CN115853162A - 基于连通注浆与插销法的预制剪力墙连接结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于连通注浆与插销法的预制剪力墙连接结构及施工方法，包括上端剪力墙、下端梁和位于两者之间的钢框架，所述钢框架呈箱形结构，钢框架顶部焊接有埋入上端剪力墙中的竖向钢筋，钢框架内部设有用以连接下端梁的连接机构。本发明采用机械连接和填充砂浆相结合，双重加固提高结构稳定性、安全性；采用钢条横向移动后实现机械咬合，便于操作，使得结构更加稳定。

Description

基于连通注浆与插销法的预制剪力墙连接结构及施工方法

技术领域

本发明涉及装配式建筑领域，特别是一种基于连通注浆与插销法的预制剪力墙连接结构及施工方法。

背景技术

结构连接方式及抗震能力是装配式钢筋混凝土结构推广过程中的关键技术，我国目前装配式钢筋混凝土剪力墙结构多采用套筒连接与节点区现浇连接以达到等同现浇的目的。但是，为进一步提高预制装配式混凝土框架结构在地震区的适用范围、减小结构的变形和损伤，受力性能更优良且方便施工的连接方式是急需解决的问题，也是目前研究的热点。

目前，一些研究者主要研究预制装配式剪力墙、梁、柱连接节点处的抗震耗能、延性和抗水平剪切，同时也进行了一些实验研究；现有技术的缺点：（1）钢筋套筒连接中每个套筒连接需要逐个注浆，工作量大，花费时间长，施工效率较低；（2）钢套管筒的直径要大于钢筋直径，导致预制混凝土构件的保护层厚度变薄，成为预制构件在运输、吊装过程的薄弱部位；（3）通过预埋型钢件连接对制作精度要求高，接缝处防水效果差。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种稳定性好、安全性高的基于连通注浆与插销法的预制剪力墙连接结构及施工方法。

本发明采用以下方案实现：一种基于连通注浆与插销法的预制剪力墙连接结构，包括上端剪力墙、下端梁和位于两者之间的钢框架，所述钢框架呈箱形结构，钢框架顶部焊接有埋入上端剪力墙中的竖向钢筋，钢框架内部设有用以连接下端梁的连接机构。

进一步的，所述连接机构包括位于钢框架下方并与下端梁固连在一起的连接底板，所述连接底板上焊接有从钢框架底部穿过并伸入钢框架内部的插销钢板，所述插销钢板侧面开设有横向凹槽，所述钢框架内部设有通过横向移动后与插销钢板上横向凹槽卡接配合的钢条。

进一步的，所述钢框架内设有用以带动钢条横向移动的齿轮，所述钢条上设有与齿轮相啮合的齿面部，钢条侧边沿间隔设有若干用以嵌入插销钢板上横向凹槽的侧边凸齿，所述齿轮前、后端焊接有空心六棱柱，钢框架前、后侧板上开设有与空心六棱柱旋转配合的通孔。

进一步的，所述钢框架内设有一上一下的两个钢条，所述齿轮位于上钢条和下钢条之间，所述连接底板上设有一长一短的两个插销钢板，长插销钢板上的横向凹槽与上钢条卡接配合，短插销钢板上的横向凹槽与下钢条卡接配合。

进一步的，所述钢框架内有上往下依次设有层板A、层板B和层板C，所述上钢条位于层板A上侧，下钢条位于层板B和层板C之间，所述齿轮位于层板A和层板B之间，层板A上侧设有与上钢条齿面部滑动配合的上滑槽，层板B下侧设有与下钢条齿面部滑动配合的下滑槽，层板A在上滑槽内设有供齿轮上部向上露出的上槽孔，层板B在下滑槽内设有供齿轮下部向下露出的下槽孔，钢框架底部和各层板上均开设有供插销钢板向上穿过的长条形孔洞。

进一步的，所述钢框架前侧板一侧开设有注浆孔、另一侧开设有溢浆孔，钢框架内部灌注有用以包裹住连接机构的混凝土。

本发明另一技术方案：一种如上所述基于连通注浆与插销法的预制剪力墙连接结构的施工方法，包括以下步骤：

（1）制作一块连接底板，在连接底板上焊接插销钢板，然后将底板和下端梁的钢筋笼顶部的纵向钢筋焊接在一起，而后放入木模具中在钢筋笼部位浇筑混凝土形成下端梁，养护一定时间后，插销钢板与下端梁组合构件成型；

