CN116971536B - 一种拓扑pec组合柱节点结构的安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种拓扑PEC组合柱节点结构的安装方法，具体包括安装下层PEC组合柱、吊装上层PEC组合柱、安装中腹夹板和螺栓、焊接连接钢筋、安装卷边夹板和螺栓、在上层PEC组合柱和下层PEC组合柱的对接处现浇混凝土等步骤，其中，在安装中腹夹板和焊接连接钢筋时使用了辅助器，辅助器包括横板、支撑板和固定板，横板的两端各连接一个固定板，固定板上设置有安装孔，两个固定板上的安装孔与钢骨的两个卷边上的连接孔对齐，横板和固定板通过螺栓固定在卷边上；横板上设置有多个水平的支撑板，支撑板的末端设置有向上的舌板；辅助器临时固定了中腹夹板，减少了中腹夹板空中安装过程所需要的辅助工人，提高安装效率。
Description
技术领域
本发明涉及建筑领域，尤其涉及一种拓扑PEC组合柱节点结构及安装方法。
背景技术
PEC组合柱是采用工字钢作为钢骨的部分填充式钢-混凝土组合结构柱，钢骨腹板两侧的混凝土内设置有钢筋笼，整个PEC组合柱在承载力、刚度和延性方面均优于纯钢结构或者钢筋混凝土结构。PEC组合柱相比于矩形钢管混凝土构件，其翼板外侧为自由边界，即使配置构造拉结筋，依然不能在规范上为翼板的宽厚比限值进行充分的放宽，导致钢骨的厚度较厚。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种带有卷边的拓扑PEC组合柱及其对应的节点结构和安装方法，改善PEC组合柱的翼板局部抗屈曲性能以及组合柱整体的抗扭转性能，同时配置对应的安装方法，提高预制PEC组合柱的安装便捷性。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种拓扑PEC组合柱节点结构，包括PEC组合柱、中腹夹板和卷边夹板；
所述PEC组合柱包括钢骨、钢筋笼和混凝土，所述钢骨的截面呈工字型，钢骨包括中间腹板和连接在腹板两侧的翼板，翼板的边缘设置有卷边，卷边垂直于翼板主体；腹板的两侧各布置钢筋笼并浇筑混凝土，钢骨的两端设置不浇筑混凝土的连接区，连接区用于节点连接，连接区的腹板和卷边均设置有用于安装螺栓的连接孔；卷边提高了PEC组合柱的抗屈曲能力，使得PEC组合柱的工字型钢骨可以采用更大宽厚比，减少用钢量；
上层PEC组合柱和下层PEC组合柱的钢骨对接，中腹夹板通过螺栓连接上层PEC组合柱的腹板和下层PEC组合柱的腹板，卷边夹板通过螺栓连接上层PEC组合柱的卷边和下层PEC组合柱的卷边；卷边夹板利用卷边加强了上下层PEC组合柱的连接，省去了现有技术PEC组合柱连接中所采用的耳板，使得施工更加方便。
进一步的，所述腹板上设置有间隔均匀的通孔，通孔为正六边形，通孔可以减少用钢量并且通孔有利于两侧的钢筋笼连接。
具体的，所述钢筋笼包括架立钢筋、结构箍筋和抗裂钢筋，结构箍筋呈矩形并且四角均连接架立钢筋，抗裂钢筋与架立钢筋平行并且抗裂钢筋连接在结构箍筋的一条矩形长边。
进一步的，所述PEC组合柱还包括拉结筋，拉结筋布置在腹板的通孔处，拉结筋穿过通孔，拉结筋勾住腹板两侧的钢筋笼的抗裂钢筋，拉结筋能够实现腹板两侧钢筋笼的连接，加强腹板两侧混凝土的整体性。
进一步的，PEC组合柱节点结构还包括多个连接钢筋，上层PEC组合柱和下层PEC组合柱的架立钢筋通过连接钢筋焊接，上层PEC组合柱和下层PEC组合柱的抗裂钢筋通过连接钢筋焊接，连接钢筋能够加强上下层PEC组合柱的钢筋笼的连接，提高节点强度。
本发明还提供了一种拓扑PEC组合柱节点结构的安装方法，包括如下步骤：
步骤1：安装下层PEC组合柱；
步骤2：吊装上层PEC组合柱，使得上层PEC组合柱和下层PEC组合柱对齐；
