一种自定位装配式钢管混凝土柱间节点及其施工方法与流程

本发明涉及一种自定位装配式钢管混凝土柱间节点及其施工方法。

背景技术：

圆钢管混凝土柱具有承载力高、截面小、抗震性能好和施工方便的优点，该类构件已被大量应用于高层和大跨度建筑结构中，符合国家大力发展绿色建筑、装配式结构的趋势。但是实际工程中圆钢管混凝土柱多为现浇构件，该类构件具有如下缺点：1）受现场施工条件和养护条件的限制，混凝土浇筑质量不易保证；2）由于混凝土养护一般需要七天，因此施工周期长。另一方面，现有的规范中仅建议了采用法兰盘连接的装配式钢管混凝土柱，该类柱仍存在如下问题：1）其连接部位突出在钢管壁外，因此美观性较差，不适合用在住宅和大型公共建筑中；2）上下柱及其法兰盘螺栓孔的安装定位难度大。

技术实现要素：

鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种自定位装配式钢管混凝土柱间节点及其施工方法，不仅结构设计合理，而且高效便捷。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种自定位装配式钢管混凝土柱间节点，包括预制上柱与预制下柱，所述预制上柱的底部与预制下柱的顶部焊接在一起，所述预制上柱的上部浇筑有上柱混凝土，所述预制下柱的下部浇筑有下柱混凝土，所述预制上柱的下部与预制下柱的上部均浇筑有水泥基灌浆料。

进一步的，所述预制上柱包含上柱钢管，所述上柱钢管的内腔上部浇筑有上柱混凝土，所述上柱钢管的内腔设置有用以承载上柱混凝土的隔板，所述隔板的底部环形间隔设置有若干个上纵向加劲肋；所述预制下柱包含下柱钢管，所述下柱钢管的内腔下部浇筑有下柱混凝土，所述下柱钢管的内腔上部环形间隔设置有若干个下纵向加劲肋，所述上纵向加劲肋向下伸入下柱钢管的内腔，所述下纵向加劲肋向上伸入上柱钢管的内腔。

进一步的，所述隔板与上柱钢管的底部之间的距离为D/3，所述下纵向加劲肋的下端与下柱钢管的顶部之间距离为D/3，其中D为上柱钢管与下柱钢管的直径。

进一步的，所述上柱钢管在隔板的下部开设有出气孔，所述下柱钢管的上部设置有灌浆孔，所述灌浆孔与下柱钢管的顶部之间的距离为D/3，其中D为上柱钢管与下柱钢管的直径。

进一步的，所述上纵向加劲肋的下端与下纵向加劲肋的上端均为圆弧端。

进一步的，所述上纵向加劲肋向下伸入下柱钢管的内腔的长度为L1/2,其中L1为上纵向加劲肋的长度，所述下纵向加劲肋向上伸入上柱钢管的内腔的长度为L2/2，其中L2为下纵向加劲肋的长度。

进一步的，所述上纵向加劲肋的壁厚大于1.5倍上柱钢管的壁厚，所述下纵向加劲肋的壁厚大于1.5倍下柱钢管的壁厚。

进一步的，所述上纵向加劲肋的双侧壁或单侧壁、下纵向加劲肋的双侧壁或单侧壁均设置有抗剪栓钉。

进一步的，所述上柱钢管的底部边缘设置有利于焊接的剖口。

一种自定位装配式钢管混凝土柱间节点的施工方法，包括上述所述的一种自定位装配式钢管混凝土柱间节点，包含以下步骤：

（1）制备预制上柱；

（2）制备预制下柱；

（3）将所述预制上柱吊装至预制下柱的上方并将两者焊接在一起；

（4）往所述预制上柱的下部与预制下柱的上部浇筑水泥基灌浆料。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）上纵向加劲肋、下纵向加劲肋起到定位导向作用，极大地降低了施工难度；

