CN113718949B - 梁柱混合框架节点构造及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种梁柱混合框架节点构造及其施工方法，包括节点区钢套管，所述节点区钢套管与预制混凝土复合梁之间浇筑有连接区混凝土，连接区混凝土中埋设有一端固定于节点区钢套管管壁上的钢连接牛腿以及一端嵌埋于预制混凝土复合梁端部的钢连接件，钢连接件的末端与钢连接牛腿的末端相连，在预制混凝土复合梁的上部还浇筑有叠合层混凝土，叠合层混凝土中埋设有叠合层纵筋，叠合层纵筋通过穿筋洞口贯穿节点区钢套管，在所述节点区钢套管中还浇筑有柱身混凝土。本发明的目的在于提出一种区别于传统的钢筋套筒连接方式，连接更加可靠，更加方便的梁柱混合框架节点构造，本发明的另一个目的在于提出一种基于前述梁柱混合框架节点构造的施工方法。

Description

梁柱混合框架节点构造及其施工方法

技术领域

本发明涉及梁柱施工的技术领域，尤其涉及一种梁柱混合框架节点构造及其施工方法。

背景技术

装配式混合结构体系是一种将钢结构体系和预制装配式混凝土结构体系的各自优势融合到一起的新型结构体系，不仅可以实现工厂预制、现场拼装的快速施工模式，节省现场混凝土浇筑模板、加快施工速度，还可以优化现场施工环境，有利于环境保护和施工管理，是实现建筑工业化和建筑绿色化的重要技术手段。但是，在装配式建筑中，尚未有钢管约束混凝土柱与预制混凝土梁相结合应用到实际项目中的案例，究其原因是因为钢管约束混凝土柱与预制混凝土梁最为关键的连接技术及其施工工艺还未成熟。

在传统预制混凝土梁叠合梁与预制混凝土柱的装配整体式框架节点中，梁纵向受力钢筋需要伸入后浇节点区内锚固或者将梁下部纵向受力钢筋伸至节点区外的后浇区段内通过挤压套筒进行连接。上述两种方式均需要将梁下部纵筋穿入节点内，很难避开节点区内的柱纵筋和箍筋，梁受力钢筋的连接和施工相当麻烦且不能保证质量。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提出一种区别于传统的钢筋套筒连接方式，连接更加可靠，更加方便的梁柱混合框架节点构造，本发明的另一个目的在于提出一种基于前述梁柱混合框架节点构造的施工方法，旨在解决背景技术中阐述的技术问题。

为实现上述目的，本发明首先公开了一种梁柱混合框架节点构造，用于连接钢管约束混凝土柱和预制混凝土复合梁，其关键在于，包括节点区钢套管，所述节点区钢套管与预制混凝土复合梁之间浇筑有连接区混凝土，所述连接区混凝土中埋设有一端固定于所述节点区钢套管管壁上的钢连接牛腿以及一端嵌埋于预制混凝土复合梁端部的钢连接件，所述钢连接件的末端与所述钢连接牛腿的末端相连，在预制混凝土复合梁的上部还浇筑有叠合层混凝土，所述叠合层混凝土中埋设有叠合层纵筋，所述叠合层纵筋通过开设于节点区钢套管管壁上的穿筋洞口贯穿所述节点区钢套管，在所述节点区钢套管中还浇筑有钢管约束混凝土柱的柱身混凝土，所述柱身混凝土通过连接区混凝土与叠合层混凝土连为一体。

