CN217128744U - 一种新型预制混凝土框架柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型预制混凝土框架柱，包括：上端节点、下端节点和核心区节点；所述上端节点与核心区节点连接；所述核心区节点与下端节点连接；所述上端节点设置有外伸纵向钢筋；所述核心区节点设置有互相垂直的钢梁；所述钢梁翼缘设置有通孔；所述下端节点内设置有机械灌浆套筒；所述纵向钢筋穿过钢梁翼缘设置的通孔与机械灌浆套筒连接。本实用新型将混凝土框架梁柱连接转化为钢构件连接，构造简单，现场施工方便，不需要现场浇筑混凝土；钢板箍、条形钢板环箍等使核心区节点混凝土被分割成更小的小块，使混凝土处于三向受压状态，大幅度提高了混凝土的抗压抗剪能力，从而增大核心区节点极限承载力。

Description

一种新型预制混凝土框架柱

技术领域

本实用新型属于建筑结构技术领域，特别涉及一种新型预制混凝土框架柱。

背景技术

装配式混凝土结构可以在工厂加工制作，不受季节影响，其工期容易得到保障，无需大规模的现场混凝土浇筑作业，减少建筑垃圾产生，比较环保，符合绿色建筑理念；工厂加工制作条件优于施工现场，质量容易控制；是未来建筑行业的发展趋势。装配式分为装配整体式和全装配式。装配整体式混凝土结构由预制构件通过可靠的连接方式进行连接，并与现场后浇混凝土或水泥基灌浆料形成整体的装配式混凝土结构。全装配式结构即是指采用焊接、栓接、榫接等干式连接方法对预制构件进行连接，进而形成整体的结构，该种连接方式基本上不需要现浇混凝土，在缩短工期和加快施工进度方面具有很大的优势。目前装配式结构构件连接以套筒灌浆连接、焊接、机械连接、现场后浇混凝土为主，主要为装配整体式，以湿连接为主。

预制混凝土柱的做法一般为钢筋采用灌浆套筒连接或在梁柱核心区采用机械连接或焊接，后浇混凝土与梁柱形成整体。这种做法存在以下缺点：

梁柱核心区内力大，受力复杂，设计上很难实现“强节点弱构件”的设计原则；节点区域钢筋众多，现场浇筑施工难度大；后浇混凝土养护时间长，需要达到一定强度后才能进行下一道工序，影响施工工期。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型公开了一种新型预制混凝土框架柱，包括：上端节点、下端节点和核心区节点；

所述上端节点与核心区节点连接；所述核心区节点与下端节点连接；

所述上端节点设置有外伸纵向钢筋；

所述核心区节点设置有互相垂直的钢梁；所述钢梁翼缘设置有通孔；

所述下端节点内设置有机械灌浆套筒；

所述纵向钢筋穿过钢梁翼缘设置的通孔与机械灌浆套筒连接。

更进一步地，所述纵向钢筋底部与机械灌浆套筒一端通过直螺纹连接。

更进一步地，所述钢梁悬挑端部腹板设置有高强螺栓孔。

更进一步地，所述核心区节点外设置钢板箍；

所述钢板箍与钢梁焊接连接。

更进一步地，所述钢梁上下端设置有条形钢板环箍；

所述条形钢板环箍与钢梁和钢板箍焊接连接。

更进一步地，所述条形钢板环箍内侧设置有通长加劲板。

更进一步地，所述通长加劲板与钢梁和条形钢板环箍焊接连接。

更进一步地，所述条形钢板环箍与钢梁内设置有双肢箍。

更进一步地，所述上端节点和下端节点内设置有箍筋。

更进一步地，所述下端节点底部设置有键槽。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)将混凝土框架梁柱连接转化为钢构件连接，构造简单，现场施工方便，不需要现场浇筑混凝土；

2)钢板箍、条形钢板环箍等使核心区节点混凝土被分割成更小的小块，每一小块都处于钢梁腹板、上下翼缘和核心区节点外加强构件的约束之中，从而使混凝土处于三向受压状态，大幅度提高了混凝土的抗压抗剪能力，从而增大核心区节点极限承载力，提高了核心区节点延性及耗能能力，实现强节点弱构件的设计理念；

