预制空腹式SRC柱与混凝土梁连接节点及施工工艺的制作方法

预制空腹式src柱与混凝土梁连接节点及施工工艺
技术领域
1.本发明涉及建筑施工技术领域，特别涉及预制空腹式src柱与混凝土梁连接节点及施工工艺。


背景技术：

2.在土木工程领域中，钢筋混凝土结构是应用最多的一种结构形式，混凝土结构缺点是自重大、抗拉强度低、抗震延性和耗能能力相对较弱，因而其使用范围受到一定限制，特别是，在超高层建筑、重载结构和大跨度结构中应用不容易同时满足结构的适用性、安全性、经济性和耐久性的要求；而钢结构承载力相对较高、抗震性能优越、适用性比较强，但是，其缺点是抗火和抗腐蚀能力较弱。为了更好发挥混凝土和钢材的各自优越性，可将型钢与混凝土组合而形成钢与混凝土组合结构，这种组合结构充分利用了钢材所具有的优越抗拉性能和混凝土所具有的优越抗压性能，具有承载力高、刚度大、抗震性能好、抗火和抗腐蚀能力强等优越性。为了更好地促进结构的发展，可以将钢与混凝土组合结构与混凝土结构联合使用，形成一种承载力高、刚度大及抗震性能好的新型钢与混凝土混合结构。基于此，本发明提出预制型钢混凝土柱与混凝土梁连接结构体系。
3.型钢混凝土结构分为实腹式和空腹式两种结构形式，空腹式型钢一般由缀板或缀条连接角钢或槽钢构成空间桁架式骨架。钢骨架既可对混凝土提供有效的约束，又增加了构件抵抗弯矩和剪力的贡献，具有更好的抗弯性能和抗剪能力。考虑空腹式型钢混凝土是由缀板缀条组成，在其内部浇筑混凝土，施工过程相对复杂，而其结构和受力多数情况下继承了混凝土结构特性，为了保证空腹式型钢混凝土结构构件质量，可以采用预制空腹式型钢混凝土作为承重构件，即空腹式型钢混凝土柱采用在异地或工厂预制，然后运输到施工现场进行组装，再与预制混凝土梁连接，形成一个整体受力结构体系。这种施工方法完全可以保证构件和体系的施工质量。但是，在这种装配式结构中，预制构件的连接成为装配式结构的关键问题。由于梁-柱节点的构造形式对节点强度、刚度以及整体结构的稳定性和抗震性均有直接影响，故梁-柱节点设计是十分重要的。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种预制空腹式src柱与混凝土梁连接节点及施工工艺，本发明将预制空腹式src柱与预制钢筋混凝土梁连接成整体结构，充分发挥了钢材和混凝土的优越性能，促进了钢-混组合结构的发展。
5.为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
6.预制空腹式src柱与混凝土梁连接节点，包括预制空腹式src柱和预制钢筋混凝土梁，所述的预制空腹式src柱与混凝土梁连接节点包括三种连接方式，采用钢端板-螺栓连接或采用榫式-灌浆套筒连接或采用牛腿-螺栓连接；采用钢端板-螺栓连接时，所述预制空腹式src柱与梁连接侧向外延伸，延伸段中设置柱内置型钢，延伸段端部安装左侧钢端板，所述预制钢筋混凝土梁与柱连接侧安装右侧钢端板，预制钢筋混凝土梁柱连接侧端部预留
混凝土后浇段，左侧钢端板与右侧钢端板对接并通过连接螺栓连接，在混凝土后浇段浇注后浇混凝土；采用榫式-灌浆套筒连接时，所述预制空腹式src柱与梁连接侧向外延伸，延伸段中设置柱内置型钢与横向筋，延伸段中的柱内置型钢突出延伸段表面形成型钢混凝土榫头，延伸段中的横向筋端部固定灌浆套筒，所述预制钢筋混凝土梁与柱连接侧预留与型钢混凝土榫头形状对应的凹槽，预制空腹式src柱延伸段的型钢混凝土榫头插入预制钢筋混凝土梁预留的凹槽中，向灌浆套筒注射粘结料；采用牛腿-螺栓连接时，所述预制空腹式src柱与梁连接侧设置牛腿，牛腿内预埋连接螺栓，所述预制钢筋混凝土梁与柱连接侧开设螺栓孔，预制空腹式src柱的牛腿与预制钢筋混凝土梁通过螺栓连接，连接处浇注后浇混凝土。
