CN114575450A - 一种建筑结构关键构件连接节点及其施工方法 - Google Patents

一种建筑结构关键构件连接节点及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种建筑结构关键构件连接节点及其施工方法，包括：上连接面、下连接面、左连接面、右连接面，所述上连接面、下连接面、左连接面、右连接面首尾连接构成一个桶状单元，该桶状单元的截面为与所述预制构件截面匹配的矩形结构，该桶状单元用于将预制构件的端部插入其中使前后两节预制构件连接起来；所述桶状单元采用纤维水泥基复合材料整体浇筑而成；所述纤维水泥基复合材料的制备原料包括：水泥、粉煤灰、砂、水、纤维、减水剂。本发明连接节点结构简单，设计合理，使用方便，安装工艺简单、效率高。

Description

一种建筑结构关键构件连接节点及其施工方法
技术领域
本发明涉及建筑技术领域，尤其涉及一种建筑结构关键构件连接节点及其施工方法。
背景技术
目前，《混凝土结构设计规范》中提出的装配式连接方式为“湿连接”即通过二次浇筑混凝土的方式，使预制构件相互连接。然而，此种连接方式仍需要进行现场浇筑混凝土，从而导致了结构施工时间的延长，且过于庞大的预制构件会影响其运输，成为阻碍装配式结构应用发展的主要障碍。与此同时，“干法连接”形式逐渐引起了广泛关注，“干法连接”是指将连接构件预先埋入到混凝土预制构件中，然后采用螺栓、焊接、灌浆套筒等方式进行构件间的连接。“干法连接”形式大大缩短了施工时间。
然而，现有连接节点还存在设计复杂且传力不直接、装配式节点配件繁琐、拆换不易、造价较高等问题。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种结构简单，设计合理，使用方便，安装工艺简单的建筑结构关键构件连接节点及其施工方法。
一种建筑结构关键构件连接节点，包括：上连接面、下连接面、左连接面、右连接面，所述上连接面、下连接面、左连接面、右连接面首尾连接构成一个桶状单元，该桶状单元的截面为与所述预制构件截面匹配的矩形结构，该桶状单元用于将预制构件的端部插入其中使前后两节预制构件连接起来；
所述桶状单元采用纤维水泥基复合材料整体浇筑而成；所述纤维水泥基复合材料的制备原料包括：水泥、粉煤灰、砂、水、纤维、减水剂。
进一步地，如上所述的建筑结构关键构件连接节点，所述纤维水泥基复合材料的制备原料配比为：
水泥408.44kg/m3，粉煤灰702.52kg/m3，砂285.91kg/m3，水285.91kg/m3，纤维20.8kg/m3，减水剂19.35kg/m3。
进一步地，如上所述的建筑结构关键构件连接节点，包括多个所述桶状单元，所述多个桶状单元采用纤维水泥基复合材料整体浇筑而成。
进一步地，如上所述的建筑结构关键构件连接节点，所述两个桶状单元首尾设置整体浇筑构成一个连接节点。
进一步地，如上所述的建筑结构关键构件连接节点，所述三个桶状单元整体浇筑构成一个T字形连接节点。
进一步地，如上所述的建筑结构关键构件连接节点，所述四个桶状单元整体浇筑构成一个十字形连接节点。
进一步地，如上所述的建筑结构关键构件连接节点，在所述上连接面、下连接面上设置有预留孔，该预留孔用于与预制构件上位置对应的孔洞配合，通过连接螺杆将连接节点与预制构件相连接。
进一步地，如上所述的建筑结构关键构件连接节点，在所述两个桶状单元首尾连接处设置有一个隔离槽，该隔离槽用于隔离两侧的预制构件。
一种建筑结构关键构件连接节点的施工方法，包括以下步骤：
步骤1：混凝土预制构件的制备：浇筑带有孔洞的混凝土预制构件并进行养护；
步骤2：浇筑连接节点：在浇筑之前需进行节点模具的制作，并在预制连接节点时设置预留孔，浇筑时，先将编织好的钢筋笼放入模具中，再进行HPCM连接节点的浇筑，同条件下进行养护；
步骤3：混凝土预制构件与连接节点养护成型后进行拼装，将两两混凝土预制构件的端部插入所述连接节点构成的桶状单元内；
