CN113719029A - 一种基于暗牛腿的装配式梁柱连接节点及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于暗牛腿的装配式梁柱连接节点，其特征在于，包括预制柱和两个预制梁，所述预制柱竖直布置，预制柱的两侧设有暗牛腿；所述暗牛腿内下部预埋有下对拉件；所述两个预制梁水平布置，二者顶部标高齐平；两个预制梁的端部分别搭接在预制柱两侧的暗牛腿上，预制梁与预制柱和牛腿之间的缝隙内浇筑有混凝土；两个预制梁的搭接端分别设有预埋型钢，预埋型钢与下对拉件的两端相连；暗牛腿及两个预制梁的底部标高齐平。本发明还提供了一种装配式梁柱连接节点施工方法。本发明的有益效果为：本发明采用梁‑柱干式连接和少量湿式连接相结合的节点形式，梁柱节点核心区没有湿作业，工效较高；梁上部纵筋通过套筒贯通，能很好地传递上部弯矩。

Description

一种基于暗牛腿的装配式梁柱连接节点及其施工方法
技术领域
本发明涉及建筑结构技术领域，具体涉及一种基于暗牛腿的装配式梁柱连接节点及其施工方法。
背景技术
近年来，建筑业的制造方式由传统现场浇筑混凝土模式逐渐向工厂预制工业化生产模式转变。通过工厂预制、现场组装的预制装配式结构体系，可以改善建筑节能、提高材料利用率，从而节约资源和能源，减少现场湿作业、加快施工速度。装配式混凝土结构的优点包括：①产品质量好；②生产效率高；③工人工作条件好；④对环境的影响较小；⑤有利于社会可持续发展等。
装配式混凝土结构的设计方案中，如何设计连接构造是至关重要的一环。构件的连接构造需要满足以下要求：首先，要确保在荷载作用下装配节点的强度不能低于结构的强度要求，其次要保证力能够在各个构件间进行有效传递，最后要尽可能的便于现场施工。框架的破坏往往从梁柱节点位置开始，同时梁柱节点性能是预制装配式混凝土框架结构整体性能的基本保障，其承载性能对整个结构体系有着至关重要的意义。
在工程实践当中，我国装配式钢筋混凝土框架结构及其中的梁柱节点的研究目前还处于探索阶段。装配式框架结构梁-柱节点的连接方式可以分为湿连接和干连接，湿连接是指梁柱之间的连接采用现场后浇混凝土或灌注高强灌浆料的方式；干连接是指梁柱之间不采用混凝土或灌浆料等材料进行连接，而是用螺栓、焊接等方式连接。目前国内使用较广泛的梁柱节点连接方式为湿连接中的后浇整体式节点。但这种节点型式在实际施工和应用上还存在一些问题：
(1)梁柱节点核心区留设现浇段，模板支设困难，施工工效低；(2)各个方向的梁纵筋伸入节点，梁、柱钢筋、正交方向梁钢筋常存在碰撞问题，避让困难；(3)预制梁在安装时需要另行支设临时支撑，且支撑就位之前，需要占用较长时间的塔吊，降低了塔吊利用率。
因此，提出一种适应于我国当前建造技术环境的装配式梁柱节点型式，以解决上述后浇整体式节点存在的缺陷，对我国装配式建筑的推广和发展具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种受力性能好且无湿作业的基于暗牛腿的装配式梁柱连接节点及其施工方法。
本发明采用的技术方案为：一种基于暗牛腿的装配式梁柱连接节点，其特征在于，包括预制柱和两个预制梁，所述预制柱竖直布置，预制柱的两侧设有暗牛腿；所述暗牛腿内下部预埋有下对拉件；所述两个预制梁水平布置，二者顶部标高齐平；两个预制梁的端部分别搭接在预制柱两侧的暗牛腿上，预制梁与预制柱和牛腿之间的缝隙内浇筑有混凝土；两个预制梁的搭接端分别设有预埋型钢，预埋型钢与下对拉件的两端相连；暗牛腿及两个预制梁的底部标高齐平。
按上述方案，连接节点连接区域上部的预制柱内预埋有上对拉件；两个预制梁的梁顶各设有现浇叠合层，现浇叠合层的顶部标高齐平；所述现浇叠合层内布置有层内纵筋，现浇叠合层内的层内纵筋端部分别与上对拉件的两端相连。
按上述方案，所述预制梁内布置有梁内下部纵筋和梁内箍筋，所述梁内箍筋的下部位于梁内下部纵筋的外侧，梁内箍筋的上部伸出，插入现浇叠合层的内部，与设置在现浇叠合层内的层内纵筋相连；所述预制梁与暗牛腿的搭接处还增设有附加钢筋。
按上述方案，所述预制梁端部的预埋型钢为弓型，预埋型钢的内端与梁内下部纵筋的端部焊接，外端通过连接螺栓与暗牛腿内下部的下对拉件相连；所述预制梁端部的预埋型钢为弓型，预埋型钢的上部固定有栓钉，预埋型钢的下部开设有缺口，缺口内灌注高强灌浆料。.
