CN213741571U - 装配式混凝土建筑结构预留钢筋穿孔的预制柱及梁柱节点 - Google Patents

装配式混凝土建筑结构预留钢筋穿孔的预制柱及梁柱节点 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种装配式混凝土建筑结构预留钢筋穿孔的预制柱及梁柱节点,包括柱体,在柱体内预埋有不外露于柱体的钢筋骨架,且在柱体内竖向设置有若干装配孔,装配孔贯穿柱体并沿着柱体的端面边沿周边分布。本实用新型的预制柱是将钢筋混凝土柱的钢筋骨架预埋于柱体内,竖向钢筋或构造钢筋均不外露,不仅减少了预制柱在运输过程中占用的空间,保护柱体不被破坏,而且在施工过程中简化了预制柱的吊装操作,同时保证了施工的安全可靠性。本实用新型具有竖向设置的装配孔,通过在装配孔中插入受力筋实现上下层预制柱和结构梁的装配连接,降低了预制柱的制作和安装难度,施工方便,施工效率高、施工成本低。

Description

装配式混凝土建筑结构预留钢筋穿孔的预制柱及梁柱节点
技术领域
本实用新型属于装配式混凝土建筑结构技术,特别涉及一种装配式混凝土建筑结构预留钢筋穿孔的预制柱,还涉及包含该预制柱的梁柱节点。
背景技术
装配式混凝土结构是由预制混凝土构件通过可靠的连接方式装配而成的混凝土结构。这种建筑结构具有施工方便快速、工期短、节约造价、减少污染浪费的特点。
随着装配式建筑在我国的推广,为了更容易满足装配式建筑的评价要求,越来越多的装配式混凝土建筑竖向主体结构也采用预制构件。通过预埋在柱底端的灌浆套筒进行上下层纵筋驳接的连接方式在预制柱装配连接中的应用较为普遍,这种连接方式通常是:在柱底预留套筒,将连接钢筋通过插孔插入套筒后,把专用灌浆料灌入套筒,灌浆料充满套筒与钢筋之间的间隙,灌浆料硬化后与钢筋横肋和套筒内壁形成紧密啮合,并在钢筋和套筒之间有效传力,实现钢筋对接。但是,这种连接方式存在着以下缺陷:
⑴有些节点连接构造基于锚固长度要求,需要预制构件预留一定长度的钢筋,当连接节点钢筋较密集时,构件吊装时钢筋避让难度较大,有时无法做到完全避让,而且,预留较长钢筋给预制构件的制作、运输带来一定困难,从而影响施工速度。
⑵套筒定位必须精准,在套筒灌浆前若有混凝土进入套筒内会影响灌浆和钢筋的连接效果,因此在灌浆前需要对套筒所有的开口部位进行封堵,这对预制柱的制作和安装精度提出了更高的要求,造成施工成本增加。
实用新型内容
本实用新型的第一个目的在于提供一种结构简单、成本低、施工方便且安全可靠、施工效率高、环保的装配式混凝土建筑结构预留钢筋穿孔的预制柱。
本实用新型的第一个目的通过以下的技术措施来实现:一种装配式混凝土建筑结构预留钢筋穿孔的预制柱,包括柱体,其特征在于,在所述柱体内预埋有不外露于柱体的钢筋骨架,且在所述柱体内竖向设置有若干装配孔,所述装配孔贯穿柱体并沿着柱体的端面边沿周边分布。
本实用新型的预制柱是将钢筋混凝土柱的钢筋骨架预埋于柱体内,竖向钢筋或构造钢筋均不外露,不仅减少了预制柱在运输过程中占用的空间,保护柱体不被破坏,而且在施工过程中简化了预制柱的吊装操作,同时保证了施工的安全可靠性。本实用新型具有竖向设置的装配孔,通过在装配孔中插入受力筋实现上下层预制柱和结构梁的装配连接,与现有采用灌浆套筒进行上下层纵筋驳接的连接方式相比,本实用新型降低了预制柱的制作和安装难度,施工方便,施工效率高、施工成本低。本实用新型预制柱结构简单、易于制造、制造成本低,实用性强,适于广泛推广和使用。
