CN117569448B - 适用多高层厂房免支模体系的梁-柱节点及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了适用多高层厂房免支模体系的梁‑柱节点及施工方法，本梁‑柱节点包括预制柱帽，预制柱帽的中部开设上下贯通的通空腔，预制柱帽的底部设有退台，退台卡合连接在预制混凝土管柱的预制混凝土外管的顶部，退台与预制混凝土外管的顶面和顶部侧面贴合，通空腔与预制混凝土外管的管内连通，梁‑柱节点处的预制梁或叠合梁直接搭接于预制柱帽的上面。本施工方法采用预制柱帽来对预制梁或叠合梁的端部进行支撑，使得在施工过程中，能减少或者免除使用另外的支撑材料对预制梁或叠合梁进行支撑，实现少支撑或免支撑。本发明在现场能减少大量节点处的模板支撑和现浇湿作业，进一步减少施工现场工人的工作量，使得装配式建筑进一步发挥优势。

Description

适用多高层厂房免支模体系的梁-柱节点及施工方法

技术领域

本发明涉及一种装配式混凝土建筑结构，具体是涉及适用于多高层的高标准厂房、研发办公楼、停车楼等建筑中免支模体系的预制混凝土管柱梁-柱节点，及所述梁-柱节点的施工方法，其形成的免支模结构体系对当前“工业上楼”模式中“高层高、高承重、大空间”的多高层高标准厂房等类型项目具有很大适用性。

背景技术

预制混凝土管柱是采用预制混凝土外管与其管内核芯区现浇混凝土、插筋协同作用，共同抵抗轴力、弯矩、剪力的新型组合柱，其预制混凝土外管可以实现标准化生产、与传统预制柱相比具有重量轻、易施工、节点区采用现浇混凝土，施工质量易于保证。若装配式建筑中的主体结构的竖向构件采用预制混凝土管柱，可以较易满足《装配式建筑评价标准》(GB/T51129-2017)第3.0.3条规定。

目前，我国正在大力发展建筑工业化，减少现场湿作业、少支撑或免支撑是未来装配式建筑发展的方向。特别是对于“高层高、高承重、大空间”的多高层工业厂房类建筑，发展装配式核心在于建筑设计标准化、部品构件工厂化、现场施工装配化并快速投入生产。但是，现有的预制混凝土管柱梁-柱节点在施工时，并不对预制梁形成支撑，如申请号为201921684136.3的中国专利公开的一种装配式混凝土建筑结构的预制柱及其梁柱节点，申请号为202022428953.1的中国专利公开的一种预制混凝土管桩作为上层柱的梁柱节点，申请号为202021491927.7的中国专利公开的一种使用预制混凝土管桩的装配式混凝土梁柱节点，申请号为202120298591.0的中国专利公开的一种预制混凝土管桩柱与空心楼盖或无梁楼盖的连接结构。

上述现有的预制混凝土管柱梁-柱节点在施工过程中，现场需要在预制梁下设置大量支撑，来将预制梁稳定支撑在节点位置，然后才能对梁-柱节点进行浇筑，其不仅施工周期长，而且会浪费大量模板支撑材料。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种适用多高层厂房免支模体系的梁-柱节点，其能更好的实现标准化，简化节点构造。

本发明的第二个目的是提供一种所述的适用多高层厂房免支模体系的梁-柱节点的施工方法，其在施工过程中，能减少或者免除采用另外的支撑材料对预制梁或叠合梁进行支撑，实现少支撑或免支撑。

本发明的第一个目的通过以下的技术方案来实现：

一种适用多高层厂房免支模体系的梁-柱节点，其特征在于：包括预制柱帽，预制柱帽的中部开设上下贯通的通空腔，预制柱帽的底部设有退台，退台卡合连接在预制混凝土管柱的预制混凝土外管的顶部，退台与预制混凝土外管的顶面和顶部侧面贴合，通空腔与预制混凝土外管的管内连通，梁-柱节点处的预制梁或叠合梁直接搭接于预制柱帽的上面。

进一步地，预制柱帽预先制作，施工时安装在预制混凝土外管的顶部，使得预制柱帽与预制混凝土外管形成一体的预制件。

进一步地，预制柱帽的通空腔的截面大小与预制混凝土外管的管内空腔的截面大小相同。

进一步地，预制柱帽的顶部设有均匀分布的顶部预留孔，顶部预留孔用于与标准模板的底部连接杆连接。

进一步地，预制柱帽的上面为平面。

进一步地，预制柱帽的上面中部设有缺口。

进一步地，缺口的侧面为倾斜面，使得缺口呈向上张开的形状。

进一步地，预制柱帽的截面为圆形或者多边形。

进一步地，预制混凝土外管的外形为圆形管或者方形管。

进一步地，预制混凝土外管的管内空腔为圆形或者方形。

本发明的第一个目的通过以下的技术方案来实现：

一种所述的免支模体系的预制混凝土管柱梁-柱节点的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：预制混凝土外管吊装并固定完成后，将预制柱帽安装在预制混凝土外管的顶部；