（2）上纵向加劲肋、下纵向加劲肋可直接提高构件的抗压承载力，同时上纵向加劲肋、下纵向加劲肋还可提高水泥基灌浆料区域的钢管壁的局部稳定性和承载力；

（3）抗剪栓钉还可在很大程度上提高浇筑水泥基灌浆料区域的钢管壁、上纵向加劲肋、下纵向加劲肋以及水泥基灌浆料共同工作的效果，减小上柱钢管与下柱钢管连接焊缝处的拉应力值，安全可靠；

（4）采用工业化生产，施工质量高。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

附图说明

图1为本发明实施例的构造示意图。

图2为本发明实施例的俯视示意图。

图3为本发明实施例图2A-A方向的剖视示意图。

图4为本发明实施例图2B-B方向的剖视示意图。

图中：1-预制上柱，101-上柱钢管，102-隔板，103-上纵向加劲肋，104-出气孔，2-预制下柱，201-下柱钢管，202-下纵向加劲肋，203-灌浆孔，3-上柱混凝土，4-下柱混凝土，5-水泥基灌浆料，6-环向焊缝，7-抗剪栓钉。

具体实施方式

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。

如图1~4所示，一种自定位装配式钢管混凝土柱间节点，包括预制上柱1与预制下柱2，所述预制上柱1的底部与预制下柱2的顶部焊接在一起，所述预制上柱1的上部浇筑有上柱混凝土3，所述预制下柱2的下部浇筑有下柱混凝土4，所述预制上柱1的下部与预制下柱2的上部均浇筑有水泥基灌浆料5。

在本发明实施例中，所述预制上柱1包含上柱钢管101，所述上柱钢管101的内腔上部浇筑有上柱混凝土3，所述上柱钢管101的内腔设置有用以承载上柱混凝土3的隔板102，所述隔板102的底部环形间隔设置有若干个上纵向加劲肋103；所述预制下柱2包含下柱钢管201，所述下柱钢管201的内腔下部浇筑有下柱混凝土4，所述下柱钢管201的内腔上部环形间隔设置有若干个下纵向加劲肋202，所述上纵向加劲肋103向下伸入下柱钢管201的内腔，所述下纵向加劲肋202向上伸入上柱钢管101的内腔；优选的，所述上柱钢管101与下柱钢管201焊接在一起，所述上柱钢管101与下柱钢管201之间具有环向焊缝6，所述上柱钢管101与隔板102焊接在一起，所述隔板102与上纵向加劲肋103焊接在一起，所述下柱钢管201与下纵向加劲肋202焊接在一起；优选的，所述上纵向加劲肋103的个数、下纵向加劲肋202的个数均为三个以上；优选的，所述上纵向加劲肋103与下纵向加劲肋202相互交叉设置；优选的，所述上柱钢管101与下柱钢管201均为圆形钢管。

在本发明实施例中，所述隔板102与上柱钢管101的底部之间的距离为D/3，所述下纵向加劲肋202的下端与下柱钢管201的顶部之间距离为D/3，其中D为上柱钢管101与下柱钢管201的直径，也就是说，所述上柱钢管101与下柱钢管201的直径相等；所述下纵向加劲肋202的下端可以伸入下柱混凝土4或不伸入下柱混凝土4，根据实际情况而定，并不局限于此。

在本发明实施例中，所述上柱钢管101在隔板102的下部开设有出气孔104，所述下柱钢管201的上部设置有灌浆孔203，所述灌浆孔203与下柱钢管201的顶部之间的距离为D/3，其中D为上柱钢管101与下柱钢管201的直径，也就是说，所述上柱钢管101与下柱钢管201的直径相等；优选的，所述出气孔104的个数为两个以上，所述灌浆孔203的个数为一个。

在本发明实施例中，所述上纵向加劲肋103的下端与下纵向加劲肋202的上端均为圆弧端。

在本发明实施例中，所述上纵向加劲肋103向下伸入下柱钢管201的内腔的长度为L1/2,其中L1为上纵向加劲肋103的长度，所述下纵向加劲肋202向上伸入上柱钢管101的内腔的长度为L2/2，其中L2为下纵向加劲肋202的长度。

