CN115748961A - 改良型钢管约束式预制混凝土柱连接结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种改良型钢管约束式预制混凝土柱连接结构及施工方法，包括第一预制柱，第一预制柱的连接端固接有承插管，第一预制柱的侧壁开设有若干出浆孔，出浆孔与承插管连通；第二预制柱，第二预制柱的连接端固接有插接管，插接管与承插管插接；第二预制柱的侧壁开设有灌浆孔，灌浆孔与插接管连通；定位组件，定位组件包括定位筒，定位筒的两端分别与第一预制柱和第二预制柱抵接，定位筒套设在承插管和插接管外；加固组件，加固组件包括若干加固板，加固板分别与定位筒、第一预制柱和第二预制柱的外壁抵接。本发明施工难度低、施工效率高，有效增加了第一预制柱和第二预制柱的连接处的结构强度，提高了连接处的抗弯折能力和抗震能力。

Description

改良型钢管约束式预制混凝土柱连接结构及施工方法

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，特别是涉及一种改良型钢管约束式预制混凝土柱连接结构及施工方法。

背景技术

钢管约束混凝土结构是发展迅速的一种潮流的建筑组合机构。其形成的混凝土柱具有承载力高、弹塑性变形能力强、能耗低、梁柱连接节点施工方便、节省模板等突出优点。在现代建筑中的高层和超高层建筑结构、大型承载的工业厂房、大型公共建筑设施中得到了广泛的应用，并取得了良好的经济效益和社会效益。

现有的钢管约束式预制混凝土柱连接主要依靠预先埋设的钢管和钢筋，然后灌浆浇筑的形式进行连接；但是上述的连接方式现场施工的难度较高，连接处的抗弯折能力较差，同时抗震能力也明显不足，尤其用于高层建筑时，容易导致建筑的结构抗震轻度和抗风能力明显不足，影响高层建筑的安全性，减少高层建筑的使用寿命，增加后期的维修维护成本。

因此亟需一种改良型钢管约束式预制混凝土柱连接结构及施工方法来解决上述的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种改良型钢管约束式预制混凝土柱连接结构及施工方法，以解决上述现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种改良型钢管约束式预制混凝土柱连接结构，包括：

第一预制柱，所述第一预制柱的连接端固接有承插管，所述第一预制柱的侧壁开设有若干出浆孔，所述出浆孔与所述承插管连通；

第二预制柱，所述第二预制柱的连接端固接有插接管，所述插接管与所述承插管插接；所述第二预制柱的侧壁开设有灌浆孔，所述灌浆孔与所述插接管连通；

定位组件，所述定位组件包括定位筒，所述定位筒的两端分别与所述第一预制柱和所述第二预制柱抵接，所述定位筒套设在所述承插管和所述插接管外；

加固组件，所述加固组件包括若干加固板，所述加固板分别与所述定位筒、所述第一预制柱和所述第二预制柱的外壁抵接。

优选的，所述第一预制柱的连接端开设有第一定位槽，所述第二预制柱的连接端开设有第二定位槽，所述第一定位槽和所述第二定位槽分别与所述定位筒相适配，所述定位筒的两端分别插接在所述第一定位槽和所述第二定位槽内。

优选的，所述定位筒与所述承插管和所述插接管之间构成加固腔，所述承插管通过第一连通孔与所述加固腔连通，所述插接管通过第二连通孔与所述加固腔连通；所述定位筒的内壁固接有若干加固杆，所述加固杆伸入所述加固腔内。

优选的，所述承插管的底端开设有与所述插接管相适配的承插槽，所述承插槽的入口截面为倒置的锥形；所述插接管的顶端边缘为弧形。

优选的，所述第一预制柱的侧壁垂直固接有若干第一螺栓，所述第二预制柱的侧壁固接有若干第二螺栓，所述加固板上开设有若干第一安装孔和第二安装孔，所述第一安装孔与所述第一螺栓对应设置，所述第二安装孔与所述第二螺栓对应设置；所述第一螺栓上螺纹连接第一螺母，所述第二螺栓上螺纹连接有第二螺母，所述第一螺母和所述第二螺母与所述加固板的外壁抵接。

