预制柱与一体预制梁板装配节点及其施工方法与流程

本发明属于固定建筑物技术领域，具体涉及一种预制柱与一体预制梁板装配节点及其施工方法。

背景技术

装配式建筑是一种节能、环保、高效的建筑形式。预制装配式混凝土结构具有经济效益高、施工受气候条件影响小、产品质量易保证、建造时间短和对环境污染小等优点，成为建筑行业发展的重要方向。

根据对装配式建筑的破坏模拟试验以及对一些实际破坏现场的分析，装配式建筑破坏主要形式是装配节点处的破坏，因此，装配节点的抗震能力决定了装配式结构的整体安全性和可靠性。随着装配技术的发展，现有技术能够确保装配节点的连接安全性和可靠性，但现在装配式建筑形式和方法仍存在很多需要优化的方面，如：一、结构体系装配速度相对较慢，预制构件的标准化设计和工业化生产程度相对较低，结构体系一体化装配方法和施工技术仍需要改进和提高；二、梁板体系与柱的装配连接，以及柱与柱的装配连接复杂，施工难度相对较大，不利于施工效率和施工质量的提高；影响节点的整体刚度和抗震性能；三、现有结构体系的装配方法仍然需要大量的临时支撑体系，安装和拆除耗时费工，施工效率低。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种预制柱与一体预制梁板装配节点及其施工方法，取得提高梁板体系与柱的装配节点的连接安全性和可靠性，提高施工效率的效果。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

预制柱与一体预制梁板装配节点，包括水平的一体预制梁板和竖向的预制柱；所述预制柱包括下预制柱和上预制柱；所述下预制柱的上表面设有凹入的后浇筑连接区，所述下预制柱预留有若干竖直向上的上预留纵筋，所述上预留纵筋从所述后浇筑连接区的底面延伸出来且延伸出的长度小于后浇筑连接区的深度，所述下预制柱的上表面预埋有竖向的上钢管；所述一体预制梁板置于所述下预制柱上，所述一体预制梁板开设有竖向贯穿的钢管连接孔和数量与上预留纵筋对应的穿筋孔；所述上预制柱置于所述一体预制梁板上，所述上预制柱的下表面预埋有竖向的下钢管且竖直向下预留有数量与上预留纵筋对应的下预留纵筋，所述下预留纵筋与穿筋孔一对一同轴且穿过穿筋孔延伸入所述后浇筑连接区，所述下预留纵筋与上预留纵筋一对一同轴，所述上钢管和下钢管同轴且均延伸入所述钢管连接孔，所述上钢管内置有连接钢筋，所述连接钢筋向上延伸至下钢管内。

进一步完善上述技术方案，所述下预制柱和上预制柱为相同的预制件，所述上预留纵筋和下预留纵筋由预制件内部预埋的对应柱纵筋延伸出来而形成。

这样，标准化设计的构件更多，方便工业化生产的实施，提高生产效率。

进一步地，所有的上预留纵筋沿下预制柱水平截面的外缘间隔布置，所述上钢管位于下预制柱水平截面的中部；对应的，即所有的穿筋孔在所述钢管连接孔的外侧间隔布置。

这样，符合柱结构件的钢筋预埋方式，柱纵筋沿实际中柱的外形预埋在柱的外侧，再配合箍筋形成钢筋笼结构，更好地发挥钢筋混凝土功效，保证柱的强度。

进一步地，所述后浇筑连接区的数量与上预留纵筋对应，所述后浇筑连接区侧向就近贯穿下预制柱的侧面。

这样，实际操作中，后浇筑连接区可以是连通的沿柱的外形的一圈，而本发明采用后浇筑连接区与上预留纵筋一一对应的方式，减少后浇筑连接区的占用空间，对应使下预制柱的上表面的有效面积更多，支撑一体预制梁板的效果更好，减少临时辅助支撑；每一个后浇筑连接区侧向就近贯穿下预制柱的侧面，方便柱在预制时，用于形成后浇筑连接区的位置的模芯的脱模，不需要从成型后的预制柱的上表面拔出，而只是敲松之后，沿纵向和侧向取出即可，减少制造难度，提高生产效率；每一个后浇筑连接区在下预制柱的侧面的贯穿位置也是间隔的，对应区域的下预制柱侧面在后工序围设模板时能更好地起到支撑作用，相对于后浇筑连接区是沿柱的外形连通一圈的形式，围设模板更方便实施，提高施工效率。

