CN209874048U - 一种预应力钢筋混凝土预制柱竖向连接结构 - Google Patents

Abstract

一种预应力钢筋混凝土预制柱竖向连接结构，包括上层钢筋混凝土预制柱、下层钢筋混凝土预制柱、钢筋连接器、调平定位器和密封灌浆料，上层柱预应力筋的底端部四周、上层钢筋混凝土预制柱底端内部开有供钢筋连接器容纳的锚入空间，下层柱预应力筋与上层柱预应力筋在钢筋连接器中不接触，下层钢筋混凝土预制柱的顶端面设有调平定位器，上层钢筋混凝土预制柱的底端面顶紧在定位器上、与上层钢筋混凝土预制柱之间形成初张间隙，初张间隙内灌满密封灌浆料。本实用新型利用预应力钢筋的预应力原理，通过预应力钢筋的初张拉配合调皮定位器实现柱子站立和定位；然后再通过完全张拉，保证柱子的可靠连接，结构整体的抗侧性能和自复位性能。

Description

一种预应力钢筋混凝土预制柱竖向连接结构

技术领域

本实用新型属于预制柱的竖向连接领域，特别是一种预应力预制柱的连接结构。

背景技术

目前竖向预制构件受力钢筋的连接方式，一般采用了在美国和日本等国家得到普遍应用的钢筋套筒灌浆连接技术。但是由于工人施工技术水平参差不齐，灌浆套筒节点连接质量不可靠，套筒灌浆处容易出现灌浆不实，钢筋在套筒中为分段连接，预制构件连接处后期产生裂缝，一旦发生地震作用很容易在节点处断开导致构件失效。同时灌浆套筒的现场施工量大，混凝土浇筑困难，工期较长。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种预应力钢筋混凝土预制柱竖向连接结构，要解决现有竖向预制构件采用灌浆套筒灌浆不实，钢筋在套筒中为分段连接，预制构件连接处后期产生裂缝，地震作用很容易在节点处断开导致构件失效的技术问题，还要解决灌浆套筒的现场施工量大，混凝土浇筑困难，工期较长的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种预应力钢筋混凝土预制柱竖向连接结构，包括上层钢筋混凝土预制柱和下层钢筋混凝土预制柱，所述下层钢筋混凝土预制柱与上层钢筋混凝土预制柱的连接节点处位于下层钢筋混凝土预制柱与框架梁的连接节点的上方，

所述下层钢筋混凝土预制柱内设有一组通长的竖向预应力孔道，每个预应力孔道内均穿有一根下层柱预应力筋，下层钢筋混凝土预制柱的顶端部埋有预应力锚具，所述下层柱预应力筋向上伸出下层钢筋混凝土预制柱的顶端面，预应力锚具套在下层柱预应力筋上并且其顶侧面与下层钢筋混凝土预制柱的顶端面平齐，

所述上层钢筋混凝土预制柱内设有一组与下层钢筋混凝土预制柱上下对应的通长的竖向预应力孔道，每个预应力孔道内均穿有一根上层柱预应力筋，所述上层柱预应力筋向下伸出上层钢筋混凝土预制柱的底端面，所述预应力孔道在上层柱预应力筋的底端部四周加宽形成供钢筋连接器容纳的锚入空间，

所述竖向连接结构还包括钢筋连接器、调平定位器和密封灌浆料，

所述钢筋连接器的底端面顶在下层钢筋混凝土预制柱的顶端面、预应力锚具上，下层柱预应力筋顶端部锚入钢筋连接器的底部并与其机械连接，上层柱预应力筋的底端部锚入钢筋连接器的顶部并与其机械连接，钢筋连接器伸入锚入空间，所述下层柱预应力筋与上层柱预应力筋在钢筋连接器中无接触，

所述下层钢筋混凝土预制柱的顶端面设有调平定位器，所述上层钢筋混凝土预制柱的底端面顶紧在调平定位器上、与上层钢筋混凝土预制柱之间形成初张间隙，所述初张间隙内灌满密封灌浆料，所述预应力钢筋混凝土预制柱竖向连接结构形成竖向预应力结构。

