一种装配式混凝土柱间模块化连接装置及其施工检测方法

1.本发明涉及可恢复功能的钢结构技术领域，尤其是一种装配式混凝土柱间模块化连接装置及其施工检测方法。


背景技术：

2.全装配式混凝土框架结构中装配式混凝土梁与装配式混凝土柱之间采用干连接，它主要通过在预制构件中预埋连接件现场用螺栓、焊接等方式组装，具有安装方便、施工速率快、现场作业少等特点。然而，该种干式连接可能需要梁柱连接处的装配式混凝土柱纵向贯通。因此，装配式混凝土柱与装配式混凝土柱的连接建议设置在楼层中间位置，但连接处可能无法设置坐浆层，进而影响装配式混凝土柱套筒灌浆连接的施工。另外，楼层中间位置处的连接可能存在受剪承载力不足的问题，需增加连接处的抗剪承载力，对装配式混凝土柱中套筒灌浆连接的灌浆饱满度和承载力问题，也是装配式混凝土连接中的难点和重点。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了解决上述技术问题，而提供一种装配式混凝土柱间模块化连接装置及其施工检测方法。
4.本发明的技术方案：一种装配式混凝土柱间模块化连接装置，包括：预制上柱和预制下柱，所述预制上柱和预制下柱平行且间隔设置，所述预制上柱上设置有预留孔；还包括：
5.若干个预制套筒，设置在所述预制上柱内，所述预制套筒呈瓶装且两端开口，所述预制套筒上设置有第一进浆孔和第一出浆孔，所述预制上柱和预制下柱内的纵筋分别插入所述预制套筒内；
6.预埋组件，其包括预埋钢板、预埋角钢、预埋钢套筒、预埋套筒端板和预埋圆钢管，所述预埋角钢和预埋圆钢管设置在所述预埋钢板上，所述预埋钢套筒通过预埋套筒端板与所述预埋钢板连接，所述预埋圆钢管与所述预留孔配合且不与所述预留孔壁体接触；
7.四块模块化角钢，其上设置有若干个彼此间隔的第一圆孔和一个第二圆孔，所述模块化角钢通过螺栓和垫片与所述预埋钢套筒连接，所述模块化角钢彼此之间通过螺栓穿过所述第一圆孔与螺母配合连接；
8.坐浆层，设置在所述预制上柱和四块所述模块化角钢之间；
9.呈瓶装且两端开口平行套筒，其上设置有第二进浆孔和第二出浆孔，所述平行套筒内设置有两根向外延伸的纵筋，其中一个所述纵筋插入所述第二圆孔内；
10.连接管，连接所述第一出浆孔和所述第二进浆孔。
11.优选的，所述模块化角钢上设置有加劲肋。
12.优选的，所述预制上柱和预制下柱内的纵筋与所述预制套筒中心重合；所述预留孔、预埋钢板、预埋圆钢管、预制上柱和预制下柱的中心重合；所述预留孔与预埋圆钢管的直径差异为8-20mm。
13.优选的，所述预制上柱和预制下柱竖向间距10-20mm；所述坐浆层高度为25-35mm。
14.优选的，所述平行套筒与所述模块化角钢之间设置有垫片。
15.优选的，还包括锁紧装置，设置在所述连接管两端，用于将所述连接管与所述第一出浆孔和所述第二进浆孔固定连接。
16.优选的，所述锁紧装置包括插管、弹性垫、圆板和两个拉环，所述插管与所述连接管端部连接，所述插管一端经倒角呈圆弧状，所述弹性垫镶嵌在所述插管上，所述圆板设置在所述插管上，所述拉环设置在所述圆板上。
17.优选的，所述第二圆孔直径大于插入所述平行套筒内部纵筋的直径；还包括固定装置，设置在其中一个所述模块化角钢上，用于将所述平行套筒垂直固定在所述模块化角钢上，且能使所述平行套筒内的纵筋保持水平。
18.优选的，所述固定装置包括呈l形的支撑板、第一压板、横板、第二压板、压紧件和拉绳，所述支撑板和所述横板均设置在所述模块化角钢上，所述第一压板可转动地设置在所述支撑板上，所述压紧件可拆卸地设置在所述支撑板上，所述第二压板可转动地设置在所述横板上，所述拉绳连接所述第一压板和所述第二压板，所述第二压板上设置有若干个突出部。
19.本发明还提供一种装配式混凝土柱间模块化连接的施工与检测方法，包括以下步骤：