优选的，所述定位筒的外壁固接有若干第三螺栓，所述加固板上贯穿开设有若干与所述第三螺栓对应设置的第三安装孔，所述第三螺栓上螺纹连接有第三螺母，所述第三螺母与所述加固板的外壁抵接。

优选的，所述加固杆的外壁固接有若干分支杆，所述分支杆向所述加固腔延伸。

一种改良型钢管约束式预制混凝土柱连接结构施工方法，包括以下步骤：

步骤一：安装第二预制柱；

步骤二：安装定位组件，将定位筒套设在插接管外，底边与第二预制柱正对并抵接；

步骤三：吊装第一预制柱，使插接管插进承插管内，第一预制柱与定位筒的顶端对准并抵接；

步骤四：安装加固板，将加固板安装在连接位置四周并固定牢固；

步骤五：注浆；混凝土浆从灌浆孔注入，直到从出浆孔流出为止；

步骤六：混凝土养护。

优选的，步骤五中，注浆过程通过振捣器进行振捣。

本发明公开了以下技术效果：本发明公开了一种改良型钢管约束式预制混凝土柱连接结构，主要用于解决现有的钢管约束式预制混凝土柱连接处的连接强度低、抗弯折和抗震能力不足的问题；第一预制柱和第二预制柱通过承插管和插接管插接在一起，二者之间还通过定位筒进行定位连接，同时连接的接缝处外还固定安装有加固板进行加固，最后通过灌浆孔向承插管和插接管的内腔以及定位筒的内腔进行灌浆，直到混凝土从第一预制柱上的若干出浆孔排出，混凝土凝固后将第一预制柱和第二预制柱连接在一起，连接强度高，加固板显著加固了连接处抗弯折能力和抗震能力，适用于制作高层建筑的承重结构，施工效率高，施工难度低；定位筒内壁的加固杆使定位筒与新灌浆的混凝土形成一个整体，结合更加紧密，提高了连接强度；混凝土浆从下方的灌浆孔灌入，将空腔内的空气排出，防止空鼓出现，提高灌浆的质量，灌浆直到多个出浆孔均有混凝土浆流出。本发明施工难度低、施工效率高，有效增加了第一预制柱和第二预制柱的连接处的结构强度，提高了连接处的抗弯折能力和抗震能力。

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为本发明改良型钢管约束式预制混凝土柱连接结构轴视图；

图2为本发明第二预制柱轴视图；

图3为本发明第一预制柱轴视图；

图4为本发明加固组件轴视图；

图5为本发明改良型钢管约束式预制混凝土柱连接结构示意图；

图6为图5中A的局部放大图；

图7为本发明加固杆结构示意图；

图8为本发明支撑杆结构示意图；

图9为本发明实施例二结构示意图；

其中，1、第一预制柱；2、第二预制柱；3、定位组件；4、加固组件；5、振捣器；6、支撑杆；11、承插管；12、出浆孔；13、第一定位槽；14、第一连通孔；15、承插槽；16、第一螺栓；17、第一螺母；18、支撑座；19、第一加强杆；21、插接管；22、灌浆孔；23、第二定位槽；24、第二连通孔；25、第二螺栓；26、第二螺母；27、第二加强杆；31、定位筒；32、加固腔；33、加固杆；34、第三螺栓；35、第三螺母；36、分支杆；41、加固板；42、第一安装孔；43、第二安装孔；44、第三安装孔；61、内螺筒；62、调节杆；63、卡钩；64、定位螺母；65、调节孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