所述钢筋连接器为带内螺纹的套筒，所述下层柱预应力筋的顶端部和上层柱预应力筋的底端部均开有对应的外螺纹。

所述调平定位器位于下层钢筋混凝土预制柱的顶端面的边部，

所述上层钢筋混凝土预制柱和下层钢筋混凝土预制柱均为圆柱时，调平定位器沿钢筋连接器的外侧间隔设有一周；

所述上层钢筋混凝土预制柱和下层钢筋混凝土预制柱均为多边形柱时，调平定位器沿钢筋连接器的外侧每边中点设有一个。

所述调平定位器为钢垫块或钢垫片。

所述密封灌浆料为纤维灌浆料。

所述下层钢筋混凝土预制柱的梁柱节点位置处一体预制有牛腿，所述框架梁搭接固定在牛腿上。

与现有技术相比本实用新型具有以下特点和有益效果：

本实用新型的竖向连接结构主要包括上下预制混凝土柱，上下预制混凝土柱是结构的主要受力构件，也是该施工方法需要连接的构件，连接截面位于梁柱节点以上；预应力连接钢筋是预制混凝土柱的受力钢筋，也是结构整体性的保证措施；钢筋连接器是分段预应力钢筋的连接装置，采用的是机械式的干式连接器例如螺纹钢筋连接器等；调皮定位器用于柱子就位时的竖向调平，同时承受初张的钢筋拉力；后浇高强纤维灌浆料只是作为平整的接触面，在钢筋初张拉之后进行浇筑，达到设计强度之后需要承受完全张拉的钢筋预应力，保证柱子接触面平整、受力均匀。本实用新型通过预应力钢筋实现预制框架柱的干式连接，结构的整体性依赖的是预应力钢筋的整体“约束”效果，而不是分段钢筋和混凝土的连接，是适用于新型的预制混凝土框架结构体系。

应用本实用新型的施工方法主要利用的是预应力钢筋的预应力原理，通过预应力钢筋的初张拉配合调皮定位器实现柱子站立和定位；然后再通过完全张拉，保证柱子的可靠连接，结构整体的抗侧性能和自复位性能。

本实用新型具有以下特点：

一、采用预应力钢筋作为主要受力钢筋，使竖向结构形成为竖向预应力结构，具有很好的自复位性能，保证震后建筑的安全性。

二、节点连接为干式连接，没有混凝土连接构造，后浇高强纤维灌浆料只是作为平整的接触面，完全解决现有技术中灌浆套筒由于工人施工技术水平参差不齐，灌浆套筒节点连接质量不可靠，套筒灌浆处容易出现灌浆不实的缺点。

三、干式连接大大减小了现场的湿作业量，提高施工效率；还可以减小柱子施工过程中的模板以及支撑的使用量，降低施工成本。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。

图1是本实用新型的结构示意图以及施工方法步骤八的结束示意图。

图2是本实用新型施工方法步骤四的结束示意图。

图3是本实用新型施工方法步骤五的结束示意图。

图4是本实用新型施工方法步骤六的结束示意图。

图5是本实用新型施工方法步骤七的结束示意图。

附图标记：1－上层钢筋混凝土预制柱、2－下层钢筋混凝土预制柱、3－下层柱预应力筋、4－上层柱预应力筋、5－框架梁、6－钢筋连接器、7－调平定位器、8－密封灌浆料、9－锚入空间、10－初张间隙、11－预应力孔道、12－预应力锚具、13－模板、14－牛腿。

具体实施方式

实施例参见图1-5所示，一种预应力钢筋混凝土预制柱竖向连接结构，包括上层钢筋混凝土预制柱1和下层钢筋混凝土预制柱2，所述下层钢筋混凝土预制柱2与上层钢筋混凝土预制柱1的连接节点处位于下层钢筋混凝土预制柱2与框架梁5的连接节点的上方。

所述下层钢筋混凝土预制柱内设有一组通长的竖向预应力孔道，每个预应力孔道内均穿有一根下层柱预应力筋3，下层钢筋混凝土预制柱2的顶端部埋有预应力锚具12，所述下层柱预应力筋3向上伸出下层钢筋混凝土预制柱2的顶端面，预应力锚具12套在下层柱预应力筋3上并且其顶侧面与下层钢筋混凝土预制柱2的顶端面平齐。