按上述方案，所述缺口下部设有加劲板。
按上述方案，所述预制柱内布置有柱内纵筋和柱内箍筋，柱内箍筋位于柱内纵筋的外侧；所述暗牛腿内布置有倒U型的钢筋；暗牛腿的搭接面为水平面，其上布置有橡胶支座，预制梁的端部搭接在橡胶支座上，且与预制柱的外壁紧贴。
按上述方案，上对拉件和下对拉件结构相同，均分别包括对拉螺杆和设于对拉螺杆端部的套筒；所述预制梁端部的预埋型钢通过连接螺栓与下对拉件的套筒相连；所述现浇叠合层内的层内纵筋端部车丝后与上对拉件的直螺纹套筒连接。
本发明还采用了一种如上所述的装配式梁柱连接节点的施工方法，该方法以下步骤：
步骤一、制作预制柱，具体方法为：根据结构设计预制柱的柱内纵筋和柱内箍筋，布置并绑扎固定；再将暗牛腿处的钢筋、梁上下部纵筋相应位置的套筒以及连接螺杆连接固定好，使用胶塞塞住套筒端口，并在套筒表面采取防锈措施；支设柱模板，浇筑混凝土，待养护完成；
步骤二、制作预制梁，具体方法为：根据结构设计预制梁的梁内下部纵筋，布置并绑扎固定；再按设计位置布置预埋型钢，并将预埋型钢与梁内下部纵筋焊接，布设预制梁端部的附加钢筋；支设梁模板，浇筑混凝土，待养护完成；预制梁的梁内箍筋伸出部分及预埋型钢外露部分做好防锈措施。
步骤三、现场安装预制梁和预制柱，具体方法为：将预制好的预制柱、预制梁运输至施工场地，竖向安装预制柱，再将预制梁吊装至与预制柱上的暗牛腿同一高度后搭接在暗牛腿的橡胶支座上，调整预制梁的位置，使预制梁下部预埋型钢上的螺栓孔对准套筒口；将预制梁的梁内下部纵筋伸出部分与现浇叠合层的层内纵筋绑扎固定，现浇叠合层的层内纵筋进行丝头加工后拧入套筒中；采用连接螺栓将预埋型钢和套筒连接；在预埋型钢的缺口下支设模板，灌入高强灌浆料；在预制梁与预制柱、牛腿的缝隙处灌注高强灌浆料；最后浇筑现浇叠合层的混凝土。
按上述方案，在步骤一中，在浇筑预制柱混凝土前，使用胶塞塞住套筒端口，并在套筒表面采取防锈措施。
按上述方案，在步骤二中，预制梁混凝土浇筑完成后，梁内箍筋的伸出部分及预埋型钢外露部分采取防锈措施。
本发明的有益效果为：本发明采用梁-柱干式连接和少量湿式连接相结合的节点形式，梁柱节点核心区没有湿作业，工效较高；梁上部纵筋通过套筒贯通，能很好地传递上部弯矩；梁内下部纵筋通过连接螺栓与预埋型钢连接，满足构造要求，并能传递下部弯矩，受力性能好；梁柱节点核心区施工时没有钢筋碰撞问题；预制梁安装时不需设置独立支撑，占用塔吊的时间较短。
附图说明
图1为本发明一个具体实施例的结构示意图。
图2为本实施例中预制梁的结构示意图。
图3为本实施例中预制柱的结构示意图。
图4为本实施例中预制梁内预埋型钢的示意图。
图5为图4的A-A剖面图。
其中：1-预制柱，2-上对拉螺杆，3-套筒，4-下对拉螺杆，5-暗牛腿，6-预制梁，7-现浇叠合层，8-梁内下部纵筋，9-层内纵筋(也即梁上部纵筋)，10-梁内箍筋，11-预埋型钢，12-缺口，13-缝隙，14-丝头，15-梁内下部纵筋与预埋型钢焊接段，16-连接螺栓，17-橡胶支座，18-附加钢筋，19-栓钉，20-牛腿配筋，21-柱内纵筋，22-柱内箍筋，23-加劲板。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地描述。