步骤3：安装中腹夹板和螺栓，中腹夹板夹住上层PEC组合柱和下层PEC组合柱的腹板；
步骤4：焊接连接钢筋，一部分连接钢筋的两端分别与上层PEC组合柱和下层PEC组合柱的架立钢筋焊接，另一部分连接钢筋的两端分别与上层PEC组合柱和下层PEC组合柱的抗裂钢筋焊接；
步骤5：安装卷边夹板和螺栓，卷边夹板夹住上层PEC组合柱和下层PEC组合柱的卷边；
步骤6：在上层PEC组合柱和下层PEC组合柱的对接处现浇混凝土。
在PEC组合柱节点结构的安装过程中，最为复杂的操作是安装中腹夹板和焊接连接钢筋，中腹夹板的尺寸大导致其重量很大，一般需要安排两名工人手动将腹部夹板临时固定在指定位置，然后进行螺栓固定操作；连接钢筋的焊接也需要额外的工人临时固定连接钢筋。由于中腹夹板的安装和连接钢筋的焊接操作都是在空中进行，复杂的多人空中作业极大的限制了安装效率，为了解决这一问题，本发明在所述步骤1中提供了一种专用的安装辅助器，该辅助器安装在下层PEC组合柱的顶部；
所述辅助器包括横板、支撑板和固定板，横板的两端各连接一个固定板，固定板上设置有安装孔，两个固定板上的安装孔与钢骨的两个卷边上的连接孔对齐，横板和固定板通过螺栓固定在卷边上；横板上设置有多个水平的支撑板，支撑板的末端设置有向上的舌板；当辅助器被安装之后，支撑板的末端抵住钢骨的腹板，支撑板用于承载中腹夹板的底边，支撑板和舌板将中腹夹板临时固定贴合在钢骨的腹板上；在进行中腹夹板安装时，工人只需要将中腹夹板的底边插入舌板和钢骨的腹板之间即可，无需额外配置工人专门扶着沉重的中腹夹板。
进一步的，所述辅助器还包括移动杆、压板和弹簧，移动杆从横板穿过，移动杆的一端设置有挡盘另一端固定连接压板，弹簧套在移动杆上，弹簧的两端分别抵住挡盘和横板；压板与架立钢筋或者抗裂钢筋对齐，压板将连接钢筋临时压在对应的架立钢筋或者抗裂钢筋上；压板与连接钢筋接触的表面设置有弧形的凹槽，以便与圆形的连接钢筋更加适配。
有益效果：（1）本发明的拓扑PEC组合柱节点结构在PEC组合柱的钢骨中设置了卷边，提高了PEC组合柱的抗屈曲能力，使得PEC组合柱的工字型钢骨可以采用更大宽厚比，减少用钢量。（2）本发明的拓扑PEC组合柱节点结构采用卷边夹板加强上下层PEC组合柱的节点连接，省去了现有技术PEC组合柱连接中所采用的耳板，使得施工更加方便。（3）本发明的拓扑PEC组合柱节点结构中上层PEC组合柱和下层PEC组合柱的抗裂钢筋通过连接钢筋焊接，加强上下层PEC组合柱的钢筋笼的连接，提高节点强度。（4）本发明的拓扑PEC组合柱节点结构的安装方法采用带有支撑板的辅助器临时固定中腹夹板，减少了中腹夹板空中安装过程所需要的辅助工人，提高安装效率。（5）本发明的拓扑PEC组合柱节点结构的安装方法在辅助器中设置移动杆和压板，利用压板临时固定连接钢筋，减少了空中焊接连接钢筋所需要的辅助工人，使得连接钢筋的焊接操作更加便捷。
附图说明
图1是实施例1中PEC组合柱的立体图。
图2是实施例1中钢骨的立体图。
图3是实施例1中钢骨和钢筋笼的局部图。
图4是图3的俯视图。
图5是实施例1拓扑PEC组合柱节点结构的立体图。
图6是实施例1中辅助器的立体图。
图7是实施例1中辅助器的安装图（其一）。
图8是实施例1中辅助器的安装图（其二）。
图9是实施例1中辅助器的作用原理图（其一）。
图10是实施例1中辅助器的作用原理图（其二）。
图11是图10的俯视图。
其中：100、PEC组合柱；110、钢骨；111、腹板；111-1、通孔；112、翼板；112-1、卷边；120、钢筋笼；121、架立钢筋；122、结构箍筋；123、抗裂钢筋；124、拉结筋；130、混凝土；200、中腹夹板；300、卷边夹板；400、连接钢筋；500、辅助器；510、横板；520、支撑板；521、舌板；530、固定板；540、移动杆；541、挡盘；550、压板；560、弹簧。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
