CN217284831U - 一种用于上下预制柱连接的节点装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于上下预制柱连接的节点装置，该节点装置在上预制柱和下预制柱四角的上部受力钢筋和下部受力钢筋分别焊接上部角钢和下部角钢，上部角钢和下部角钢的伸出端间隔设有多个螺栓孔；上预制柱和下预制柱连接时，上部角钢和下部角钢通过设置在螺栓孔上的高强度螺栓连接，竖向定位钢板部分伸入定位凹槽中，在上预制柱和下预制柱纵向相同位置伸出的构造钢筋连接。本实用新型不仅可简化目前装配式柱子的装配工艺、提高装配精度、缩短施工工期，减少人力物力的投入，还能同时改善装配式柱的受力性能。

Description

一种用于上下预制柱连接的节点装置

技术领域

本实用新型涉及一种预制柱连接装置，特别是涉及一种用于上下预制柱连接的节点装置，属于建筑工程领域。

背景技术

柱子是建筑物中直立的起支撑作用的构件。工程结构中主要承受压力，有时也同时承受弯矩的竖向杆件，用以支承梁、桁架、楼板等。

传统的建筑通常通过“现浇”的方式进行建造，即在工地现场绑扎钢筋、支模、浇筑混凝土并振密实，待混凝土达到强度后拆除模板。但是随着我国社会经济的发展、科技的进步以及人工费上涨，伴随着日益凸显的环境问题，“装配式”结构开始逐渐成为未来的发展方向。“装配”是指在工厂制造预制柱构件并预留连接装置，在工地现场将柱子吊装就位，临时固定，通过预留的连接装置进行连接。

与“现浇”方式相比，“装配”的建筑更节省人工，模板材料，可以减少人力物力的浪费，同时减少现场的湿作业，保护环境。

与钢筋连接方式相比，上、下预制柱节点处采用角钢连接，能充分利用钢结构韧性好、受力性能好的优点，同时规避其易腐蚀、防火性能差以及稳定性不佳的缺点。

通常，水平拼缝连接装置必须满足以下几点要求:

1.安全要求。即水平拼缝连接装置必须具有足够的承载力，能够承受剪力，弯矩以及传递轴向力等内力。

2.装配简便。构件制作简单，装配过程明确简便，以达到节省人力、提高施工效率的目的。

3.绿色环保。相比传统粗放型的现场作业，装配式连接装置通过工业化生产，可减少大量建筑垃圾的排放，节约资源，保护环境。

目前比较成熟的预制框架结构节点连接方式可以分为湿式连接中和干式连接。湿式连接中，钢筋采用搭接、套筒连接或焊接后，浇筑混凝土以实现整体连接，优点是整体性强，受力性能、延性、耗能能力等指标与现浇构件更为接近，缺点是多种钢筋连接方式受力性能难以保证，工期较长。作为湿式连接中相对成熟的钢筋套筒连接，其工艺复杂，标准多样，造价较高，不适合大面积推广。

干式连接中，多采用预埋钢材和螺栓连接，此处不再浇筑混凝土，优点是螺栓连接构造简单、施工便捷、质量可控，工期较短，但是整体性差，和现浇节点相比刚度和耗能能力明显降低，钢材暴露在空气中氧化锈蚀的风险更大，并且螺栓连接对施工精度要求更高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种既有干式连接的构造简单、施工便捷和传力明确，又结合了湿式连接整体性能好的优点，能够满足结构安全、耐久、耐火和施工便捷等方面的要求的用于上下预制柱连接的节点装置。

本实用新型的目的通过以下的技术方案实现:

一种用于上下预制柱连接的节点装置，主要由上预制柱、下预制柱、上部角钢、下部角钢、高强度螺栓、竖向定位钢板和定位凹槽组成；在上预制柱和下预制柱四角的上部受力钢筋和下部受力钢筋分别焊接上部角钢和下部角钢，上部角钢从上预制柱的下端伸出，下部角钢从下预制柱的上端伸出，上部角钢和下部角钢的伸出端间隔设有多个螺栓孔；分别从上预制柱的下端和下预制柱的上端的四边伸出多根构造钢筋；在上预制柱中部的下端或下预制柱中部上端设置竖向定位钢板，在下预制柱中部上端或上预制柱中部的下端设有定位凹槽，竖向定位钢板在竖向位于定位凹槽的上端或下端；上预制柱和下预制柱连接时，上部角钢和下部角钢通过设置在螺栓孔上的高强度螺栓连接，竖向定位钢板部分伸入定位凹槽中，在上预制柱和下预制柱纵向相同位置伸出的构造钢筋连接。