更进一步地，在所述钢连接牛腿和/或所述钢连接件上设置有栓钉。

更进一步地，在所述连接区混凝土内附加若干箍筋，所述箍筋将所述叠合层纵筋、所述钢连接牛腿和所述钢连接件连为一体。

更进一步地，所述钢连接牛腿包括底板以及设置于底板上的竖向腹板。

更进一步地，在所述节点区钢套管内设有用于传递底板受力并实现柱身混凝土中柱纵筋定位的隔板。

更进一步地，所述隔板上按环形分布有多个与每根柱纵筋一一对应的穿筋孔，在所述隔板的中心开设有用于浇筑柱身混凝土的浇筑孔。

更进一步地，所述隔板与所述底板在竖直方向上平齐。

基于上述结构，本发明还提供了一种梁柱混合框架节点构造的施工方法，其关键在于包括以下步骤：

S1:预先绑扎制作好预制混凝土复合梁的钢筋骨架，并将钢连接件焊接在钢筋骨架底部受力筋的上表面；

S2:按照梁的尺寸大小组装梁模板，将带有钢连接件的钢筋骨架放置到梁模板中，确定好钢连接件的连接段和预埋段，并按照连接段和预埋段的分界位置支设端模板；

S3：浇筑梁身混凝土，使钢连接件的预埋段嵌入梁身混凝土内部，钢连接件的连接段伸出梁身混凝土的端部；

S4：待强度达到要求后进行脱模，完成预制混凝土复合梁的制作，并移动预制混凝土复合梁至施工现场；

S5：现场制作好首层钢管约束混凝土柱的钢筋骨架，并严格按照预先确定的施工位置竖立固定好，吊装柱身套管竖直套在柱身钢筋骨架外围，确保柱身钢筋骨架高出柱身套管并竖直延伸至楼层面以上一定高度；

S6:节点区钢套管吊装至步骤S5中安装的柱身钢筋骨架上方，调整带隔板的节点区钢套管位置，使得隔板的穿筋孔对准相应的柱纵筋后缓慢下放节点区钢套管，直至每根柱纵筋均穿过相应的穿筋孔；

S7：按照轴线定位调整节点区钢套管竖直对准柱身套管，节点区钢套管下管口与柱身套管上管口预留套管缝隙，并通过临时安装耳板的方式将柱身套管和节点区钢套管连接固定好。

S8：吊装预制混凝土复合梁，调整其端部的钢连接件与钢连接牛腿底板在同一高度水平对齐后，在梁底部布置临时支撑，并在施工现场将钢接件与钢连接牛腿底板焊接在一起；

S9：在预制混凝土复合梁的上部安装叠合层纵筋，将全部叠合层纵筋穿过节点区钢套管管壁上开设的穿筋洞口后固定好，在叠合层纵筋和钢连接牛腿间以及叠合层纵筋和钢连接件间附加安装若干箍筋；

S10：在套管缝隙中填塞橡胶带，并支设连接区混凝土浇筑模板和叠合层浇筑模板；

S11：先浇筑柱身混凝土、然后同时浇筑叠合层混凝土和连接区混凝土；

S12：待连接区混凝土和叠合层混凝土达到强度要求后拆除模板。

更进一步地，每个隔板的穿筋孔中均插接有穿筋导管，实施步骤S5时，手动调整所述穿筋导管对准相应的柱纵筋后缓慢下放节点区钢套管，直至柱纵筋将所述穿筋导管向上顶出所述节点区钢套管。

更进一步地，在所述穿筋导管的上端设置有用于对其限位的锥形端头。

与现有技术相比，本发明的显著效果为：

1.梁柱间通过钢连接牛腿与钢连接件实现连接，区别于传统的钢筋套筒连接的方式，连接更加可靠，更加方便；

2.预制混凝土复合梁底部受力钢筋可以直接通过嵌埋的钢连接件、钢连接牛腿、节点区钢套管及隔板有效的将力传递给节点，梁底部受力钢筋不再需要穿入节点内，极大的简化了施工工艺；

3.节点区钢套管上部开设与梁同宽的穿筋洞口，预制混凝土复合梁叠合层中的上部纵筋可以很方便的通过该穿筋洞口穿过梁柱节点；

4.柱子靠近梁一侧设置钢连接牛腿，结合连接区混凝土和叠合层混凝土浇筑后与预制混凝土复合梁的销栓作用，可以有效的将梁端剪力传递给节点核心区，传力路径明确；

5.钢连接牛腿和钢连接件上设置若干栓钉，当连接区混凝土浇筑后，栓钉埋入连接区混凝土内，提高钢连接牛腿、钢连接件与连接区混凝土的整体性，从而改善钢连接牛腿与钢连接件的防屈曲性能；

6、通过穿筋导管可快速引导柱纵筋穿过节点区钢套管，施工简单高效。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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是实施例一中混凝土浇筑前梁柱混合框架节点构造的结构示意图；