所述上层钢筋混凝土预制柱内设有一组与下层钢筋混凝土预制柱上下对应的通长的竖向预应力孔道，每个预应力孔道内均穿有一根上层柱预应力筋4，所述上层柱预应力筋4向下伸出上层钢筋混凝土预制柱1的底端面，所述预应力孔道在上层柱预应力筋4的底端部四周加宽形成供钢筋连接器6容纳的锚入空间9。

所述竖向连接结构还包括钢筋连接器6、调平定位器7和密封灌浆料8。

所述钢筋连接器6的底端面顶在下层钢筋混凝土预制柱2的顶端面、预应力锚具12上，下层柱预应力筋3顶端部锚入钢筋连接器6的底部并与其机械连接，上层柱预应力筋4的底端部锚入钢筋连接器6的顶部并与其机械连接，钢筋连接器6伸入锚入空间9，所述下层柱预应力筋3与上层柱预应力筋4在钢筋连接器6中无接触。

本实施例中所述钢筋连接器6为带内螺纹的套筒，所述下层柱预应力筋3的顶端部和上层柱预应力筋4的底端部均开有对应的外螺纹。

所述下层钢筋混凝土预制柱2的顶端面设有调平定位器7，所述上层钢筋混凝土预制柱1的底端面顶紧在调平定位器7上、与上层钢筋混凝土预制柱1之间形成初张间隙10，所述初张间隙10内灌满密封灌浆料8，所述预应力钢筋混凝土预制柱竖向连接结构形成竖向预应力结构。所述密封灌浆料8为纤维灌浆料，具体为掺入体积比0.1%的高强纤维灌浆料。

所述调平定位器7位于下层钢筋混凝土预制柱2的顶端面的边部，所述上层钢筋混凝土预制柱1和下层钢筋混凝土预制柱2均为圆柱时，调平定位器7沿钢筋连接器6的外侧间隔设有一周；所述上层钢筋混凝土预制柱1和下层钢筋混凝土预制柱2均为多边形柱时，调平定位器7沿钢筋连接器6的外侧每边中点设有一个。本实施例中，所述上层钢筋混凝土预制柱1和下层钢筋混凝土预制柱2均为四边矩形柱，调平定位器7沿钢筋连接器6的外侧每边中点设有一个。所述调平定位器7为钢垫块或钢垫片。

所述下层钢筋混凝土预制柱2的梁柱节点位置处一体预制有牛腿14，所述框架梁搭接固定在牛腿14上。

这种预应力钢筋混凝土预制柱竖向连接结构的施工方法，施工步骤如下：

步骤一，工厂中统一预制钢筋混凝土预制柱和框架梁5并运至现场，其中预应力孔道11的底端预留锚入空间9。

步骤二，在下层钢筋混凝土预制柱2的预应力孔道11内穿入下层柱预应力筋3，下层柱预应力筋3进行预应力张拉后通过预应力锚具12固定。

步骤三，将钢筋连接器6套在下层柱预应力筋3的顶端部，然后在上层钢筋混凝土预制柱1的预应力孔道11内穿入上层柱预应力筋4，吊装上层钢筋混凝土预制柱1，上下两层钢筋混凝土预制柱的预应力孔道对齐。

步骤四，将上层柱预应力筋4的底端部锚入钢筋连接器6内进行连接到位，实现上层钢筋混凝土预制柱1的站立。

步骤五，然后在下层钢筋混凝土预制柱2的顶端面上安装调平定位器7，然后继续下放上层钢筋混凝土预制柱1，使上层钢筋混凝土预制柱1的底端面压紧调平定位器7，调整调平定位器使上层钢筋混凝土预制柱的安装位置到位；此时钢筋连接器6完全进入锚入空间9，下层钢筋混凝土预制柱2与上层钢筋混凝土预制柱1之间形成初张间隙10。

步骤六，对上层柱预应力筋4向上进行第一阶段的初张拉，第一阶段预应力钢筋的张拉力为设计预应力的10%-20%。上层钢筋混凝土预制柱1在预应力作用下继续顶紧调平定位器7，实现上层钢筋混凝土预制柱1的定位。

