CN207919908U - 一种装配式高强高延性混凝土免套筒连接结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种装配式高强高延性混凝土免套筒连接结构，包括预制钢筋混凝土梁，预制钢筋混凝土梁包括箍筋和设于梁下部的搭接段纵筋，箍筋上部裸露，搭接段纵筋外侧设有预留箍筋；预制钢筋混凝土梁下部通过搭接段纵筋交错搭接，且搭接段纵筋交错搭接处设有螺旋箍筋，预制钢筋混凝土梁上部由依次穿过预留箍筋和设于预制钢筋混凝土梁内的箍筋连接，搭接段后浇有高强高延性混凝土，预制钢筋混凝土梁上部后浇混凝土。利用高强高延性混凝土超高的强度和粘结性能能大幅度缩短钢筋的搭接长度，减少甚至免去预留箍筋的使用，避免梁钢筋弯锚，解决节点区钢筋拥挤问题。由于不使用套筒，工厂制作方便，便于安装，无需专业人员质量容易控制。

Description

一种装配式高强高延性混凝土免套筒连接结构

技术领域

本实用新型属于装配式混凝土结构技术领域，具体涉及一种装配式高强高延性混凝土免套筒连接结构。

背景技术

由于预制构件在工厂预制能很好的保证预制构件的质量，装配式结构的安全主要取决于这些构件与周边构件的连接。可靠的连接质量可以实现按设计的要求传递规定的内力，并且不会引起使用和观感上的问题。如果接头连接质量存在缺陷，轻则引起裂缝、渗漏等使用上的问题，重则影响构件与构件、构件与支撑结构之间力的传递，造成承载力及安全方面的问题，甚至引起结构解体，发生塌跨等严重后果。各次大地震的震害调查发现：在整体倒塌的建筑物中，预制梁、柱构件破坏较轻，而主要的倒塌原因是框架结构内各个构件间的连接破坏。

目前，我国装配式结构构件钢筋连接的主要方式有焊接连接、机械连接、绑扎搭接、套筒灌浆连接，约束桨锚连接等形式。其中焊接连接和机械连接由于现场施工极其困难，实际中基本无法在装配式结构构件的连接中应用；绑扎搭接由于搭接长度过长，连接性能差等原因，只应用于装配式叠合板和部分梁中钢筋的连接；套筒灌浆连接和约束桨锚连接是目前装配式混凝土结构可用的两种连接方式，但由于装配式构件体积大、质量重、连接构造复杂，再加上中国的建筑行业劳动力水平较低，加大了精细化程度要求较高的装配式建筑施工的难度，因此，套筒灌浆连接和约束桨锚连接均存在对中困难，操作复杂等缺点，施工中钢筋一旦冲突或误差较大将无法进行安装，影响工期，造成浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种施工简便，安全可靠的装配式高强高延性混凝土免套筒连接结构及连接方法。

本实用新型提供的技术方案如下：

一种装配式高强高延性混凝土免套筒连接结构，包括预制钢筋混凝土梁，所述预制钢筋混凝土梁包括预制钢筋混凝土左梁和预制钢筋混凝土右梁，所述预制钢筋混凝土梁包括箍筋和设于梁下部的搭接段纵筋，所述箍筋上部裸露，所述搭接段纵筋外侧设有预留箍筋；

所述预制钢筋混凝土左梁和预制钢筋混凝土右梁下部通过搭接段纵筋交错搭接，且搭接段纵筋交错搭接处设有螺旋箍筋，所述预制钢筋混凝土左梁和预制钢筋混凝土右梁上部由依次穿过预留箍筋和预制钢筋混凝土梁内箍筋的纵筋连接，连接后搭接段后浇有高强高延性混凝土，预制钢筋混凝土梁上部后浇混凝土。

还包括预制钢筋混凝土上柱和预制钢筋混凝土下柱，所述预制钢筋混凝土上柱上预留有后浇孔，且下端面中心预制有预制芯柱，所述预制芯柱用于装配时对预制钢筋混凝土上柱的支撑，所述预制钢筋混凝土上柱和预制钢筋混凝土下柱四角均设有搭接段纵筋，每个搭接段纵筋端头设有锚固板，所述预制钢筋混凝土上柱和预制钢筋混凝土下柱通过搭接段纵筋交错搭接、搭接段纵筋交错搭接处的螺旋箍筋、搭接段纵筋外侧的预留箍筋和连接处后填充的高强高延性混凝土进行连接。