作为本实用新型的一种实施方式,所述柱体是矩形柱,所述钢筋骨架主要由竖向钢筋和箍筋组成。
作为本实用新型的另一种实施方式,所述柱体是矩形柱,所述钢筋骨架主要由构造钢筋和箍筋组成。
作为本实用新型的一种优选实施方式,所述装配孔是圆形孔,其直径为80~100mm。
本实用新型的第二个目的在于提供一种包含上述装配式混凝土建筑结构预留钢筋穿孔的预制柱的梁柱节点。
本实用新型的第二个目的通过以下的技术措施来实现:一种包含上述装配式混凝土建筑结构预留钢筋穿孔的预制柱的梁柱节点,包括结构梁、上层预制柱和下层预制柱,所述结构梁、上层预制柱和下层预制柱之间为梁柱节点区,其特征在于,在上层预制柱和下层预制柱的各装配孔中分别插有受力筋,其中一个预制柱的受力筋穿过梁柱节点区伸入另一个预制柱相对应的装配孔中与其内的受力筋搭接相互传力;在所述装配孔中灌注自密实细石混凝土或灌浆料,所述上层预制柱、下层预制柱和结构梁通过梁柱节点区由受力筋和混凝土或浆料连接。
本实用新型梁柱节点采用预制柱,在装配孔内、梁柱节点区内以及梁内钢筋骨架浇筑有混凝土,下层预制柱与梁通过混凝土连接,上层、下层预制柱和结构梁通过梁柱节点区由受力筋和混凝土连接。
本实用新型梁柱节点装配牢固,结构安全,施工工序简单,施工时,自下而上逐层装配施工,方便施工、大大提高了施工效率,在下层预制柱装配完成后,可拆除施工中使用的临时固定架、临时支撑架及模板,循环使用,减少造价成本,减少污染浪费。
优选的,所述下层预制柱的受力筋向上插入上层预制柱装配孔内的长度大于或等于500mm,或所述上层预制柱的受力筋向下插入下层预制柱装配孔内的长度大于或等于500mm。
本发明所述上层预制柱和下层预制柱端面大小相同,所述上层预制柱下端面上的装配孔和下层预制柱上端面上的装配孔上下相对应,其中一个预制柱的受力筋竖直穿过梁柱节点区伸入另一个预制柱的装配孔内与其内受力筋相互搭接传力。
本发明所述上层预制柱和下层预制柱端面大小不同(柱变截面),当柱变截面位置纵向钢筋构造满足△/hb≤1/6时(△:上柱比下柱在正立面投影减小的宽度,包括两侧或单侧的变化、hb:梁的截面高度),其中一个预制柱的受力筋弯折穿过梁柱节点区伸入另一个预制柱的装配孔内与其内受力筋相互搭接传力。
作为本实用新型的一种实施方式,所述结构梁为预制梁,所述梁柱节点现浇而成。预制梁的底筋伸入梁柱节点区中,预制梁的顶面绑扎有梁面钢筋,且该梁面钢筋伸入梁柱节点区中,梁柱节点区和位于预制梁顶面的梁现浇区域中浇筑有采用现浇方式同时浇注的混凝土使得预留钢筋、底筋和梁面钢筋均埋入该混凝土中。
作为本实用新型的另一种实施方式,所述结构梁为预制梁,所述梁柱节点和预制梁共同预制,在梁柱节点区需要留有与预制柱的装配孔相对应(当上层预制柱和下层预制柱端面大小不同时,预留孔与装配孔不相对应)的预留孔,预留孔的直径比受力筋的直径大20mm,以便于受力筋穿过梁柱节点区连接上层、下层预制柱后在装配孔、预留孔内浇筑自密实细石混凝土或灌浆料进行封孔;当梁柱节点区为预制时,在预制柱的端部设置有座浆层。
作为本实用新型的再一种实施方式,所述结构梁为现浇梁,所述梁柱节点现浇而成。现浇梁内绑扎有梁纵筋、梁箍筋,且该梁纵筋、梁箍筋伸入梁柱节点区中,在节点区绑扎有节点区箍筋同时需预留有受力筋穿过梁柱节点区的预留孔,预留孔的直径同预制柱内装配孔的直径相同,以便在安装上层预制柱后往孔内灌注自密实细石混凝土或灌浆料。
