CN108331158A - 一种预制钢筋混凝土梁柱的现场连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预制钢筋混凝土梁柱的现场连接方法，包括如下步骤：步骤1：在工厂预制梁和柱，预制柱上下端呈“凸”字型，预制梁的梁端和预制柱上的梁的连接端呈“凸”字型或相互交错的“马牙”型，梁端、柱端以及连接端均伸出连接钢筋；步骤2：吊装预制柱和预制梁并设置临时支撑就位；步骤3：完成预制梁和预制柱上的梁的连接端处的纵筋和腰筋的连接；步骤4：设置预制梁留空区的箍筋，铺设叠合楼板的底板；步骤5：浇筑预制梁的梁面和叠合板面的混凝土；步骤6：吊装上部预制柱并就位；步骤7：连接两个预制柱之间的纵向钢筋；步骤8：设置预制柱留空区箍筋，并搭设留空区模板；步骤9：浇筑预制柱留空区混凝土，完成框架柱的连接。

Description

一种预制钢筋混凝土梁柱的现场连接方法

技术领域

本发明属于建筑工业化的设计和施工技术领域，尤其涉及一种预制钢筋混凝土梁柱的现场连接方法。

背景技术

建筑工业化是当前我国建筑业发展的趋势，是实现“四节一环保”的绿色建筑的重要步骤。建筑工业化的重要特征就是，建筑构件尽量在工厂预制完成，充分利用工厂的工业化机械和完备的信息化管理，在工厂预制的构件因其施工的标准化，管理的***化，构件质量往往能够得到保证，能够实现建筑业的误差等级由“厘米级”迈向“毫米级”。但是由于运输能力和吊装设备的限制，作为一个整体的建筑结构，在工厂预制时必须拆分为一个个构件，由汽车运至现场，由塔吊或起重设备就位。预制构件在现场的连接是结构能否充分发挥其构件承载力的关键。

目前预制框架的现场连接，根据构件拆分、预制部位和连接方式的不同，主要有两种方式：(1)节点预制，框架柱在柱中部位置通过后浇段连接，框架梁在受力较小的位置通过后浇段连接；(2)节点现浇，框架柱和框架梁均整段预制，现浇的节点把梁和柱连接成一个整体。这两种方式均有其各自优缺点，如下表所示：

发明内容

针对以上两种预制框架现场连接方法的优缺点，充分利用其优点，避开其弱点，提出一种预制钢筋混凝土梁柱的现场连接方法。

本发明所采用的技术方案如下：一种预制钢筋混凝土梁柱的现场连接方法，包括如下步骤：

步骤1：在工厂预制预制梁和预制柱，预制柱的上下端呈“凸”字型，预制梁的梁端和预制柱上的梁的连接端呈为“凸”字型或相互交错的“马牙”型，梁端、柱端以及连接端均伸出连接钢筋；

步骤2：吊装预制柱和预制梁并设置临时支撑就位，预制梁的梁端伸出待连接钢筋；

步骤3：完成预制梁和预制柱上的梁的连接端处的纵筋和腰筋的连接；

步骤4：设置预制梁留空区的箍筋，铺设叠合楼板的底板；

步骤5：浇筑预制梁的梁面和叠合板面的混凝土；

步骤6：待板面混凝土强度达到能够承受施工荷载时，吊装上部预制柱并就位；

步骤7：连接两个预制柱之间的纵向钢筋；

步骤8：设置预制柱留空区箍筋，并搭设留空区模板；

步骤9：浇筑预制柱留空区混凝土，完成框架柱的连接。

作为优选，柱与柱的连接位置在框架柱的非箍筋加密区，受力最复杂的梁柱节点核心区随柱一起在工厂预制。

作为优选，预制梁与预制柱的连接位置在梁端大于等于300mm处，优选预制梁与预制柱的连接部位设置在梁端300mm处，此处虽位于预制梁的箍筋加密区范围之内，但已避开了受力最复杂的梁柱节点核心区和受力最大的梁根部，根据梁的弯矩图，在梁的负弯矩段，弯矩衰减的特别快，并且梁柱连接时纵向钢筋均采用等强连接，故梁端300mm处适宜进行梁的连接。梁和柱连接区段未避开框架梁的箍筋加密区，其主要原因是考虑方便构件的运输，提高运输效率。

作为优选，预制柱与预制柱连接可以实现两层或者三层连接一次，减少现场的连接工作量。

作为优选，预制柱与预制柱的连接，采取设置局部后浇段的方式进行，预制柱的纵向钢筋在局部后浇段实现等强连接，柱纵向钢筋的连接可采用机械连接、套筒灌浆连接或者焊接，柱局部后浇段并非全截面后浇，在保证钢筋连接施工的操作空间情况下，仅预制核心区范围内混凝土，预制柱端成“凸”字型，“凸”字型柱端在连接前需坐浆，如连接处抗剪承载力不满足要求，可在“凸”字型端头设置抗剪键槽，因柱与柱连接处位于柱受力较小的部位，故“凸”字型端头设置抗剪键槽的可能性很小。

