CN211622270U - 一种装配式混凝土建筑结构的预制柱及其梁柱节点 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种装配式混凝土建筑结构的预制柱及其梁柱节点，适用于装配式混凝土结构中上层预制柱与下层预制柱以及梁之间的连接，所述预制柱为预制混凝土管桩，所述预制混凝土管桩包括竖向设置的管桩预应力钢筋、捆扎所述管桩预应力钢筋的管桩螺旋箍筋以及灌芯混凝土，所述预制混凝土管桩内还竖向设置有连接钢筋，所述的连接钢筋具有伸出预制混凝土管桩的伸出端，所述伸出端用于与梁柱节点区的结构梁相连接；所述的预制柱用于与结构梁装配式相连接。该预制柱造价低、施工安装容错率低且安装工序简单。本实用新型同时公开了包含上述预制柱的梁柱节点。

Description

一种装配式混凝土建筑结构的预制柱及其梁柱节点

技术领域

本实用新型涉及装配式混凝土建筑结构，具体是指一种装配式混凝土建筑结构的预制柱及其梁柱节点。

背景技术

《装配式评价标准》（GB/T51129-2017）第3.0.3条指出，装配式建筑应满足主体结构部分的评价分值不低于20分，而在装配式建筑评分表中，主体结构满分为50分，其中，柱、支撑、承重墙、延性墙板等竖向构件比例达35%~80%，可获分值为20~30分，梁、板、楼梯、阳台、空调板等构件比例达70%~80%，可获分值为10~20分。倘若竖向构件不做预制，则梁、板、楼梯、阳台、空调板等构件比例需达80%，这将会给构件的拆分带来了极大的困难，因此，竖向构件也常做预制。

目前，在预制竖向构件中，用套筒灌浆连接方法的普通钢筋混凝土预制柱应用地十分广泛。而这种普通钢筋混凝土预制柱造价很高，一立方米通常需要支付三千到四千不等，并且由于体积较大，对起重机的性能要求较高。另外，普通钢筋混凝土预制柱采用套筒灌浆连接方法，这对预制柱的制作和安装精度提出了较高要求，普通钢筋混凝土预制柱的容错率低，若有某一环节出错，预制柱将可能无法使用，预制构件厂则需重新制作，这无疑给施工进度带来不少影响，也增加了施工成本。

实用新型内容

本实用新型的目的之一是提供一种装配式混凝土建筑结构的预制柱，该预制柱造价底、施工安装容错率低且安装工序简单。

本实用新型的这一目的通过如下技术方案来实现的：一种装配式混凝土建筑结构的预制柱，其特征在于：所述预制柱为预制混凝土管桩，所述预制混凝土管桩包括竖向设置的管桩预应力钢筋、捆扎所述管桩预应力钢筋的管桩螺旋箍筋以及灌芯混凝土，所述预制混凝土管桩内还竖向设置有连接钢筋，所述的连接钢筋具有伸出预制混凝土管桩的伸出端，所述伸出端用于与梁柱节点区的结构梁相连接；所述的预制柱用于与结构梁装配式相连接。

本实用新型中，所述灌芯混凝土部分灌注形成半截预制混凝土管桩或者灌满整根预制混凝土管桩。所述预制混凝土管桩可用市面上供应的预制混凝土管桩运输至现场并在其内部浇筑混凝土形成，其内部钢筋包括预应力钢筋和螺旋箍筋，这种预制柱造价远低于普通钢筋混凝土预制柱，标准化程度更高，更符合装配式建筑的标准化设计，工厂化生产，装配式施工的特点，所述预制混凝土管桩用作预制柱时端板可以取消。

本实用新型中，所述连接钢筋位于预制混凝土管桩的部分为半截钢筋或者为连续的通长钢筋。

本实用新型中，所述预制柱为位于底层的底层柱时，所述连接钢筋的底端设置一段弯折后形成的直钩，用于锚固于基础底面；所述预制柱为位于中层的中层柱时，所述连接钢筋为连续的钢筋，穿过梁柱节点区所述连接钢筋的上下两端分别锚固于位于上层的上层预制柱和位于下层的下层预制柱；所述预制柱为位于顶层的顶层柱时，所述连接钢筋直接锚固在所述结构梁上。