如图1所示的一种基于暗牛腿5的装配式梁柱连接节点，包括预制柱1和两个预制梁6，所述预制柱1竖直布置，预制柱1的两侧设有暗牛腿5；所述暗牛腿5内下部预埋有下对拉件；所述两个预制梁6水平布置，二者顶部标高齐平；两个预制梁6的端部分别搭接在预制柱1两侧的暗牛腿5上，预制梁6与预制柱1和牛腿之间的缝隙13内浇筑有混凝土；两个预制梁6的搭接端分别设有预埋型钢11，预埋型钢11与下对拉件的两端相连；暗牛腿5及两个预制梁6的底部标高齐平。
本发明中，连接节点连接区域上部的预制柱1内预埋有上对拉件；两个预制梁6的梁顶各设有现浇叠合层7，现浇叠合层7的顶部标高齐平；所述现浇叠合层7内布置有层内纵筋9(也即梁上部纵筋)，现浇叠合层7内的层内纵筋9端部分别与上对拉件的两端相连。
优选地，所述预制梁6内布置有梁内下部纵筋8和梁内箍筋10，所述梁内箍筋10的下部位于梁内下部纵筋8的外侧，梁内箍筋10的上部伸出，伸出部分插入现浇叠合层7的内部，与设置在现浇叠合层7内的层内纵筋9相连；所述预制梁6与暗牛腿5的搭接处还增设有附加钢筋18；所述预埋型钢11的内端与梁内下部纵筋8的端部焊接(如图1中所示的梁内下部纵筋8与预埋型钢11焊接段15)，预埋型钢11的外端通过连接螺栓16与暗牛腿5内下部的下对拉件相连。所述预制梁6端部的预埋型钢11为弓型，预埋型钢11的上部固定有栓钉19，预埋型钢11的下部开设有缺口12，缺口12内灌注高强灌浆料；所述缺口12下部设有加劲板23。
优选地，所述预制柱1内布置有柱内纵筋21和柱内箍筋22，柱内箍筋22位于柱内纵筋21的外侧。所述暗牛腿5内布置有倒U型的钢筋(也即牛腿配筋20)；暗牛腿5的搭接面为水平面，其上布置有橡胶支座17(高度可调)，预制梁6的端部搭接在橡胶支座17上，且与预制柱1的外壁紧贴，预制梁6与牛腿和预制柱1之间的缝隙13内浇筑混凝土。
本发明中，上对拉件和下对拉件结构相同，均分别包括对拉螺杆和设于对拉螺杆端部的套筒3(优选直螺纹套筒)。所述预制梁6端部的预埋型钢11通过连接螺栓16与下对拉件的套筒3相连；所述现浇叠合层7内的层内纵筋9端部车丝后与上对拉件的套筒3连接。本实施例中，上对拉件对应设置上对拉螺杆2，下对拉件对应设置下对拉螺杆4；也可用钢筋替换对拉螺杆。
本实施例中，所述预制柱1的柱内纵筋21与柱内箍筋22根据实际工程具体计算得出。所述暗牛腿5为钢筋混凝土结构，其外挑长度优选为150mm～200mm，暗牛腿5高度应根据实际工程具体计算得出。预制梁6端部与暗牛腿5适配，即预制梁6端部为倒阶梯状结构，其内缩长度与暗牛腿5的外挑长度一致，预制梁6端部高度与暗牛腿5的外挑高度一致；预制梁6端部的梁内箍筋10需根据工程实际适当加强。预制柱1内预埋的套筒3，接头等级应选用Ⅰ级接头，套筒3表面需要采取防锈措施，并满足《钢筋机械连接技术规程》(JGJ 107-2016)的有关要求；预制柱1浇筑混凝土前，采用胶塞塞住套筒3口，防止混凝土灌入套筒3。