在现场绑扎梁上部钢筋、梁柱节点箍筋,然后浇筑节点区混凝土,梁的纵筋在节点中的锚固或贯通与现浇混凝土结构相同,但由于节点内钢筋排布拥挤,预制梁伸出的钢筋较长容易打架,需采取措施避让。
本实用新型的第二个目的还可以通过以下的技术措施来实现:一种包含上述装配式混凝土建筑结构预留钢筋穿孔的预制柱的梁柱节点,包括结构梁、上层预制柱和下层预制柱,所述结构梁、上层预制柱和下层预制柱之间为梁柱节点区,其特征在于,在上层预制柱和下层预制柱的各装配孔中分别插有受力筋,所述上层预制柱和下层预制柱端面大小不同且柱变截面位置纵向钢筋构造不满足△/hb≤1/6时,两预制柱的受力筋均伸至梁柱节点区锚固;在所述装配孔中灌注自密实细石混凝土或灌浆料,所述上层预制柱、下层预制柱和结构梁通过梁柱节点区由受力筋和混凝土或浆料连接。
优选的,本实用新型所述下层预制柱受力筋的上端靠近梁顶,所述上层预制柱受力筋的下端靠近梁底;所述结构梁为预制梁或现浇梁,所述梁柱节点现浇而成,所述两预制柱的受力筋在梁柱节点区和梁内钢筋绑扎或者所述两预制柱的受力筋在梁柱节点区弯折搭接;或者所述结构梁为预制梁,所述梁柱节点和预制梁共同预制,所述两预制柱的受力筋在梁柱节点区弯折搭接。
与现有技术相比,本实用新型具有如下显著的效果:
⑴本实用新型的预制柱是将钢筋混凝土柱的钢筋骨架预埋于柱体内,竖向钢筋或构造钢筋均不外露,不仅减少了预制柱在运输过程中占用的空间,保护柱体不被破坏,而且在施工过程中简化了预制柱的吊装操作,同时保证了施工的安全可靠性。
⑵本实用新型具有竖向设置的装配孔,通过在装配孔中插入受力筋实现上下层预制柱和结构梁的装配连接,与现有采用灌浆套筒进行上下层纵筋驳接的连接方式相比,本实用新型降低了预制柱的制作和安装难度,施工方便,施工成本低。
⑶本实用新型梁柱节点装配牢固,结构安全,施工工序简单,施工时,自下而上逐层装配施工,方便施工、大大提高了施工效率,在下层预制柱装配完成后,可拆除施工中使用的临时固定架、临时支撑架及模板,循环使用,减少造价成本,减少污染浪费。
⑷本实用新型预制柱结构简单、成本低,实用性强,预制柱及梁柱节点适用于装配式混凝土建筑结构底层、中间层和顶层的施工。
⑸本实用新型可实现端面大小相同或者不同的预制柱与结构梁的装配连接,且可通过上、下层预制柱装配孔内的受力筋相互搭接并锚固在梁柱节点区实现结构连接,连接方式简单灵活,适于广泛推广和使用。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
图1是本实用新型预制柱的俯视图;
图2是本实用新型预制柱的纵向剖视图;
图3是本实用新型梁柱节点实施例1的剖视图;
图4是本实用新型梁柱节点实施例2的剖视图;
图5是本实用新型梁柱节点实施例3的剖视图;
图6是本实用新型梁柱节点实施例4的剖视图;
图7是本实用新型梁柱节点实施例5的剖视图;
图8是本实用新型施工装配式建筑底层结构装配示意图;
图9是本实用新型施工装配式建筑中间层结构装配示意图;
