
图4为本发明实施例提供的定位球的剖面图。
附图标记：
1、预制梁；11、核心结构区；12、通孔；13、套筒；14、灌浆料；15、结构钢筋；16、注浆孔；17、出浆孔；10、锚固钢筋；101、定位球；102、凹槽；131、注浆检测管；2、预制下柱；3、预制上柱。
具体实施方式
为使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合发明中的附图，对发明中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明中的实施例，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，都属于发明保护的范围。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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实施例和简化描述，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实施例的限制。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。
在本发明实施例的描述中，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。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实施例中的具体含义。
在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
装配式混凝土结构相对于现浇混凝土结构而言，结构的整体性较差，结构的力学性能很大程度上取决于预制构件拼装连接处的力学性能。灌浆套筒可以将预制构件进行有效连接，但是灌浆套筒的刚度较大，会造成连接结构处构件的刚度分布不均匀，进而影响结构整体的抗震性能。现有技术中，为了提高连接结构处的整体性，在预制梁柱节点的核心区进行拼装并采用现浇混凝土连接，此方案影响施工的进度。
本发明实施例提供了一种套筒灌浆连接的装配式梁柱连接结构，请参阅图1至图4，包括预制梁1、预制下柱2和预制上柱3。
预制梁1、预制下柱2与预制上柱3均在工厂内预制成型，在建筑结构的安装位置进行拼装。预制梁1、预制下柱2与预制上柱3连接的位置形成连接结构，简称节点。
装配式混凝土结构的性能取决于连接结构处的力学性能，因此需要对连接结构处的整体性和抗剪能力进行严格设计。
预制梁1、预制下柱2与预制上柱3可以适用于不同倾斜角度的建筑结构，本发明中以预制梁1水平设置、预制下柱2与预制上柱3竖直设置为例。
预制梁1上设置有核心结构区11，核心结构区11内的钢筋数量以及布局根据结构的强度进行设计。核心结构区11内设置有通孔12，通孔12内安装有套筒13。
核心结构区11与预制梁1一体预制成型，提高了连接结构的整体强度。套筒13安装在核心结构区11内，既可以提高核心结构区的抗剪强度，又可以避免套筒刚度不均匀分布的情况，提高了建筑结构的抗震性能。
核心结构区11与预制梁1一体预制成型，使得装配式混凝土结构的全部构件均在工厂预制制作，避免出现现浇混凝土结构，提高了施工进度。
预制下柱2设置在核心结构区11的第一侧，预制上柱3设置在核心结构区11的第二侧，第一侧与第二侧位于通孔12的相对两端处。
预制下柱2与预制上柱3上靠近核心结构区11的一端均设置有锚固钢筋10，锚固钢筋10插接在套筒13内。套筒13对锚固钢筋10起到定位与固定的作用，在套筒13内注入灌浆料14，灌浆料14凝固后将锚固钢筋10固定在套筒13内。
根据本发明的一个实施例，预制下柱2与预制上柱3内均设置有结构钢筋，结构钢筋在预制下柱2与预制上柱3的端部延伸形成锚固钢筋10。
在另一项实施例中，锚固钢筋10采用单独的钢筋制作，锚固深度符合相关标准的要求。
需要说明的是，锚固钢筋10的数量为多个，多个锚固钢筋10可以确定预制下柱2与预制上柱3的位置，还可提高连接结构处的结构强度。
在一项实施例中，锚固钢筋10的数量为4根，分别设置在预制下柱2与预制上柱3的四个角落。
预制梁1、预制下柱2与预制上柱3之间通过灌浆料14凝结连接，减少了混凝土现浇的工序，提高了施工进度，缩短了施工工期。