参照图1-8，本实施例提供一种改良型钢管约束式预制混凝土柱连接结构，包括：

第一预制柱1，第一预制柱1的连接端固接有承插管11，第一预制柱1的侧壁开设有若干出浆孔12，出浆孔12与承插管11连通；

第二预制柱2，第二预制柱2的连接端固接有插接管21，插接管21与承插管11插接；第二预制柱2的侧壁开设有灌浆孔22，灌浆孔22与插接管21连通；

定位组件3，定位组件3包括定位筒31，定位筒31的两端分别与第一预制柱1和第二预制柱2抵接，定位筒31套设在承插管11和插接管21外；

加固组件4，加固组件4包括若干加固板41，加固板41分别与定位筒31、第一预制柱1和第二预制柱2的外壁抵接。

本实施例公开了一种改良型钢管约束式预制混凝土柱连接结构，主要用于解决现有的钢管约束式预制混凝土柱连接处的连接强度低、抗弯折和抗震能力不足的问题；第一预制柱1和第二预制柱2通过承插管11和插接管21插接在一起，二者之间还通过定位筒31进行定位连接，同时连接的接缝处外还固定安装有加固板41进行加固，最后通过灌浆孔22向承插管11和插接管21的内腔以及定位筒31的内腔进行灌浆，直到混凝土从第一预制柱1上的若干出浆孔12排出，混凝土凝固后将第一预制柱1和第二预制柱2连接在一起，连接强度高，加固板41显著加固了连接处抗弯折能力和抗震能力，适用于制作高层建筑的承重结构，施工效率高，施工难度低；定位筒31内壁的加固杆33使定位筒31与新灌浆的混凝土形成一个整体，结合更加紧密，提高了连接强度；混凝土浆从下方的灌浆孔22灌入，将空腔内的空气排出，防止空鼓出现，提高灌浆的质量，灌浆直到多个出浆孔12均有混凝土浆流出。

进一步优化方案，第一预制柱1的连接端开设有第一定位槽13，第二预制柱2的连接端开设有第二定位槽23，第一定位槽13和第二定位槽23分别与定位筒31相适配，定位筒31的两端分别插接在第一定位槽13和第二定位槽23内。定位筒31的两端分别卡入适配的第一定位槽13和第二定位槽23内，对第一预制柱1和第二预制柱2进行对中操作，防止二者出现偏斜；同时定位筒31的两端卡入第一定位槽13和第二定位槽23内，使定位筒31在灌浆时不出现错位，减少灌浆过程中混凝土浆液的流失。

进一步优化方案，定位筒31与承插管11和插接管21之间构成加固腔32，承插管11通过第一连通孔14与加固腔32连通，插接管21通过第二连通孔24与加固腔32连通；定位筒31的内壁固接有若干加固杆33，加固杆33伸入加固腔32内。混凝土将从灌浆孔22灌入插接管21内腔，逐渐升高，同时从第二连通孔24流入加固腔32内，将加固腔32灌满，第一加固腔32用于将空气排出，防止出现空鼓，同时当混凝土浆液进入承插管11后，混凝土浆液也能从第二连通孔24灌入加固腔32，提高灌浆速度和均匀度；混凝土凝固后与加固杆33构成整体，增加了连接的强度。

进一步优化方案，承插管11的底端开设有与插接管21相适配的承插槽15，承插槽15的入口截面为倒置的锥形；插接管21的顶端边缘为弧形。安装时，插接管21插入承插槽15内，不容易出现偏斜，同时提高了连接定位稳定性；承插槽15的入口为锥形，插接管21的顶端管边缘为弧形，方便进行导向，降低插接管21插入承插槽15内的施工难度，提高施工效率；灌浆后，混凝土浆更容易进入承插槽15内，将插接管21承插槽15连接成整体，提高连接强度。

进一步优化方案，第一预制柱1的侧壁垂直固接有若干第一螺栓16，第二预制柱2的侧壁固接有若干第二螺栓25，加固板41上开设有若干第一安装孔42和第二安装孔43，第一安装孔42与第一螺栓16对应设置，第二安装孔43与第二螺栓25对应设置；第一螺栓16上螺纹连接第一螺母17，第二螺栓25上螺纹连接有第二螺母26，第一螺母17和第二螺母26与加固板41的外壁抵接。加固板41的上下两端分别抵住第一预制柱1和第二预制柱2的外壁，并通过预制的第一螺栓16和第二螺栓25固定，提高连接强度。

进一步优化方案，定位筒31的外壁固接有若干第三螺栓34，加固板41上贯穿开设有若干与第三螺栓34对应设置的第三安装孔44，第三螺栓34上螺纹连接有第三螺母35，第三螺母35与加固板41的外壁抵接。定位筒31通过第三螺栓34与加固板41固定，结合第一螺栓16和第二螺栓25，使加固板41与连接处的三个结构连成整体，提高连接强度；同时加固板41的长度长于第一预制柱1和第二预制柱2之间的距离，并贴在二者四周，增加了二者连接处的抗弯和能力和抗震能力。