20.a.在工厂制作所述预制上柱、预制下柱、预制套筒、预埋组件、模块化角钢和平行套筒；
21.b.将所有预制构件运抵施工现场，且将所述预制上柱和所述预制下柱在现场安装；
22.c.将其中一块所述模块化角钢与预制下柱上的所述预埋钢套筒采用螺栓连接后，其余三块基于预制下柱的尺寸合理选择所述第一圆孔后，与所述预制下柱之间采用螺栓连接后，并与相邻模块化角钢上的加劲肋之间采用螺栓与螺母配合连接；
23.d.将所述平行套筒连接固定在模块化角钢上，并在所述第一出浆孔与所述第二进浆孔之间设置有所述连接管；
24.e.在所述预制上柱与所述四块模块化角钢之间设置有所述坐浆层；
25.f.从离所述平行套筒连接最远的所述第一进浆孔开始注入灌浆料，在各所述第一出浆孔和第二出浆孔流出灌浆料后，立即采用橡胶塞封堵所述第一进浆孔、第一出浆孔和所述第二出浆孔；
26.g.待灌浆料达到预期强度后，拆除所述模块化角钢、坐浆层、平行套筒和连接管；
27.h.仅需把灌浆后的所述平行套筒送入实验室进行检测，可判断装配式混凝土柱间连接中的关键部位，即套筒灌浆连接的施工质量。
28.本发明的有益效果是：本发明的有益效果是：该一种装配式混凝土柱间模块化连接装置及其施工检测方法，模块化角钢可根据预制下柱尺寸选用模块化角钢上的第一圆孔，使得模块化角钢彼此连接具有通用性，并提高模块化角钢利用率，同时又能对坐浆层支撑；模块化角钢与装配式预制上柱和预制下柱连接简便，且有利于坐浆层的设置；采用连通灌浆法可有效提高施工效率；预埋组件的设置可有效提高装配式预制上柱和预制下柱连接处的抗剪承载力，在地震作用下，装配式混凝土柱间具有可靠连接，且具有良好的抗震性
能；平行套筒的设置对装配式预制上柱和预制下柱连接处的套筒质量进行有效、简单的检测，具有承载能力高、施工效率高、检测方便、施工装置模块化使用、经济效应高等特点。
附图说明
29.图1是本发明优选实施例连接装置的整体结构示意图；
30.图2是图1中a-a剖面图；
31.图3是图1中b-b剖面图；
32.图4是图1中c-c剖面图；
33.图5是本发明优选实施例中预制上柱示意图；
34.图6是图5中d-d剖面图；
35.图7是本发明优选实施例中预制下柱示意图；
36.图8是图7中e-e剖面图；
37.图9是本发明优选实施例中预埋组件示意图；
38.图10是图9中f-f剖面图；
39.图11是本发明优选实施例中模块化角钢剖视图；
40.图12是本发明优选实施例中平行套筒被固定原理图；
41.图13是本发明优选实施例中第一压板示意图；
42.图14是本发明优选实施例中第二压板示意图；
43.图15是本发明优选实施例中锁紧装置与连接管连接示意图。
44.附图标记：预制上柱10、预留孔101、预制下柱2、预制套筒3、第一进浆孔31、第一出浆孔32、预埋钢板4、预埋角钢5、预埋钢套筒6、预埋套筒端板7、预埋圆钢管8、模块化角钢9、加劲肋93、第一圆孔91、第二圆孔92、坐浆层11、平行套筒12、第二进浆孔121、第二出浆孔122、连接管13、插管14、弹性垫15、圆板16、拉环17、支撑板18、过孔181、第一压板19、横板20、第二压板21、压紧件22、拉绳23。
具体实施方式
45.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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
46.参照图1至图15，一种装配式混凝土柱间模块化连接装置，包括：预制上柱10和预制下柱2，预制上柱10和预制下柱2平行且间隔设置，预制上柱10上设置有预留孔101；还包括：
47.若干个预制套筒3，设置在预制上柱10内，预制套筒3呈瓶装且两端开口，预制套筒3上设置有第一进浆孔31和第一出浆孔32，预制上柱10和预制下柱2内的纵筋分别插入预制套筒3内；