由上述可知，本发明实施例提供的套筒灌浆连接的装配式梁柱连接结构，预制梁1上包括核心结构区11，核心结构区11内安装有套筒13，预制下柱2和预制上柱3通过在套筒13处灌浆连接于预制梁1，提高了施工进度，缩短了施工工期。核心结构区11与预制梁1一体预制成型，结构的整体性较好。套筒13安装在核心结构区11内，既可以提高核心结构区11的抗剪强度，又可以避免套筒13安装在预制柱中刚度不均匀分布的情况，提高了建筑结构的抗震性能。
根据本发明的一个实施例，预制梁1内设置有结构钢筋15，结构钢筋15在核心结构区11内垂直于套筒13通长设置，避免出现钢筋搭接及钢筋位置冲突的弊端，提高了核心结构区11的结构强度，同时还降低了核心结构区11内布筋的复杂性。
套筒13设置在核心结构区11内，套筒13的结构长度会影响核心结构区11的抗剪强度。
根据本发明的一个实施例，核心结构区11内，靠近第一侧和靠近第二侧的位置均设置有结构钢筋15，两侧的结构钢筋15平行且间隔设置。套筒13的长度大于两侧的结构钢筋15之间的间距。套筒13的两端分别位于结构钢筋15的外侧，套筒13上受到的作用力可以传递至结构钢筋15，提高了核心结构区11处的抗剪强度。
预制梁1、预制下柱2与预制上柱3之间通过灌浆料14凝结连接，灌浆料14需要通过注浆管路和出浆管路注入套筒13内。核心结构区11处单独设置注浆管路或者出浆管路时，提高了管路布设的复杂性。
根据本发明的一个实施例，预制下柱2和核心结构区11之间以及预制上柱3与核心结构区11之间均形成拼接缝，拼接缝的间距不小于20mm，有利于注浆孔16和出浆孔17的设置。同时，在拼接缝内注入灌浆料14，还可以提高连接结构的强度。
在一项实施例中，套筒13为全灌浆套筒，注浆孔16设置在预制下柱2和核心结构区11之间的拼接缝处，出浆孔17设置在预制上柱3与核心结构区11之间的拼接缝处。灌浆时，从注浆孔16注入灌浆料14，可以减少气泡的产生，提高灌浆料14的密实性。
实际使用时，沿着预制下柱2与预制上柱3的端部边缘，将拼接缝密封起来，在拼接缝处设置注浆孔16与出浆孔17。然后通过群灌浆的方式，在注浆孔16内注入灌浆料14，将空气从出浆孔17排出，直至出浆孔17流出灌浆料14为止。
在一项实施例中，出浆孔17均匀设置在预制上柱3与核心结构区11之间的拼接缝处，可以使拼接缝以及套筒13内的空气均匀排出，避免灌浆料14内出现气泡或者蜂窝现象，确保了核心结构区11的结构强度。
预制梁1、预制下柱2与预制上柱3之间通过灌浆料14凝结连接，灌浆料14的密实度决定了连接结构的强度，因此在灌浆结束后需要对灌浆料14的密实性进行检测。
根据本发明的一个实施例，套筒13上连接有注浆检测管131，注浆检测管131在预制时延伸至核心结构区11的外侧，注浆检测管131可以检测灌浆料的密实度。
使用时，先将出浆孔17封闭，在注浆孔16处注入灌浆料。等灌浆料从注浆检测管131流出时，封堵注浆检测管131，打开出浆孔17使每个出浆孔17均溢出灌浆料，然后封堵注浆孔16和出浆孔17，进行养护。
灌浆料凝固后，锚固钢筋10通过灌浆料与套筒13的内侧壁粘接在一起。锚固钢筋10在套筒13内的长度，即锚固长度，会影响连接结构的结构强度。
根据本发明的一个实施例，锚固钢筋10插入套筒13内的长度至少为锚固钢筋10的直径的8倍，可以将锚固钢筋10稳定地固定在套筒13内，确保锚固钢筋10与套筒13之间紧密连接。
锚固钢筋10设置于预制下柱2和预制上柱3的端部，锚固钢筋10的位置决定了预制下柱2和预制上柱3的位置。将锚固钢筋10插入套筒13内后，需要将锚固钢筋10调整至套筒13正中心的位置，进而使连接结构的位置精确。锚固钢筋10位于套筒13的正中心位置时，可以使锚固钢筋10周围的灌浆料均匀分布，提高套筒13对锚固钢筋10的锚固力。
根据本发明的一个实施例，锚固钢筋10上可以焊接多个定位件，分别支撑于套筒13的内侧壁，定位件使锚固钢筋10处于套筒13内居中的位置。
在一项实施例中，锚固钢筋10的端部设置有定位球101，定位球101可以使锚固钢筋居中设置。
为了使灌浆料能够在套筒13内流畅运动，需要减少对灌浆料的阻碍，定位件要确保足够的灌浆通道。