还包括预制钢筋混凝土上柱和预制钢筋混凝土下柱，所述预制钢筋混凝土上柱和预制钢筋混凝土下柱分别为倒台阶状和台阶状，且两个台阶相对形成两处搭接段，所述预制钢筋混凝土上柱和预制钢筋混凝土下柱的上下台阶处均预设有搭接段纵筋和预留箍筋，所述预制钢筋混凝土上柱上预留有后浇孔，所述预制钢筋混凝土上柱的搭接段纵筋端头设有调平螺母，所述预制钢筋混凝土下柱的搭接段纵筋端头设有锚固板，所述预制钢筋混凝土上柱和预制钢筋混凝土下柱通过两处搭接段纵筋交错搭接、搭接段纵筋交错搭接处的螺旋箍筋、搭接段纵筋外侧的预留箍筋和连接处后填充的高强高延性混凝土进行连接。

所述预制芯柱为预制钢筋混凝土上柱截面的1/2-2/3。

所述搭接段纵筋的搭接长度为5-15倍的纵筋直径。

所述锚固板为圆形或方形钢板，厚度为10-20mm，直径或边长为纵筋的2-3倍。

所述螺旋箍筋直径为4-8mm，预留箍筋间距为20-30mm，环向直径为2-4倍的钢筋直径。

本实用新型的有益效果是：

（1）利用高强高延性混凝土超高的强度和粘结性能能大幅度缩短钢筋的搭接长度，新旧混凝土连接可靠。

（2）高强高延性混凝土具有较高的抗拉强度和拉伸应变硬化的特点，因此，可以减少甚至免去预留箍筋的使用，避免梁钢筋弯锚，解决节点区钢筋拥挤的问题。

（3）高强高延性混凝土具有超高强度、高延性的特点，构件抗震性能提高，可以在高烈度区使用。

（4）由于该种连接方式不使用套筒，因此工厂制作方便，便于安装，减少工序，无需专业人员质量容易控制，符合我国现状。

下面将结合附图做进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型装配式梁搭接连接的结构示意图；

图2是装配式柱100%搭接连接的结构示意图；

图3是装配式柱50%搭接连接的结构示意图；

图4是配预留箍筋普通混凝土节点核心区的破坏形态；

图5是配预留箍筋普通混凝土节点核心区的滞回曲线；

图6是未配预留箍筋高延性混凝土（HDC）节点核心区的破坏形态；

图7是未配预留箍筋高延性混凝土（HDC）节点核心区的滞回曲线。

图中：1、预制钢筋混凝土右梁；2、预制钢筋混凝土左梁；3、纵筋；4、预留箍筋；5、锚固板；6、螺旋箍筋；7、预制芯柱；8、后浇孔；9、调平螺母；10、预制钢筋混凝土上柱；11、预制钢筋混凝土下柱。

具体实施方式

实施例1：

本实施例提供了一种如图1所示的装配式高强高延性混凝土免套筒连接结构，包括预制钢筋混凝土梁，所述预制钢筋混凝土梁包括预制钢筋混凝土左梁2和预制钢筋混凝土右梁1，所述预制钢筋混凝土梁包括箍筋和设于梁下部的搭接段纵筋，所述箍筋上部裸露，所述搭接段纵筋外侧设有预留箍筋4；

所述预制钢筋混凝土左梁2和预制钢筋混凝土右梁1下部通过搭接段纵筋交错搭接，且搭接段纵筋交错搭接处设有螺旋箍筋6，所述预制钢筋混凝土左梁2和预制钢筋混凝土右梁1上部由依次穿过预留箍筋4和预制钢筋混凝土梁内箍筋的纵筋3连接，连接后搭接段后浇有高强高延性混凝土，预制钢筋混凝土梁上部后浇混凝土。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种如图2所示的装配式高强高延性混凝土免套筒连接结构，还包括预制钢筋混凝土上柱10和预制钢筋混凝土下柱11，所述预制钢筋混凝土上柱10上预留有后浇孔8，且下端面中心预制有预制芯柱7，所述预制芯柱7用于装配时对预制钢筋混凝土上柱10的支撑，所述预制钢筋混凝土上柱10和预制钢筋混凝土下柱11四角均设有搭接段纵筋，每个搭接段纵筋端头设有锚固板5，所述预制钢筋混凝土上柱10和预制钢筋混凝土下柱11通过搭接段纵筋交错搭接、搭接段纵筋交错搭接处的螺旋箍筋6、搭接段纵筋外侧的预留箍筋4和连接处后填充的高强高延性混凝土进行连接。

施工过程：步骤一：在预制厂进行梁、柱钢筋骨架的绑扎，绑扎完成后将钢筋骨架放入预先制好的模板中，先进行普通混凝土的浇筑并养护，形成预制梁（包括预制钢筋混凝土右梁1和预制钢筋混凝土左梁2）、预制柱（包括预制钢筋混凝土上柱10和预制钢筋混凝土下柱11。

