一种预制钢骨混凝土柱连接结构及其施工方法与流程

1.本发明属于预制钢骨混凝土领域，特别是一种预制钢骨混凝土柱连接结构及其施工方法。


背景技术：

2.目前，预制钢骨混凝土柱构件的竖向连接施工中，通常将柱与柱的连接现浇区设置在楼板和梁的节点区域，在实际工程中，经常存在质量难以控制的问题：一、原预制钢骨混凝土柱在柱底的现浇混凝土浇筑不密实，导致节点区构件难以共同受力，难以实现结构中“强节点、弱构件”的设计要求。
3.二、预制钢骨混凝土柱的钢筋和钢骨在节点区进行连接，此时钢筋在节点区的间距较密又会造成钢筋连接时，柱与柱之间的钢骨就难以实施焊接，施工空间交叉后施工质量难以保证。
4.在实际工程中，柱钢筋直径通常为20mm以上，设置间距不大于200mm，操作空间狭小，现场吊装时就位困难，钢骨之间连接的节点板难以放入，施工时也难以拧节点板螺栓，钢筋套筒难以连接钢筋，使后浇筑混凝土无法与上柱底面结合密实，无法保证节点区连接的承载力。
5.三、楼板钢筋需要在节点区预制柱处断开，造成楼板在柱预制柱连接位置处及其容易开裂，产生板缝。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种预制钢骨混凝土柱连接结构及其施工方法，要解决现有预制钢骨混凝土柱构件的竖向连接施工中柱底混凝土浇筑不密实、钢骨连接困难以及楼板钢筋在柱位置断开容易开裂产生板缝的技术问题。
7.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种预制钢骨混凝土柱连接结构及其施工方法，包括竖向连接的两根预制钢骨混凝土柱和与预制钢骨混凝土柱固定连接的水平构件预设结构件，两根预制钢骨混凝土柱分别为上柱和下柱，上柱的柱底面与下柱的柱顶面之间设有连接区，连接区内设有连接区钢筋并浇筑有连接区填充料，所述水平构件预设结构件位于下柱的顶部，所述预制钢骨混凝土柱包括柱体，所述柱体包括柱体钢构件和包覆柱体钢构件的柱体混凝土，所述柱体钢构件包括柱体钢骨和柱体钢筋，所述柱体钢筋包括纵向钢筋和横向钢筋，所述横向钢筋与纵向钢筋组成钢筋笼，所述纵向钢筋按受力形态区分包括纵向连续钢筋和纵向非连续钢筋，所述纵向连续钢筋在柱体的角部区域位置处设置，所述柱体钢骨纵向位于钢筋笼的内部，下柱的柱体钢骨向上伸出下柱的柱顶面进入连接区，上柱的柱体钢骨向下伸出上柱的柱底面进入连接区，下柱的柱体钢骨顶端与上柱的柱体钢骨的底端在连接区固定连接，所述柱体钢骨为型钢或焊接钢构件。
8.所述纵向连续钢筋按施工措施点的个数包括整体贯通钢筋和/或固定连接钢筋，
所述下柱的固定连接钢筋向上伸出下柱的柱顶面进入连接区，上柱的固定连接钢筋向下伸出上柱的柱底面进入连接区，上柱与下柱的固定连接钢筋在连接区固定连接，所述柱体钢骨在连接区的连接水平面与固定连接钢筋在连接区的连接水平面位置竖向错开。
9.所述柱体钢骨为型钢或焊接钢构件，包括边缘翼缘板和中心腹板，所述纵向非连续钢筋在除角部外的柱体的中部位置处、布置在靠近柱体钢骨的边缘翼缘板一侧对应的范围内，下柱的纵向非连续钢筋向上伸出下柱的柱顶面进入连接区，上柱的纵向非连续钢筋向下伸出上柱的柱底面进入连接区，上柱与下柱的纵向非连续钢筋在连接区不连接或非传力相交，所述连接区填充料包覆伸入该区域内的柱体钢骨和柱体钢筋，所述中心腹板的横截面形状为一字形或者十字形，所述边缘翼缘板和中心腹板组成的横截面形状组成为工字形、h字形、王字形、t字形或者两个工字型交叉。
10.所述柱体钢骨的端面上固定连接有端板，上柱的柱体钢骨的底端面固定连接有水平连接上端板，下柱的柱体钢骨的顶端面固定连接有水平连接下端板，水平连接上端板与水平连接下端板在连接区紧贴并固定连接。