进一步地，所述下预留纵筋的下端与上预留纵筋的上端在所述后浇筑连接区内固定连接。

这样，在后浇筑连接区内部进一步加强上、下钢筋的连接强度，多层次保护连接不受破坏，固定连接实施时，可采用全灌浆套筒、半灌浆套筒和直螺纹套筒等方式连接。

进一步地，所述一体预制梁板包括水平的板面层，所述板面层的下表面设有凸出的连接墩台和相交的梁，所述连接墩台设于相交的梁的交点位置，所述下预制柱支撑于连接墩台且所述连接墩台的水平截面与下预制柱对应，所述钢管连接孔和穿筋孔均开设于连接墩台；所述板面层、连接墩台和梁为一体预制成型。

这样，提高标准化设计，梁板提前预制，避免二次浇筑，施工过程中减少临时辅助支撑，提高施工效率，保证支撑连接的可靠性。

进一步地，所述钢管连接孔的内径由中部向两端逐渐减小；所述穿筋孔的内径由中部向两端逐渐减小，所述钢管连接孔和穿筋孔与连接墩台一体预制成型。

这样，进一步丰富连接形式，提高构件之间力的传递能力。

进一步地，所述上钢管和下钢管的自由端管口均为缩口结构，所述上钢管和下钢管的预埋端管口分别连接有端面封板，所述端面封板的外形大于上钢管和下钢管的外径；所述下钢管的端面封板上开设有通孔，所述上预制柱的侧面上开设有连通至所述通孔的中灌浆孔，所述上预制柱的侧面上还开设有连通至其下表面的边灌浆孔，所述边灌浆孔在上预制柱下表面的出口与所述穿筋孔连通，所述边灌浆孔与穿筋孔为一对一对应设置。

这样，灌浆连接之后，拔出更加困难，力的传递更丰富，进一步提高连接可靠性、安全性。

进一步地，所述穿筋孔、后浇筑连接区、下钢管、连接钢管和上钢管内均填充有灌浆料。

这样，完善连接，从预设的灌浆孔实施，操作方便。

同时，本发明涉及一种柱与梁板装配节点施工方法，所述柱与梁板装配节点为上述的预制柱与一体预制梁板装配节点，施工方法包括如下步骤：

1)分别预制一体预制梁板和预制柱；一体预制梁板中预设连接钢管和穿筋孔；预制柱预设后浇筑连接区，预留上预留钢筋和下预留钢筋，预埋上钢管和下钢管，预设中灌浆孔和边灌浆孔；

2)吊装下预制柱，设置临时支撑；

3)吊装一体预制梁板，水平置于下预制柱上；上钢管的自由端伸入连接钢管并使穿筋孔与上预留钢筋一对一同轴；在上钢管内放置连接钢筋；

4)吊装上预制柱，连接钢筋的上端伸入下钢管内，下钢管的自由端伸入连接钢管，下预留纵筋与穿筋孔一对一同轴并穿过穿筋孔伸入所述后浇筑连接区；

5)在各个后浇筑连接区将下预留纵筋与上预留纵筋通过灌浆套筒连接；

6)在下预制柱的后浇筑连接区位置围设模板；

7)从中灌浆孔向下钢管、连接钢管和上钢管灌注灌浆料，从边灌浆孔向穿筋孔和后浇筑连接区灌注灌浆料；

8)待结构强度达到设计要求后，拆除模板和临时支撑。

本发明的有益效果在于：

1、本发明使一体预制梁板与预制柱按照结构设计进行分段处理，依据现场吊装能力和预制件生产施工能力确定设计分段大小；一体预制梁板实行梁板一体预制，避免二次浇筑，可以提高节点处梁板体系的整体质量，提高抗震能力；一体梁板预设连接钢管和穿筋孔，孔径内部大两头小，填充材料凝固后，很难拔出，提高预留钢筋、连接钢筋和预埋钢管等构件之间力的传递能力。

2、本发明预制柱按照结构设计进行分层处理，标准化设计生产，预制柱端部设置预留钢筋，长度满足上下层之间的连接需求，增设与梁板体系连接的上、下钢管，上、下钢管直径小于钢管连接孔直径，口径内缩，安装于钢管连接孔内可以防止结构体系侧向移动，提供较好的抗剪能力。