图2是实施例一中混凝土浇筑后梁柱混合框架节点构造的结构示意图；

图3是实施例一中预制混凝土复合梁与节点区钢套管连接时的状态图；

图4是实施例一中节点区钢套管的整体结构示意图；

图5是实施例一中节点区钢套管的内部结构示意图；

图6是实施例一中隔板的结构示意图；

图7是实施例一中预制混凝土复合梁的结构示意图；

图8是实施例一中节点区钢套管对接柱纵筋时的状态示意图；

图中标号：1-节点区钢套管、2-穿筋洞口、3-预制混凝土复合梁、4-叠合层纵筋、5-钢连接牛腿、6-钢连接件、7-底板、8-竖向腹板、9-栓钉、10-柱纵筋、11-隔板、12-穿筋孔、13-浇筑孔、14-穿筋导管、15-锥形端头、16-钢管约束混凝土柱、17-连接区混凝土、18-叠合层混凝土、19-箍筋。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“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，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

图1至图3公开了本发明的第一种实施例：一种梁柱混合框架节点构造，用于连接钢管约束混凝土柱16和预制混凝土复合梁3，其关键在于，包括节点区钢套管1，所述节点区钢套管1与预制混凝土复合梁3之间浇筑有连接区混凝土17，所述连接区混凝土17中埋设有一端固定于所述节点区钢套管1管壁上的钢连接牛腿5以及一端嵌埋于预制混凝土复合梁3端部的钢连接件6，所述钢连接件6的末端与所述钢连接牛腿5的末端相连，在预制混凝土复合梁3的上部还浇筑有叠合层混凝土18，所述叠合层混凝土18中埋设有叠合层纵筋4，所述叠合层纵筋4通过开设于节点区钢套管1管壁上的穿筋洞口2贯穿所述节点区钢套管1，在所述节点区钢套管1中还浇筑有钢管约束混凝土柱16的柱身混凝土，所述柱身混凝土通过连接区混凝土17与叠合层混凝土18连为一体。

如图4所示，具体实施时，为了确保钢连接牛腿5稳定安装在节点区钢套管1上，所述钢连接牛腿5焊接在所述节点区钢套管1外管壁。为了有效约束浇筑后的连接区混凝土17，同时提高延展性和抗震性能，在所述钢连接牛腿5和所述钢连接件6上设置有栓钉9。

请参阅图1和图3，为了提高叠合层纵筋4、钢连接牛腿5和钢连接件6之间的整体性，在所述连接区混凝土17内附加若干箍筋19，所述箍筋19将所述叠合层纵筋4、所述钢连接牛腿5和所述钢连接件6连为一体。

从图4和图5可以看出，在现场施工时，所述钢连接牛腿5包括底板7以及设置于底板7上的竖向腹板8。所述底板7的末端与所述钢连接件6的末端采用焊接方式相连。

如图5和图6所示，在所述节点区钢套管1内设有用于传递底板7受力并实现柱身混凝土中柱纵筋10定位的隔板11。所述隔板11焊接于所述节点区钢套管1的内管壁。所述隔板11上按环形分布有多个与每根柱纵筋10一一对应的穿筋孔12，在所述隔板11的中心开设有用于浇筑柱身混凝土的浇筑孔13。为了优化预制混凝土复合梁3底部受力筋的传力路径，提高传力效果，所述隔板11与所述底板7在竖直方向上平齐。

基于上述结构，本发明还提供了一种梁柱混合框架节点构造的施工方法，其关键在于包括以下步骤：

S1:预先绑扎制作好预制混凝土复合梁3的钢筋骨架，并将钢连接件6焊接在钢筋骨架底部受力筋的上表面(如图7所示)；

S2:按照梁的尺寸大小组装梁模板，将带有钢连接件6的钢筋骨架放置到梁模板中，确定好钢连接件6的连接段和预埋段，并按照连接段和预埋段的分界位置支设端模板；

S3：浇筑梁身混凝土，使钢连接件6的预埋段嵌入梁身混凝土内部，钢连接件6的连接段伸出梁身混凝土的端部；

S4：待强度达到要求后进行脱模，完成预制混凝土复合梁3的制作，并移动预制混凝土复合梁3至施工现场；

S5：现场制作好首层钢管约束混凝土柱16的钢筋骨架，并严格按照预先确定的施工位置竖立固定好，吊装柱身套管竖直套在柱身钢筋骨架外围，确保柱身钢筋骨架高出柱身套管并竖直延伸至楼层面以上一定高度；