48.预埋组件，其包括预埋钢板4、预埋角钢5、预埋钢套筒6、预埋套筒端板7和预埋圆钢管8，预埋角钢5和预埋圆钢管8设置在预埋钢板4上，预埋钢套筒6通过预埋套筒端板7与预埋钢板4连接，预埋圆钢管8与预留孔101配合且不与预留孔101壁体接触；
49.四块模块化角钢9，其上设置有若干个彼此间隔的第一圆孔91和一个第二圆孔92，模块化角钢9通过螺栓和垫片与预埋钢套筒6连接，模块化角钢9彼此之间通过螺栓穿过第一圆孔91与螺母配合连接；
50.坐浆层11，设置在预制上柱10和四块模块化角钢9之间；
51.呈瓶装且两端开口平行套筒12，其上设置有第二进浆孔121和第二出浆孔122，平行套筒12内设置有两根向外延伸的纵筋，其中一个纵筋插入第二圆孔92内；
52.连接管13，连接第一出浆孔32和第二进浆孔121。本发明中，预制上柱10和预制下柱2均由若干个箍筋、若干个纵筋和混凝土构成，若干个纵筋彼此间隔设置且其一端设置在预制套筒3较小开口内，纵筋外侧和预制套筒3竖向等间距布置箍筋，然后倒入混凝土形成预制上柱10和预制下柱2，同时若干个预制套筒3设置在预制上柱10内，将预制下柱2内的纵筋插入预制套筒3较大开口内，预埋圆钢管8插入预留孔101内，同时使预制上柱10和预制下柱2间隔一定距离，螺栓穿过垫片和第一圆孔91与预埋钢套筒6配合将模块化角钢9固定在预制下柱2上，螺栓穿过第一圆孔91和模块化角钢9与螺母配合将两个模块化角钢9彼此固定，预制上柱10与四块模块化角钢9之间设置有坐浆层11，平行套筒12内的纵筋插入第二圆孔92内，将平行套筒12开口一端与其中一个模块化角钢9侧面贴合，用连接管13连接其中一个预制套筒3上的第一出浆孔32和平行套筒12上的第二进浆孔121，预制套筒3、平行套筒12、软管13、预留圆孔101与预埋圆钢管8之间、预制上柱10和预制下柱2之间均填满灌浆料，在各第一出浆孔32和第二出浆孔122流出灌浆料后，立即采用橡胶塞封堵第一进浆孔31、第一出浆孔32和第二出浆孔122，待灌浆料达到预期强度后，拆除模块化角钢9、坐浆层11、平行套筒12和连接管13，仅需把灌浆后的平行套筒12送入实验室进行检测，可判断装配式混凝土柱间连接中的关键部位，即套筒灌浆连接的施工质量。
53.作为本发明的优选实施例，其还可具有以下附加技术特征：
54.本实施例中，模块化角钢9上设置有加劲肋93，可以提高两个模块化角钢9的稳定性和抗扭性能。具体的，螺栓穿过其中一个模块化角钢9上的第一圆孔91和相邻模块化角钢9上的加劲肋93与螺母配合将两个模块化角钢9彼此固定。
55.本实施例中，预制上柱10和预制下柱2内的纵筋与预制套筒3中心重合；预留孔101、预埋钢板4、预埋圆钢管8、预制上柱10和预制下柱2的中心重合；预留孔101与预埋圆钢管8的直径差异为8-20mm，使得预制上柱10中的纵筋与预制下柱2中的纵筋在竖向能重合；使得预留孔101与预埋圆钢管8的间隙内能灌入足够的灌浆料，保证强度，如果间隙太大，需要更多的灌浆料，不经济。
56.本实施例中，预制上柱10和预制下柱2竖向间距10-20mm；坐浆层25高度为25-35mm，保证预制上柱10和预制下柱2连接强度的同时能避免过多灌入灌浆料，避免提高成本。
57.本实施例中，平行套筒12与模块化角钢9之间设置有垫片，通过设置垫片，使平行套筒12内的灌浆料不与模块化角钢9直接接触，方便后续灌浆料达到强度后能直接取下。具体的，垫片可以为纸片或塑料垫片。
58.本实施例中，还包括锁紧装置，设置在连接管13两端，用于将连接管13与第一出浆孔32和第二进浆孔121固定连接，锁紧装置将连接管13与平行套筒12和其中一个预制套筒3固定连接在一起，避免灌入灌浆料后，连接管13受到冲击和灌浆料重力作用从平行套筒12
和预制套筒3上脱落。