步骤二：将预制梁或叠合梁的端部直接搭接于预制柱帽的上面，预制柱帽对预制梁或叠合梁的端部进行支撑，预制柱帽作为抗剪键承担施工阶段的楼层结构自重及施工荷载；

步骤三：在预制柱帽的上面周边安装标准模板，在预制混凝土外管的管内放置入钢筋笼，钢筋笼延伸出至预制柱帽的上方；

步骤四：在标准模板内浇筑混凝土，现浇的混凝土从通空腔进入预制混凝土外管的管内，最后完成梁-柱节点的浇筑。

进一步地，标准模板通过预制柱帽上面和预制梁或叠合梁侧面的预留孔进行固定安装。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明在预制混凝土管柱梁-柱节点上设置预制柱帽，通过预制柱帽来对节点进行连接和支撑，承担施工阶段的楼层结构自重及施工荷载，从而简化节点构造，预制柱帽能够在工厂生产，实现构件产品标准化。本发明梁-柱节点具有良好的空间受力性能，节省材料用量，特别适用于“高层高、高承重、大空间”的多高层工业厂房类建筑，符合目前国内对于资源与环境低碳节能、可持续发展理念的指导思想。使用预制柱帽后，在现场能减少大量节点处的模板支撑和现浇湿作业，进一步减少施工现场的工人的参与，使得装配式建筑进一步发挥优势。

本发明的梁-柱节点具有增强节点受力、安全性能好的优点。

2、本发明的施工方法采用预制柱帽来对预制梁或叠合梁的端部进行支撑，使得在施工过程中，能减少或者免除使用另外的支撑材料对预制梁或叠合梁进行支撑，实现少支撑或免支撑，简化现场施工工艺和步骤。其在节点处浇筑时需要安装的模板少，施工更加简单，从而减少现场工人的劳动强度。在高标准厂房建筑中运用“预制混凝土管柱+本发明预制混凝土节点”可以实现免支撑预制装配式结构，能转变传统的建造方式，在具有良好环境效益的同时，也具有一定的经济效益。

附图说明

图1是本发明实施例一的预制柱帽与预制混凝土外管连接在一起时的剖视示意图；

图2是本发明实施例一的预制柱帽的剖视示意图；

图3是本发明实施例一的预制柱帽内的柱帽钢筋架的分布示意图；

图4是本发明实施例一的梁-柱节点的俯视示意图；

图5是图4中A-A方向的剖面示意图；

图6是图4中B-B方向的剖面示意图；

图7是本发明实施例一在现浇混凝土内布置加强及连接钢筋时的剖面示意图；

图8是本发明实施例二的预制柱帽与预制混凝土外管连接在一起时的剖视示意图；

图9是本发明实施例二的预制柱帽的剖视示意图；

图10是本发明实施例二的梁-柱节点的俯视示意图；

图11是图10中C-C方向的剖面示意图；

图12是图10中D-D方向的剖面示意图；

图13是本发明实施例二在现浇混凝土内布置加强及连接钢筋时的剖面示意图；

图14是本发明实施例三的梁-柱节点的俯视示意图；

图15是本发明实施例三的梁-柱节点的第二种结构示意图；

图16是本发明实施例四的梁-柱节点的俯视示意图；

图17是本发明实施例五的梁-柱节点的俯视示意图。

图中附图标记含义：

1-预制柱帽；101-通空腔；102-退台；103-顶部预留孔；104-柱帽面筋；105-柱帽腰筋；106-柱帽底筋；107-箍筋；108-缺口；2-预制混凝土外管；201-预制混凝土外管的管内；3-钢筋笼；4-楼板；5-标准模板；501-底部连接杆；502-侧连接杆；6-现浇的混凝土；601-缺口内现浇混凝土；602-节点区现浇混凝土；603-管内下层现浇混凝土；7-预制梁或叠合梁；701-梁侧预留孔；8-加强及连接钢筋。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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发明和简化描述，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发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

实施例一：

如图1至图7所示，实施例一的适用多高层厂房免支模体系的梁-柱节点包括预制柱帽1。

如图1和图2所示，预制柱帽1为混凝土预制柱帽，呈倒立的锥台状，其横截面为圆形，下端的横截面小于上端的横截面。预制柱帽1的中部开设上下贯通的通空腔101，预制柱帽1的通空腔101的截面大小P1与预制混凝土外管2的管内空腔的截面大小P2相同或略大，预制柱帽1的底部设有退台102，退台102内凹进预制柱帽1中。退台102配合套在预制混凝土管柱的预制混凝土外管2的顶部，直接坐落在预制混凝土外管2上，实现卡合连接。卡合连接后退台102与预制混凝土外管2的顶面和顶部侧面贴合，通空腔101与预制混凝土外管的管内201连通。施工时预制柱帽1将作为抗剪键承担施工阶段的楼层结构自重及施工荷载。