7.进一步的，所述预制空腹式src柱包括柱内置型钢、钢缀条、钢筋骨架和混凝土，所述柱内置型钢通过钢缀条固定，构成空间桁架式骨架置于预制空腹式src柱中心，柱内置型钢上焊接栓钉，钢筋骨架置于柱内型钢构成的空间桁架式骨架外部，柱内按照设计要求布置柱纵向钢筋和预制柱箍筋，预制空腹式src柱其余部分由混凝土填充。
8.进一步的，所述预制空腹式src柱与预制钢筋混凝土梁采用钢端板-螺栓连接或采用榫式-灌浆套筒连接时，所述预制空腹式src柱与梁连接侧向外延伸段的柱内置型钢通过连接钢板和螺栓加固连接。
9.进一步的，所述预制钢筋混凝土梁包括钢筋骨架和混凝土，所述钢筋骨架置于预制钢筋混凝土梁中，预制钢筋混凝土梁内依照设计要求布置组合梁纵向钢筋和预制梁箍筋，预制钢筋混凝土梁其余部分由混凝土填充。
10.进一步的，所述预制空腹式src柱与预制钢筋混凝土梁采用钢端板-螺栓连接时，预制钢筋混凝土梁与柱连接侧设置预埋锚筋，右侧钢端板与预埋锚筋焊接。
11.进一步的，所述左侧钢端板、右侧钢端板上开设螺栓孔。
12.进一步的，所述预制空腹式src柱与预制钢筋混凝土梁在异地或工厂预制。
13.所述的预制空腹式src柱与混凝土梁连接节点的施工工艺为：
14.1.采用钢端板-螺栓连接时
15.组件制作：
16.(1)制作预制空腹式src柱：按照设计要求制作柱内置型钢，在竖向柱内置型钢翼缘板上横向焊接一段柱内置型钢，用连接钢板和螺栓加固，再在柱内置型钢上焊接栓钉；制作柱模板和钢筋骨架，在焊接的横向柱内置型钢端部焊接左侧钢端板，按照设计要求布置柱纵向钢筋与预制柱箍筋并将柱纵向钢筋焊接在左侧钢端板上，或者将柱纵向钢筋伸出左侧钢端板以便利用连接器将其与预制钢筋混凝土梁中的钢筋连接起来；最后在柱模板内浇筑混凝土，完成预制空腹式src柱的制作；
17.(2)预制钢筋混凝土梁的制作：将制好的预埋锚筋焊接在右侧钢端板上；制作模板和钢筋骨架，按照设计要求布置梁纵向钢筋与预制梁箍筋并将梁内纵筋焊接在右侧钢端板上；其中预制钢筋混凝土梁的端部与柱连接侧预留混凝土后浇段，最后在模板内浇筑混凝土，完成预制钢筋混凝土梁的制作；
18.现场装配：
19.将预制好的端部带有右侧钢端板的预制钢筋混凝土梁吊装至端部带有左侧钢端板的预制空腹式src柱的一侧，通过端部螺栓孔将左侧钢端板与右侧钢端板对接；利用连接
螺栓穿过开设螺栓孔并拧紧，再在预制钢筋混凝土梁中预留的混凝土后浇段浇注后浇混凝土，完成预制梁柱的连接；
20.2.采用榫式-灌浆套筒连接时
21.组件制作：
22.(1)制作预制空腹式src柱：按照设计要求制作柱内置型钢，在竖向柱内置型钢翼缘板上横向焊接一段柱内置型钢，用连接钢板和螺栓加固，再在柱内置型钢上焊接栓钉；制作模板和钢筋骨架，并使横向柱内置型钢突出一段，形成型钢混凝土榫头；按照设计要求布置柱纵向钢筋与预制柱箍筋，在横向筋端部固定灌浆套筒；最后在模板内浇筑混凝土，完成预制空腹式src柱的制作；
23.(2)制作预制钢筋混凝土梁：制作模板和钢筋骨架，按照设计要求布置梁纵向钢筋9与预制梁箍筋，与柱连接侧设置与型钢混凝土榫头形状相对应的凹槽；在模板内浇筑混凝土，完成预制钢筋混凝土梁的制作；
24.现场装配：