现浇叠合层7内的层内纵筋9或预制梁6端部的连接预埋型钢11的连接螺栓16与套筒3连接时，应在套筒3中央位置相互顶紧，套筒3长度应根据《钢筋机械连接用套筒3》(JG/T 163-2013)中的相关规定，由钢筋强度和钢筋直径确定。预制梁6的梁内箍筋10伸出部分应做好防锈措施，该箍筋伸出部分的长度应能保证现浇叠合层7后浇后的钢筋保护层厚度。预制梁6端部的预埋型钢11与梁内下部纵筋8焊接，并应保证焊缝强度不低于梁内下部纵筋8的屈服强度，该预埋型钢11外露部分应做好防锈措施，预埋型钢11的厚度及材料应根据计算确定，且预埋性感向下的缺口12宽度宜选为150mm左右，型钢缺口12内灌注高强灌浆料。
一种如上所述装配式梁柱连接节点的施工方法，该方法以下步骤：
步骤一、制作预制柱1。具体方法如下：
根据结构设计预制柱1的柱内纵筋21和柱内箍筋22，布置并绑扎固定；再将暗牛腿5内的钢筋、梁上下部纵筋相应位置的套筒3以及连接螺杆连接固定好，使用胶塞塞住套筒3口，并在套筒3表面需要采取防锈措施；支设柱模板，浇筑混凝土，待养护完成。
步骤二、制作预制梁6。具体方法为：
根据结构设计预制梁6的梁内下部纵筋8，布置并绑扎固定；再按设计位置布置预埋型钢11，并将预埋型钢11与梁内下部纵筋8焊接，布设预制梁6端部的附加钢筋18；支设梁模板，浇筑混凝土，待养护完成；预制梁6的梁内箍筋10伸出部分及预埋型钢11外露部分做好防锈措施。
步骤三、现场安装。具体方法为：
将预制好的预制柱1、预制梁6运输至施工场地，竖向安装预制柱1，再将预制梁6吊装至与预制柱1上的暗牛腿5同一高度后搭接在暗牛腿5的橡胶支座17上，调整预制梁6的位置，使预制梁6下部预埋型钢11上的螺栓孔对准套筒3口；将预制梁6的梁内下部纵筋8伸出部分绑扎在现浇叠合层7的箍筋内，现浇叠合层7的层内纵筋9进行丝头加工，将丝头14拧入套筒3中；采用连接螺栓1616将预埋型钢11和套筒3连接；在预埋型钢11的缺口12下支设模板，灌入高强灌浆料；在预制梁6与预制柱1、牛腿的缝隙13处灌注高强灌浆料；最后浇筑现浇叠合层7的混凝土。
步骤一和步骤二不分先后顺序。
最后应说明的是，以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是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)

1.一种基于暗牛腿的装配式梁柱连接节点，其特征在于，包括预制柱和两个预制梁，所述预制柱竖直布置，预制柱的两侧设有暗牛腿；所述暗牛腿内下部预埋有下对拉件；所述两个预制梁水平布置，二者顶部标高齐平；两个预制梁的端部分别搭接在预制柱两侧的暗牛腿上，预制梁与预制柱和牛腿之间的缝隙内浇筑有混凝土；两个预制梁的搭接端分别设有预埋型钢，预埋型钢与下对拉件的两端相连；暗牛腿及两个预制梁的底部标高齐平。
2.如权利要求1所述的装配式梁柱连接节点，其特征在于，连接节点连接区域上部的预制柱内预埋有上对拉件；两个预制梁的梁顶各设有现浇叠合层，现浇叠合层的顶部标高齐平；所述现浇叠合层内布置有层内纵筋，现浇叠合层内的层内纵筋端部分别与上对拉件的两端相连。