11.所述水平构件预设结构件包括楼板预留构件，所述楼板预留构件为楼板预留水平筋，所述楼板预留水平筋的内侧半部水平穿入下柱的顶部，所述楼板预留水平筋设有上下两层，分别为楼板上预留筋和楼板下预留筋，楼板上预留筋和楼板下预留筋的外侧半部在下柱的设置位置对应楼板的上层钢筋和楼板的下层钢筋并分别固定连接，或者所述楼板预留构件为预埋钢连接件，楼板的端部固定连接在预埋钢连接件上。
12.所述水平构件预设结构件还包括梁预留构件，所述梁预留构件位于楼板预留构件的下方、对应梁的位置设置，梁的端部构件固定连接在梁预留构件上，所述梁预留构件与柱体钢骨的边缘翼缘板的外侧固定连接，梁预留构件伸出柱体混凝土的侧面；梁预留构件为型钢或焊接钢构件，包括梁翼缘板和梁腹板，对应梁翼缘板位置、边缘翼缘板与中心腹板形成的夹角之间固定连接与梁翼缘板等宽的梁加劲板，梁加劲板使两侧梁翼缘板进行传力。
13.所述上柱的柱底部设有l形排气孔道，所述排气孔道的底端设置在上柱的柱底面，排气孔道的顶端设置在上柱的柱侧面，排气孔道与连接区连通，所述排气孔道在上柱的底部设有一道或者周向间隔设有两道以上。
14.所述上柱内设有灌浆孔道，所述灌浆孔道沿柱体竖向通长设置，灌浆孔道的顶端设置在上柱的柱顶面，灌浆孔道的底端设置在上柱的柱底面，灌浆孔道的底端与连接区连通，所述灌浆孔道在上柱内设有一道或者周向间隔设有两道以上，或者所述灌浆孔道设置在柱体的底部呈l形，灌浆孔道的顶端设置在下柱的柱顶面，灌浆孔道的底端设置在下柱的柱侧面，灌浆孔道的顶端与连接区连通，所述灌浆孔道在下柱的顶部设有一道或者周向间隔设有两道以上。
15.一种预制钢骨混凝土柱构连接结构的施工方法，施工步骤如下：步骤一，在工厂预加工预制钢骨混凝土柱，包括上柱和下柱；步骤二，先施工下柱，然后将上柱吊装至下柱的上方正对后并临时支撑，形成连接
区；步骤三，将连接区内的纵向非连续钢筋进行水平弯折，在连接区内形成安装空间；步骤四，将步骤三的安装空间内，将上柱和下柱的端板在连接区进行固定连接；步骤五，将连接区内的纵向非连续钢筋进行回直；步骤六，将上柱和下柱的纵向连续钢筋中的固定连接钢筋在连接区连接为一体；步骤七，通过灌浆孔道对连接区内进行填充，直至排气孔道内也流出连接区填充料；步骤八，将楼板的上层钢筋和楼板的下层钢筋分别与下柱的楼板上预留筋和楼板下预留筋进行固定连接；或者将楼板的端部固定搭接在预埋钢连接件上；步骤九，将梁预留构件与梁固定连接。
16.与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：本发明通过在上柱设置排气孔，排出连接区混凝土与上柱之间的空气，方便混凝土在连接区浇筑在上柱的柱底密实，使上柱与连接区的混凝土共同受力。
17.本发明通过将柱内钢筋以受力形式区分，分为连续钢筋和非连续钢筋，非连续钢筋对应钢骨翼缘设置，用于施工期间焊接钢骨，提升钢骨施工质量，形成钢骨与钢筋混凝土共同受力。
18.本发明通过在柱上设置楼板预留构件和梁预留构件，使得楼板和梁分别锚固于柱，减少或避免板接缝区域开裂。
附图说明
19.下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
20.图1是本发明的连接结构实施例一示意图。
21.图2是图1的梁预留构件位置横剖面示意图。
22.图3是本发明的连接结构与梁板的连接示意图。
23.图4是本发明的连接结构实施例二示意图。
24.图5是本发明的连接结构实施例三示意图。