在一项实施例中，定位球101上设置有凹槽102，凹槽102沿着锚固钢筋10的长度方向设置。灌浆时，灌浆料沿着套筒13的位置较低端向位置较高端流入，在凹槽102的位置流动，提高了灌浆料的流通速度。
凹槽102的深度与宽度会影响灌浆料的流通速度，在一项实施例中，凹槽102的深度等于或者大于定位球101的半径与锚固钢筋10的半径的差值，即凹槽102的深度至少到达锚固钢筋10的侧壁。
综上所述，本发明实施例提供的套筒灌浆连接的装配式梁柱连接结构，包括预制梁、预制下柱和预制上柱。预制梁上包括核心结构区，核心结构区内安装有套筒，预制下柱和预制上柱通过在套筒处灌浆连接于预制梁，提高了连接结构的施工进度，缩短了施工周工期。核心结构区与预制梁一体预制成型，结构的整体性较好。套筒安装在核心结构区内，既可以提高核心结构区的抗剪强度，又可以避免套筒刚度不均匀分布的情况，提高了建筑结构的抗震性能。
在核心结构区内的结构钢筋通长设置的情况下，避免出现钢筋搭接，提高了核心结构区的结构强度，同时还降低了核心结构区内布筋的复杂性。
在套筒的长度大于两侧结构钢筋之间间距的情况下，套筒上受到的作用力可以传递至结构钢筋上，提高了核心结构区处的抗剪强度。
通过群灌浆的方式向套筒内注入灌浆料，降低了核心结构区内管道布设的难度。
在出浆孔均匀设置在拼接缝内的情况下，可以将拼接缝以及套筒内的空气均匀排出，避免灌浆料内出现气泡或者蜂窝现象。
在套筒连接于注浆检测管的情况下，可以检测灌浆料的密实度，确保连接结构的强度。
在套筒内锚固钢筋的长度至少为锚固钢筋直径的8倍时，套筒与灌浆料对锚固钢筋的锚固力较大，可以防止锚固钢筋滑脱，提高了结构的稳定性。
在锚固钢筋上设置定位球的情况下，定位球可以使锚固钢筋位于套筒的正中心位置，提高了结构的位置精确度。锚固钢筋位于套筒的正中心，套筒内的灌浆料可以均匀包裹锚固钢筋，提高了结构的强度。
在定位球上设置有凹槽的情况下，可以提高灌浆料的流通速度，使灌浆料均匀包裹锚固钢筋。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种套筒灌浆连接的装配式梁柱连接结构，其特征在于，包括：
预制梁，包括设置有通孔的核心结构区，所述通孔内安装有套筒，所述核心结构区与所述预制梁一体预制成型；
预制下柱，设置于所述核心结构区的第一侧；
预制上柱，设置于所述核心结构区的第二侧，所述第一侧与所述第二侧位于所述通孔的相对两端；
所述预制下柱与所述预制上柱靠近所述核心结构区的端部均设置有锚固钢筋，所述锚固钢筋插接于所述套筒内，所述套筒与所述锚固钢筋之间通过灌浆料凝结连接。
2.根据权利要求1所述的套筒灌浆连接的装配式梁柱连接结构，其特征在于，所述预制梁内设置有结构钢筋，所述结构钢筋在所述核心结构区内垂直于所述套筒的方向上通长设置。
3.根据权利要求2所述的套筒灌浆连接的装配式梁柱连接结构，其特征在于，所述核心结构区内靠近第一侧的所述结构钢筋与靠近第二侧的所述结构钢筋之间平行且间隔设置，所述套筒的长度大于所述结构钢筋之间的间距。
4.根据权利要求1所述的套筒灌浆连接的装配式梁柱连接结构，其特征在于，所述预制下柱与所述核心结构区之间以及所述预制上柱与所述核心结构区之间均形成拼接缝，所述拼接缝的间距不小于20mm。
5.根据权利要求4所述的套筒灌浆连接的装配式梁柱连接结构，其特征在于，所述套筒为全灌浆套筒，所述预制下柱与所述核心结构区之间的拼接缝处设置有注浆孔，所述预制上柱与所述核心结构区之间的拼接缝处设置有出浆孔。
6.根据权利要求5所述的套筒灌浆连接的装配式梁柱连接结构，其特征在于，所述出浆孔均匀设置在所述预制上柱与所述核心结构区之间的拼接缝处。
7.根据权利要求1所述的套筒灌浆连接的装配式梁柱连接结构，其特征在于，所述套筒上连接有注浆检测管，所述注浆检测管延伸至所述核心结构区外侧。
8.根据权利要求1所述的套筒灌浆连接的装配式梁柱连接结构，其特征在于，所述锚固钢筋插入所述套筒内的长度至少为所述锚固钢筋的直径的8倍。
9.根据权利要求1所述的套筒灌浆连接的装配式梁柱连接结构，其特征在于，所述锚固钢筋的端部设置有定位球。
10.根据权利要求9所述的套筒灌浆连接的装配式梁柱连接结构，其特征在于，所述定位球上沿所述锚固钢筋的长度方向设置有凹槽。
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