3、本发明预制柱与一体预制梁板的装配节点通过预留钢筋、预埋的钢管以及连接钢筋连接，预留钢筋与穿筋孔之间有较好的力的传递能力，增强了装配节点的连接可靠性和安全性，同时，上、下钢管与钢管连接孔内设置连接钢筋后浇筑高强灌浆材料，进一步确保装配节点的整体性能。

4、本发明提高了标准化设计程度，可提高预制件生产效率，进而提高施工效率；仅需设置临时支撑对预制柱进行现场固定，安装就位后，预制柱整体对一体化梁板体系可以起到竖向支撑体系的作用，可减少临时支撑体系使用、安装和拆卸。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为具体实施例预制柱与一体预制梁板装配节点的各构件位置关系示意图；

图2为具体实施例的下预制柱的结构示意图(放大)；

图3为图2的俯视图；

图4为具体实施例的一体预制梁板的结构示意图；

图5为具体实施例的上预制柱的结构示意图；

图6为图5的仰视图；

图7为具体实施例预制柱与一体预制梁板装配节点的内部钢结构件布置结构示意图；

图8为图1的a-a剖面图；

图9为具体实施例预制柱与一体预制梁板装配节点的灌浆连接效果示意图；

其中，上预制柱1，柱纵筋11，柱箍筋12，下钢管13，下预留纵筋14，中灌浆孔15，边灌浆孔16，一体预制梁板2，梁纵筋21，梁箍筋22，钢筋网层23，连接钢管24，穿筋孔25，钢管连接孔26，板面层27，连接墩台28，梁29，下预制柱3，上预留纵筋31，上钢管32，端面封板33，灌浆套筒4，后浇筑连接区5，连接钢筋6，

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

参见图1-3，具体实施例的预制柱与一体预制梁板装配节点，包括水平的一体预制梁板2和竖向的预制柱；所述预制柱包括下预制柱3和上预制柱1；所述下预制柱3的上表面设有凹入的后浇筑连接区5，所述下预制柱3预留有若干竖直向上的上预留纵筋31，所述上预留纵筋31从所述后浇筑连接区5的底面延伸出来且延伸出的长度小于后浇筑连接区5的深度，所述后浇筑连接区5的数量与上预留纵筋31对应，所述后浇筑连接区5侧向就近贯穿下预制柱3的侧面，所述下预制柱3的上表面预埋有竖向的上钢管32；实施例的下预制柱3为方形柱体，所述上钢管32设于下预制柱3的上表面几何中心，上预留纵筋31沿下预制柱3水平截面的外缘间隔布置，数量为八根，对应的后浇筑连接区5为八个，分别位于下预制柱3上部的四个角和四个侧面的中部，位于四个角的四个后浇筑连接区5的侧向分别贯穿对应相交的两个侧面，位于四个侧面中部的四个后浇筑连接区5的侧向分别就近贯穿对应的侧面。

参见图1、图4，所述一体预制梁板2置于所述下预制柱3上，所述一体预制梁板2包括水平的板面层27，所述板面层27的下表面设有凸出的连接墩台28和相交的梁29，所述连接墩台28设于相交的梁29的交点位置，连接墩台28凸出于板面层27的下表面的高度不小于相交的梁29凸出于板面层27的下表面的高度，所述下预制柱3支撑于连接墩台28且所述连接墩台28的水平截面与下预制柱3对应，连接墩台28开设有竖向贯穿的钢管连接孔26和数量与上预留纵筋31对应的穿筋孔25；所有的穿筋孔25在所述钢管连接孔26的外侧间隔布置，本实施例中，穿筋孔25数量为八个，在钢管连接孔26的外侧间隔布置；所述板面层27、连接墩台28和梁29为一体预制成型。

参见图1、图5-8，所述上预制柱1置于所述一体预制梁板2上，所述上预制柱1的下表面预埋有竖向的下钢管13且竖直向下预留有数量与上预留纵筋31对应的下预留纵筋14，本实施例中，下预留纵筋14数量为八根，下预留纵筋14与穿筋孔25一对一同轴且穿过穿筋孔25延伸入对应的后浇筑连接区5，所述下预留纵筋14与上预留纵筋31一对一同轴，所述下预留纵筋14的下端与上预留纵筋31的上端在所述后浇筑连接区5内固定连接，本实施例为通过灌浆套筒4实施钢筋的连接，灌浆套筒4位于后浇筑连接区5内；所述上钢管32和下钢管13同轴且均延伸入所述钢管连接孔26，所述上钢管32内置有连接钢筋6，所述连接钢筋6向上延伸至下钢管13内。