预制柱帽1和预制混凝土外管2均能在工厂里面生产，根据尺寸规格形成标准化配套产品，使得装配式建筑得到进一步发展。在工厂中，能将预制柱帽1预先制作，并安装固定于预制混凝土外管2的顶部；也可将预制柱帽1与预制混凝土外管2一起制作，使得预制柱帽1与预制混凝土外管2形成一体的预制件，最后将一体的预制件运输到现场进行安装，从而进一步减少现场的施工时间和施工步骤。

本实施例的预制柱帽1的上面为平面，在预制柱帽1的上面靠近边缘的位置设有顶部预留孔103，顶部预留孔103用于与标准模板5的底部连接杆501连接。

如图3所示，在预制柱帽1内会设置相应的柱帽钢筋架，使得预制柱帽1能够满足承载力设计要求。柱帽钢筋架的顶部设置柱帽面筋104，中部设置柱帽腰筋105，底部设置柱帽底筋106，还有将柱帽面筋104、柱帽腰筋105和柱帽底筋106连接在一起的箍筋107，和将柱帽钢筋架拉结的拉筋。当然，在另外的实施方式中，柱帽钢筋架应根据结构受力需要进行设置，其布置方式还可以是其他形式，本实施例只示意出了其中的一种。

其中，预制柱帽1的退台102底部的厚度h1可以根据所承受的剪力大小范围，划分成多个等级，预制柱帽1的底部的壁厚h2可以根据所承受的水平荷载大小范围，划分成多个等级，从而最终形成多个标准化的等级构件。

本实施例的预制混凝土外管2为圆形管。

本实施例还公开了所述的免支模体系的预制混凝土管柱梁-柱节点的施工方法，其包括以下步骤：

步骤一：将预制混凝土外管2吊装并固定完成后，将预制柱帽1安装在预制混凝土外管2的顶部；在现场，预制混凝土外管2为垂直安装；

步骤二：如图4所示，装配时，将预制梁或叠合梁7的端部直接搭接于预制柱帽1的上面，预制柱帽1对预制梁或叠合梁7的端部进行支撑，预制柱帽1作为抗剪键承担施工阶段的竖向和水平荷载；

通过预制柱帽1的支撑后，将可以减少或者免除使用另外的支撑材料对预制梁或叠合梁7进行支撑，实现少支撑或免支撑，简化现场施工工艺和步骤；

步骤三：在预制柱帽1的上面周边安装标准模板5，标准模板5的底部连接杆501***预制柱帽1上面的顶部预留孔103中，顶部预留孔103的深度及大小根据计算需要预留，标准模板5侧边的侧连接杆502***预制梁或叠合梁7侧面上的梁侧预留孔701，梁侧预留孔701的深度根据需要预留，也可为通孔；从而将标准模板5进行固定安装；可见其在节点处浇筑时需要安装的模板少，施工更加简单，从而减少现场工人的劳动强度；

在预制混凝土外管的管内201放置入钢筋笼3，钢筋笼3延伸出至预制柱帽1的上方；

步骤四：在标准模板5内浇筑混凝土，现浇的混凝土从通空腔101进入预制混凝土外管的管内201，最后完成梁-柱节点与叠合梁（板）的浇筑，通过现浇的混凝土6将预制混凝土外管2、预制柱帽1和梁的端部连接为一体，如图5和图6所示。楼板4可以采用叠合板、叠合空心板或全预制楼板，与预制梁或叠合梁7通过搭接连接。

如图7所示，根据计算需要，也可以在梁-柱节点现浇混凝土内布置加强及连接钢筋8，从而进一步保证节点的刚度和受力性能。

实施例二：

如图8至13所示为实施例二的适用多高层厂房免支模体系的梁-柱节点，其与实施例一的不同在于预制柱帽1的结构。

实施例二的预制柱帽1的上面中部设有缺口108，且缺口108的侧面为倾斜面，使得缺口108呈向上张开的形状。其中，预制柱帽1的通空腔101的截面大小P1与预制混凝土外管2的管内空腔的截面大小P2相同或略大，缺口108的上端口大小P3大于预制柱帽1的通空腔101的截面大小P1。缺口108能够减轻预制柱帽1的重量，便于运输及现场安装。如图11所示，在现场完成预制柱帽1的安装及预制混凝土外管2内钢筋笼3的吊装后，再将缺口内现浇混凝土601和管内下层现浇混凝土603一起浇筑，待混凝土强度达到要求后，再按实例一中的施工步骤进行施工，完成节点区现浇混凝土602的浇筑。缺口内现浇混凝土601可以和预制柱帽1一起增强节点的抗冲切性能。