实施例1
如图5所示，本实施例的拓扑PEC组合柱节点结构包括PEC组合柱100、中腹夹板200、卷边夹板300和连接钢筋400。
如图1所示，PEC组合柱100包括钢骨110、钢筋笼120和混凝土130，如图2所示，钢骨110的截面呈工字型，钢骨110包括中间腹板111和连接在腹板111两侧的翼板112，翼板112的边缘设置有卷边112-1，卷边112-1垂直于翼板112主体；腹板111上设置有间隔均匀的通孔111-1，通孔111-1为正六边形；腹板111的两侧各布置钢筋笼120并浇筑混凝土130，钢骨110的两端设置不浇筑混凝土130的连接区，连接区用于节点连接，连接区的腹板111和卷边112-1均设置有用于安装螺栓的连接孔。
如图3和图4所示，钢筋笼120包括架立钢筋121、结构箍筋122、抗裂钢筋123和拉结筋124，结构箍筋122呈矩形并且四角均连接架立钢筋121，抗裂钢筋123与架立钢筋121平行并且抗裂钢筋123连接在结构箍筋122的一条矩形长边；拉结筋124布置在腹板111的通孔111-1处，拉结筋124穿过通孔111-1，拉结筋124勾住腹板111两侧的钢筋笼120的抗裂钢筋123，拉结筋124能够实现腹板111两侧钢筋笼120的连接，加强腹板111两侧混凝土的整体性。
如图5所示，本实施例的拓扑PEC组合柱节点结构中，上层PEC组合柱100和下层PEC组合柱100对齐，上层PEC组合柱100的腹板111和下层PEC组合柱100的腹板111通过中腹夹板200和螺栓连接，上层PEC组合柱100的卷边112-1和下层PEC组合柱100的卷边112-1通过卷边夹板300和螺栓连接，上层PEC组合柱100和下层PEC组合柱100的架立钢筋121通过连接钢筋400焊接，上层PEC组合柱100和下层PEC组合柱100的抗裂钢筋123通过连接钢筋400焊接。
图6所示的是本实施例的拓扑PEC组合柱节点结构安装所用的辅助器500，辅助器500包括横板510、支撑板520、固定板530、移动杆540、压板550和弹簧560，横板510的两端各连接一个固定板530，固定板530上设置有安装孔，两个固定板530上的安装孔与钢骨110的两个卷边112-1上的连接孔对齐，横板510和固定板530通过螺栓固定在卷边112-1上；横板510上设置有多个水平的支撑板520，支撑板520的末端设置有向上的舌板521；移动杆540的一端设置有挡盘541另一端固定连接压板550，弹簧560套在移动杆540上，弹簧560的两端分别抵住挡盘541和横板510。
本实施例的拓扑PEC组合柱节点结构的具体安装步骤是：
步骤1：安装下层PEC组合柱100；
步骤2：如图7所示，将辅助器500的固定板530通过螺栓固定在下层PEC组合柱100的卷边112-1上，此时的支撑板520的末端抵住钢骨110的腹板111，此时的压板550压在下层PEC组合柱100的架立钢筋121或者抗裂钢筋123上；
步骤3：如图8所示，吊装上层PEC组合柱100，使得上层PEC组合柱100和下层PEC组合柱100对齐；
步骤4：如图8和图9所示，将中腹夹板200的底边插入舌板521和钢骨110的腹板111之间，支撑板520和舌板521临时固定中腹夹板200；之后安装中腹夹板200上的螺栓，使得中腹夹板200夹住上层PEC组合柱100和下层PEC组合柱100的腹板111；
步骤5：如图8、图10和图11所示，按压移动杆540的挡盘541，使得弹簧560压缩并且压板550与架立钢筋121或者抗裂钢筋123之间留出间隙，然后将连接钢筋400塞入该间隙中，最后放开挡盘541，移动杆540在弹簧560的作用下复位，压板550将连接钢筋400压在架立钢筋121或者抗裂钢筋123的表面；