3.如权利要求1所述的装配式梁柱连接节点，其特征在于，所述预制梁内布置有梁内下部纵筋和梁内箍筋，所述梁内箍筋的下部位于梁内下部纵筋的外侧，梁内箍筋的上部伸出，插入现浇叠合层的内部，与设置在现浇叠合层内的层内纵筋相连；所述预制梁与暗牛腿的搭接处还增设有附加钢筋。
4.如权利要求1所述的装配式梁柱连接节点，其特征在于，所述预制梁端部的预埋型钢为弓型，预埋型钢的内端与梁内下部纵筋的端部焊接，外端通过连接螺栓与暗牛腿内下部的下对拉件相连；所述预制梁端部的预埋型钢为弓型，预埋型钢的上部固定有栓钉，预埋型钢的下部开设有缺口，缺口内灌注高强灌浆料。
5.如权利要求4所述的装配式梁柱连接节点，其特征在于，所述缺口下部设有加劲板。
6.如权利要求1所述的装配式梁柱连接节点，其特征在于，所述预制柱内布置有柱内纵筋和柱内箍筋，柱内箍筋位于柱内纵筋的外侧；所述暗牛腿内布置有倒U型的钢筋；暗牛腿的搭接面为水平面，其上布置有橡胶支座，预制梁的端部搭接在橡胶支座上，且与预制柱的外壁紧贴。
7.如权利要求2所述的装配式梁柱连接节点，其特征在于，上对拉件和下对拉件结构相同，均分别包括对拉螺杆和设于对拉螺杆端部的套筒；所述预制梁端部的预埋型钢通过连接螺栓与下对拉件的套筒相连；所述现浇叠合层内的层内纵筋端部车丝后与上对拉件的直螺纹套筒连接。
8.一种如权利要求1～7中任意一项所述的装配式梁柱连接节点施工方法，其特征在于，该方法以下步骤：
步骤一、制作预制柱，具体方法为：根据结构设计预制柱的柱内纵筋和柱内箍筋，布置并绑扎固定；再将暗牛腿处的钢筋、梁上下部纵筋相应位置的套筒以及连接螺杆连接固定好，使用胶塞塞住套筒端口，并在套筒表面采取防锈措施；支设柱模板，浇筑混凝土，待养护完成；
步骤二、制作预制梁，具体方法为：根据结构设计预制梁的梁内下部纵筋，布置并绑扎固定；再按设计位置布置预埋型钢，并将预埋型钢与梁内下部纵筋焊接，布设预制梁端部的附加钢筋；支设梁模板，浇筑混凝土，待养护完成；预制梁的梁内箍筋伸出部分及预埋型钢外露部分做好防锈措施。
步骤三、现场安装预制梁和预制柱，具体方法为：将预制好的预制柱、预制梁运输至施工场地，竖向安装预制柱，再将预制梁吊装至与预制柱上的暗牛腿同一高度后搭接在暗牛腿的橡胶支座上，调整预制梁的位置，使预制梁下部预埋型钢上的螺栓孔对准套筒口；将预制梁的梁内下部纵筋伸出部分与现浇叠合层的层内纵筋绑扎固定，现浇叠合层的层内纵筋进行丝头加工后拧入套筒中；采用连接螺栓将预埋型钢和套筒连接；在预埋型钢的缺口下支设模板，灌入高强灌浆料；在预制梁与预制柱、牛腿的缝隙处灌注高强灌浆料；最后浇筑现浇叠合层的混凝土。
9.如权利要求8所述的装配式梁柱连接节点的施工方法，其特征在于，在步骤一中，在浇筑预制柱混凝土前，使用胶塞塞住套筒端口，并在套筒表面采取防锈措施。
10.如权利要求8所述的装配式梁柱连接节点的施工方法，其特征在于，在步骤二中，预制梁混凝土浇筑完成后，梁内箍筋的伸出部分及预埋型钢外露部分采取防锈措施。
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