如图13所示，在节点区现浇混凝土602内和缺口内现浇混凝土601内还可以布置加强及连接钢筋8，从而进一步保证节点的刚度和受力性能。

实施例三：

如图14所示为实施例三的适用多高层厂房免支模体系的梁-柱节点，其与实施例一的不同在于预制混凝土外管2，实施例三的预制混凝土外管2为四方形管，预制混凝土外管2的管内空腔也为四方形。

如图15所示，在另外的实施例中，预制混凝土外管2的管内空腔还可以是圆形。

实施例四：

如图16所示为实施例四的适用多高层厂房免支模体系的梁-柱节点，其与实施例一的不同在于预制柱帽1的结构，实施例四的预制柱帽1的截面为四方形。

实施例五：

如图17所示为实施例五的适用多高层厂房免支模体系的梁-柱节点，其与实施例一的不同在于预制柱帽1的结构，实施例五的预制柱帽1的截面为四菱形。在另外的实施例中，预制柱帽1的截面还可以是六边形等其他多边形形式。

本发明的上述实施例并不是对本发明保护范围的限定，本发明的实施方式不限于此，凡此种种根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，对本发明上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种适用多高层厂房免支模体系的梁-柱节点，其特征在于：包括预制柱帽，所述预制柱帽的中部开设上下贯通的通空腔，所述预制柱帽的底部设有退台，所述退台卡合连接在预制混凝土管柱的预制混凝土外管的顶部，所述退台与所述预制混凝土外管的顶面和顶部侧面贴合，所述通空腔与所述预制混凝土外管的管内连通，所述梁-柱节点处的预制梁或叠合梁直接搭接于所述预制柱帽的上面。

2.根据权利要求1所述的适用多高层厂房免支模体系的梁-柱节点，其特征在于：所述预制柱帽预先制作，施工时安装在所述预制混凝土外管的顶部，使得所述预制柱帽与所述预制混凝土外管形成一体的预制件。

3.根据权利要求1所述的适用多高层厂房免支模体系的梁-柱节点，其特征在于：所述预制柱帽的通空腔的截面大小与所述预制混凝土外管的管内空腔的截面大小相同。

4.根据权利要求1所述的适用多高层厂房免支模体系的梁-柱节点，其特征在于：所述预制柱帽的顶部设有均匀分布的顶部预留孔，所述顶部预留孔用于与标准模板的底部连接杆连接。

5.根据权利要求1所述的适用多高层厂房免支模体系的梁-柱节点，其特征在于：所述预制柱帽的上面为平面。

6.根据权利要求1所述的适用多高层厂房免支模体系的梁-柱节点，其特征在于：所述预制柱帽的上面中部设有缺口。

7.根据权利要求6所述的适用多高层厂房免支模体系的梁-柱节点，其特征在于：所述缺口的侧面为倾斜面，使得所述缺口呈向上张开的形状。

8.根据权利要求1所述的适用多高层厂房免支模体系的梁-柱节点，其特征在于：所述预制柱帽的截面为圆形或者多边形。

9.根据权利要求1所述的适用多高层厂房免支模体系的梁-柱节点，其特征在于：所述预制混凝土外管的外形为圆形管或者方形管。

10.根据权利要求1所述的适用多高层厂房免支模体系的梁-柱节点，其特征在于：所述预制混凝土外管的管内空腔为圆形或者方形。

11.一种权利要求1至10任意一项所述的适用多高层厂房免支模体系的梁-柱节点的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：所述预制混凝土外管吊装并固定完成后，将所述预制柱帽安装在所述预制混凝土外管的顶部；

步骤二：将所述预制梁或叠合梁的端部直接搭接于所述预制柱帽的上面，所述预制柱帽对所述预制梁或叠合梁的端部进行支撑，所述预制柱帽作为抗剪键承担施工阶段的楼层结构自重及施工荷载；

步骤三：在所述预制柱帽的上面周边安装标准模板，在所述预制混凝土外管的管内放置入钢筋笼，所述钢筋笼延伸出至所述预制柱帽的上方；

步骤四：在所述标准模板内浇筑混凝土，现浇的混凝土从所述通空腔进入所述预制混凝土外管的管内，最后完成所述梁-柱节点的浇筑。

12.根据权利要求11所述的施工方法，其特征在于：所述标准模板通过所述预制柱帽上面和所述预制梁或叠合梁侧面的预留孔进行固定安装。