25.在预制空腹式src柱连接截面处涂抹建筑结构胶；将预制钢筋混凝土梁吊装置于预制空腹式src柱一侧，预制空腹式src柱凸出的型钢混凝土榫头与预制钢筋混凝土梁的凹槽相契合；同时将预制钢筋混凝土梁中的伸出钢筋插入预制空腹式src柱的灌浆套筒中；通过注射嘴，向灌浆套筒内从右向左注射粘结料，注射完成后卸除注射嘴，并封堵注射口，完成预制梁柱的连接；
26.3.采用牛腿-螺栓连接时
27.组件制作：
28.(1)制作预制空腹式src柱：按照设计要求制作柱内置型钢，再在柱内置型钢上焊接栓钉；制作柱模板和钢筋骨架，按照设计要求布置柱纵向钢筋与预制柱箍筋并将柱纵向钢筋焊接在左侧钢端板上；与梁连接测按设计要求绑扎牛腿配筋设计牛腿并在牛腿内预埋连接螺栓，最后在柱模板内浇筑混凝土，完成预制空腹式src柱的制作；
29.(2)制作预制钢筋混凝土梁：制作模板和钢筋骨架，按照设计要求布置梁纵向钢筋与预制梁箍筋，与柱连接侧对应柱牛腿上预埋连接螺栓位置开设螺栓孔；在模板内浇筑混凝土，完成预制钢筋混凝土梁的制作；
30.现场装配：
31.将预制钢筋混凝土梁吊装至预制柱牛腿上，使牛腿处的连接螺栓的栓杆穿过预制钢筋混凝土梁上的螺栓孔，用螺母拧紧，最后在螺栓连接处浇注后浇混凝土，完成构件连接。
32.本发明的有益效果：
33.本发明提出一种预制空腹式src柱与混凝土梁连接节点及施工工艺，该节点及施工工艺将预制空腹式src柱与预制钢筋混凝土梁连接成整体结构，在保留了预制空腹式src柱与预制钢筋混凝土梁本身优点的同时，便于施工，施工时无需现场绑扎钢筋和焊接，人为因素影响小，可大幅度提高施工效率，且工业化程度高，充分发挥了钢材和混凝土的优越性能，促进了钢-混组合结构的发展。
附图说明
34.图1是本发明提供的采用钢端板-螺栓连接时预制空腹式src柱与整体预制钢筋混凝土梁连接的边节点结构示意图；
35.图2是本发明提供的a-a剖面图；
36.图3是本发明提供的采用钢端板-螺栓连接时预制空腹式src柱与整体预制钢筋混凝土梁连接的中节点结构示意图；
37.图4是本发明提供的b-b剖面图；
38.图5是本发明提供的采用钢端板-螺栓连接时预制空腹式src柱的结构示意图；
39.图6是本发明提供的1-1剖面图；
40.图7是本发明提供的采用钢端板-螺栓连接时整体预制钢筋混凝土梁梁段图；
41.图8是本发明提供的2-2剖面图；
42.图9是本发明提供的3-3剖面图；
43.图10是本发明提供的采用榫式-灌浆套筒连接时预制空腹式src柱与整体预制钢筋混凝土梁连接的边节点的结构示意图；
44.图11是本发明提供的c-c剖面图；
45.图12是本发明提供的采用榫式-灌浆套筒连接时预制空腹式src柱与预制钢筋混凝土梁连接的中节点的结构示意图；
46.图13是本发明提供的采用榫式-灌浆套筒连接时d-d剖面图；
47.图14是本发明提供的采用榫式-灌浆套筒连接时预制空腹式src柱的结构示意图；
48.图15是本发明提供的4-4剖面图；
49.图16是本发明提供的采用榫式-灌浆套筒连接时整体预制钢筋混凝土梁梁段图；
50.图17是本发明提供的5-5剖面图；
51.图18是本发明提供的6-6剖面图；
52.图19是本发明提供的采用牛腿-螺栓连时预制空腹式src柱与整体预制钢筋混凝土梁连接的边节点的结构示意图。
53.图20是本发明提供的e-e剖面图；
54.图21是本发明提供的采用牛腿-螺栓连时预制空腹式src柱与预制钢筋混凝土梁连接的中节点的结构示意图；
55.图22是本发明提供的采用牛腿-螺栓连接时f-f剖面图；