本实用新型中，所述连接钢筋在位于梁柱节点区的钢筋段还套装有外套管，使得连接钢筋在这个区段与混凝土隔离开来，能够有一定的自由长度，实现所述预制柱在梁柱节点区内的连接为半刚性连接；所述外套管为橡胶管或钢管。

本实用新型中的预制柱、梁和节点通过连接钢筋来实现安全可靠的连接，连接方式采用半刚性连接或刚性连接，当采用半刚性连接时，连接钢筋除了满足设计受力要求外，还需要在节点与预制柱间裹上一段橡胶管或钢管，使得连接钢筋与混凝土之间隔离开来，连接钢筋能够在这个区段能够有一定的自由长度，实现所述预制柱在节点区的连接是半刚性连接，从而把预制混凝土管桩所承受的弯矩控制到其所能承受的范围内，防止预制混凝土管桩受弯开裂。

所述橡胶管或钢管可用其他材料的套管代替，橡胶管或钢管的位置，可以在节点内，可以在预制管桩内，也可以一部分在节点内，一部分在预制混凝土管桩内，目的是使得所述连接钢筋在这个区段与混凝土隔离开来，能够有一定的自由长度，实现所述预制柱在节点区的连接是半刚性连接。

本实用新型的目的之二是提供一种装配式混凝土建筑结构的梁柱节点。

本实用新型的这一目的通过如下技术方案来实现的：包含上述预制柱的梁柱节点，其特征在于：所述梁柱节点还包括结构梁，所述预制柱与结构梁装配式相连接。

本实用新型中，所述的结构梁为叠合梁或者为现浇梁。

本实用新型中，位于上层的预制柱的底面与梁柱节点区之间以及位于下层的预制柱的顶面与梁柱节点区之间均留有座浆层间隙，座浆料填充所述座浆层间隙后形成座浆层。

本实用新型中，所述梁柱节点在节点区还设置节点区箍筋，用于捆扎位于节点处的所述连接钢筋。

本实用新型中，所述的梁柱节点区具有预留孔，所述预留孔的直径比所述连接钢筋的直径大20mm，以便所述连接钢筋穿过梁柱节点区和预留孔后进行注浆封孔。

作为本实用新型的优选实施方式，所述预制混凝土管桩的灌芯混凝土采用与同层现浇柱相同的强度等级，并在现场固定好预制混凝土管桩后再进行浇筑。

作为本实用新型的优选实施方式，所述预制混凝土管桩用作预制柱时可取消端板。

本实用新型的预制柱以及其梁柱节点，适用于装配式混凝土结构中上层预制柱与下层预制柱以及梁之间的连接，其中，所述梁可采用叠合梁或现浇梁，所述预制柱采用由预制混凝土管桩形成的预制柱，梁柱节点区可采用现浇的方式，也可采用与预制梁一同预制的方式，需设预留孔，当节点区采用与预制梁一同预制的方式，所述上层预制柱的底面与节点区之间和所述下层预制柱的顶面与节点区之间均留有座浆层间隙，该座浆层间隙由座浆料填充以形成座浆层；所述预制柱由预制混凝土管桩形成，并运输到现场安装时往其内部浇筑混凝土，形成灌芯混凝土，混凝土可以只灌半截，也可以灌满整根预制混凝土管桩；所述上层预制柱与所述下层预制柱用穿过节点区预留孔的连接钢筋来实现可靠的连接；所述的连接钢筋埋置于灌芯混凝土中，连接钢筋可以是半截，也可以是沿预制混凝土管桩通长，连接方式采用半刚性连接或刚性连接，当采用半刚性连接时，在节点区与上下层预制柱之间裹上一定长度的橡胶管或钢管，使得连接钢筋在这个区段与混凝土隔离开来，能够有一定的自由长度，实现所述预制柱在节点区的连接是半刚性连接，从而把预制混凝土管桩所承受的弯矩控制到其所能承受的范围内，防止预制混凝土管桩受弯开裂，连接钢筋的根数和长度应当根据受力的需求计算得到；当采用刚性连接时，无需橡胶管或钢管，连接钢筋与混凝土紧密接触，将上下层预制柱与梁可靠连接，这种刚性连接用于弯矩本身较小的柱子处，以防桩身开裂；所述橡胶管或钢管的长度应当根据半刚性节点的刚度计算得到，橡胶管或钢管的位置，可以在节点内，可以在预制管桩内，也可以一部分在节点内，一部分在预制混凝土管桩内，其目的是使得所述柱所分配到的弯矩人为地控制在预制混凝土管桩能承受的范围，既可保证竖向构件的正常使用，又能够提高竖向构件的标准化和工业化程度。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