步骤二：将预制柱在现场进行吊装到预定的位置，在搭接段纵筋搭接处缠绕螺旋箍筋6，并且绑扎预先放入的预留箍筋4，然后浇高强高延性混凝土，将预制钢筋混凝土上柱10和预制钢筋混凝土下柱11进行连接，如图2所示，完成柱的连接。

如图2所示，本实施例中的柱的连接为100%搭接连接，预制芯柱7作用为在构件装配时起到支撑和定位的作用。其中，所述搭接段纵筋的搭接长度为5-15倍的纵筋3直径。所述锚固板5为圆形或方形钢板，厚度为10-20mm，直径或边长为纵筋3的2-3倍。所述螺旋箍筋6直径为4-8mm，预留箍筋4间距为20-30mm，环向直径为2-4倍的钢筋直径。

所述高强高延性混凝土的组分为水泥、粉煤灰、硅灰、砂、PE纤维、钢纤维和水，其中，按质量百分比计，水泥：粉煤灰：硅灰：砂：水=1：0-0.3：0.1-0.4：0.76：0.22-0.32；以水泥、粉煤灰、硅灰、砂和水混合均匀后的总体积为基数，PVA纤维的体积掺量为1%-1.5%，钢纤维的体积掺量为0.5%-2%。

由于高强高延性混凝土拉伸应变硬化和多裂缝开展的特点，连接区域预留箍筋4用量可适当减少，减少的幅度可取为最小配箍率，即纤维抗剪的作用可以等价于最小配箍率的抗剪作用，如图4、图5所示，配预留箍筋的普通混凝土节点核心区破坏严重，而且滞回曲线明显捏拢，而图6、图7所示的未配预留箍筋的高延性混凝土节点核心区呈现多裂缝开展的特点，滞回曲线饱满。本实施例的高强高延性混凝土属于高延性混凝土。

实施例3：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种如图3所示的装配式高强高延性混凝土免套筒连接结构，还包括预制钢筋混凝土上柱10和预制钢筋混凝土下柱11，所述预制钢筋混凝土上柱10和预制钢筋混凝土下柱11分别为倒台阶状和台阶状，且两个台阶相对形成两处搭接段，所述预制钢筋混凝土上柱10和预制钢筋混凝土下柱11的上下台阶处均预设有搭接段纵筋和预留箍筋4，所述预制钢筋混凝土上柱10上预留有后浇孔8，所述预制钢筋混凝土上柱10的搭接段纵筋端头设有调平螺母9，所述预制钢筋混凝土下柱11的搭接段纵筋端头设有锚固板5，所述预制钢筋混凝土上柱10和预制钢筋混凝土下柱11通过两处搭接段纵筋交错搭接、搭接段纵筋交错搭接处的螺旋箍筋6、搭接段纵筋外侧的预留箍筋4和连接处后填充的高强高延性混凝土进行连接。

装配施工：将预制柱在现场进行吊装到预定的位置，通过调平螺母9或其他调平支撑对柱进行调平，在搭接段纵筋搭接处缠绕螺旋箍筋，并且绑扎预先放入的预留箍筋4，然后浇高强高延性混凝土，将柱进行连接，如图3所示，完成柱（梁）的连接。

在本实施例中，柱的连接为50%搭接连接。预制钢筋混凝土上柱10的截面尺寸为长500mm、宽500mm，预制钢筋混凝土下柱11的截面尺寸为宽300mm、长600mm；螺旋箍筋6直径为5mm，预留箍筋4间距为25mm，环向直径为3倍的钢筋直径；锚固板5为圆形，厚度为15mm，直径为纵筋3的3倍。

其中，本实例中高强高延性混凝土的组分为水泥、粉煤灰、硅灰、砂、PE纤维、钢纤维和水，其中，按质量百分比计，水泥：粉煤灰：硅灰：砂：水=1：0.9：0.1：0.76：0.28；以水泥、粉煤灰、硅灰、砂和水混合均匀后的总体积为基数PE纤维的体积掺量为1.5%，钢纤维的体积掺量为0.5%~1%。

其中：砂的最大粒径为1.26mm；PE纤维为上海罗洋科技有限公司生产的PA600型纤维，长度为8mm，直径为26µm，抗拉强度为1200MPa，弹性模量为30GPa；钢纤维采用上海某公司生产的带钩镀铜钢纤维，直径0.22 mm，长度13mm，抗拉强度2800MPa；水泥为P.O. 52.5R硅酸盐水泥；粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰；所用硅灰的烧失量为5%，二氧化硅含量为88%，比表面积为18000 m²/kg。