56.图23是本发明提供的采用牛腿-螺栓连接时预制空腹式src柱的结构示意图；
57.图24是本发明提供的7-7剖面图；
58.图25是本发明提供的采用榫式-灌浆套筒连接时整体预制钢筋混凝土梁梁段图；
59.图26是本发明提供的8-8剖面图；
60.图27是本发明提供的9-9剖面图；
61.图28是本发明提供的牛腿配筋图。
62.说明书附图中的附图标记包括：
63.1预制空腹式src柱；2预制钢筋混凝土梁；3柱内置型钢；4栓钉；5左侧钢端板；6右侧钢端板；7连接螺栓；8柱纵向钢筋；9梁纵向钢筋；10预制柱箍筋；11预制梁箍筋；12混凝土；13预埋锚筋；14连接钢板；15后浇混凝土；16灌浆套筒；17牛腿；18牛腿配筋。
具体实施方式
64.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
65.如图1至图28所示，所述预制空腹式src柱与混凝土梁连接节点，包括预制空腹式src柱1和预制钢筋混凝土梁2，所述预制空腹式src柱1与预制钢筋混凝土梁2在异地或工厂预制，所述预制空腹式src柱1包括柱内置型钢3、钢缀条、钢筋骨架和混凝土，所述柱内置型钢3通过钢缀条固定，构成空间桁架式骨架置于预制空腹式src柱中心，柱内置型钢3上焊接栓钉4，钢筋骨架置于柱内型钢构成的空间桁架式骨架外部，柱内按照设计要求布置柱纵向钢筋8和预制柱箍筋10，预制空腹式src柱1其余部分由混凝土12填充；所述预制钢筋混凝土梁2包括钢筋骨架和混凝土12，所述钢筋骨架置于预制钢筋混凝土梁2中，预制钢筋混凝土梁2内依照设计要求布置组合梁纵向钢筋9和预制梁箍筋11，预制钢筋混凝土梁2其余部分由混凝土12填充；所述的预制空腹式src柱与钢筋混凝土梁连接节点包括三种连接方式，采用钢端板-螺栓连接或采用榫式-灌浆套筒连接或采用牛腿-螺栓连接；采用钢端板-螺栓连接时，所述预制空腹式src柱1与梁连接侧向外延伸，延伸段中设置柱内置型钢3，预制空腹式src柱1与梁连接侧向外延伸段的柱内置型钢3通过连接钢板14和螺栓加固连接，延伸段端部安装左侧钢端板5，将柱纵向钢筋8焊接在左侧钢端板5上，或者将柱纵向钢筋8伸出左侧钢端板5，以便利用连接器将其与预制钢筋混凝土梁2中的钢筋连接起来，所述预制钢筋混凝土梁2与柱连接侧安装右侧钢端板6，预制钢筋混凝土梁2与柱连接侧设置预埋锚筋13，右侧钢端板6与预埋锚筋13焊接，左侧钢端板5、右侧钢端板6上开设螺栓孔，预制钢筋混凝土梁2与柱连接侧端部预留混凝土后浇段，左侧钢端板5与右侧钢端板6对接并通过连接螺栓7连接，在混凝土后浇段浇注后浇混凝土15；采用榫式-灌浆套筒连接时，所述预制空腹式src柱1与梁连接侧向外延伸，延伸段中设置柱内置型钢4与横向筋，预制空腹式src柱1与梁连接侧向外延伸段的柱内置型钢4通过连接钢板14和螺栓加固连接，延伸段中的柱内置型钢4突出延伸段表面形成型钢混凝土榫头，延伸段中的横向筋端部固定灌浆套筒16，所述预制钢筋混凝土梁2与柱连接侧预留与型钢混凝土榫头形状对应的凹槽，预制空腹式src柱1延伸段的型钢混凝土榫头插入预制钢筋混凝土梁预留的凹槽中，向灌浆套筒注射粘结料；采用牛腿-螺栓连接时，所述预制空腹式src柱1与梁连接侧设置牛腿17，牛腿17上表面预埋连接螺栓7，所述预制钢筋混凝土梁2与柱连接侧开设螺栓孔，预制空腹式src柱的牛腿与预制钢筋混凝土梁通过连接螺栓7连接，连接处浇注后浇混凝土15。
66.一种预制空腹式src柱与混凝土梁连接节点的施工工艺为：