为进一步实现本实用新型目的，优选地，所述的上部角钢与上部受力钢筋、下部角钢与下部受力钢筋均通过双面搭接焊连接。

优选地，所述的上部角钢和下部角钢的螺栓孔不在同一水平面上。

优选地，所述的上部角钢和下部角钢选用等边角钢。

优选地，所述的上部角钢、下部角钢和构造钢筋的外周纵向间隔设有多道箍筋。

优选地，所述的箍筋与上部角钢、下部角钢和构造钢筋通过绑接连接。

优选地，所述的竖向定位钢板的水平截面为十字形、“X”形或三角形。

优选地，所述的上部角钢与上部受力钢筋、下部角钢与下部受力钢筋的焊缝抗剪承载力大于1.5倍上部角钢和下部角钢抗拉强度。

优选地，所述的竖向定位钢板是在浇筑上预制柱或下预制柱预埋设置；定位凹槽是由浇筑上预制柱或下预制柱预设的凹槽。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果:

1)本实用新型预制柱的制作预先在构件厂完成，在现场将上、下预制柱吊装拼接，只需对准角钢螺栓孔，扭紧螺栓即可完成现场的拼装，且在施工现场总体上只需进行机械连接，大大提高了连接精度，缩短了工期。

2)本实用新型同时集成了湿式连接和干式连接的优势，通过上部角钢和下部角钢的连接，以及竖向定位钢板和定位凹槽配合，做到连接节点精确匹配的同时，保证了结构的一体性；

3)本实用新型竖向定位钢板和定位凹槽的设计，能在上下柱连接时起到精确定位和临时支撑的作用。

4)本实用新型简化了施工工艺，由于竖向定位钢板的存在，现场不需要设置预制柱支架，不会影响房间内的其它施工操作，也不会破坏楼板面层。

5)本实用新型绿色环保，可减少大量现场建筑垃圾的排放，节约资源，保护环境。

6)本实用新型不仅可简化目前装配式柱子的装配工艺、提高装配精度、缩短施工工期，减少人力物力的投入，还能同时改善装配式柱的受力性能。

附图说明

图1是一种用于上下预制柱连接的节点装置的透视图(后浇处未画出箍筋)。

图2是图1中上部角钢和下部角钢连接示意图。

图3是图1中上部角钢和下部角钢分别与上部受力钢筋和下部受力钢筋连接的示意图。

图4是图1中上预制柱的示意图。

图5是图1中下预制柱的示意图。

图6是竖向定位钢板示意图。

图中示出:1-上预制柱、2-下预制柱、3-上部角钢、4-下部角钢、5-高强度螺栓、6-竖向定位钢板、7-定位凹槽、8-上部受力钢筋、9-下部受力钢筋、10-构造钢筋、11-箍筋、12-双面搭接焊缝、13-构造钢筋焊缝、14-螺栓孔。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

如图1-5所示，一种用于上下预制柱连接的节点装置，主要由上预制柱1、下预制柱2、上部角钢3、下部角钢4、高强度螺栓5、竖向定位钢板6和定位凹槽7组成；在上预制柱1和下预制柱2四角的上部受力钢筋8和下部受力钢筋9分别焊接上部角钢3和下部角钢4，上部角钢3从上预制柱1的下端伸出，下部角钢4从下预制柱2的上端伸出，上部角钢3和下部角钢4的伸出端间隔设有多个螺栓孔14；分别从上预制柱1的下端和下预制柱2的上端的四边伸出多根构造钢筋10；在上预制柱1中部的下端或下预制柱2中部上端设置竖向定位钢板6，在下预制柱2中部上端或上预制柱1中部的下端设有定位凹槽7，定位钢板6在竖向位于定位凹槽7的上端或下端；上预制柱1和下预制柱2连接时，上部角钢3和下部角钢4通过设置在螺栓孔14上的高强度螺栓5连接，竖向定位钢板6部分伸入定位凹槽7中，在上预制柱1和下预制柱2纵向相同位置伸出的构造钢筋10连接。