图10是本实用新型施工装配式建筑顶层结构装配示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1、2所示,是本实用新型一种装配式混凝土建筑结构预留钢筋穿孔的预制柱1,预制柱1为工厂制作的钢筋混凝土柱,包括方形截面的柱体,在柱体内预埋有不外露于柱体的钢筋骨架,该钢筋骨架主要由竖向钢筋2和箍筋3组成,竖向钢筋2沿着柱体的长度方向设置,箍筋3抱箍在竖向钢筋2上。在柱体内竖向设置有若干装配孔4,装配孔4贯穿柱体并沿着柱体的端面边沿周边分布,柱芯不设装配孔。在本实施例中,柱体端面的每一边分布有三个装配孔,装配孔4为圆形孔,其直径为80~100mm。在其它实施例中,装配孔的数量及分布间距根据实际工程中柱截面设计。
预制柱结构简单且易于制作,制作时,预制柱1内的装配孔4通过预埋圆柱形金属管,再待预制柱1成型后,将预埋的圆柱形金属管抽离出即成,金属管可以循环利用,避免浪费;柱体内的竖向钢筋2不外露,不仅减少了运输过程中的占用空间,保护柱体不被破坏,而且简化了吊装操作,同时保证了施工的安全可靠性。
如图3所示,是本实用新型一种包含上述装配式混凝土建筑结构预留钢筋穿孔的预制柱的梁柱节点,包括结构梁7、上层预制柱6和下层预制柱5,在本实施例中,上层预制柱6和下层预制柱5内的钢筋骨架包括竖向钢筋和箍筋,且上层预制柱6和下层预制柱5的端面大小相同,结构梁7、上层预制柱6和下层预制柱5之间的区域为梁柱节点区8,上层预制柱6下端面上的装配孔4和下层预制柱5上端面上的装配孔4上下相对应,在上层预制柱6和下层预制柱5的各装配孔中分别插有受力筋9,下层预制柱5的受力筋9向上竖直穿过梁柱节点区8伸入上层预制柱6相对应的装配孔4内600mm与上层预制柱6的受力筋9搭接相互传力。在其它实施例中,也可以是,上层预制柱6的受力筋9向下竖直穿过梁柱节点区8伸入下层预制柱5相对应的装配孔4内600mm与下层预制柱5的受力筋9搭接相互传力。在装配孔4中灌注自密实细石混凝土或灌浆料,上层预制柱6、下层预制柱5和结构梁7通过梁柱节点区8由受力筋9和混凝土或浆料连接。
在本实施例中,结构梁7为预制梁,预制柱1与预制梁在现场装配连接,梁柱节点现浇而成。具体是:预制梁的底筋10伸入梁柱节点区8中,预制梁的顶面绑扎有梁面钢筋11,且该梁面钢筋11伸入梁柱节点区8内,梁柱节点区8和位于预制梁顶面的梁现浇层12中浇筑有采用现浇方式同时浇注的混凝土,使得受力筋9、底筋10和梁面钢筋11均埋入该混凝土中,上层预制柱6与梁柱节点区8之间设有座浆层17。
实施例2
如图4所示,本实施例与实施例1的不同之处在于:结构梁7为预制梁,梁柱节点与预制梁共同预制,在预制梁内预留有对应预制柱装配孔同样位置的预留孔13,预留孔13的直径与预制柱装配孔4的直径相同,使受力筋9便于穿过梁柱节点区8连接上层预制柱6、下层预制柱5后,在装配孔4内浇筑自密实细石混凝土或灌浆料进行封孔。
实施例3
如图5所示,本实施例与实施例1的不同之处在于:结构梁7为现浇梁,梁柱节点区8现浇混凝土,结构梁7内绑扎有梁纵筋14、梁箍筋15,且该梁纵筋14、梁箍筋15伸入到梁柱节点区8中与位于梁柱节点区8的受力筋9绑扎,节点区还应设有节点区箍筋16。
实施例4
如图6所示,本实施例与实施例1的不同之处在于:上层预制柱6和下层预制柱5的端面大小不同(柱变截面),柱变截面位置纵向钢筋构造满足△/hb≤1/6(△:上柱比下柱在正立面投影减小的宽度,包括两侧或单侧的变化;hb:梁的截面高度),下层预制柱5的受力筋9弯折穿过梁柱节点区8伸入上层预制柱6相对应的装配孔内600mm与其内的受力筋9相互搭接传力。