67.1.采用钢端板-螺栓连接时
68.组件制作：
69.(1)制作预制空腹式src柱1：按照设计要求制作柱内置型钢3，在竖向柱内置型钢3翼缘板上横向焊接一段柱内置型钢3，用连接钢板14和螺栓加固，再在柱内置型钢3上焊接栓钉4；制作柱模板和钢筋骨架，在焊接的横向柱内置型钢3端部焊接左侧钢端板5，按照设计要求布置柱纵向钢筋8与预制柱箍筋10并将柱纵向钢筋8焊接在左侧钢端板5上，或者将柱纵向钢筋8伸出左侧钢端板5以便利用连接器将其与预制钢筋混凝土梁2中的钢筋连接起来；最后在柱模板内浇筑混凝土12，完成预制空腹式src柱1的制作。
70.(2)预制钢筋混凝土梁2的制作：将制好的预埋锚筋13焊接在右侧钢端板6上；制作
模板和钢筋骨架，按照设计要求布置梁纵向钢筋9与预制梁箍筋11并将梁内纵筋9焊接在右侧钢端板6上；其中预制钢筋混凝土梁2的端部与柱连接侧预留混凝土后浇段，最后在模板内浇筑混凝土，完成预制钢筋混凝土梁2的制作。
71.现场装配：
72.将预制好的端部带有右侧钢端板6的预制钢筋混凝土梁2吊装至端部带有左侧钢端板5的预制空腹式src柱1的一侧，通过端部螺栓孔将左侧钢端板5与右侧钢端板6对接；利用连接螺栓7穿过开设螺栓孔并拧紧，再在预制钢筋混凝土梁2中预留的混凝土后浇段浇注后浇混凝土15，完成预制梁柱的连接。
73.2.采用榫式-灌浆套筒连接时
74.组件制作：
75.(1)制作预制空腹式src柱1：按照设计要求制作柱内置型钢3，在竖向柱内置型钢3翼缘板上横向焊接一段柱内置型钢3，用连接钢板14和螺栓加固，再在柱内置型钢3上焊接栓钉4；制作模板和钢筋骨架，并使横向柱内置型钢3突出一段，形成型钢混凝土榫头；按照设计要求布置柱纵向钢筋8与预制柱箍筋10，在横向筋端部固定灌浆套筒16；最后在模板内浇筑混凝土12，完成预制空腹式src柱1的制作；
76.(2)制作预制钢筋混凝土梁2：制作模板和钢筋骨架，按照设计要求布置梁纵向钢筋9与预制梁箍筋11，与柱连接侧设置与型钢混凝土榫头形状相对应的凹槽；在模板内浇筑混凝土12，完成预制钢筋混凝土梁2的制作。
77.现场装配：
78.在预制空腹式src柱1连接截面处涂抹建筑结构胶；将预制钢筋混凝土梁2吊装置于预制空腹式src柱1一侧，预制空腹式src柱1凸出的型钢混凝土榫头与预制钢筋混凝土梁2的凹槽相契合；同时将预制钢筋混凝土梁2中的伸出钢筋插入预制空腹式src柱1的灌浆套筒16中；通过注射嘴，向灌浆套筒内从右向左注射粘结料，注射完成后卸除注射嘴，并封堵注射口，完成预制梁柱的连接。
79.3.采用牛腿-螺栓连接时
80.组件制作：
81.(1)制作预制空腹式src柱1：按照设计要求制作柱内置型钢3，再在柱内置型钢3上焊接栓钉4；制作柱模板和钢筋骨架，按照设计要求布置柱纵向钢筋8与预制柱箍筋10并将柱纵向钢筋8焊接在左侧钢端板5上；与梁连接测按设计要求绑扎牛腿配筋18设计牛腿17并在牛腿内预埋连接螺栓7，最后在柱模板内浇筑混凝土12，完成预制空腹式src柱1的制作；
82.(2)制作预制钢筋混凝土梁2：制作模板和钢筋骨架，按照设计要求布置梁纵向钢筋9与预制梁箍筋11，与柱连接侧对应柱牛腿上预埋连接螺栓7位置开设螺栓孔；在模板内浇筑混凝土12，完成预制钢筋混凝土梁2的制作。
83.现场装配：
84.将预制钢筋混凝土梁2吊装至预制柱牛腿17上，使牛腿17处的连接螺栓7的栓杆穿过预制钢筋混凝土梁2上的开设螺栓孔，用螺母拧紧，最后在螺栓连接处浇注后浇混凝土15，完成构件连接。