步骤七，在初张间隙10的外侧立起模板13，然后在初张间隙10内灌满密封灌浆料8。

步骤八，待密封灌浆料8达到设计强度之后，对上层柱预应力筋4进行第二阶段的完全张拉，第二阶段预应力钢筋的张拉力为设计预应力的103%。实现上层钢筋混凝土预制柱1的预应力连接；施工结束。

Claims (6)

1.一种预应力钢筋混凝土预制柱竖向连接结构，包括上层钢筋混凝土预制柱（1）和下层钢筋混凝土预制柱（2），其特征在于：所述下层钢筋混凝土预制柱（2）与上层钢筋混凝土预制柱（1）的连接节点处位于下层钢筋混凝土预制柱（2）与框架梁（5）的连接节点的上方，

所述下层钢筋混凝土预制柱内设有一组通长的竖向预应力孔道，每个预应力孔道内均穿有一根下层柱预应力筋（3），下层钢筋混凝土预制柱（2）的顶端部埋有预应力锚具（12），所述下层柱预应力筋（3）向上伸出下层钢筋混凝土预制柱（2）的顶端面，预应力锚具（12）套在下层柱预应力筋（3）上并且其顶侧面与下层钢筋混凝土预制柱（2）的顶端面平齐，

所述上层钢筋混凝土预制柱内设有一组与下层钢筋混凝土预制柱上下对应的通长的竖向预应力孔道，每个预应力孔道内均穿有一根上层柱预应力筋（4），所述上层柱预应力筋（4）向下伸出上层钢筋混凝土预制柱（1）的底端面，所述预应力孔道在上层柱预应力筋（4）的底端部四周加宽形成供钢筋连接器（6）容纳的锚入空间（9），

所述竖向连接结构还包括钢筋连接器（6）、调平定位器（7）和密封灌浆料（8），

所述钢筋连接器（6）的底端面顶在下层钢筋混凝土预制柱（2）的顶端面、预应力锚具（12）上，下层柱预应力筋（3）顶端部锚入钢筋连接器（6）的底部并与其机械连接，上层柱预应力筋（4）的底端部锚入钢筋连接器（6）的顶部并与其机械连接，钢筋连接器（6）伸入锚入空间（9），所述下层柱预应力筋（3）与上层柱预应力筋（4）在钢筋连接器（6）中无接触，

所述下层钢筋混凝土预制柱（2）的顶端面上侧设有调平定位器（7），所述上层钢筋混凝土预制柱（1）的底端面顶紧在调平定位器（7）上、与上层钢筋混凝土预制柱（1）之间形成初张间隙（10），所述初张间隙（10）内灌满密封灌浆料（8），所述预应力钢筋混凝土预制柱竖向连接结构形成竖向预应力结构。

2.根据权利要求1所述的预应力钢筋混凝土预制柱竖向连接结构，其特征在于：所述钢筋连接器（6）为带内螺纹的套筒，所述下层柱预应力筋（3）的顶端部和上层柱预应力筋（4）的底端部均开有对应的外螺纹。

3.根据权利要求1所述的预应力钢筋混凝土预制柱竖向连接结构，其特征在于：所述调平定位器（7）位于下层钢筋混凝土预制柱（2）的顶端面的边部，

所述上层钢筋混凝土预制柱（1）和下层钢筋混凝土预制柱（2）均为圆柱时，调平定位器（7）沿钢筋连接器（6）的外侧间隔设有一周；

所述上层钢筋混凝土预制柱（1）和下层钢筋混凝土预制柱（2）均为多边形柱时，调平定位器（7）沿钢筋连接器（6）的外侧每边中点设有一个。

4.根据权利要求3所述的预应力钢筋混凝土预制柱竖向连接结构，其特征在于：所述调平定位器（7）为钢垫块或钢垫片。

5.根据权利要求1所述的预应力钢筋混凝土预制柱竖向连接结构，其特征在于：所述密封灌浆料（8）为纤维灌浆料。

6.根据权利要求1所述的预应力钢筋混凝土预制柱竖向连接结构，其特征在于：所述下层钢筋混凝土预制柱（2）的梁柱节点位置处一体预制有牛腿（14），所述框架梁搭接固定在牛腿（14）上。