3)新型预制混凝土框架柱内预埋钢梁并外伸悬挑，保持钢梁贯通，避免了在梁柱连接受力较大部位的焊接，抗震性能好；

4)新型预制混凝土框架柱的核心区节点的连接方法，除用于混凝土柱-混凝土梁结构体系的装配外，还可以用于混凝土柱-钢梁结构体系的装配，应用范围广泛。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本实用新型实施例的新型预制混凝土框架柱的结构示意图；

图2示出了根据本实用新型实施例的新型预制混凝土框架柱的剖视图；

图3示出了沿图2中A-A线的剖视图；

图4示出了根据本实用新型实施例的新型预制混凝土框架柱的拼接示意图；

图5示出了图4中B处放大图。

附图标记：1、纵向钢筋；2、条形钢板环箍；3、钢板箍；4、钢梁；5、机械灌浆套筒；6、通长加劲板；7、双肢箍；8、箍筋；9、键槽。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1示出了根据本实用新型实施例的新型预制混凝土框架柱的结构示意图。如图1所示，本实用新型提出的一种新型预制混凝土框架柱，包括：上端节点、下端节点和核心区节点；

所述上端节点与核心区节点连接；所述核心区节点与下端节点连接；

所述上端节点设置有外伸纵向钢筋1，用于锚入新型预制混凝土框架柱上柱的机械灌浆套筒5；

所述核心区节点设置有互相垂直的钢梁4；所述钢梁4翼缘设置有通孔；位于核心区节点内的钢梁4腹板设置有通孔；钢梁4为H型钢；

所述下端节点内设置有机械灌浆套筒5；

所述纵向钢筋1穿过钢梁4翼缘设置的通孔与机械灌浆套筒5连接。

新型预制混凝土框架柱将混凝土框架梁柱连接转化为钢构件连接，构造简单，现场施工方便，不需要现场浇筑混凝土。

图2示出了根据本实用新型实施例的新型预制混凝土框架柱的剖视图。如图2所示，纵向钢筋1底部与机械灌浆套筒5一端通过直螺纹连接。直螺纹连接具有以下优势：接头外形尺寸小，不仅用钢量小，接头灌浆材料消耗少，而且可降低构件截面尺寸，增加建筑有效使用面积；接头性能好，保证了构件及建筑高品质；连接作业方便、快速，生产效率高，成本低。

图3示出了沿图2中A-A线的剖视图。如图3所示，设置在核心区的钢梁4外伸悬挑，钢梁4呈十字型，核心区节点内两方向布置的钢梁4间焊接连接。如图2所示，钢梁4悬挑端部腹板设置有高强螺栓孔，用于与钢框架梁或过渡钢梁通过螺栓连接。钢梁4悬挑端与钢框架梁连接时，钢梁4悬挑端的腹板与钢框架梁采用高强螺栓连接，钢梁4悬挑端的翼缘与钢框架梁焊接连接。钢梁4悬挑端与预制混凝土梁连接时，预制混凝土梁两端设过渡钢梁，钢梁4悬挑端的腹板与过渡钢梁通过高强螺栓连接，钢梁4悬挑端的翼缘与过渡钢梁焊接连接。

新型预制混凝土框架柱内预埋钢梁4并外伸悬挑，保持钢梁4贯通，避免了在梁柱连接受力较大部位的焊接，抗震性能好。新型预制混凝土框架柱的核心区节点的连接方法，除用于混凝土柱-混凝土梁结构体系的装配外，还可以用于混凝土柱-钢梁结构体系的装配，应用范围广泛。

核心区节点外设置钢板箍3，用于约束核心区节点的混凝土，且兼具模板，由钢梁4翼缘、柱面钢板箍3以及核心区节点箍筋的约束作用下，钢梁4翼缘宽度范围内的混凝土近似处于三轴受压状态，使得其抗剪强度大幅提高；所述钢板箍3与钢梁4焊接连接。

钢梁4上下端设置有条形钢板环箍2，用于抵抗钢梁4对混凝土的局部压力，扩大核心区节点混凝土的传力范围，增加核心区节点承载力，明显改善核心区节点承载力和变形能力；所述条形钢板环箍2与钢梁4和钢板箍3焊接连接。