优选地，上部角钢3与上部受力钢筋8、下部角钢4与下部受力钢筋9均通过双面搭接焊连接。进一步地，上部角钢3和下部角钢4的螺栓孔14不在同一水平面上。

优选地，上部角钢3和下部角钢4选用等边角钢。

优选地，上部角钢3、下部角钢4和构造钢筋10的外周纵向间隔设有多道箍筋11。

优选地，箍筋11与上部角钢3、下部角钢4和构造钢筋10通过绑接连接。

优选地，竖向定位钢板6的水平截面为十字形、“X”形或三角形。如图6所示，竖向定位钢板6的水平截面为十字形。

优选地，上部角钢3与上部受力钢筋8、下部角钢4与下部受力钢筋9的焊缝抗剪承载力大于1.5倍上部角钢3和下部角钢4抗拉强度。

优选地，竖向定位钢板6是在浇筑上预制柱1或下预制柱2预埋设置；定位凹槽7是由浇筑上预制柱1或下预制柱2预设的凹槽。

一种用于上下预制柱连接的节点装置连接时按照以下步骤进行:

S1、在上部角钢3、下部角钢4伸出上预制柱1、下预制柱2的部分间距开螺栓孔14，将上部角钢3、下部角钢4分别与上预制柱1、下预制柱2的上部受力钢筋8和下部受力钢筋9进行焊接，具体是上部角钢3和下部角钢4分别通过双面搭接焊缝12与上部受力钢筋8和下部受力钢筋9进行焊接连接；将箍筋11与上部角钢3、下部角钢4和构造钢筋10通过扎丝绑扎连接；在上预制柱1中部的下端或下预制柱2中部上端设置竖向定位钢板6，具体通过竖向定位钢板6与构造钢筋10或上部受力钢筋8或下部受力钢筋9绑接固定，支模，分别浇筑上预制柱1和下预制柱2，浇筑时，在下预制柱2中部上端或上预制柱1中部的下端设有定位凹槽7，具体是通过下预制柱2中部上端或上预制柱1中部的下端设置与竖向定位钢板6形状相同的模板，浇筑成型后取出模板，形成定位凹槽7。

S2、预制柱拼接：将竖向定位钢板6插入定位凹槽7中，上部角钢3、下部角钢4上相应的螺栓孔14位置对齐，通过高强度螺栓6施加压力进行固定；将分别从上预制柱1的下端和下预制柱2的上端的四边伸出构造钢筋10一一对应，通过构造钢筋焊缝进行焊接；

