本实用新型涉及一种首层竖向构件与地下室顶板的强连接构造。
背景技术：
装配式钢筋混凝土结构在欧美、日本等发达国家已经具有较多的实践应用和较为成熟的技术研究。与传统的现浇混凝土相比，装配式钢筋混凝土结构可以减少现场的手工劳动和湿作业，建造速度快，对周围环境影响小，预制构件的质量容易控制，项目的整体施工质量更容易保障。
随着我国对预制装配式混凝土建筑的研究与大力推广，装配式混凝土结构在我国得到了长足的发展。
装配式混凝土结构中预制构件的连接是影响结构安全的关键性技术之一。对于高层装配式钢筋混凝土结构，由于首层对结构整体的抗震性能很重要，且首层往往由于建筑功能的需要，不太规则，因此行业标准及各地方规程均提出，装配整体式混凝土框架结构中首层柱宜采用现浇混凝土。随着装配式混凝土结构的发展，为进一步减少现场湿作业、加快建造速度，减小对周围环境的影响，对于首层较规则的建筑，其首层柱采用预制构件可大幅提高首层的施工效率。
“强连接”是指结构在地震作用下，达到最大侧向位移时，结构构件进入塑性状态，而连接部位仍保持弹性状态的连接。在地震作用下，为避免连接处破坏，应确保连接处有足够的强度使之处于弹性状态，塑性变形发生在连接部位以外的区段。对于框架结构，塑性变形的发展机制中首层柱底需进入塑性状态并形成塑性铰，而采用强连接后，连接部位则处于弹性状态，塑性铰在连接部位以上的位置形成。目前装配式建筑的连接形式是柱底用灌浆套筒将上下层的钢筋连接，为解决装配式混凝土结构首层柱与地下室顶板强连接的技术问题，一种用于装配式混凝土结构柱与地下室顶板的强连接技术就尤为重要。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种首层竖向构件与地下室顶板的强连接构造。
解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：
一种首层竖向构件与地下室顶板的强连接构造，包括由下至上依次布置的地下室现浇钢筋混凝土竖向构件、首层现浇钢筋混凝土梁、现浇地下室顶板和首层竖向构件，其中，将所述地下室现浇钢筋混凝土竖向构件的受力纵筋简称为地下受力纵筋，每一根所述地下受力纵筋的上端头均从所述现浇地下室顶板的混凝土上端面向上伸出；其特征在于：所述的首层竖向构件为预制的钢筋混凝土竖向构件，将所述首层竖向构件的受力纵筋简称为首层受力纵筋，所述首层竖向构件对应每一根所述首层受力纵筋预埋有一个灌浆套筒，每一个所述灌浆套筒均埋于所述首层竖向构件的混凝土中，且所述灌浆套筒的下连接端口在所述首层竖向构件的下端面露出，每一根所述首层受力纵筋的下端安装到对应灌浆套筒的上连接端口中，所述首层竖向构件的混凝土中预留有灌浆孔和出浆孔，所述灌浆孔连通所述灌浆套筒的注浆口与外部，所述出浆孔连通所述灌浆套筒的排浆口与外部；每一根所述地下受力纵筋的上端头插入一个所述灌浆套筒的下连接端口中，所述灌浆套筒灌注有灌浆料，使得每一根所述首层受力纵筋均通过对应的灌浆套筒与一根所述地下受力纵筋相连，且所述地下受力纵筋的直径比与其通过同一个所述灌浆套筒相连的所述首层受力纵筋的直径大，并且，所述首层竖向构件的下端面与所述现浇地下室顶板的混凝土上端面之间留有间隙，该间隙设有混凝土封浆层。
作为本实用新型的优选实施方式：所述地下受力纵筋的直径比与其通过同一个所述灌浆套筒相连的所述首层受力纵筋的直径至少大两级。
作为本实用新型的优选实施方式：所述的地下室现浇钢筋混凝土竖向构件为现浇的钢筋混凝土框架柱，且所述的首层竖向构件为预制的钢筋混凝土框架柱；或者，所述的地下室现浇钢筋混凝土竖向构件为现浇的钢筋混凝土剪力墙，所述的首层竖向构件为预制的钢筋混凝土剪力墙。