第一，本实用新型采用的是市面上供应的预制混凝土管桩形成预制柱，预制混凝土管桩的生产技术已经相当成熟，造价远低于现有混凝土预制柱，解决了成本问题对装配式发展的制约问题。

第二，本实用新型采用的是埋置于灌芯混凝土中的连接钢筋穿过节点区，将上层预制柱与下层预制柱进行可靠地连接，普通混凝土预制柱采用的是钢筋套筒灌浆的连接方式，这种连接方式容错率低，存在着返厂生产进而延迟进度和增加施工成本的风险，而预制柱采用的连接方式，无需灌浆套筒进行连接，只需穿过节点区的预留孔，进而在预制混凝土管桩内浇筑混凝土即可，对施工队伍的素质要求不高，施工质量容易得到保证。

第三，本实用新型采用半刚性连接时，在节点区与上下层预制柱之间裹上一定长度的橡胶管或是钢管，也可以用其他材料的套管，目的是使得连接钢筋在这个区段与混凝土隔离开来，能够有一定的自由长度，实现所述预制柱在节点区的连接是半刚性连接，使得预制混凝土管桩分配到的弯矩处于其所能承受的范围，保证了竖向构件的正常使用，设计人员可以根据预制混凝土管桩所能承受的内力，直接选择市面上供应的预制混凝土管桩形成所述预制柱，进而提高竖向构件的标准化和工业化程度。

第四，本实用新型采用刚性连接时，无需橡胶管或钢管，连接钢筋与混凝土紧密接触，将上下层预制柱与梁可靠连接，这种刚性连接用于弯矩本身较小的柱子处，以防桩身开裂，这种连接方式比半刚性连接施工更为简便，有利于装配式建筑的推广。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明。

图1为本实用新型装配式混凝土建筑结构的预制柱及其梁柱节点的剖视图，此时预制柱为中层柱；

图2为本实用新型装配式混凝土建筑结构的预制柱及其梁柱节点的剖视图，此时预制柱为底层柱；

图3为本实用新型装配式混凝土建筑结构的预制柱及其梁柱节点的剖视图，此时预制柱为顶层柱；

图4为本实用新型装配式混凝土建筑结构的预制柱及其梁柱节点的平面图；

图中：1、预制混凝土管桩；2、管桩预应力钢筋；3、管桩螺旋箍筋；4、连接钢筋；5、外套管；6、预制梁纵向受力钢筋；7、预制梁纵向构造钢筋；8、节点区箍筋；9、梁柱节点区；10、座浆层；11、预留孔；12、叠合梁；13、叠合梁的预制层；14、后浇混凝土叠合层；15、灌芯混凝土；16、基础底面；17、上层预制柱；18、下层预制柱。

具体实施方式

如图1至图4所示一种装配式混凝土建筑结构的预制柱，该预制柱为预制混凝土管桩1，预制混凝土管桩1包括竖向设置的管桩预应力钢筋2、捆扎管桩预应力钢筋2的管桩螺栓箍筋3以及灌芯混凝土15，预制混凝土管桩1内还竖向设置有连接钢筋4，连接钢筋4具有伸出预制混凝土管桩1的伸出端，伸出端用于与梁柱节点区9的结构梁相连接；预制柱用于与结构梁装配式相连接。该预制柱适用于装配式混凝土结构中预制混凝土管桩1形成的预制柱与叠合梁12以及梁柱节点区9之间的连接，由于刚性连接与半刚性连接在连接构造上类似，这里只选用半刚性连接方式作为说明。