如图3所示，条形钢板环箍2内侧设置有通长加劲板6，用于加强条形钢板环箍2的结构刚度，并保证局部稳定；通长加劲板6设置有通孔；

所述通长加劲板6与钢梁4和条形钢板环箍2焊接连接，能够防止混凝土受压膨胀变形。

在条形钢板环箍2、钢梁4高度范围内，新型预制混凝土框架柱箍筋采用双肢箍7，用于联结受力纵向钢筋1和受压区混凝土工作，进而满足斜截面抗剪强度。优选地，钢梁4高度范围内的双肢箍7间距设置为200mm，条形钢板环箍2高度范围内双肢箍7间距设置为100mm。其中，双肢箍7穿过钢梁4腹板的通孔或通长加劲板6的通孔。虽然上文以双肢箍7为例进行了示例性说明，然而本实用新型并不限于此，新型预制混凝土框架柱的条形钢板环箍2、钢梁4高度范围内，也可以选择其他形式的箍筋，比如四肢箍、六肢箍等。本领域技术人员可以根据本实用新型的连接原理以及实际应用情况综合考量，只要能实现本实用新型的原理即可。

钢板箍3、条形钢板环箍2等使核心区节点混凝土被分割成更小的小块，每一小块都处于钢梁4腹板、上下翼缘和核心区节点外加强构件的约束之中，从而使混凝土处于三向受压状态，大幅度提高了混凝土的抗压抗剪能力，从而增大核心区节点极限承载力，提高了核心区节点延性及耗能能力，实现强节点弱构件的设计理念。

上端节点和下端节点内均设置有箍筋8，用于联结受力纵向钢筋1和受压区混凝土工作，进而满足斜截面抗剪强度，箍筋8是多肢箍，例如，四肢箍、六肢箍等。箍筋8的间距可以根据现场实际情况确定，只需要满足行业规范即可。新型预制混凝土框架柱的上端节点顶部表面为凹型粗糙面，用于增加与灌浆层的粘结力及摩擦系数。图4示出了根据本实用新型实施例的新型预制混凝土框架柱的拼接示意图。如图4所示，新型预制混凝土框架柱拼接时，新型预制混凝土框架柱下柱顶部外伸的纵向钢筋1伸进新型预制混凝土框架柱上柱底部留设的机械灌浆套筒5内，并通过灌浆连接，上述连接方式具有接头简单，施工方便的优势。

图5示出了图4中B处放大图。如图5所示，下端节点底部设置有键槽9，用于承担接缝处的部分剪力。键槽9受剪能力比粗糙面高，易于控制加工质量及检验。

在本实用新型实施例的描述中，需要理解的是，术语“底部”、“顶部”、“纵向”、“上”、“下”、“外”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型创造的限制。

术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型创造中的具体含义。

尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种新型预制混凝土框架柱，其特征在于，包括：上端节点、下端节点和核心区节点；

所述上端节点与核心区节点连接；所述核心区节点与下端节点连接；

所述上端节点设置有外伸纵向钢筋(1)；

所述核心区节点设置有互相垂直的钢梁(4)；所述钢梁(4)翼缘设置有通孔；

所述下端节点内设置有机械灌浆套筒(5)；

所述纵向钢筋(1)穿过钢梁(4)翼缘设置的通孔与机械灌浆套筒(5)连接。

2.根据权利要求1所述的新型预制混凝土框架柱，其特征在于，所述纵向钢筋(1)底部与机械灌浆套筒(5)一端通过直螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的新型预制混凝土框架柱，其特征在于，所述钢梁(4)悬挑端部腹板设置有高强螺栓孔。

4.根据权利要求1所述的新型预制混凝土框架柱，其特征在于，所述核心区节点外设置钢板箍(3)；

所述钢板箍(3)与钢梁(4)焊接连接。

5.根据权利要求4所述的新型预制混凝土框架柱，其特征在于，所述钢梁(4)上下端设置有条形钢板环箍(2)；

所述条形钢板环箍(2)与钢梁(4)和钢板箍(3)焊接连接。

6.根据权利要求5所述的新型预制混凝土框架柱，其特征在于，所述条形钢板环箍(2)内侧设置有通长加劲板(6)。

7.根据权利要求6所述的新型预制混凝土框架柱，其特征在于，所述通长加劲板(6)与钢梁(4)和条形钢板环箍(2)焊接连接。

8.根据权利要求7所述的新型预制混凝土框架柱，其特征在于，所述条形钢板环箍(2)与钢梁(4)内设置有双肢箍(7)。

9.根据权利要求1所述的新型预制混凝土框架柱，其特征在于，所述上端节点和下端节点内设置有箍筋(8)。

10.根据权利要求1所述的新型预制混凝土框架柱，其特征在于，所述下端节点底部设置有键槽(9)。

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