59.本实施例中，锁紧装置包括插管14、弹性垫15、圆板16和两个拉环17，插管14与连接管13端部连接，插管14一端经倒角呈圆弧状，弹性垫15镶嵌在插管14上，圆板16设置在插管14上，拉环17设置在圆板16上，使用时，敲击圆板16，使插管14向第一出浆孔32和第二进浆孔121内移动，弹性垫15与第一出浆孔32和第二进浆孔121的内壁体紧密贴合，进而将连接管13固定在平行套筒12和其中一个预制套筒3之间，取下时，拉动拉环17即可将插管14拉出。
60.本实施例中，第二圆孔92直径大于插入平行套筒12内部纵筋的直径；还包括固定装置，设置在其中一个模块化角钢9上，用于将平行套筒12垂直固定在模块化角钢9上，且能使平行套筒12内的纵筋保持水平，由于纵筋上带肋，第二圆孔92直径大于纵筋的直径，能方便纵筋插入，平行套筒12为灌入灌浆料时内部空心，固定装置的设置能将平行套筒12垂直固定设置在模块化角钢9一侧面上，由于第二圆孔92直径大于纵筋的直径，纵筋在平行套筒12内受到本身重力作用会倾斜，固定装置还能对纵筋固定使其保持水平，进而使平行套筒12和其内的纵筋的中心重合。
61.本实施例中，固定装置包括呈l形的支撑板18、第一压板19、横板20、第二压板21、压紧件22和拉绳23，支撑板18和横板20均设置在模块化角钢9上，第一压板19可转动地设置在支撑板18上，压紧件22可拆卸地设置在支撑板18上，第二压板21可转动地设置在横板20上，拉绳23连接第一压板19和第二压板21，第二压板21上设置有若干个突出部。具体的，压紧件22为螺栓，与支撑板18螺纹连接，支撑板18和横板20上均设置有通孔，第一压板19和第二压板21两侧均有向外延伸的突出部，第一压板19上的突出部与支撑板18上的通孔壁体转动连接，第二压板21上的突出部与横板20上的通孔壁体转动连接，支撑板18上设置有过孔181，当平行套筒12一端穿过过孔181与模块化角钢9一侧面抵接后，平行套筒12内的纵筋一端穿过第二圆孔92后，转动第一压板19使其与平行套筒12抵接，转动压紧件22使其一端与第一压板19抵接，进而对平行套筒12固定，同时第一压板19转动会拉动第二压板21，使其与平行套筒12内的纵筋一端抵接，进而使纵筋保持水平，第二压板21底部设置有若干个突出部，与纵筋上的槽配合。
62.本发明还提供一种装配式混凝土柱间模块化连接的施工与检测方法，包括以下步骤：
63.a.在工厂制作预制上柱10、预制下柱2、预制套筒3、预埋组件、模块化角钢9和平行套筒12；
64.b.将所有预制构件运抵施工现场，且将预制上柱10和预制下柱2在现场安装；
65.c.将其中一块模块化角钢9与预制下柱2上的预埋钢套筒6采用螺栓连接后，其余三块基于预制下柱2的尺寸合理选择第一圆孔91后，与预制下柱2之间采用螺栓连接后，并与相邻模块化角钢9上的加劲肋93之间采用螺栓与螺母配合连接；
66.d.将平行套筒12连接固定在模块化角钢9上，并在第一出浆孔32与第二进浆孔121之间设置有连接管13；
67.e.在预制上柱10与四块模块化角钢9之间设置有坐浆层11；
68.f.从离平行套筒12连接最远的第一进浆孔31开始注入灌浆料，在各第一出浆孔32和第二出浆孔122流出灌浆料后，立即采用橡胶塞封堵第一进浆孔31、第一出浆孔32和第二
出浆孔122；
69.g.待灌浆料达到预期强度后，拆除模块化角钢9、坐浆层11、平行套筒12和连接管13；
70.h.仅需把灌浆后的平行套筒12送入实验室进行检测，可判断装配式混凝土柱间连接中的关键部位，即套筒灌浆连接的施工质量。
71.需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
72.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。