专利名称：装配式建筑用预制钢筋砼结构柱的制作方法
技术领域：
本发明是对申请人在先申请专利201010120198. 9建筑物用预制钢筋砼柱的进一步改进和完善，尤其涉及一种不改变原有建筑设计，可以实现快速安装施工的装配式建筑用预制钢筋砼结构柱。
背景技术：
申请人:在先申请专利201010120198. 9 “预制钢筋砼柱与梁连接节点”，提出了一种预制带有与梁连接节点的预制钢筋砼立柱，其结构是柱至少与预制钢筋砼梁连接部区段截面内设置轴向钢管(劲性钢柱)，钢管与梁连接面有径向伸出立柱侧面的型钢接头，心及连接梁结构钢筋的连接钢筋，与梁连接节点部位留有未浇砼区段，在现场装配与梁连接后再补浇。此结构预制钢筋砼柱，采用型钢接头与钢筋连接共同组成连接节点，使得柱与梁连接节点能够成为强节点，抗震性好，在遇地震强烈震动下，连接节点的上下钢筋及砼受到破坏，而型钢接头因塑性好，不失去抗剪功能，因而具有较好的抗震性能，因而是一种装配式建筑理想的柱与梁连接节点。然而在实际应用中尚有三点不足一是柱与梁连接节点部位留有后浇砼，为满足柱装配受力，节点纵向采用钢管，便得柱的设计计算发生了变化， 原有钢筋砼立柱计算软件不能使用，此部位需另行单独计算，增加了柱设计难度，给装配式建筑推广带来一定限制；并且由于存在砼后浇段(预制不完全浇筑)，由于存在收缩差异， 可能会造成柱上下各点砼抗压强度不等同；二是连接节点与梁上下结构钢筋连接的连接钢筋，在与梁连接时需逐根焊接连接，而根据建筑设计规范，单面焊接长度需达到10D，双面焊接需达到5D，而连接钢筋众多，使得钢筋连接焊接工作量极大，而且随着人工成本的不断加大，焊接用工成本增大矛盾更为突出，并且造成装配施工不快，加上焊接为空中作业，受作业条件及人为因素影响，焊接质量那以保证一致性，会留下质量隐患；三是连接节点存在后浇段，预制钢筋砼柱在补浇前强度不能充分完全发挥，使得装配不能连续进行，也导致施工变慢，丧失装配式建筑部分快速功能。中国专利CN201581496U缓粘结预应力装配整体式框架节点体系，包括预制混凝土柱、左预制混凝土梁和右预制混凝土梁；左、右预制混凝土梁中分别布设有伸出的缓粘结预应力筋，左右梁与柱连接，通过连接器使缓粘结预应力筋连接后，再浇注细石混凝土连接成一体。此节点体系不足是一预制柱节点部位仍存在后浇带，需现场与梁组装后补浇砼， 同样存在后浇缺点；二梁连接端伸出钢筋是与对置另一梁连接，通用性不够；三梁与柱钢筋间采用的通用弯折锚固连接，缺少增加连接，连接节点为薄弱环节，抗振性差；四结构上不能现快装连接，因此现有技术中缺陷仍未得到有效克服，仍有值得改进的地方。
发明内容
本发明目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种不需改变原有钢筋砼柱设计，并可实现梁柱连接节点钢筋快速连接，大大降低装配成本的装式建筑用预制钢筋砼结构柱。
本发明目的实现，主要改进是预制砼柱与梁连接节点部位，砼内纵向受力构件仍然采用原柱钢筋，并预制浇筑一次完成不留后浇段；柱上与梁连接节点上伸出的与梁上下结构钢筋连接的连接钢筋，至少伸出柱侧面段有外螺纹，从而克服现有技术不足，实现本发明目的。具体说，本发明装配式建筑用预制钢筋砼结构柱，包括预制钢筋砼柱，在与梁连接部位有伸出柱侧面的型钢接头和连接钢筋，其特征在于柱与梁连接节点部位砼内纵向受力仍为柱钢筋，柱连接节点部位砼不留后浇段成为完整预制柱，伸出的连接钢筋至少伸出柱侧面段有外螺纹，柱纵向至少一端也有伸出端面的型钢接头和连接钢筋。本发明中。伸出立柱侧面的预埋型钢接头，主要用于与梁实现快装连接，并形成抗震性好的强连接节点(地震强烈振动造成钢筋与砼破坏，而型接头因有很好的抗剪功能，仍然发挥作用，使建筑节点不失去抗剪功能)。其中一种较好为采用对穿立柱的型钢接头，具有更好的受力性能。伸出柱侧面与梁上下结构钢筋连接的连接钢筋，主要用于与梁上下结构钢筋连接，形成强节点结构受力。连接钢筋伸出柱侧面段有外螺纹，为本发明的一大创新，主要用于实现与梁钢筋的快速连接，采用更为快速、且不影响连接强度的套筒螺纹及化学粘结连接，不再采用施工慢的焊接连接，从而达到钢筋快速连接，此为区别现有装配式建筑构件最大不同。