实施例4：

本实施例提供了一种装配式高强高延性混凝土免套筒连接方法，使用装配式高强高延性混凝土免套筒连接结构，将预制钢筋混凝土梁吊装到预定的位置，将预制钢筋混凝土左梁2和预制钢筋混凝土右梁1下部通过搭接段纵筋交错搭接，然后在搭接处缠绕螺旋箍筋6，上部通过纵筋依次穿过预留箍筋4和箍筋的3连接，之后对预留箍筋进行绑扎，然后浇高强高延性混凝土实现装配式连接。

本实施例没有具体描述的部分都属于本技术领域的公知常识和公知技术，此处不再一一详细说明。

以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种装配式高强高延性混凝土免套筒连接结构，其特征在于：包括预制钢筋混凝土梁，所述预制钢筋混凝土梁包括预制钢筋混凝土左梁（2）和预制钢筋混凝土右梁（1），所述预制钢筋混凝土梁包括箍筋和设于梁下部的搭接段纵筋，所述箍筋上部裸露，所述搭接段纵筋外侧设有预留箍筋（4）；

所述预制钢筋混凝土左梁（2）和预制钢筋混凝土右梁（1）下部通过搭接段纵筋交错搭接，且搭接段纵筋交错搭接处设有螺旋箍筋（6），所述预制钢筋混凝土左梁（2）和预制钢筋混凝土右梁（1）上部由依次穿过预留箍筋（4）和预制钢筋混凝土梁内箍筋的纵筋（3）连接，连接后搭接段后浇有高强高延性混凝土，预制钢筋混凝土梁上部后浇混凝土。

2.根据权利要求1所述的一种装配式高强高延性混凝土免套筒连接结构，其特征在于：还包括预制钢筋混凝土上柱（10）和预制钢筋混凝土下柱（11），所述预制钢筋混凝土上柱（10）上预留有后浇孔（8），且下端面中心预制有预制芯柱（7），所述预制芯柱（7）用于装配时对预制钢筋混凝土上柱（10）的支撑，所述预制钢筋混凝土上柱（10）和预制钢筋混凝土下柱（11）四角均设有搭接段纵筋，每个搭接段纵筋端头设有锚固板（5），所述预制钢筋混凝土上柱（10）和预制钢筋混凝土下柱（11）通过搭接段纵筋交错搭接、搭接段纵筋交错搭接处的螺旋箍筋（6）、搭接段纵筋外侧的预留箍筋（4）和连接处后填充的高强高延性混凝土进行连接。

3.根据权利要求1所述的一种装配式高强高延性混凝土免套筒连接结构，其特征在于：还包括预制钢筋混凝土上柱（10）和预制钢筋混凝土下柱（11），所述预制钢筋混凝土上柱（10）和预制钢筋混凝土下柱（11）分别为倒台阶状和台阶状，且两个台阶相对形成两处搭接段，所述预制钢筋混凝土上柱（10）和预制钢筋混凝土下柱（11）的上下台阶处均预设有搭接段纵筋和预留箍筋（4），所述预制钢筋混凝土上柱（10）上预留有后浇孔（8），所述预制钢筋混凝土上柱（10）的搭接段纵筋端头设有调平螺母（9），所述预制钢筋混凝土下柱（11）的搭接段纵筋端头设有锚固板（5），所述预制钢筋混凝土上柱（10）和预制钢筋混凝土下柱（11）通过两处搭接段纵筋交错搭接、搭接段纵筋交错搭接处的螺旋箍筋（6）、搭接段纵筋外侧的预留箍筋（4）和连接处后填充的高强高延性混凝土进行连接。

4.根据权利要求2所述的一种装配式高强高延性混凝土免套筒连接结构，其特征在于：所述预制芯柱（7）为预制钢筋混凝土上柱（10）截面的1/2-2/3。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种装配式高强高延性混凝土免套筒连接结构，其特征在于：所述搭接段纵筋的搭接长度为5-15倍的搭接段纵筋直径。

6.根据权利要求2-4任一项所述的一种装配式高强高延性混凝土免套筒连接结构，其特征在于：所述锚固板（5）为圆形或方形钢板，厚度为10-20mm，直径或边长为纵筋（3）的2-3倍。

7.根据权利要求1-4任一项所述的一种装配式高强高延性混凝土免套筒连接结构，其特征在于：所述螺旋箍筋（6）直径为4-8mm，预留箍筋（4）间距为20-30mm，环向直径为2-4倍的钢筋直径。