S3、在上预制柱1和下预制柱2之间浇筑混凝土，上预制柱1和下预制柱2连接成一个整体。

本实用新型所提出的装配式柱角钢螺栓连接装置可承担拉力、压力、剪力、弯矩、扭矩等内力，在水平拼缝处的连接安全可靠。

如果柱子受拉、受压或受剪，力的传输路径均如下：

上预制柱1→上部受力钢筋8→上部角钢3→高强螺栓5→下部角钢4→下部受力钢筋9→下预制柱2。

除了以上规定以外，本实用新型的几何参数，材料强度，钢筋的焊接方式等还应遵循本技术领域的相关规范要求。

建筑上，柱与柱之间的连接按照连接节点是否后浇混凝土可以分为湿式连接和干式连接两种。湿式连接中，钢筋可采用搭接、套筒连接、焊接或机械连接后，浇筑混凝土以实现整体连接；干式连接中，多采用预埋钢材和螺栓连接，此处不再浇筑混凝土。二者各有利弊。对于湿式连接，优点是整体性强，受力性能、延性、耗能能力等指标与现浇构件更为接近，缺点是其中包括套筒连接在内的多种钢筋连接方式受力性能难以保证，工期较长。对于干式连接，螺栓连接构造简单、施工便捷、质量可控，工期较短，但是整体性差，和现浇节点相比刚度和耗能能力明显降低，并且钢材氧化锈蚀的风险更大。本实用新型同时集成了湿式连接和干式连接的优势，本实用新型通过上部角钢和下部角钢的连接，以及竖向定位钢板和定位凹槽配合，做到连接节点精确匹配的同时，保证了结构的一体性；同时本实用新型预制柱的制作预先在构件厂完成，在现场将上、下预制柱吊装拼接，只需对准角钢螺栓孔，扭紧螺栓即可完成现场的拼装，且在施工现场总体上只需进行机械连接，大大提高了连接精度，而且由于竖向定位钢板的存在，现场不需要设置预制柱支架，不会影响房间内的其它施工操作，也不会破坏楼板面层。因此本实用新型能扬长避短，在做到连接质量安全可靠、受力性能良好的同时，保证了结构的完整性和耐久性，并缩短施工工期。

实际工程中，会采用大直径高强钢筋以减少预制柱纵筋连接根数或将预制柱纵筋集中布置于四角，从而避免框架梁、柱的纵筋碰撞，提高了预制构件的装配施工效率。但此类预制柱的受力纵筋间距将会加大，其抗震性能存在争议。本实用新型将钢材质量往柱四周分配，减少构造钢筋的用量，方便装配施工；同时角钢作为钢结构，有着比钢筋更加优越的抗震性能，增加了本实用新型在地震下的安全系数。

需要说明的是，本实用新型的实施方式并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于上下预制柱连接的节点装置，其特征在于：主要由上预制柱、下预制柱、上部角钢、下部角钢、高强度螺栓、竖向定位钢板和定位凹槽组成；在上预制柱和下预制柱四角的上部受力钢筋和下部受力钢筋分别焊接上部角钢和下部角钢，上部角钢从上预制柱的下端伸出，下部角钢从下预制柱的上端伸出，上部角钢和下部角钢的伸出端间隔设有多个螺栓孔；分别从上预制柱的下端和下预制柱的上端的四边伸出多根构造钢筋；在上预制柱中部的下端或下预制柱中部上端设置竖向定位钢板，在下预制柱中部上端或上预制柱中部的下端设有定位凹槽，竖向定位钢板在竖向位于定位凹槽的上端或下端；上预制柱和下预制柱连接时，上部角钢和下部角钢通过设置在螺栓孔上的高强度螺栓连接，竖向定位钢板部分伸入定位凹槽中，在上预制柱和下预制柱纵向相同位置伸出的构造钢筋连接。

2.根据权利要求1所述的用于上下预制柱连接的节点装置，其特征在于：所述的上部角钢与上部受力钢筋、下部角钢与下部受力钢筋均通过双面搭接焊连接。

3.根据权利要求1所述的用于上下预制柱连接的节点装置，其特征在于：所述的上部角钢和下部角钢的螺栓孔不在同一水平面上。

4.根据权利要求1所述的用于上下预制柱连接的节点装置，其特征在于：所述的上部角钢和下部角钢选用等边角钢。

5.根据权利要求1所述的用于上下预制柱连接的节点装置，其特征在于：所述的上部角钢、下部角钢和构造钢筋的外周纵向间隔设有多道箍筋。

6.根据权利要求5所述的用于上下预制柱连接的节点装置，其特征在于：所述的箍筋与上部角钢、下部角钢和构造钢筋通过扎丝绑扎连接。

7.根据权利要求1所述的用于上下预制柱连接的节点装置，其特征在于：所述的竖向定位钢板的水平截面为十字形、X形或三角形。

8.根据权利要求1所述的用于上下预制柱连接的节点装置，其特征在于：所述的上部角钢与上部受力钢筋、下部角钢与下部受力钢筋的焊缝抗剪承载力分别大于1.5倍上部角钢和下部角钢抗拉强度。

9.根据权利要求1所述的用于上下预制柱连接的节点装置，其特征在于：所述的竖向定位钢板是在浇筑上预制柱或下预制柱预埋设置；定位凹槽是由浇筑上预制柱或下预制柱预设的凹槽。

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