进一步优化方案，加固杆33的外壁固接有若干分支杆36，分支杆36向加固腔32延伸。加固杆33外的分支杆36相互交错增加与加固腔32内的混凝土的接触面积，提高连接强度。

进一步的，第一预制柱1的外壁预制有若干支撑座18，安装时，支撑座18上临时连接支撑杆6，支撑杆6的长度可调，另一端与地面上临时安装的调节座(图中未显示)可拆卸连接；调节支撑杆6的长度，改变各个方向对第一预制柱1的支撑力，调节第一预制柱1的角度；同时还能使第一预制柱1在施工完成前保持稳定，防止第一预制柱1晃动造成的连接处结合不紧密。

进一步的，支撑杆6包括内螺筒61，内螺筒61内的螺纹两端的旋向相反，两端分别螺纹连接有调节杆62，调节杆62远离内螺筒61的一端固接有卡钩63，一个卡钩63可拆卸连接在支撑座18上，另一个卡钩63钩在地面上的调节座上；两个调节杆62上分别罗螺纹连接有定位螺母64，定位螺母64与内螺筒61两端抵接；内螺筒61上开设有方便转动的调节孔65。

一种改良型钢管约束式预制混凝土柱连接结构施工方法，包括以下步骤：

步骤一：安装第二预制柱2；

步骤二：安装定位组件3，将定位筒31套设在插接管21外，底边与第二预制柱2正对并抵接；将定位筒31的底端插入第二定位槽23内，并检查是否稳定；

步骤三：吊装第一预制柱1，使插接管21插进承插管11内，第一预制柱1与定位筒31的顶端对准并抵接；用起吊装置(图中未显示)将第一预制柱1吊装到第二预制柱2上方并对准，然后下放，直到插接管21插入承插槽15内，并且定位筒31的顶端插入第一定位槽13内，检查稳定性；然后将若干支撑杆6的一端分别钩在支撑座18上，另一端钩在调节座上，旋转内螺筒61，使支撑杆6对第一预制柱1进行调节和支撑，确保第一预制柱1稳定且方向满足要求；

步骤四：安装加固板41，将加固板41安装在连接位置四周并固定牢固；将加固板41的第一安装孔42、第二安装孔43和第三安装孔44分别穿过第一螺栓16、第二螺栓25和第三螺栓34，然后通过第一螺母17、第二螺母26和第三螺母35进行固定，将加固板41安装牢固；

步骤五：注浆；混凝土浆从灌浆孔22注入，直到从出浆孔12流出为止；先从任一出浆孔12向需要要注浆的空腔内放入振捣器5，振捣器5通过电源线和吊绳与外界连接，方便取出；然后从灌浆孔22注入调和好的混凝土，并且开启振捣器5；混凝土逐渐升高并将加固腔32填满，最后从各个出浆孔12流出，取出振捣器5，然后将各个出浆孔12封闭(木塞、封板等常规形式即可)，并再注浆一段时间，将振捣器5空出的空间填满并将出浆孔12填满，然后将灌浆孔22封闭，封闭形式与出浆孔12相同；

步骤六：混凝土养护，按照需求养护灌浆的混凝土一段时间，然后去除灌浆孔22和出浆孔12的封闭材料，再经过一段时间使灌浆的混凝土达到强度需求后，拆除支撑杆6和调节座，完成第一预制柱1和第二预制柱2的连接。

实施例二

参照附图9，本实施例与实施例一的不同之处在于，第一预制柱1的连接端端面固接有若干第一加强杆19，第二预制柱2的连接端端端面固接有若干第二加强杆27；第一加强杆19和第二加强杆27均预制在第一预制柱1和第二预制柱2内并伸进加固腔32。

本实施例的作用是在灌浆后加固腔32内的混凝土通过第一加强杆19和第二加强杆27将第一预制柱1和第二预制柱2连接成一体，整体性更高，结构强度更高；同时加固腔32内的混凝土增加了横向和纵向交叉的加强结构，结构强度更高，连接处的抗震性和抗弯折能力更强。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“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，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。

以上的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种改良型钢管约束式预制混凝土柱连接结构，其特征在于包括：

第一预制柱(1)，所述第一预制柱(1)的连接端固接有承插管(11)，所述第一预制柱(1)的侧壁开设有若干出浆孔(12)，所述出浆孔(12)与所述承插管(11)连通；