实施例5
如图7所示,本实施例与实施例4的不同之处在于:柱变截面位置纵向钢筋构造不满足△/hb≤1/6(△:上柱比下柱在正立面投影减小的宽度,包括两侧或单侧的变化;hb:梁的截面高度)时,上层预制柱6和下层预制柱5的受力筋9均锚固于梁柱节点区中,且下层预制柱5受力筋的上端靠近梁顶,上层预制柱6受力筋的下端靠近梁底。
在本实施例中,结构梁7为预制梁,梁柱节点和预制梁共同预制,两预制柱的受力筋9在梁柱节点区弯折搭接。
在其它实施例中,结构梁为预制梁或现浇梁,梁柱节点现浇而成,两预制柱的受力筋在梁柱节点区和梁内钢筋绑扎或者两预制柱的受力筋在梁柱节点区弯折搭接。
本实用新型梁柱节点的施工过程如下:
步骤1:如图8所示,在地基或楼面上确定好预制柱1的安装位置,在安装位置附近搭建临时固定架,将预制柱吊装于安装位置并临时固定柱体,装配孔4要相互对齐,预制柱的底端与地基或楼面之间设留有20mm座浆层17;在地基上装配预制柱时,在基础钢筋绑扎时应预留有与预制柱相连的受力筋9,受力筋9的顶端伸出地基面上并插于装配孔内600m。预制柱安装就位后,在预制柱上端根据设计要求设置临时支撑(图中未画出)、模板安装结构梁7,在预制柱的装配孔4内插入受力筋9,受力筋9穿过梁柱节点区且伸出长度为600mm,然后往装配孔内灌注自密实混凝土或灌浆料。当预制柱内预埋钢筋为构造钢筋2或箍筋3时,梁柱节点区8、上层预制柱6、下层预制柱5分别插有受力筋9,下层预制柱5的受力筋向上伸入上层预制柱6装配孔内600mm长与柱内受力筋相互搭接传力,如图5所示。图6为上层预制柱6、下层预制柱5截面不一样的装配结构示意图,其不同之处在于穿过节点区8的受力筋9,需要弯折。
步骤2:如图8、9所示,当预制梁与梁柱节点预制时,在固定好预制柱与预制梁后往预留的装配孔灌注自密实混凝土,完成梁与柱的连接;当节点区为现浇时,在节点区的两侧支模并向预制柱的装配孔内灌注自密实混凝土或灌浆料,同时需在节点区钢筋骨架上浇筑混凝土,待到混凝土凝结达到一定强度时,将上层预制柱的装配孔4吊装插于下层预制柱穿过节点区的外伸受力筋后插入受力筋9使其相互搭接,然后向装配孔灌注自密实混凝土或灌浆料,完成梁与柱的连接;当结构梁为现浇梁时,节点区的钢筋需要避让开受力筋9。
步骤3:施工建筑物中间层:如图9所示,在步骤2建造的预制柱顶端,重复步骤1~2依次向上完成预制柱与结构梁的装配;施工建筑物顶层(如图10所示):当装配施工到最上层时,伸入梁柱节点区的受力筋9的顶端不高出梁柱节点区且受力筋弯锚锚入最上层结构梁中。
以上步骤预制柱与结构梁装配适用于装配式建筑底层、中间层、顶层的施工。
本实用新型通过将受力筋9插入上层预制柱装配孔内、下层预制柱装配孔内且受力筋9穿过梁柱节点区8相互搭接传力,待插入受力筋9后,向装配孔内灌注混凝土从而使得梁与柱连接起来,完成结构装配。装配结构具有装配牢固,施工工序简单的特点。施工时,自下而上逐层装配施工,大大提高了施工效率,在下层预制柱装配完成后,可拆除施工中使用的临时固定架、临时支撑架及模板,循环使用,从而减少了造价成本。