步骤4：将预制构件上的孔洞与连接节点的预留孔对齐，通过连接螺杆进行连接，在螺杆两端拧紧固定螺帽进行固定，使得连接节点与预制构件形成一个整体。
有益效果：
1、本发明建筑结构关键构件连接节点采用HPCM浇筑而成旨在提高基础设施的安全性与耐久性；
2、本发明中连接节点槽洞形状设计为U型旨在方便预制构件插入其中，施工简便；
3、本发明中连接节点连接方式为承插式，目的是能够将钢筋完全包裹在预制构件中，使得预制构件和连接节点之间没有裸露的钢筋穿过；
4、本发明中通过螺杆将连接节点与构件相连接，可提高连接构件的整体性，从而满足建筑要求；
5、本发明结构简单，设计合理，使用方便，安装工艺简单，安装效率高。
附图说明
图1是本发明连接节点的三维示意图；
图2是本发明中连接节点主体的三维正视图；
图3是本发明中连接节点主体的三维侧视图；
图4是本发明连接节点连接梁-柱(十字形)的三维示意图；
图5是本发明连接节点连接梁-柱(T字形)的三维示意图；
图6为HPCM与ECC在单轴拉伸下的表现示意图；
图7为HPCM多缝开裂特征；
其中：1、预制构件；2、连接节点；3、截面；4、隔离槽；5、连接螺杆；6、预留孔；7、固定螺帽；21-上连接面；22-右连接面；23-下连接面；24-左连接面。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明中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作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。
如图1-图3所示，本发明实施例提供的建筑结构关键构件连接节点，包括：上连接面21、下连接面23、左连接面24、右连接面22，所述上连接面21、下连接面23、左连接面24、右连接面22首尾连接构成一个桶状单元，该桶状单元的截面3为矩形，该桶状单元用于将预制构件1的端部插入其中使前后两节预制构件1连接起来。所述桶状单元采用自主配制的纤维水泥基复合材料(HPCM)浇筑而成，所述桶状单元截面为与所述预制构件1截面匹配的矩形结构，该桶状单元可分别将预制构件1插入桶状单元内以进行连接，连接方式为承插式，在HPCM连接节点2上设置有预留孔6，该预留孔6用于与预制构件1上位置对应的孔洞配合，通过连接螺杆5将连接节点2与预制构件1相连接，并拧紧固定螺帽7以提高连接构件的整体性，从而满足建筑要求。
所述连接节点2采用HPCM浇筑而成，HPCM的高延性、高韧性和独特的多缝开裂特性，可提高基础设施的安全性与耐久性，连接节点厚度可根据结构受力进行设计，无需过厚。
在上述建筑结构关键构件连接节点中，所述连接节点采用自主配制的纤维水泥基复合材料(HPCM)浇筑而成，HPCM的配合比为：水泥408.44kg/m3，粉煤灰702.52kg/m3，砂285.91kg/m3，水285.91kg/m3，纤维20.8kg/m3，减水剂19.35kg/m3，水泥采用PO42.5R普通硅酸盐水泥，粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰，普通河砂，山西万荣新亮建材加工厂生产的聚羧酸高效减水剂，上海创沃实业有限公司生产的PVA纤维(长度为8mm，抗拉强度为1560MPa)。
通过HPCM单轴拉伸试验得出HPCM具有高延性、高韧性和独特的多缝开裂特性，可提高基础设施的安全性与耐久性。试验加载设备采用电子万能试验机。试验加载采用位移控制，加载速度为0.5mm/min。试验破坏结果图如图6、7所示。连接节点厚度可根据结构受力进行设计，但无需过厚。
进一步地，在所述两个桶状单元首尾连接处设置有一个隔离槽4，该隔离槽4用于隔离两侧的预制构件1，从而可以在插入预制构件时，便于调整预制构件，使预制构件轴线对中且在同一平面内，且几个预制构件形成整体后不会有多余的位移。