作为本实用新型的优选实施方式：所述的灌浆套筒为全灌浆套筒，即：每一根所述首层受力纵筋的下端和每一根所述地下受力纵筋的上端头均通过所述灌浆料与对应的灌浆套筒连接。
作为本实用新型的优选实施方式：所述的灌浆套筒为半灌浆套筒，即：所述灌浆套筒的上连接端口为内螺纹端口，每一根所述首层受力纵筋的下端与对应的灌浆套筒的上连接端口螺纹连接，每一根所述地下受力纵筋的上端头均通过所述灌浆料与对应的灌浆套筒连接。
一种首层竖向构件与地下室顶板的强连接施工方法，其特征在于：所述的强连接施工方法包括：
步骤一、在工厂，制备首层竖向构件，该首层竖向构件为预制的钢筋混凝土竖向构件，将所述首层竖向构件的受力纵筋简称为首层受力纵筋，所述首层竖向构件对应每一根所述首层受力纵筋预埋有一个灌浆套筒，每一个所述灌浆套筒均埋于所述首层竖向构件的混凝土中，且所述灌浆套筒的下连接端口在所述首层竖向构件的下端面露出，每一根所述首层受力纵筋的下端安装到对应灌浆套筒的上连接端口中，所述首层竖向构件的混凝土中预留有灌浆孔和出浆孔，所述灌浆孔连通所述灌浆套筒的注浆口与外部，所述出浆孔连通所述灌浆套筒的排浆口与外部；
步骤二、在施工现场，将地下室现浇钢筋混凝土竖向构件的钢筋、首层现浇钢筋混凝土梁的钢筋和现浇地下室顶板的钢筋绑扎就位，其中，所述地下室现浇钢筋混凝土竖向构件、首层现浇钢筋混凝土梁和现浇地下室顶板由下至上依次布置，将所述地下室现浇钢筋混凝土竖向构件的受力纵筋简称为地下受力纵筋，所述地下受力纵筋的数量对应于所述首层受力纵筋的数量，每一根所述地下受力纵筋的直径均比对应的所述首层受力纵筋的直径大；
步骤三、浇捣所述地下室现浇钢筋混凝土竖向构件的混凝土、首层现浇钢筋混凝土梁的混凝土和现浇地下室顶板的混凝土，使得每一根所述地下受力纵筋的上端头均从所述现浇地下室顶板的混凝土上端面向上伸出，以形成所述地下室现浇钢筋混凝土竖向构件、首层现浇钢筋混凝土梁和现浇地下室顶板；
步骤四、待所述地下室现浇钢筋混凝土竖向构件的混凝土、首层现浇钢筋混凝土梁的混凝土和现浇地下室顶板的混凝土达到预定强度后，将所述首层竖向构件吊装至所述现浇地下室顶板的上方，使得每一根所述地下受力纵筋的上端头插入一个所述灌浆套筒的下连接端口中，并且，使所述首层竖向构件的下端面与所述现浇地下室顶板的混凝土上端面之间留有间隙；
步骤五、向所述灌浆套筒灌注灌浆料，使得每一根所述首层受力纵筋均通过对应的灌浆套筒与一根所述地下受力纵筋相连；
步骤六、待全部所述灌浆套筒完成灌浆料灌注后，向所述间隙内灌注所述灌浆料，并抹平所述首层竖向构件与现浇地下室顶板之间的连接面，以形成混凝土封浆层。
为了确保灌浆套筒能够起到可靠的连接作用，作为本实用新型的优选实施方式：所述的步骤五中，向所述灌浆套筒灌注灌浆料的方式为：通过所述灌浆孔将所述灌浆料从所述灌浆套筒的注浆口注入，待被注入的灌浆料通过所述灌浆套筒的排浆口从所述出浆孔溢出后，再及时封堵所述灌浆孔和出浆孔，以完成对所述灌浆套筒的灌浆料灌注。
作为本实用新型的优选实施方式：所述地下受力纵筋的直径比与其通过同一个所述灌浆套筒相连的所述首层受力纵筋的直径至少大两级。
作为本实用新型的优选实施方式：所述的地下室现浇钢筋混凝土竖向构件为现浇的钢筋混凝土框架柱，且所述的首层竖向构件为预制的钢筋混凝土框架柱；或者，所述的地下室现浇钢筋混凝土竖向构件为现浇的钢筋混凝土剪力墙，所述的首层竖向构件为预制的钢筋混凝土剪力墙。