从连接既满足受力，又最经济角度，一种较好为螺纹长度为钢筋直径的1. 5 — 2. 5 倍，且螺纹至柱侧而，最为经济。为确保连接节点成为超强节点，一种较好是柱侧面伸出横向带螺纹的连接钢筋直径大于梁钢筋至少一个等级，以弥补钢筋加工螺纹后实际受力直径变小。同时由于采用钢管套筒连接，使得柱上伸出连接钢筋强度得到增强，强度超过钢筋本身，这样使得柱伸出连接钢筋薄弱部位外移至连接套筒外端，从而使连接梁受力性能进一步提高，也提高了抗震性能，超过了通常焊接(焊接连接钢筋薄弱未外移)。此外，对于柱与梁连接节点如果为十字连接或直角连接，为方便连接钢筋相交布设，交叉两向上下连接钢筋可以采用至少错位一钢筋直径上下排列方式，这样同位交叉钢筋不需另行弯折。同时在预制钢筋砼梁时，使横向梁与纵向梁的上下结构钢筋高度也错位， 便于与柱伸出连接钢筋连接。柱连接节点部位砼不留后浇段成为完整预制柱，是指工厂预制结构砼柱时，全截面浇注完成不留装配现场后浇段，使预制结构柱连接节点区段同样为完整砼立柱，不用在装配现场装配后再补浇砼，从而克服后补浇砼的不足，此为又一区别于现有技术的区别特征。柱纵向至少一端也有伸出端面的型钢接头和连接钢筋，同样用于柱与基础及高层建筑中预制柱与柱的快速装配连接。由于连接为纵向连接，因此其伸出钢筋可以不加工螺纹(当然也可以采用螺纹)，而直接采用套筒化学注浆连接。本专利主要涉及柱与梁连接节点，及柱端连接件的改进，尤其是采用套筒+化学粘结替代焊接连接，实现快装，其余未涉及按通常钢筋砼柱建筑规范。本发明配式建筑用预制钢筋砼结构柱，相对于现有技术，由于预制钢筋砼柱在与梁连接节点区段纵向受力仍采用柱结构钢筋，因而预制钢筋砼柱可以采用现有钢筋砼柱设计软件计算出图，而不需另行改变柱计算标准规范，极大方便了预制钢筋砼柱的推广。连接节点部位砼不留后浇段，预制完成即能达到现浇钢筋砼柱受力结构强度。节点部位至少横向伸出与梁结构钢筋连接的连接钢筋带外螺纹，使得与梁结构钢筋连接时不用焊接连接， 而采用套筒螺纹+化学粘结连接(连接通过套筒，一端螺纹连接，一端注浆化学连接)，柱与柱竖向连接，采用套筒化学注浆连接，从而实现了装配式建筑钢筋的快捷连接，大大加快了结构装配速度，节省了大量用工量，辅之柱无后浇段，可以实现装配连续快捷施工，有利于实现建筑工业化。柱与梁钢筋采用钢管套筒连接，还使得柱上伸出连接钢筋强度得到增强，强度超过钢筋本身，这样使得柱伸出连接钢筋薄弱部位外移至连接套筒外端，从而使连接梁受力性能进一步提高，也提高了抗震性能，超过了通常焊接。柱横向连接节点与竖向连接节点，都采用预埋钢接头，以及与梁连接节点不留后浇砼段，不仅保留了申请人再先申请专利强连接节点，以及有利于实现结构的快速装配，而且使得节点砼强度能够达到甚至超过现浇钢筋砼柱结构强度，并使装配式建筑具有很好的抗震性能，至少横向连接采用带螺纹钢筋，实现钢筋的快速连接，大大降低了与梁装配连接钢筋连接工作量，柱与梁连接节点纵向仍然采用柱钢筋，不改变柱钢筋砼柱设计，这些共同构成本专利最大区别特征。以下结合若干个示例性实施例，示例性说明及帮助进一步理解本发明实质，但实施例具体细节仅是为了说明本发明，并不代表本发明构思下全部技术方案，因此不应理解为对本发明总的技术方案限定，一些在技术人员看来，不偏离本发明构思的非实质性增加和/或改动，例如以具有相同或相似技术效果的技术特征简单改变或替换，均属本发明保护范围。
图1为本发明预制钢筋砼柱及装配示意图。图2为图IA — A截面柱与柱连接部位结构示意图。图3为图IB — B截面柱与梁连接部位结构示意图。图4为柱与基础连接装配示意图。图5-8分别为各种截面柱形(图IA — A截面)柱与柱连接部位结构示意图。图9-16分别为各种截面柱形(图IB — B截面)柱与梁连接部位结构示意图。