在本发明实施例中，所述上纵向加劲肋103的壁厚大于1.5倍上柱钢管101的壁厚，所述下纵向加劲肋202的壁厚大于1.5倍下柱钢管201的壁厚。

在本发明实施例中，所述上纵向加劲肋103的双侧壁或单侧壁、下纵向加劲肋202的双侧壁或单侧壁均设置有抗剪栓钉7；优选的，所述上纵向加劲肋103、下纵向加劲肋202与抗剪栓钉7焊接在一起。

在本发明实施例中，所述上柱混凝土3与下柱混凝土4均为普通混凝土；所述水泥基灌浆料5的设计强度比上柱混凝土3、下柱混凝土4的设计强度高10MPa以上。

在本发明实施例中，所述上柱钢管101的底部边缘设置有利于焊接的剖口，在剖口处施加环向焊缝6。

在本发明实施例中，一种自定位装配式钢管混凝土柱间节点的施工方法，包括上述所述的一种自定位装配式钢管混凝土柱间节点，包含以下步骤：

（1）制备预制上柱1；

（2）制备预制下柱2；

（3）将所述预制上柱1吊装至预制下柱2的上方并将两者焊接在一起；

（4）往所述预制上柱1的下部与预制下柱2的上部浇筑水泥基灌浆料5。

在本发明实施例中，在步骤（1）中，在往所述隔板102的上方浇筑上柱混凝土3前，在所述上柱钢管101的内腔焊接一道隔板102，所述隔板102用以承载所浇筑的上柱混凝土3；在往所述隔板102的上方浇筑上柱混凝土3后，在所述上柱钢管101的隔板102的下部开设有两个用以出气、流出水泥基灌浆料5的出气孔104，在所述下柱钢管201的上部开设灌浆孔203。

在本发明实施例中，在步骤（1）中，将得到预制上柱1放倒，为了方便柱间环向焊缝6的施焊，将所述上柱钢管101的底部边缘进行必要剖口。

在本发明实施例中，在步骤（1）中，在所述隔板102的底部环形间隔焊接若干个上纵向加劲肋103，在所述下柱钢管201的内腔上部环形间隔焊接若干个下纵向加劲肋202，在所述上纵向加劲肋103的双侧壁或单侧壁、下纵向加劲肋202的双侧壁或单侧壁均焊接抗剪栓钉7。

在本发明实施例中，在步骤（2）中，往所述下柱钢管201的下部浇筑下柱混凝土4至灌浆孔203的位置。

在本发明实施例中，在步骤（3）中，将所得到的预制上柱1与预制下柱2养护一周后运至施工现场。

在本发明实施例中，在步骤（3）中，待所述预制下柱2安装定位后，将所述预制上柱1垂直吊起，使所述上柱钢管101套住下纵向加劲肋202的圆弧端，所述上柱钢管101顺着下纵向加劲肋202的伸出部滑入到指定的位置，使所述上柱钢管101与下柱钢管201顶紧。

在本发明实施例中，在步骤（3）中，顺着上柱钢管101底部的剖口进行环向焊缝6的施工，将上柱钢管101与下柱钢管201焊接牢固。

在本发明实施例中，在步骤（4）中，采用顶升法由灌浆孔203中灌入水泥基灌浆料5，直至水泥基灌浆料5由出气孔104中流出。

在本发明实施例中，在步骤（4）中，待水泥基灌浆料5养护一周后将灌浆孔203和出气孔104补平。

在本发明实施例中，本发明可用于对工期要求比较严格的项目、对施工质量要求较高的建筑，如大型商场和公共建筑，工业化生产可极大地节约工期；由于采用工业化生产，钢管混凝土构件的加工质量较好；在连接区，上纵向加劲肋103、下纵向加劲肋202、抗剪栓钉7、水泥基灌浆料5的配合使用，使其安全储备较高。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可以得出其他各种形式的一种自定位装配式钢管混凝土柱间节点及其施工方法。凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。