本实用新型的实施方式不限于此,根据本实用新型的上述内容,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修改、替换或变更,均落在本实用新型权利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种装配式混凝土建筑结构预留钢筋穿孔的预制柱,包括柱体,其特征在于:在所述柱体内预埋有不外露于柱体的钢筋骨架,且在所述柱体内竖向设置有若干装配孔,所述装配孔贯穿柱体并沿着柱体的端面边沿周边分布。
2.根据权利要求1所述装配式混凝土建筑结构预留钢筋穿孔的预制柱,其特征在于:所述柱体是矩形柱,所述钢筋骨架主要由竖向钢筋和箍筋组成。
3.根据权利要求1所述装配式混凝土建筑结构预留钢筋穿孔的预制柱,其特征在于:所述柱体是矩形柱,所述钢筋骨架主要由构造钢筋和箍筋组成。
4.一种包含权利要求1或2或3所述装配式混凝土建筑结构预留钢筋穿孔的预制柱的梁柱节点,包括结构梁、上层预制柱和下层预制柱,所述结构梁、上层预制柱和下层预制柱之间为梁柱节点区,其特征在于:在上层预制柱和下层预制柱的各装配孔中分别插有受力筋,其中一个预制柱的受力筋穿过梁柱节点区伸入另一个预制柱相对应的装配孔中与其内的受力筋搭接相互传力;在所述装配孔中灌注自密实细石混凝土或灌浆料,所述上层预制柱、下层预制柱和结构梁通过梁柱节点区由受力筋和混凝土或浆料连接。
5.根据权利要求4所述的梁柱节点,其特征在于:所述下层预制柱的受力筋向上插入上层预制柱装配孔内的长度大于或等于500mm,或所述上层预制柱的受力筋向下插入下层预制柱装配孔内的长度大于或等于500mm。
6.根据权利要求5所述的梁柱节点,其特征在于:所述上层预制柱和下层预制柱端面大小相同,所述上层预制柱下端面上的装配孔和下层预制柱上端面上的装配孔上下相对应,其中一个预制柱的受力筋竖直穿过梁柱节点区伸入另一个预制柱的装配孔内与其内受力筋相互搭接传力。
7.根据权利要求5所述的梁柱节点,其特征在于:所述上层预制柱和下层预制柱端面大小不同,当柱变截面位置纵向钢筋构造满足△/hb≤1/6时,其中一个预制柱的受力筋弯折穿过梁柱节点区伸入另一个预制柱的装配孔内与其内受力筋相互搭接传力。
8.根据权利要求6或7所述的梁柱节点,其特征在于:所述结构梁为预制梁,所述梁柱节点现浇而成,或者所述梁柱节点和预制梁共同预制;或所述结构梁为现浇梁,所述梁柱节点现浇而成。
9.一种包含权利要求1或2或3所述装配式混凝土建筑结构预留钢筋穿孔的预制柱的梁柱节点,包括结构梁、上层预制柱和下层预制柱,所述结构梁、上层预制柱和下层预制柱之间为梁柱节点区,其特征在于:在上层预制柱和下层预制柱的各装配孔中分别插有受力筋,所述上层预制柱和下层预制柱端面大小不同且柱变截面位置纵向钢筋构造不满足△/hb≤1/6时,两预制柱的受力筋均伸至梁柱节点区锚固;在所述装配孔中灌注自密实细石混凝土或灌浆料,所述上层预制柱、下层预制柱和结构梁通过梁柱节点区由受力筋和混凝土或浆料连接。
10.根据权利要求9所述的梁柱节点,其特征在于:所述下层预制柱受力筋的上端靠近梁顶,所述上层预制柱受力筋的下端靠近梁底;所述结构梁为预制梁或现浇梁,所述梁柱节点现浇而成,所述两预制柱的受力筋在梁柱节点区和梁内钢筋绑扎或者所述两预制柱的受力筋在梁柱节点区弯折搭接;或者所述结构梁为预制梁,所述梁柱节点和预制梁共同预制,所述两预制柱的受力筋在梁柱节点区弯折搭接。
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