S6:节点区钢套管1吊装至步骤S5中安装的柱身钢筋骨架上方，调整带隔板的节点区钢套管1位置，使得隔板11的穿筋孔12对准相应的柱纵筋10后缓慢下放节点区钢套管1，直至每根柱纵筋10均穿过相应的穿筋孔12；

S7：按照轴线定位调整节点区钢套管1竖直对准柱身套管，节点区钢套管下管口与柱身套管上管口预留套管缝隙，并通过临时安装耳板的方式将柱身套管和节点区钢套管1连接固定好。预留套管缝隙的目的是将节点区钢套管1与柱身套管的传力路径断开，确保二者分开受力。

S8：吊装预制混凝土复合梁3，调整其端部的钢连接件6与钢连接牛腿5底板7在同一高度水平对齐后，在梁底部布置临时支撑，并在施工现场将钢接件与钢连接牛腿5底板7焊接在一起；

S9：在预制混凝土复合梁3的上部安装叠合层纵筋4，将全部叠合层纵筋4穿过节点区钢套管1管壁上开设的穿筋洞口2后固定好，在叠合层纵筋4和钢连接牛腿5间以及叠合层纵筋4和钢连接件6间附加安装若干箍筋19；

S10：在套管缝隙中填塞橡胶带，并支设连接区混凝土17浇筑模板和叠合层浇筑模板；

S11：先浇筑柱身混凝土、然后同时浇筑叠合层混凝土18和连接区混凝土17；

S12：待连接区混凝土17和叠合层混凝土18达到强度要求后拆除模板。

请参阅图8，为了引导柱纵筋10快速穿过节点区钢套管1，每个隔板11的穿筋孔12中均插接有穿筋导管14，实施步骤S5时，手动调整所述穿筋导管14对准相应的柱纵筋10后缓慢下放节点区钢套管1，直至柱纵筋10将所述穿筋导管14向上顶出所述节点区钢套管1。为了防止穿筋套管从隔板11上脱落，在所述穿筋导管14的上端设置有用于对其限位的锥形端头15。

综上所述，梁柱间通过钢连接牛腿5与钢连接件6实现连接，区别于传统的钢筋套筒连接的方式，连接更加可靠，更加方便；预制混凝土复合梁3底部受力钢筋可以直接通过嵌埋的钢连接件6、钢连接牛腿5、节点区钢套管1及隔板11有效的将力传递给节点，梁底部受力钢筋不再需要穿入节点内，极大的简化了施工工艺；节点区钢套管1上部开设与梁同宽的穿筋洞口2，预制混凝土复合梁3叠合层中的上部纵筋可以很方便的通过该穿筋洞口2穿过梁柱节点；柱子靠近梁一侧设置钢连接牛腿5，结合连接区混凝土17和叠合层混凝土18浇筑后与预制混凝土复合梁3的销栓作用，可以有效的将梁端剪力传递给节点核心区，传力路径明确；钢连接牛腿5和钢连接件6上设置若干栓钉9，当连接区混凝土17浇筑后，栓钉9埋入连接区混凝土17内，提高钢连接牛腿5、钢连接件6与连接区混凝土17的整体性，从而改善钢连接牛腿5与钢连接件6的防屈曲性能；通过穿筋导管14可快速引导柱纵筋10穿过节点区钢套管1，施工简单高效。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种梁柱混合框架节点构造，用于连接钢管约束混凝土柱和预制混凝土复合梁，其特征在于，包括节点区钢套管，所述节点区钢套管与预制混凝土复合梁之间浇筑有连接区混凝土，所述连接区混凝土中埋设有一端固定于所述节点区钢套管管壁上的钢连接牛腿以及一端嵌埋于预制混凝土复合梁端部的钢连接件，所述钢连接件的末端与所述钢连接牛腿的末端相连，在预制混凝土复合梁的上部还浇筑有叠合层混凝土，所述叠合层混凝土中埋设有叠合层纵筋，所述叠合层纵筋通过开设于节点区钢套管管壁上的穿筋洞口贯穿所述节点区钢套管，在所述节点区钢套管中还浇筑有钢管约束混凝土柱的柱身混凝土，所述柱身混凝土通过连接区混凝土与叠合层混凝土连为一体；其中：所述钢连接牛腿包括底板以及设置于底板上的竖向腹板；在所述节点区钢套管内还设有用于传递底板受力并实现柱身混凝土中柱纵筋定位的隔板，所述隔板上按环形分布有多个与每根柱纵筋一一对应的穿筋孔，在所述隔板的中心开设有用于浇筑柱身混凝土的浇筑孔，在每个所述穿筋孔中均插接有穿筋导管；所述穿筋导管用于对准相应的柱纵筋，使其能够在所述节点区钢套管下放后被柱纵筋向上顶出。