本实施例中，灌芯混凝土15为灌满整根预制混凝土管桩1，也可以部分灌注形成半截预制混凝土管桩1。连接钢筋4位于预制混凝土管桩1的部分为连续的通长钢筋，也可以为半截钢筋。

如图1所示，当预制柱为位于中层的中层柱时，连接钢筋4为连续的钢筋，穿过梁柱节点区9连接钢筋4的上下两端分别锚固于位于上层的上层预制柱和位于下层的下层预制柱。此时预制混凝土管桩1用于中层柱、叠合梁12和梁柱节点区9连接时，先安装下层预制18，再将叠合梁12和梁柱节点区9通过支撑临时固定，接着把裹有一定长度橡胶管或钢管的连接钢筋，穿过节点区预留孔11，往下层预制柱18内部浇筑混凝土，将下层预制18顶面与节点区间的座浆层10用坐浆料填充，再将节点区预留孔11采用注浆的方式进行填孔，最后安装上层预制柱17，最后，穿过节点区的连接钢筋4的两端分别锚固于上层预制柱17与下层预制柱18的灌芯混凝土15中。

如图2所示，当预制柱为位于底层的底层柱时，连接钢筋4的底端设置一段弯折后形成的直钩，用于锚固基础底面16。此时预制混凝土管桩1用于底层柱、叠合梁12和梁柱节点区9连接时，与预制柱为位于中层的中层柱不同的是，连接钢筋4在连接底层预制柱与基础时，也需要设置裹上一定长度的橡胶管或钢管5，以保证该连接为半刚性连接，接着设置一段直钩并锚固于基础底面16

如图3所示，当预制柱为位于顶层的顶层柱时，连接钢筋4直接锚固在结构梁上。此时预制混凝土管桩1用于顶层柱、叠合梁12和梁柱节点区9连接时，与预制柱为位于中层的中层柱不同的是，连接钢筋4锚固于节点区即可。

连接钢筋4在位于梁柱节点区9的钢筋段还套装有外套管5，使得连接钢筋4在这个区段与混凝土隔离开来，能够有一定的自由长度，实现预制柱在梁柱节点区9内的连接为半刚性连接；外套管5为橡胶管或钢管。

在装配式混凝土结构中，采用标准化生产的预制混凝土管桩1，并运输到现场运输到现场安装时往其内部浇筑混凝土，即灌芯混凝土15，形成了预制柱，而叠合梁12包括了叠合梁的预制层13和后浇混凝土叠合层14，其中，叠合梁的预制层13根据《装配式混凝土技术规程》JGJ1-2014的要求在断面设置键槽和粗糙面，叠合梁的预制层13和梁柱节点区9一同在构件厂预制，并且梁柱节点区9内应设有对应的预留孔11，上层预制柱17的底面与梁柱节点区9之间和下层预制柱18的顶面与梁柱节点区9之间均留有座浆层间隙，该座浆层间隙由座浆料填充以形成座浆层10，上层预制柱17与下层预制柱18之间通过连接钢筋4连接，连接钢筋采用标准化生产的普通钢筋，连接钢筋由下层预制柱18的灌芯混凝土15穿过节点区预留孔11锚固于上层预制柱17中的灌芯混凝土15中，并且在梁柱节点区9与上层预制柱17、下层预制柱18之间裹上一定长度的橡胶管或钢管，也可以是满足耐久性要求的其他材料的套管，目的是使得连接钢筋在这个区段与混凝土隔离开来，能够有一定的自由长度，实现所述预制柱在节点区的连接是半刚性连接，随后采用注浆的方式，进行预留孔11的填孔，保证梁、柱和节点区之间的连接的安全可靠。

本实施例中，包含上述预制柱的梁柱节点，还包括结构梁，预制柱与结构梁装配式相连接。该结构梁可以采用叠合梁，也可以采用现浇梁。位于上层的预制柱的底面与梁柱节点区9之间以及位于下层的预制柱的顶面与梁柱节点区9之间均留有座浆层间隙，座浆料填充座浆层间隙后形成座浆层10。