作为本实用新型的优选实施方式：所述的灌浆套筒为全灌浆套筒，即：每一根所述首层受力纵筋的下端和每一根所述地下受力纵筋的上端头均通过所述灌浆料与对应的灌浆套筒连接；或者，所述的灌浆套筒为半灌浆套筒，即：所述灌浆套筒的上连接端口为内螺纹端口，每一根所述首层受力纵筋的下端与对应的灌浆套筒的上连接端口螺纹连接，每一根所述地下受力纵筋的上端头均通过所述灌浆料与对应的灌浆套筒连接。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型的强连接构造，采用预制的钢筋混凝土竖向构件作为首层竖向构件，并通过采用直径大于首层受力纵筋的地下受力纵筋，在使用灌浆套筒实现该两者连接的前提下，实现了首层竖向构件与嵌固层(包括地下室现浇钢筋混凝土竖向构件、首层现浇钢筋混凝土梁、现浇地下室顶板)之间形成强连接，使得首层竖向构件与嵌固层的连接部位具有足够的强度，使该连接部位在在地震作用下始终处于弹性状态，并在强震作用时，塑性变形发生在该连接部位以外的区段，有效的提高了建筑的安全性，因此，本实用新型能够提高建筑的安全性，并解决了现有技术中首层竖向构件不宜预制而需要现浇所带来的局限，有效的提高了施工效率。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明：
图1为本实用新型的强连接构造的结构示意图；
图2为本实用新型中首层受力纵筋通过灌浆套筒与地下受力纵筋连接的结构示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示，本实用新型公开的是一种首层竖向构件与地下室顶板的强连接构造，包括由下至上依次布置的地下室现浇钢筋混凝土竖向构件1、首层现浇钢筋混凝土梁2、现浇地下室顶板3和首层竖向构件4，其中，将地下室现浇钢筋混凝土竖向构件1的受力纵筋简称为地下受力纵筋11，每一根地下受力纵筋11的上端头均从现浇地下室顶板3的混凝土上端面向上伸出。
本实用新型的发明构思为：首层竖向构件4为在工厂预制的钢筋混凝土竖向构件，将首层竖向构件4的受力纵筋简称为首层受力纵筋41，首层竖向构件4对应每一根首层受力纵筋41预埋有一个灌浆套筒5，每一个灌浆套筒5均埋于首层竖向构件4的混凝土中，且灌浆套筒5的下连接端口5b在首层竖向构件4的下端面露出，每一根首层受力纵筋41的下端安装到对应灌浆套筒5的上连接端口5a中，首层竖向构件4的混凝土中预留有灌浆孔和出浆孔，灌浆孔连通灌浆套筒5的注浆口5c与外部，出浆孔连通灌浆套筒5的排浆口5d与外部；每一根地下受力纵筋11的上端头插入一个灌浆套筒5的下连接端口5b中，灌浆套筒5灌注有灌浆料，使得每一根首层受力纵筋41均通过对应的灌浆套筒5与一根地下受力纵筋11相连，且地下受力纵筋11的直径比与其通过同一个灌浆套筒5相连的首层受力纵筋41的直径大，并且，首层竖向构件4的下端面与现浇地下室顶板3的混凝土上端面之间留有间隙，该间隙设有混凝土封浆层6。
从而，本实用新型的强连接构造，采用预制的钢筋混凝土竖向构件作为首层竖向构件4，并通过采用直径大于首层受力纵筋41的地下受力纵筋11，在使用灌浆套筒5实现该两者连接的前提下，实现了首层竖向构件4与嵌固层(包括地下室现浇钢筋混凝土竖向构件1、首层现浇钢筋混凝土梁2、现浇地下室顶板3)之间形成强连接，使得首层竖向构件4与嵌固层的连接部位具有足够的强度，使该连接部位在在地震作用下始终处于弹性状态，并在强震作用时，塑性变形发生在该连接部位以外的区段，有效的提高了建筑的安全性，因此，本实用新型能够提高建筑的安全性，并解决了现有技术中首层竖向构件4不宜预制而需要现浇所带来的局限，有效的提高了施工效率。
在上述发明构思的基础上，本实用新型采用以下优选的结构：
作为本实用新型的优选实施方式：地下受力纵筋11的直径比与其通过同一个灌浆套筒5相连的首层受力纵筋41的直径至少大两级，该直径增量的具体数值根据构造的具体结构尺寸计算确定。
本实用新型适用于框架结构，即：地下室现浇钢筋混凝土竖向构件1为现浇的钢筋混凝土框架柱，且首层竖向构件4为预制的钢筋混凝土框架柱。
本实用新型同样适用于预制混凝土剪力墙结构及框架-剪力墙结构，即：地下室现浇钢筋混凝土竖向构件1为现浇的钢筋混凝土剪力墙，首层竖向构件4为预制的钢筋混凝土剪力墙。