预制梁与预制柱的连接构造和柱与柱的连接构造类似，钢筋在后浇段连接。梁和柱的纵向钢筋在局部后浇区等强连接，可采用机械连接、套筒灌浆连接或者焊接。钢筋的等强连接是此梁柱连接方法的基本要求。预制梁梁端和预制柱上梁的连接端可为“凸”字型，也可为“马牙”型。

作为优选，预制柱与预制柱、预制梁与预制柱的纵向钢筋连接时可对钢筋施加预应力，在预制构件间形成紧固压力状态，提高梁柱连接的可靠性和抗震性能。

作为优选，为保证新老混凝土的粘结强度，在“凸”字型和相互交错的”马牙”型部分、以及新老混凝土交界面需设置混凝土粗糙面，粗糙面凹凸深度不应小于6mm。留空区的箍筋间距不宜大于100mm。

柱与柱的连接位置在框架柱的非箍筋加密区，一般设置在柱高1/3处，可以避开框架柱的箍筋加密区，同时此处也是柱受力较小处，满足《装配式混凝土结构技术规程》中要求的预制构件的连接部位宜设置在结构受力较小的部位。框架柱连接位置正好处于施工人员胸口部位，便于施工操作。

本发明的有益效果如下：

(1)受力最复杂，施工难度最大的梁柱节点核心区在工厂预制，提高了装配整体式混凝土结构的安全可靠度；

(2)所有的纵向钢筋连接都在混凝土后浇区进行，有利于钢筋连接质量的检查和检测；

(3)梁和柱的连接区域均避开了受力最大的部位，梁的连接区域距柱端仅300mm，不会影响预制构件的运输；

(4)柱连接可以实现两层或者三层连接一次，减少现场连接工作量；

(5)连接区段有局部预制混凝土直接相连，可减少临时支撑使用量，并提高连接区的抗剪承载力。

(6)如梁柱连接节点施加了部分预应力，既能减少临时支撑用量，还能提高连接节点的抗震性能。

附图说明

图1为“凸”字型预制柱结构示意图；

图2为“凸”字型预制柱和预制梁支撑就位后结构示意图；

图3为“凸”字型预制柱和预制梁纵筋和腰筋连接示意图；

图4为梁留空区的箍筋示意图；

图5为浇筑梁面和板面混凝土后的示意图；

图6为吊装上部预制柱并就位图；

图7为两个预制柱之间柱纵向钢筋连接后的示意图；

图8为柱留空区箍筋示意图；

图9为浇筑柱留空区混凝土后的示意图；

图10为“马牙”型预制柱结构示意图；

图11为“马牙”型预制柱和预制梁支撑就位后结构示意图；

图12为“凸”字型预制梁和预制柱连接处立面示意图；

图13为“马牙”型预制梁和预制柱连接处立面示意图；

图14为改良后的“马牙”型预制梁和预制柱连接处立面示意图。

具体实施方法

为了使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面结合具体的应用对发明实施方式做进一步的阐述。

实施例1：针对角柱连接节点

如图1所示，运至现场并就位后，柱头和梁端均伸出连接钢筋，柱头和梁端混凝土均为“凸”字型。

吊装预制梁并设置临时支撑就位，预制梁端混凝土也为“凸”字型，预制梁端伸出待连接钢筋，如下图2。

完成预制梁纵筋和腰筋的连接，预制梁纵向钢筋和腰筋的连接可采用套筒灌浆连接，也可采用直螺纹套筒连接和其他各类等强连接方式，如下图3。

设置梁留空区的箍筋，铺设叠合楼板的底板，如下图4。

浇筑梁面和板面的混凝土，如下图5。

待板面混凝土强度达到能够承受施工荷载时，可吊装上部预制柱并就位，如下图6。

连接柱纵向钢筋，柱纵向钢筋的连接可采用套筒灌浆连接，也可采用直螺纹套筒连接和其他各类等强连接方式，如下图7。

设置柱留空区箍筋，并搭设留空区模板，如下图8。

浇筑柱留空区混凝土，完成框架柱的连接，如下图9。

实施例2：针对中柱连接节点

如图10‐11所示，其连接方式和步骤与实施例1中的角柱完全一致，所不同的是，预制梁梁端和预制柱上短梁的连接端可为“马牙”型，“马牙”型连接可减少临时支撑的使用量，如图11所示，预制梁吊装后直接放置在“马牙”型的连接端上，可以减少预制梁临时支撑的用量，“马牙”型连接端的配筋需通过计算确定。为表达清楚，图11中未示意预制梁中的钢筋。