（2）在齿轮两端中部焊接空心六棱柱，同时加工带齿面部和侧边凸齿的钢条；

（3）制作组成钢框架的各个钢板并焊接钢框架，焊接过程中在钢框架的前侧板封上之前先装入钢条和齿轮，然后在钢框架的顶部焊接竖向钢筋；

（4）在钢框架上方的竖向钢筋部位安装模板并浇筑混凝土形成上端剪力墙，养护一定时间后，钢框架与上端剪力墙组合构件成型；

（5）将步骤（4）的组合构件和步骤（1）的组合构件装配在一起，插销钢板插入钢框架，而后用六角扳手插入空心六棱柱带动齿轮滚动，使钢条横向移动后与插销钢板的横向凹槽扣紧；

（6）利用高压灌浆枪往钢框架内部注入高强砂浆，当高强砂浆凝固后，整个预制剪力墙连接结构施工完成。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）采用机械连接和填充砂浆相结合，双重加固提高结构稳定性、安全性；

（2）采用钢条横向移动后实现机械咬合，便于操作，使得结构更加稳定；

（3）“连通注浆”的方式，更加方便快捷，提高注浆的施工效率，确保钢框架注浆的密实度，使得剪力墙和梁之间建立紧密的连接。

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例整体构造示意图；

图2是本发明实施例钢框架内部构造示意图；

图3是本发明实施例钢框架剖视图；

图4是本发明实施例步骤（1）示意图；

图5是本发明实施例步骤（2）示意图；

图6是本发明实施例步骤（3）示意图；

图7是本发明实施例步骤（4）示意图；

图8是本发明实施例步骤（4）局部构造示意图；

图9是本发明实施例步骤（5）示意图；

图中标号说明：1—上端剪力墙；2—溢浆口；3—下端梁；4—空心六棱柱；5—注浆口；6-插销钢板；7—侧边凸齿；8—齿面部；9—钢条；10—钢框架；11—双钢轨；12—层板A；13—层板B；14—层板C；15—竖向钢筋；16—长条形孔洞；17—连接底板；18—齿轮。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

如图1~3所示，一种基于连通注浆与插销法的预制剪力墙连接结构，包括上端剪力墙1、下端梁3和位于两者之间的钢框架10，所述钢框架10呈箱形结构，钢框架由多块钢板焊接而成，钢框架10顶部焊接有埋入上端剪力墙中的竖向钢筋15，钢框架10内部设有用以连接下端梁的连接机构，施工过程，钢框架通过连接机构将上端剪力墙1、下端梁3连接在一起，利用连接机构完成机械连接后，再通过向钢框架10内部灌注混凝土，使得连接机构充满砂浆，埋入混凝土中，双重加固提高结构稳定性、安全性。

在本实施例中，所述连接机构包括位于钢框架10下方并与下端梁3固连在一起的连接底板17，连接底板17和下端梁的钢筋笼焊接在一起，然后在浇筑混凝土形成下端梁，使得连接底板和下端梁连接成一体，所述连接底板17上焊接有从钢框架底部穿过并伸入钢框架内部的插销钢板6，所述插销钢板6侧面开设有横向凹槽，所述钢框架内部设有通过横向移动后与插销钢板上横向凹槽卡接配合的钢条9。通过横向凹槽的插销钢板与钢条之间的机械咬合，使得钢框架内部结构更加稳定。

在本实施例中，所述钢框架10内设有用以带动钢条横向移动的齿轮18，所述钢条9上设有与齿轮相啮合的齿面部8，钢条侧边沿间隔设有若干用以嵌入插销钢板上横向凹槽的侧边凸齿7，该钢条齿面部8的齿数是侧边凸齿的5倍。所述齿轮18前、后端焊接有空心六棱柱4，钢框架前、后侧板上开设有与空心六棱柱旋转配合的通孔，通过六角扳手转动空心六棱柱4，便可带动齿轮转动，进而带动钢条横向移动，使得钢条的侧边凸齿从插销钢板的横向凹槽一端滑入实现扣紧卡接。