作为本实用新型的优选实施方式：灌浆套筒5为全灌浆套筒，即：每一根首层受力纵筋41的下端和每一根地下受力纵筋11的上端头均通过灌浆料与对应的灌浆套筒5连接。
作为本实用新型的优选实施方式：灌浆套筒5为半灌浆套筒，即：灌浆套筒5的上连接端口5a为内螺纹端口，每一根首层受力纵筋41的下端与对应的灌浆套筒5的上连接端口5a螺纹连接，每一根地下受力纵筋11的上端头均通过灌浆料与对应的灌浆套筒5连接。
本实用新型还公开了一种首层竖向构件与地下室顶板的强连接施工方法，包括：
步骤一、在工厂，制备首层竖向构件4，该首层竖向构件4为预制的钢筋混凝土竖向构件，将首层竖向构件4的受力纵筋简称为首层受力纵筋41，首层竖向构件4对应每一根首层受力纵筋41预埋有一个灌浆套筒5，每一个灌浆套筒5均埋于首层竖向构件4的混凝土中，且灌浆套筒5的下连接端口5b在首层竖向构件4的下端面露出，每一根首层受力纵筋41的下端安装到对应灌浆套筒5的上连接端口5a中，首层竖向构件4的混凝土中预留有灌浆孔和出浆孔，灌浆孔连通灌浆套筒5的注浆口5c与外部，出浆孔连通灌浆套筒5的排浆口5d与外部；
步骤二、在施工现场，将地下室现浇钢筋混凝土竖向构件1的钢筋、首层现浇钢筋混凝土梁2的钢筋和现浇地下室顶板3的钢筋绑扎就位，包括地下室现浇钢筋混凝土竖向构件1的地下受力纵筋11和箍筋等、首层现浇钢筋混凝土梁2的底筋21和面筋22等、现浇地下室顶板3的面筋和底筋31等，其中，地下室现浇钢筋混凝土竖向构件1、首层现浇钢筋混凝土梁2和现浇地下室顶板3由下至上依次布置，将地下室现浇钢筋混凝土竖向构件1的受力纵筋简称为地下受力纵筋11，地下受力纵筋11的数量对应于首层受力纵筋41的数量，每一根地下受力纵筋11的直径均比对应的首层受力纵筋41的直径大；
步骤三、浇捣地下室现浇钢筋混凝土竖向构件1的混凝土、首层现浇钢筋混凝土梁2的混凝土和现浇地下室顶板3的混凝土，使得每一根地下受力纵筋11的上端头均从现浇地下室顶板3的混凝土上端面向上伸出，以形成地下室现浇钢筋混凝土竖向构件1、首层现浇钢筋混凝土梁2和现浇地下室顶板3；
步骤四、待地下室现浇钢筋混凝土竖向构件1的混凝土、首层现浇钢筋混凝土梁2的混凝土和现浇地下室顶板3的混凝土达到预定强度后，将首层竖向构件4吊装至现浇地下室顶板3的上方，使得每一根地下受力纵筋11的上端头插入一个灌浆套筒5的下连接端口5b中，并且，通过在首层竖向构件4与现浇地下室顶板3之间铺设垫块等常用方式，使首层竖向构件4的下端面与现浇地下室顶板3的混凝土上端面之间留有间隙；此时，调整好首层竖向构件4的垂直度，通过设置支撑将首层竖向构件4固定；
步骤五、向灌浆套筒5灌注灌浆料，使得每一根首层受力纵筋41均通过对应的灌浆套筒5与一根地下受力纵筋11相连；
步骤六、待全部灌浆套筒5完成灌浆料灌注后，向间隙内灌注灌浆料，并抹平首层竖向构件4与现浇地下室顶板3之间的连接面，以形成混凝土封浆层6；待全部灌浆料达到预定强度之后，拆除前述步骤设置的支撑，即完成了首层竖向构件4与现浇地下室顶板3之间的强连接。
从而，本实用新型的强连接施工方法，能够实现首层竖向构件4与嵌固层(包括首层现浇钢筋混凝土梁2、现浇地下室顶板3和首层竖向构件4)之间的强连接，且该施工方法的每一个步骤均成熟可靠，并采用了装配式施工实现首层竖向构件4的安装，使得整体的施工效率高、施工质量能够得到保证。
另外，本实用新型的强连接施工方法，同样能够采用上述首层竖向构件与地下室顶板的强连接构造的优选结构。
本实用新型不局限于上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本实用新型的保护范围之中。