预制梁梁端和预制柱上梁的连接端可为“凸”字型，也可为“马牙”型。当为“凸”字型时，预制梁和预制柱连接处需进行抗剪承载力验算，验算截面为图12所示的抗剪截面1～4，抗剪截面1为梁端剪力和弯矩均最大的部位，但对于本连接方法，此截面为全预制梁，混凝土质量较现浇混凝土更容易控制，此处抗剪计算按现有规范验算即可；抗剪截面2和4处，抗剪承载力由两部分提供，预制“凸”字型混凝土和新老混凝土剪切面，预制“凸”字型混凝土充当抗剪键的作用，能提供非常可观的抗剪承载力，此处还可以通过在预制混凝土面上设置抗剪键槽以进一步增加抗剪承载力；抗剪截面3处是本连接方法的薄弱部位，需重点验算，但即使本连接最为薄弱的抗剪截面3，也比现行装配整体式混凝土结构通常做法的“节点现浇”提供更大的抗剪承载力，因为抗剪截面3处现浇混凝土的量更多，并且抗剪截面3距离梁端一定距离，此处梁的受力也小一点。如抗剪截面3处凉的抗剪承载力不满足要求，可在“凸”字型端头设置抗剪键槽。

预制梁梁端和预制柱上梁的连接端为“马牙”型时，“马牙”型构造能提供更大的抗剪承载力，如下图13所示，此时最不利抗剪截面应为图中的抗剪截面2，与“凸”字型连接相比，“马牙”型构造充当预制混凝土抗剪键的预制混凝土截面少了一半，此时在预制混凝土面上设置抗剪键槽的可能性更大。但“马牙”型构造的预制梁运至现场后，可利用“马牙”型梁端完成梁的就位和固定，当梁的跨度不大，承受施工荷载不重时，通过设计计算在“马牙”型梁端内配置抗弯和抗剪钢筋，可以减少梁的临时支撑搭设量。

为提高“马牙”型构造的抗弯和抗剪承载力，可对其进行改良，如图14所示，改良后抗剪承载力提高了，但“马牙”端的构造为梯形，增加了工厂预制的难度。具体采取何种方式，均取决于梁柱连接的实际承受荷载的大小。

以上仅描述了本发明的基本原理和优选实施方式，本领域人员可以根据上述描述做出许多变化和改进，这些变化和改进应该属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种预制钢筋混凝土梁柱的现场连接方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：在工厂制作预制梁和预制柱，预制柱的上下端呈“凸”字型，预制梁的梁端和预制柱上的梁的连接端呈为“凸”字型或相互交错的“马牙”型，梁端、柱端以及连接端均伸出连接钢筋；

步骤2：吊装预制柱和预制梁并设置临时支撑就位，预制梁的梁端伸出待连接钢筋；

步骤3：完成预制梁和预制柱上的梁的连接端处的纵筋和腰筋的连接；

步骤4：设置预制梁留空区的箍筋，铺设叠合楼板的底板；

步骤5：浇筑预制梁的梁面和叠合板面的混凝土；

步骤6：待板面混凝土强度达到能够承受施工荷载时，吊装上部预制柱并就位；

步骤7：连接两个预制柱之间的纵向钢筋；

步骤8：设置预制柱留空区箍筋，并搭设留空区模板；

步骤9：浇筑预制柱留空区混凝土，完成框架柱的连接。

2.根据权利要求1所述的一种预制钢筋混凝土梁柱的现场连接方法，其特征在于，柱与柱的连接位置在框架柱的非箍筋加密区，受力最复杂的梁柱节点核心区随柱一起在工厂预制。

3.根据权利要求1所述的一种预制钢筋混凝土梁柱的现场连接方法，其特征在于，预制梁与预制柱的连接位置在梁端大于等于300mm处。

4.根据权利要求1所述的一种预制钢筋混凝土梁柱的现场连接方法，其特征在于，预制柱与预制柱连接可以实现两层或者三层楼连接一次，减少现场的连接工作量。

5.根据权利要求1所述的一种预制钢筋混凝土梁柱的现场连接方法，其特征在于，预制柱与预制柱、预制梁与预制柱的纵向钢筋采用套筒灌浆连接或采用直螺纹套筒连接。

6.根据权利要求1所述的一种预制钢筋混凝土梁柱的现场连接方法，其特征在于，预制柱与预制柱、预制梁与预制柱的纵向钢筋连接时可对钢筋施加预应力，在预制构件间形成紧固压力状态，提高梁柱连接的可靠性和抗震性能。

7.根据权利要求1所述的一种预制钢筋混凝土梁柱的现场连接方法，其特征在于，预制柱柱端的“凸”字型部位在连接前需坐浆，若连接处抗剪承载力不满足要求，可在“凸”字型端头设置抗剪键槽。

8.根据权利要求1所述的一种预制钢筋混凝土梁柱的现场连接方法，其特征在于，预制梁梁端采用“凸”字型构造时，若连接处抗剪承载力不满足要求，可在“凸”字型端头设置抗剪键槽。

9.根据权利要求1所述的一种预制钢筋混凝土梁柱的现场连接方法，其特征在于，“马牙”部分新老混凝土交界面需设置混凝土粗糙面，粗糙面凹凸深度不应小于6mm。

10.根据权利要求1所述的一种预制钢筋混凝土梁柱的现场连接方法，其特征在于，留空区的箍筋间距不宜大于100mm。