具体实施例方式实施例1 参见图1-4，本发明装配式建筑用预制钢筋砼结构柱2，截面呈矩形或正方形，砼内纵向受力(包括与梁连接节点部位)由设计的承力钢筋5作柱钢筋骨架，在与梁连接节点部位(以十字连接梁为例)，有惯通柱截面伸出侧面型钢接头3(内部与柱钢筋连接)，在与连接梁上下结构钢筋位置，各有惯通伸出柱侧面、直径大于梁结构钢筋一个等级、 带外螺纹的连接钢筋4，伸出螺纹长度5cm，螺纹至柱侧面，十字相交连接钢筋高差1个钢筋直径排列，连接节点部位不留砼后浇段(工厂浇筑完成柱等截面)，成为完整砼柱。柱至少一端面(实施例为上下两端面)有伸出端面的型钢接头6，以及连接钢筋5 (柱钢筋的延伸)。装配柱2与基础1，以及柱与柱连接，连接柱吊装到位后，首先将相对的伸出型钢接头6连接定位固定，同时在伸出连接钢筋5上套上连接套筒8，向套筒内注入化学粘结浆， 固化后形成套筒化学连接，连接后在连接部位补上高一标号砼7。柱与梁装配连接，吊装梁到位后，首先连接型钢接头3，同时在梁连接钢筋上套上至少一端带内螺纹的连接套筒(图
5中未显示)，型钢接头连接固定后，旋转套筒使套筒与柱伸出带螺纹的连接钢筋螺接，向套筒内注入化学粘结浆，使套筒与梁伸出连接钢筋形成套筒粘结连接，最后在连接部位补上
高一标号砼。连接套筒，可以采用申请人在先申请专利2011203214019所述连接套筒，当然也可以采用其他形式的连接套筒。实施例2:参见图5-16，如实施例1，预制钢筋砼柱2截面形状可以是L形(图5)， T形(图6)，十字形(图7)，一字形(图8)，纵向端面至少一端均有伸出连接型钢接头6与伸出连接柱钢筋5 ；柱与梁连接节点，连接各面有伸出柱侧面的型钢接头3和带螺纹的连接钢筋4，此段砼柱内骨架仍然为柱钢筋5，且均不留砼后浇段。柱与柱连接参见图5-8，柱与梁连接参见图9-16，其中图13-16分别为有连接挑梁结构。对于本领域技术人员来说，在本专利构思及具体实施例启示下，能够从本专利公开内容及常识直接导出或联想到的一些变形，本领域普通技术人员将意识到也可采用其他方法，或现有技术中常用公知技术的替代，以及特征的等效变化或修饰，特征间的相互不同组合，例如柱截面还可以间其他异型结构，柱截面及钢筋配置不同，柱长度变化，等等的非实质性改动，同样可以被应用，都能实现本专利描述功能和效果，不再一一举例展开细说， 均属于本专利保护范围。
权利要求
1.装配式建筑用预制钢筋砼结构柱，包括预制钢筋砼柱，在与梁连接部位有伸出柱侧面的型钢接头和连接钢筋，其特征在于柱与梁连接节点部位砼内纵向受力仍为柱钢筋，柱连接节点部位砼不留后浇段成为完整预制柱，伸出的连接钢筋至少伸出柱侧面段有外螺纹，柱纵向至少一端也有伸出端面的型钢接头和连接钢筋。
2.根据权利要求1所述配式建筑用预制钢筋砼结构柱，其特征在于伸出柱侧面的型钢接头对穿立柱。
3.根据权利要求1或2所述配式建筑用预制钢筋砼结构柱，其特征在于伸出柱侧面连接钢筋螺纹长度为钢筋直径的1. 5 — 2. 5倍，且螺纹至柱侧面。
4.根据权利要求1或2所述配式建筑用预制钢筋砼结构柱，其特征在于伸出柱侧面连接钢筋直径大于梁钢筋至少一个等级。
5.根据权利要求1或2所述配式建筑用预制钢筋砼结构柱，其特征在于伸出柱侧面连接钢筋相交布设，交叉两向连接钢筋上下至少错位一钢筋直径上下排列。
全文摘要
本发明是对建筑物用预制钢筋砼柱的改进和完善，其特征是柱与梁连接节点部位砼内纵向受力仍为柱钢筋，柱连接节点部位砼不留后浇段成为完整预制柱，伸出的连接钢筋至少伸出柱侧面段有外螺纹，柱纵向至少一端也有伸出端面的型钢接头和连接钢筋。使得预制钢筋砼柱可以采用现有钢筋砼柱设计软件计算出图，柱与梁结构钢筋连接，以及可以采用套筒螺纹+化学粘结快速连接，柱与柱竖向连接，采用套筒化学注浆连接，实现装配式建筑钢筋的快捷连接，大大加快了装配式建筑结构装配速度，节省了大量用工量。柱与梁连接节点不留后浇砼段，使得节点砼强度能够达到甚至超过现浇钢筋砼柱结构强度，并且套筒连接，还使得连接节点得到增强，成为抗震的强节点。
文档编号E04B1/58GK102383530SQ201110265750
公开日2012年3月21日 申请日期2011年9月8日 优先权日2011年9月8日
发明者张吉华, 张晨 申请人:张吉华, 张晨