在本实施例中，为了提高机械连接强度和稳定性，设置了两组连接机构；所述钢框架内设有一上一下的两个钢条9，即上钢条和下钢条，所述齿轮位于上钢条和下钢条之间，所述连接底板上设有一长一短的两个插销钢板，即长插销钢板和短插销钢板，长插销钢板上的横向凹槽与上钢条卡接配合，短插销钢板上的横向凹槽与下钢条卡接配合，长插销钢板和短插销钢板一左一右错开设置，同时长插销钢板和短插销钢板前后位置也错开一定距离，使得长插销钢板和短插销钢板前后方向的中间位置能够留出上、下钢条和齿轮的空间，齿轮转动时带动上、下钢条同步反向运动，使得上钢条与长插销钢板上的横向凹槽扣紧卡接，下钢条与短插销钢板上的横向凹槽扣紧卡接。

在本实施例中，所述钢框架内有上往下依次设有层板A12、层板B13和层板C14；所述上钢条位于层板A上侧，下钢条位于层板B和层板C之间，所述齿轮位于层板A和层板B之间，层板A上侧设有与上钢条齿面部滑动配合的上滑槽，层板B下侧设有与下钢条齿面部滑动配合的下滑槽，上滑槽和下滑槽均形成于平行的双钢轨11之间，上、下滑槽分别用以上、下钢条横向移动导向，层板A在上滑槽内设有供齿轮上部向上露出的上槽孔，层板B在下滑槽内设有供齿轮下部向下露出的下槽孔，上、下槽孔用以给齿轮让位，保证齿轮顺利与钢条上的齿面部啮合；钢框架底部和各层板上均开设有供插销钢板向上穿过的长条形孔洞；具体是钢框架底部和层板C上开设有供短插销钢板穿过的长条形孔洞，钢框架底部和第一、第二、层板C上均开设有供长插销钢板穿过的长条形孔洞。

在本实施例中，所述钢框架前侧板一侧开设有注浆孔5、另一侧开设有溢浆孔2，钢框架内部灌注有用以包裹住连接机构的混凝土。注浆孔5和溢浆孔2均为两个，并且一上一下设置；设计的“连通注浆”方法更加便利，只需从上下两个注浆口注浆，待溢浆口流出砂浆后停止，更加方便快捷，提高注浆的施工效率；确保钢框架注浆的密实度，通过该结构使得装配式建筑的剪力墙和梁之间建立紧密的连接。

在本实施例中，通过三块层板将钢框架内部划分成四个空间，上注浆孔和上溢浆孔与层板A的上方空间相连通，下注浆孔和下溢浆孔与层板B和层板C之间的空间相连通，由于上钢条和长插接钢板的卡接部位位于层板A的上方空间，下钢条和短插接钢板的卡接部位位于层板B和层板C之间的空间，因此往这两个空间进行注浆，即能够使钢条与插销钢板卡接部位充满砂浆进行固结，又能减少非必要空间的注浆，节约砂浆。

如图4~9所示，一种如上所述基于连通注浆与插销法的预制剪力墙连接结构的施工方法，包括以下步骤：

（1）制作一块连接底板，在连接底板上焊接插销钢板，然后将底板和下端梁的钢筋笼顶部的纵向钢筋焊接在一起，而后放入木模具中在钢筋笼部位浇筑混凝土形成下端梁，养护一定时间后，插销钢板与下端梁组合构件成型，如图4所示；

（2）在齿轮两端中部焊接空心六棱柱，同时加工带齿面部和侧边凸齿的钢条，如图5所示；

（3）制作组成钢框架的各个钢板并焊接钢框架，焊接过程中在钢框架的前侧板封上之前先装入钢条和齿轮，上钢条的齿面部朝下、侧边凸齿朝后，下钢条的齿面部朝上、侧边凸齿朝前，齿轮上的空心六棱柱对准钢框架前、后侧板上的通孔，钢条的安装位置与所在层板上的长条形孔洞错开，避免挡住插销钢板造成插销钢板无法顺利插入，然后在钢框架的顶部焊接竖向钢筋，如图6所示；

（4）在钢框架上方的竖向钢筋部位安装模板并浇筑混凝土形成上端剪力墙，养护一定时间后，钢框架与上端剪力墙组合构件成型，如图7、8所示；

（5）将步骤（4）的组合构件和步骤（1）的组合构件装配在一起，插销钢板插入钢框架，而后用六角扳手插入空心六棱柱带动齿轮滚动，使钢条横向移动后与插销钢板的横向凹槽扣紧；