参见图4、图7-9，其中，所述连接墩台28预埋有竖向的连接钢管24，所述连接钢管24的内孔形成所述钢管连接孔26；所述连接钢管24为内径由中部向两端逐渐减小的变截面钢管；所述穿筋孔25为内径由中部向两端逐渐减小的变截面孔，所有穿筋孔25与连接墩台28一体预制成型。所述上钢管32和下钢管13的自由端管口均为缩口结构，所述上钢管32和下钢管13的预埋端管口分别连接有端面封板33，所述端面封板33的外形大于上钢管32和下钢管13的外径；所述下钢管13的端面封板33上开设有通孔，所述上预制柱1的侧面上开设有连通至所述通孔的中灌浆孔15，所述上预制柱1的侧面上还开设有连通至其下表面的边灌浆孔16，所述边灌浆孔16在上预制柱1下表面的出口与所述穿筋孔25连通，所述边灌浆孔16与穿筋孔25为一对一对应设置的八个；所述穿筋孔25、后浇筑连接区5、下钢管13、连接钢管24和上钢管32内均填充有灌浆料。这样，连接完善，从预设的灌浆孔实施，操作方便，填充材料凝固后，很难拔出，丰富连接形式，提高构件之间力的传递能力。

其中，所述下预制柱3和上预制柱1为相同的预制件，所述上预留纵筋31和下预留纵筋14由预制件内部预埋的对应柱纵筋11延伸出来而形成。这样，提高标准化设计，方便工业化生产的实施，提高生产效率。需要说明的是，不是必须所有的内部预埋柱纵筋11都延伸出来形成预留纵筋，可以是设计指定的若干内部预埋柱纵筋11延伸出来而形成；而预制件内部为若干内部预埋的柱纵筋11和柱箍筋12构成的钢筋笼结构。同样，一体预制梁板2的内部也预埋有板面层27的内部钢筋网层23以及梁29的内部的由梁纵筋21和梁箍筋22构成的钢筋笼结构，实施时，所述钢管连接孔26和穿筋孔25开设贯穿于一体预制梁板2的内部各钢筋的间隙之间。

本发明还提供上述预制柱与一体预制梁板装配节点的施工方法，包括如下步骤：

1)将建筑物的梁板体系和柱进行划分，依据现场吊装能力和预制件生产施工能力确定分段大小；设计一体预制梁板2和预制柱；

2)分别预制一体预制梁板2和预制柱；一体预制梁板2中预设连接钢管24和穿筋孔25；预制柱(因下预制柱3和上预制柱1为相同的预制件，统称预制柱)预设后浇筑连接区5，预留上预留钢筋和下预留钢筋，预埋上钢管32和下钢管13，预设中灌浆孔15和边灌浆孔16；

3)吊装下预制柱3，设置临时支撑，用于保持下预制柱3的竖直状态，实施时，可吊装多个下预制柱3，以便于更好地支撑一体预制梁板2；

4)吊装一体预制梁板2，水平置于下预制柱3上；上钢管32的自由端伸入连接钢管24并使穿筋孔25与上预留钢筋一对一同轴；在上钢管32内放置连接钢筋6；

5)吊装上预制柱1，连接钢筋6的上端伸入下钢管13内，下钢管13的自由端伸入连接钢管24，下预留纵筋14与穿筋孔25一对一同轴并穿过穿筋孔25伸入所述后浇筑连接区5；

6)在各个后浇筑连接区5将下预留纵筋14与上预留纵筋31通过灌浆套筒4连接；

7)在下预制柱3的后浇筑连接区5位置围设模板；

8)从中灌浆孔15向下钢管13、连接钢管24和上钢管32灌注灌浆料，从边灌浆孔16一对一地向穿筋孔25和后浇筑连接区5灌注灌浆料；

9)待结构强度达到设计要求后，拆除模板和临时支撑。

实施时，所述预制柱也可以是圆形柱体，预留纵筋以预制柱的中轴线为中心沿其水平截面的外缘等分均布，上、下钢管与预制柱的中轴线同轴。实施时，所述连接钢筋6的两端可设置锚固端，即两端的直径大于中部的直径以提高抗拉拔性能。实施时，所述穿筋孔25也可以由相应形状的钢管预埋并由其内孔对应形成，另外，所述钢管连接孔24和穿筋孔25还可以是通过相应形状的成型泡沫预埋于连接墩台27内，一体预制梁板2成型之后将泡沫破坏而得到。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。