第二预制柱(2)，所述第二预制柱(2)的连接端固接有插接管(21)，所述插接管(21)与所述承插管(11)插接；所述第二预制柱(2)的侧壁开设有灌浆孔(22)，所述灌浆孔(22)与所述插接管(21)连通；

定位组件(3)，所述定位组件(3)包括定位筒(31)，所述定位筒(31)的两端分别与所述第一预制柱(1)和所述第二预制柱(2)抵接，所述定位筒(31)套设在所述承插管(11)和所述插接管(21)外；

加固组件(4)，所述加固组件(4)包括若干加固板(41)，所述加固板(41)分别与所述定位筒(31)、所述第一预制柱(1)和所述第二预制柱(2)的外壁抵接。

2.根据权利要求1所述的改良型钢管约束式预制混凝土柱连接结构，其特征在于：所述第一预制柱(1)的连接端开设有第一定位槽(13)，所述第二预制柱(2)的连接端开设有第二定位槽(23)，所述第一定位槽(13)和所述第二定位槽(23)分别与所述定位筒(31)相适配，所述定位筒(31)的两端分别插接在所述第一定位槽(13)和所述第二定位槽(23)内。

3.根据权利要求1所述的改良型钢管约束式预制混凝土柱连接结构，其特征在于：所述定位筒(31)与所述承插管(11)和所述插接管(21)之间构成加固腔(32)，所述承插管(11)通过第一连通孔(14)与所述加固腔(32)连通，所述插接管(21)通过第二连通孔(24)与所述加固腔(32)连通；所述定位筒(31)的内壁固接有若干加固杆(33)，所述加固杆(33)伸入所述加固腔(32)内。

4.根据权利要求1所述的改良型钢管约束式预制混凝土柱连接结构，其特征在于：所述承插管(11)的底端开设有与所述插接管(21)相适配的承插槽(15)，所述承插槽(15)的入口截面为倒置的锥形；所述插接管(21)的顶端边缘为弧形。

5.根据权利要求1所述的改良型钢管约束式预制混凝土柱连接结构，其特征在于：所述第一预制柱(1)的侧壁垂直固接有若干第一螺栓(16)，所述第二预制柱(2)的侧壁固接有若干第二螺栓(25)，所述加固板(41)上开设有若干第一安装孔(42)和第二安装孔(43)，所述第一安装孔(42)与所述第一螺栓(16)对应设置，所述第二安装孔(43)与所述第二螺栓(25)对应设置；所述第一螺栓(16)上螺纹连接第一螺母(17)，所述第二螺栓(25)上螺纹连接有第二螺母(26)，所述第一螺母(17)和所述第二螺母(26)与所述加固板(41)的外壁抵接。

6.根据权利要求1所述的改良型钢管约束式预制混凝土柱连接结构，其特征在于：所述定位筒(31)的外壁固接有若干第三螺栓(34)，所述加固板(41)上贯穿开设有若干与所述第三螺栓(34)对应设置的第三安装孔(44)，所述第三螺栓(34)上螺纹连接有第三螺母(35)，所述第三螺母(35)与所述加固板(41)的外壁抵接。

7.根据权利要求3所述的改良型钢管约束式预制混凝土柱连接结构，其特征在于：所述加固杆(33)的外壁固接有若干分支杆(36)，所述分支杆(36)向所述加固腔(32)延伸。

8.一种改良型钢管约束式预制混凝土柱连接结构施工方法，根据权利要求1-7任意一项所述的改良型钢管约束式预制混凝土柱连接结构，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：安装第二预制柱(2)；

步骤二：安装定位组件(3)，将定位筒(31)套设在插接管(21)外，底边与第二预制柱(2)正对并抵接；

步骤三：吊装第一预制柱(1)，使插接管(21)插进承插管(11)内，第一预制柱(1)与定位筒(31)的顶端对准并抵接；

步骤四：安装加固板(41)，将加固板(41)安装在连接位置四周并固定牢固；

步骤五：注浆；混凝土浆从灌浆孔(22)注入，直到从出浆孔(12)流出为止；

步骤六：混凝土养护。

9.根据权利要求8所述的改良型钢管约束式预制混凝土柱连接结构施工方法，其特征在于：步骤五中，注浆过程通过振捣器(5)进行振捣。

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