步骤6：焊接连接钢筋400，一部分连接钢筋400的两端分别与上层PEC组合柱100和下层PEC组合柱100的架立钢筋121焊接，另一部分连接钢筋400的两端分别与上层PEC组合柱100和下层PEC组合柱100的抗裂钢筋123焊接；
步骤:7：拆卸辅助器500，然后安装如图5所示的卷边夹板300和螺栓，卷边夹板300夹住上层PEC组合柱100和下层PEC组合柱100的卷边112-1；
步骤8：在上层PEC组合柱100和下层PEC组合柱100的对接处现浇混凝土。
虽然说明书中对本发明的实施方式进行了说明，但这些实施方式只是作为提示，不应限定本发明的保护范围。在不脱离本发明宗旨的范围内进行各种省略、置换和变更均应包含在本发明的保护范围内。
Claims (2)
1.一种拓扑PEC组合柱节点结构的安装方法，其特征在于：所述拓扑PEC组合柱节点结构包括PEC组合柱、中腹夹板、卷边夹板和多个连接钢筋；
所述PEC组合柱包括钢骨、钢筋笼和混凝土，所述钢骨的截面呈工字型，钢骨包括中间腹板和连接在腹板两侧的翼板，翼板的边缘设置有卷边；腹板的两侧各布置钢筋笼并浇筑混凝土，钢骨的两端设置不浇筑混凝土的连接区，连接区用于节点连接，连接区的腹板和卷边均设置有用于安装螺栓的连接孔；
上层PEC组合柱和下层PEC组合柱的钢骨对接，中腹夹板通过螺栓连接上层PEC组合柱的腹板和下层PEC组合柱的腹板，卷边夹板通过螺栓连接上层PEC组合柱的卷边和下层PEC组合柱的卷边；
所述腹板上设置有间隔均匀的通孔，所述通孔为正六边形；
所述钢筋笼包括架立钢筋、结构箍筋和抗裂钢筋，结构箍筋呈矩形并且四角均连接架立钢筋，抗裂钢筋与架立钢筋平行并且抗裂钢筋连接在结构箍筋的一条矩形长边；
所述PEC组合柱还包括拉结筋，拉结筋布置在腹板的通孔处，拉结筋穿过通孔，拉结筋勾住腹板两侧的钢筋笼的抗裂钢筋；
上层PEC组合柱和下层PEC组合柱的架立钢筋通过连接钢筋焊接，上层PEC组合柱和下层PEC组合柱的抗裂钢筋通过连接钢筋焊接；
所述拓扑PEC组合柱节点结构的安装方法包括如下步骤：
步骤1：安装下层PEC组合柱；
步骤2：吊装上层PEC组合柱，使得上层PEC组合柱和下层PEC组合柱对齐；
步骤3：安装中腹夹板和螺栓，中腹夹板夹住上层PEC组合柱和下层PEC组合柱的腹板；
步骤4：焊接连接钢筋，一部分连接钢筋的两端分别与上层PEC组合柱和下层PEC组合柱的架立钢筋焊接，另一部分连接钢筋的两端分别与上层PEC组合柱和下层PEC组合柱的抗裂钢筋焊接；
步骤5：安装卷边夹板和螺栓，卷边夹板夹住上层PEC组合柱和下层PEC组合柱的卷边；
步骤6：在上层PEC组合柱和下层PEC组合柱的对接处现浇混凝土；
在所述步骤1中，在下层PEC组合柱的顶部安装辅助器；
所述辅助器包括横板、支撑板和固定板，横板的两端各连接一个固定板，固定板上设置有安装孔，两个固定板上的安装孔与钢骨的两个卷边上的连接孔对齐，横板和固定板通过螺栓固定在卷边上；横板上设置有多个水平的支撑板，支撑板的末端设置有向上的舌板；当辅助器被安装之后，支撑板的末端抵住钢骨的腹板，支撑板用于承载中腹夹板的底边，支撑板和舌板将中腹夹板临时固定贴合在钢骨的腹板上；
所述辅助器还包括移动杆、压板和弹簧，移动杆从横板穿过，移动杆的一端设置有挡盘另一端固定连接压板，弹簧套在移动杆上，弹簧的两端分别抵住挡盘和横板；压板与架立钢筋或者抗裂钢筋对齐，压板将连接钢筋临时压在对应的架立钢筋或者抗裂钢筋上。
2.根据权利要求1所述的拓扑PEC组合柱节点结构的安装方法，其特征在于：所述压板的表面设置有弧形的凹槽。
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