（6）利用高压灌浆枪往钢框架内部注入高强砂浆，分别往钢框架左侧两个注浆口开始注入高强砂浆，当右侧两个溢浆口溢出高强度砂浆时停止注浆；当高强砂浆凝固后，将钢条与插销钢板卡接部位固结，整个预制剪力墙连接结构施工完成。

上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。

本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构( 例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。

本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于连通注浆与插销法的预制剪力墙连接结构，其特征在于：包括上端剪力墙、下端梁和位于两者之间的钢框架，所述钢框架呈箱形结构，钢框架顶部焊接有埋入上端剪力墙中的竖向钢筋，钢框架内部设有用以连接下端梁的连接机构。

2.根据权利要求1所述的基于连通注浆与插销法的预制剪力墙连接结构，其特征在于：所述连接机构包括位于钢框架下方并与下端梁固连在一起的连接底板，所述连接底板上焊接有从钢框架底部穿过并伸入钢框架内部的插销钢板，所述插销钢板侧面开设有横向凹槽，所述钢框架内部设有通过横向移动后与插销钢板上横向凹槽卡接配合的钢条。

3.根据权利要求2所述的基于连通注浆与插销法的预制剪力墙连接结构，其特征在于：所述钢框架内设有用以带动钢条横向移动的齿轮，所述钢条上设有与齿轮相啮合的齿面部，钢条侧边沿间隔设有若干用以嵌入插销钢板上横向凹槽的侧边凸齿，所述齿轮前、后端焊接有空心六棱柱，钢框架前、后侧板上开设有与空心六棱柱旋转配合的通孔。

4.根据权利要求3所述的基于连通注浆与插销法的预制剪力墙连接结构，其特征在于：所述钢框架内设有一上一下的两个钢条，所述齿轮位于上钢条和下钢条之间，所述连接底板上设有一长一短的两个插销钢板，长插销钢板上的横向凹槽与上钢条卡接配合，短插销钢板上的横向凹槽与下钢条卡接配合。

5.根据权利要求4所述的基于连通注浆与插销法的预制剪力墙连接结构，其特征在于：所述钢框架内有上往下依次设有层板A、层板B和层板C，所述上钢条位于层板A上侧，下钢条位于层板B和层板C之间，所述齿轮位于层板A和层板B之间，层板A上侧设有与上钢条齿面部滑动配合的上滑槽，层板B下侧设有与下钢条齿面部滑动配合的下滑槽，层板A在上滑槽内设有供齿轮上部向上露出的上槽孔，层板B在下滑槽内设有供齿轮下部向下露出的下槽孔，钢框架底部和各层板上均开设有供插销钢板向上穿过的长条形孔洞。

6.根据权利要求1所述的基于连通注浆与插销法的预制剪力墙连接结构，其特征在于：所述钢框架前侧板一侧开设有注浆孔、另一侧开设有溢浆孔，钢框架内部灌注有用以包裹住连接机构的混凝土。

7.一种如权利要求3所述基于连通注浆与插销法的预制剪力墙连接结构的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）制作一块连接底板，在连接底板上焊接插销钢板，然后将底板和下端梁的钢筋笼顶部的纵向钢筋焊接在一起，而后放入木模具中在钢筋笼部位浇筑混凝土形成下端梁，养护一定时间后，插销钢板与下端梁组合构件成型；

（2）在齿轮两端中部焊接空心六棱柱，同时加工带齿面部和侧边凸齿的钢条；

（3）制作组成钢框架的各个钢板并焊接钢框架，焊接过程中在钢框架的前侧板封上之前先装入钢条和齿轮，然后在钢框架的顶部焊接竖向钢筋；

（4）在钢框架上方的竖向钢筋部位安装模板并浇筑混凝土形成上端剪力墙，养护一定时间后，钢框架与上端剪力墙组合构件成型；

（5）将步骤（4）的组合构件和步骤（1）的组合构件装配在一起，插销钢板插入钢框架，而后用六角扳手插入空心六棱柱带动齿轮滚动，使钢条横向移动后与插销钢板的横向凹槽扣紧；

（6）利用高压灌浆枪往钢框架内部注入高强砂浆，当高强砂浆凝固后，整个预制剪力墙连接结构施工完成。

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