进一步地，所述连接节点连接方式为承插式，承插式连接最大的优势在于钢筋完全包裹在预制构件中，预制构件和连接节点之间没有裸露的钢筋穿过(预制构件与连接节点中均配置了纵筋和箍筋，纵筋和箍筋都是包裹在混凝土中，并没有裸露的钢筋，然后通过连接构件将预制构件连接到一起)。
进一步地，如图4所示，所述四个桶状单元整体浇筑构成一个十字形连接节点。
进一步地，如图5所示，所述三个桶状单元整体浇筑构成一个T字形连接节点。
本发明实施例还提供一种建筑结构关键构件连接节点施工方法，该施工方式将分段的预制构件连接成为整体结构，该方法包括以下步骤：
第一，混凝土预制构件的制备：浇筑带有孔洞的混凝土预制构件1并进行养护；
第二，浇筑连接节点2：在浇筑之前需进行节点模具的制作，并在预制连接节点时设置预留孔6，浇筑时，先将编织好的钢筋笼放入模具中，再进行HPCM连接节点的浇筑，同条件下进行养护；
第三，混凝土预制构件与连接节点养护成型后进行拼装，将两两混凝土预制构件的端部插入所述连接节点构成的桶状单元内；
第四，将预制构件上的孔洞与连接节点的预留孔6对齐，通过连接螺杆5进行连接，在螺杆两端拧紧固定螺帽7进行固定，使得连接节点与预制构件形成一个整体。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种建筑结构关键构件连接节点，其特征在于，包括：上连接面(21)、下连接面(23)、左连接面(24)、右连接面(22)，所述上连接面(21)、下连接面(23)、左连接面(24)、右连接面(22)首尾连接构成一个桶状单元，该桶状单元的截面(3)为与所述预制构件(1)截面匹配的矩形结构，该桶状单元用于将预制构件(1)的端部插入其中使前后两节预制构件(1)连接起来；
所述桶状单元采用纤维水泥基复合材料整体浇筑而成；所述纤维水泥基复合材料的制备原料包括：水泥、粉煤灰、砂、水、纤维、减水剂。
2.根据权利要求1所述的建筑结构关键构件连接节点，其特征在于，所述纤维水泥基复合材料的制备原料配比为：
水泥408.44kg/m3，粉煤灰702.52kg/m3，砂285.91kg/m3，水285.91kg/m3，纤维20.8kg/m3，减水剂19.35kg/m3。
3.根据权利要求1所述的建筑结构关键构件连接节点，其特征在于，包括多个所述桶状单元，所述多个桶状单元采用纤维水泥基复合材料整体浇筑而成。
4.根据权利要求3所述的建筑结构关键构件连接节点，其特征在于，所述两个桶状单元首尾设置整体浇筑构成一个连接节点。
5.根据权利要求3所述的建筑结构关键构件连接节点，其特征在于，所述三个桶状单元整体浇筑构成一个T字形连接节点。
6.根据权利要求3所述的建筑结构关键构件连接节点，其特征在于，所述四个桶状单元整体浇筑构成一个十字形连接节点。
7.根据权利要求1所述的建筑结构关键构件连接节点，其特征在于，在所述上连接面(21)、下连接面(23)上设置有预留孔(6)，该预留孔(6)用于与预制构件(1)上位置对应的孔洞配合，通过连接螺杆(5)将连接节点(2)与预制构件(1)相连接。
8.根据权利要求4所述的建筑结构关键构件连接节点，其特征在于，在所述两个桶状单元首尾连接处设置有一个隔离槽(4)，该隔离槽(4)用于隔离两侧的预制构件(1)。
9.一种建筑结构关键构件连接节点的施工方法，包括以下步骤：
步骤1：混凝土预制构件的制备：浇筑带有孔洞的混凝土预制构件(1)并进行养护；
步骤2：浇筑连接节点(2)：在浇筑之前需进行节点模具的制作，并在预制连接节点时设置预留孔(6)，浇筑时，先将编织好的钢筋笼放入模具中，再进行HPCM连接节点的浇筑，同条件下进行养护；
步骤3：混凝土预制构件与连接节点养护成型后进行拼装，将两两混凝土预制构件的端部插入所述连接节点构成的桶状单元内；
步骤4：将预制构件上的孔洞与连接节点的预留孔(6)对齐，通过连接螺杆(5)进行连接，在螺杆两端拧紧固定螺帽(7)进行固定，使得连接节点与预制构件形成一个整体。
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