本实施例中，梁柱节点在节点区还设置节点区箍筋8，用于捆扎位于节点处的连接钢筋4。梁柱节点区9具有预留孔11，预留孔11的直径比连接钢筋4的直径大20mm，以便连接钢筋4穿过梁柱节点区9和预留孔11后进行注浆封孔。

如图4所示，本实用新型突出的是应用了预制混凝土管桩形成预制柱，以及节点区连接钢筋裹上橡胶管或钢管，保证该连接为半刚性连接，以控制预制混凝土管桩所承受的弯矩，与节点的类型影响不大，故只选取中柱节点平面图加以说明，其他节点不再赘述。

本实用新型不局限于上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本实用新型的保护范围之中。例如：连接钢筋裹上了一定长度其他材料的套管，使得连接钢筋在这个区段与混凝土隔离开来，能够有一定的自由长度，实现所述预制柱在节点区的连接是半刚性连接;节点可以是现浇也可以是预制；与梁一同预制的节点的形式改为方的；节点形式为圆形，箍筋采用圆形箍筋。

Claims (10)

1.一种装配式混凝土建筑结构的预制柱，其特征在于：所述预制柱为预制混凝土管桩（1），所述预制混凝土管桩（1）包括竖向设置的管桩预应力钢筋（2）、捆扎所述管桩预应力钢筋（2）的管桩螺旋箍筋（3）以及灌芯混凝土（15），所述预制混凝土管桩（1）内还竖向设置有连接钢筋（4），所述的连接钢筋（4）具有伸出预制混凝土管桩（1）的伸出端，所述伸出端用于与梁柱节点区（9）的结构梁相连接；所述的预制柱用于与结构梁装配式相连接。

2.根据权利要求1所述的装配式混凝土建筑结构的预制柱，其特征在于：所述灌芯混凝土（15）部分灌注形成半截预制混凝土管桩（1）或者灌满整根预制混凝土管桩（1）。

3.根据权利要求1所述的装配式混凝土建筑结构的预制柱，其特征在于：所述连接钢筋（4）位于预制混凝土管桩（1）的部分为半截钢筋或者为连续的通长钢筋。

4.根据权利要求1所述的装配式混凝土建筑结构的预制柱，其特征在于：所述预制柱为位于底层的底层柱时，所述连接钢筋（4）的底端设置一段弯折后形成的直钩，用于锚固于基础底面（16）；所述预制柱为位于中层的中层柱时，所述连接钢筋（4）为连续的钢筋，穿过梁柱节点区（9）所述连接钢筋（4）的上下两端分别锚固于位于上层的上层预制柱和位于下层的下层预制柱；所述预制柱为位于顶层的顶层柱时，所述连接钢筋（4）直接锚固在所述结构梁上。

5.根据权利要求4所述的装配式混凝土建筑结构的预制柱，其特征在于：所述连接钢筋（4）在位于梁柱节点区（9）的钢筋段还套装有外套管（5），使得连接钢筋（4）在这个区段与混凝土隔离开来，能够有自由长度，实现所述预制柱在梁柱节点区（9）内的连接为半刚性连接；所述外套管（5）为橡胶管或钢管。

6.包含权利要求1至5任一项所述的预制柱的梁柱节点，其特征在于：所述梁柱节点还包括结构梁，所述预制柱与结构梁装配式相连接。

7.根据权利要求6所述的梁柱节点，其特征在于：所述的结构梁为叠合梁或者为现浇梁。

8.根据权利要求6所述的梁柱节点，其特征在于：位于上层的预制柱的底面与梁柱节点区（9）之间以及位于下层的预制柱的顶面与梁柱节点区（9）之间均留有座浆层间隙，座浆料填充所述座浆层间隙后形成座浆层（10）。

9.根据权利要求6所述的梁柱节点，其特征在于：所述梁柱节点在节点区还设置节点区箍筋（8），用于捆扎位于节点处的所述连接钢筋（4）。

10.根据权利要求6所述的梁柱节点，其特征在于：所述的梁柱节点区（9）具有预留孔（11），所述预留孔（11）的直径比所述连接钢筋（4）的直径大20mm，以便所述连接钢筋（4）穿过梁柱节点区（9）和预留孔（11）后进行注浆封孔。

Images