25.附图标记：1－上柱、11－排气孔道、12－灌浆孔道、2－下柱、3－连接区、4－连接区填充料、5－柱体混凝土、6－柱体钢骨、61－边缘翼缘板、62－中心腹板、63－水平连接上端板、64－水平连接下端板、7－柱体钢筋、71－纵向钢筋、72－横向钢筋、711－纵向连续钢筋、712－纵向非连续钢筋、8－楼板预留水平筋、81－楼板上预留筋、82－楼板下预留筋、9－梁预留构件、91－梁翼缘板、92－梁腹板、93－梁加劲板、101－楼板的上层钢筋、102－楼板的下层钢筋、103－梁的端部构件。
具体实施方式
26.实施例一参见图1-2所示，一种预制钢骨混凝土柱连接结构及其施工方法，包括竖向连接的两根预制钢骨混凝土柱和与预制钢骨混凝土柱固定连接的水平构件预设结构件，两根预制钢骨混凝土柱分别为上柱1和下柱2，上柱1的柱底面与下柱2的柱顶面之间设有连接区3，连接区3内设有连接区钢筋并浇筑有连接区填充料4，所述水平构件预设结构件位于下柱2的顶部。
27.所述预制钢骨混凝土柱包括柱体，所述柱体包括柱体钢构件和包覆柱体钢构件的柱体混凝土5，所述柱体钢构件包括柱体钢骨6和柱体钢筋7，所述柱体钢筋7包括纵向钢筋71和横向钢筋72，所述横向钢筋72与纵向钢筋71组成钢筋笼，所述纵向钢筋71按受力形态区分包括纵向连续钢筋711和纵向非连续钢筋712，所述纵向连续钢筋711在柱体的角部区域位置处设置，所述角部区域指与距角部边线距离，不大于柱边长的45%内的范围，参见图2所示，纵向连续钢筋711是指图中黑色实心所示的钢筋。纵向非连续钢筋712是指图中空心所示的钢筋。
28.所述纵向连续钢筋711按施工措施点的个数包括整体贯通钢筋和/或固定连接钢筋。整体贯通钢筋是指整根钢筋制作的连续受力钢筋，固定连接钢筋是指在连接区3内断开但通过连接也可以连续受力的钢筋，这里的连接方式包括钢筋搭接、冷挤压套筒连接或焊接等。实施例一参见图1所述，纵向连续钢筋711为固定连接钢筋。
29.所述柱体钢骨6纵向位于钢筋笼的内部，下柱2的柱体钢骨6向上伸出下柱2的柱顶面进入连接区3，上柱1的柱体钢骨6向下伸出上柱1的柱底面进入连接区3，下柱2的柱体钢骨6顶端与上柱1的柱体钢骨6的底端在连接区3固定连接，所述柱体钢骨6为型钢或焊接钢构件。所述柱体钢骨6为型钢或焊接钢构件，包括边缘翼缘板61和中心腹板62。所述中心腹板62的横截面形状为一字形或者十字形，所述边缘翼缘板61和中心腹板62组成的横截面形状组成为工字形、h字形、王字形、t字形或者两个工字型交叉。本实施例中，中心腹板62为十字形，边缘翼缘板61与中心腹板62垂直，形成两个工字型交叉。
30.所述柱体钢骨6的端面上固定连接有端板，上柱1的柱体钢骨6的底端面固定连接有水平连接上端板63，下柱2的柱体钢骨6的顶端面固定连接有水平连接下端板64，水平连接上端板63与水平连接下端板64在连接区3紧贴并固定连接。所述端板的厚度均不小于4mm，端板超过柱体钢骨6的边缘翼缘板61的宽度不少于1mm，端板上开有排气洞。
31.在其它实施例中，柱体钢骨6的表面还可以设有栓钉或抗剪件，并与纵向钢骨焊接连接。柱体钢骨6的表面还可以焊接有耳板，耳板上开孔。
32.所述下柱2的固定连接钢筋向上伸出下柱2的柱顶面进入连接区3，上柱1的固定连接钢筋向下伸出上柱1的柱底面进入连接区3，上柱1与下柱2的固定连接钢筋在连接区3固定连接。所述柱体钢骨6在连接区3的连接水平面与固定连接钢筋在连接区3的连接水平面位置竖向错开。
33.所述纵向非连续钢筋712在除角部外的柱体的中部位置处、布置在靠近柱体钢骨6的边缘翼缘板61一侧对应的范围。参见图2所示，本实施例中，每侧共两道纵向非连续钢筋712对应边缘翼缘板61。