2.根据权利要求1所述的梁柱混合框架节点构造，其特征在于，在所述钢连接牛腿和/或所述钢连接件上设置有栓钉。

3.根据权利要求2所述的梁柱混合框架节点构造，其特征在于，在所述连接区混凝土内附加若干箍筋，所述箍筋将所述叠合层纵筋、所述钢连接牛腿和所述钢连接件连为一体。

4.根据权利要求1-3任一所述的梁柱混合框架节点构造，其特征在于，所述隔板与所述底板在竖直方向上平齐。

5.一种基于权利要求3或4所述的梁柱混合框架节点构造的施工方法，其特征在于包括以下步骤：

S1:预先绑扎制作好预制混凝土复合梁的钢筋骨架，并将钢连接件焊接在钢筋骨架底部受力筋的上表面；

S2:按照梁的尺寸大小组装梁模板，将带有钢连接件的钢筋骨架放置到梁模板中，确定好钢连接件的连接段和预埋段，并按照连接段和预埋段的分界位置支设端模板；

S3：浇筑梁身混凝土，使钢连接件的预埋段嵌入梁身混凝土内部，钢连接件的连接段伸出梁身混凝土的端部；

S4：待强度达到要求后进行脱模，完成预制混凝土复合梁的制作，并移动预制混凝土复合梁至施工现场；

S5：现场制作好首层钢管约束混凝土柱的钢筋骨架，并严格按照预先确定的施工位置竖立固定好，吊装柱身套管竖直套在柱身钢筋骨架外围，确保柱身钢筋骨架高出柱身套管并竖直延伸至楼层面以上一定高度；

S6:节点区钢套管吊装至步骤S5中安装的柱身钢筋骨架上方，调整带隔板的节点区钢套管位置，使得隔板的穿筋孔对准相应的柱纵筋后缓慢下放节点区钢套管，直至每根柱纵筋均穿过相应的穿筋孔；

S7：按照轴线定位调整节点区钢套管竖直对准柱身套管，节点区钢套管下管口与柱身套管上管口预留套管缝隙，并通过临时安装耳板的方式将柱身套管和节点区钢套管连接固定好；

S8：吊装预制混凝土复合梁，调整其端部的钢连接件与钢连接牛腿底板在同一高度水平对齐后，在梁底部布置临时支撑，并在施工现场将钢接件与钢连接牛腿底板焊接在一起；

S9：在预制混凝土复合梁的上部安装叠合层纵筋，将全部叠合层纵筋穿过节点区钢套管管壁上开设的穿筋洞口后固定好，在叠合层纵筋和钢连接牛腿间以及叠合层纵筋和钢连接件间附加安装若干箍筋；

S10：在套管缝隙中填塞橡胶带，并支设连接区混凝土浇筑模板和叠合层浇筑模板；

S11：先浇筑柱身混凝土、然后同时浇筑叠合层混凝土和连接区混凝土；

S12：待连接区混凝土和叠合层混凝土达到强度要求后拆除模板。

6.根据权利要求5所述的施工方法，其特征在于，每个隔板的穿筋孔中均插接有穿筋导管，实施步骤S5时，手动调整所述穿筋导管对准相应的柱纵筋后缓慢下放节点区钢套管，直至柱纵筋将所述穿筋导管向上顶出所述节点区钢套管。

7.根据权利要求6所述的施工方法，其特征在于，在所述穿筋导管的上端设置有用于对其限位的锥形端头。

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