34.所述下柱2的纵向非连续钢筋712向上伸出下柱2的柱顶面进入连接区3，上柱1的纵向非连续钢筋712向下伸出上柱1的柱底面进入连接区3，上柱1与下柱2的纵向非连续钢筋712在连接区3不连接或非传力相交，所述连接区填充料4包覆伸入该区域内的柱体钢骨6和柱体钢筋7。所述上柱1的纵向非连续钢筋712和下柱2的纵向非连续钢筋712在连接区3的相互叠合长度不大于现行混凝土规范要求的搭接长度，例如30d、35d、40d等，其中d为钢筋直径。
35.所述水平构件预设结构件包括楼板预留构件，所述楼板预留构件为楼板预留水平筋8，所述楼板预留水平筋8的内侧半部水平穿入下柱2的顶部，所述楼板预留水平筋8设有
上下两层，分别为楼板上预留筋81和楼板下预留筋82，楼板上预留筋81和楼板下预留筋82的外侧半部在下柱2的设置位置对应楼板的上层钢筋101和楼板的下层钢筋102并分别固定连接。
36.本实施例中，采用楼板预留水平筋8，或者在其他实施例中，所述楼板预留构件为预埋钢连接件，楼板的端部固定连接在预埋钢连接件上。
37.所述水平构件预设结构件还包括梁预留构件9，所述梁预留构件9位于楼板预留构件的下方、对应梁的位置设置，梁的端部构件103固定连接在梁预留构件9上，所述梁预留构件9与柱体钢骨6的边缘翼缘板61的外侧固定连接。
38.梁预留构件9伸出柱体混凝土5的侧面；梁预留构件9为型钢或焊接钢构件，包括梁翼缘板91和梁腹板92，对应梁翼缘板91位置、边缘翼缘板61与中心腹板62形成的夹角之间固定连接与梁翼缘板91等宽的梁加劲板93，梁加劲板93使两侧梁翼缘板91进行传力。
39.参见图3所示，图中可以看出单个柱体中，楼板与梁分别与预制钢骨混凝土柱连接结构进行连接。
40.所述上柱1的柱底部设有l形排气孔道11，所述排气孔道11的底端设置在上柱1的柱底面，排气孔道11的顶端设置在上柱1的柱侧面，排气孔道11与连接区3连通，所述排气孔道11在上柱1的底部设有一道或者周向间隔设有两道以上。所述排气孔道11的顶端开设位置不超过上柱1总高度的一半，排气孔道11的直径不小于5mm。
41.实施例二参见图4所示，与实施例一不同的是，所述上柱1内设有灌浆孔道12。所述灌浆孔道12沿柱体竖向通长设置，灌浆孔道12的顶端设置在上柱的柱顶面，灌浆孔道12的底端设置在上柱的柱底面，灌浆孔道12的底端与连接区3连通，所述灌浆孔道12在上柱1内设有一道或者周向间隔设有两道以上。
42.实施例三参见图5所示，与实施例二不同的是，所述灌浆孔道12设置在柱体的底部呈l形，灌浆孔道12的顶端设置在下柱2的柱顶面，灌浆孔道12的底端设置在下柱2的柱侧面，灌浆孔道12的顶端与连接区3连通，所述灌浆孔道12在下柱2的顶部设有一道或者周向间隔设有两道以上。
43.柱体还可以竖向设有后浇洞，后浇洞直径不小于30mm；后浇洞内浇筑混凝土或灌浆料；后浇洞可设置钢筋。
44.这种预制钢骨混凝土柱构连接结构的施工方法，施工步骤如下：步骤一，在工厂预加工预制钢骨混凝土柱，包括上柱1和下柱2；步骤二，先施工下柱2，然后将上柱1吊装至下柱2的上方正对后并临时支撑，形成连接区3；步骤三，将连接区3内的纵向非连续钢筋712进行水平弯折，在连接区3内形成安装空间；步骤四，将步骤三的安装空间内，将上柱1和下柱2的端板在连接区3进行固定连接；步骤五，将连接区3内的纵向非连续钢筋712进行回直；步骤六，将上柱1和下柱2的纵向连续钢筋711中的固定连接钢筋在连接区3连接为一体；步骤七，通过灌浆孔道12对连接区3内进行填充，直至排气孔道11内也流出连接区
填充料4；步骤八，将楼板的上层钢筋和楼板的下层钢筋分别与下柱2的楼板上预留筋81和楼板下预留筋82进行固定连接；或者将楼板的端部固定搭接在预埋钢连接件上；步骤九，将梁预留构件9与梁固定连接。