装配式预制梁柱连接节点及施工方法与流程

本发明属于建筑结构技术领域，涉及装配式梁柱节点技术，尤其是一种装配式预制梁柱连接节点及施工方法。

背景技术：

随着我国经济的快速发展，人民生活水平不断提升，对住宅的要求日益提高。同时，住宅的现浇建设方式与我国可持续发展理念不相适应。目前，我国迫切需要解决住宅建设中高能耗、高污染、高投资等问题，所以我国发展改革委住房城乡建设部颁布了《绿色建筑行动方案》，其中明确提到推广适合工业化生产的预制装配式混凝土结构、钢结构等建筑体系，加快发展建设工程的预制和装配技术，提高建筑工业化技术集成水平。

预制装配式混凝土结构具有以下优点：

(1)绿色施工。装配式混凝土结构施工更能符合绿色施工的节地、节能、节材、节水和环境保护等要求，降低对环境的负面影响，包括降低噪音、防止扬尘、减少环境污染、清洁运输、减少场地干扰、节约水、电、材料等资源和能源，遵循可持续发展的原则。

(2)工期短。由于大量的装配式混凝土构件都在工厂生产和养护，施工现场进行的工作仅仅是将预制厂预制好的构件进行吊装、装配、节点加固，不但无需安装脚手架和支撑，而且减小了季节因素对施工工期的影响，主体结构成型后进行装修、水电施工等工作，工作量远小于现浇法施工，甚至省去了砌筑和抹灰工序，因此大大缩短了整体工期。

(3)构件质量好。预制厂中的混凝土不需要泵送，混凝土中的水较少，混凝土强度等级比现场浇筑的要高。预制厂浇筑完构件后，就将构件进行蒸汽养护，保证混凝土质量，而施工现场养护混凝土既无法提供蒸汽养护的优良条件，又受到天气的影响，养护质量无法与预制厂相比。

目前较多的连接部位主要位于梁-柱节点区域。节点核心区的构造形式有带键槽的装配式节点、使用u型钢筋或钢绞线的不带键槽的装配式节点、内部加入型钢的装配式节点等其他构造形式。装配式混凝土框架节点的干连接形式是指不需要浇筑混凝土，而是在构件内预埋连接部件，通过预应力筋、螺栓或焊接等方式进行连接的节点形式。节点核心区的构造形式有预应力连接的装配式节点、焊接连接的装配式节点、螺栓连接的装配式节点等构造形式。

现有连接形式往往存在核心区钢筋密集，在施工时核心区混凝土振捣不密实从而影响装配式节点的施工质量。并且装配式节点的连接部位通常位于梁柱交界处，节点失效导致装配式钢筋混凝土框架结构破坏失效在地震中较为常见。节点核心区构造是否合理，传力路径是否简单有效也成为影响装配式框架混凝土结构承载力的重要因素。

通过检索发现如下与本申请相关的专利文献，具体公开内容如下：

1、一种用于建筑结构的装配式节点(cn209874054u)，包括下连接件、方钢管桩和h型钢梁，所述方钢管桩通过下连接件连接h型钢梁，所述h型钢梁主要由相互平行的两块盖板和垂直连接在盖板之间的腹板组成，所述腹板靠近下连接件的一端连接有两组垂直于腹板(4)的插板，所述下连接件上开凿有两个横向设置的第一插槽和两个纵向设置的第二插槽，所述盖板插设在第一插槽内，所述插板插设在第二插槽内。该方案是利用h型钢与方钢管通过连接件连接，传力途径复杂，整体性差，

2、一种适用于不等跨框架的h型截面梁柱装配式节点(cn209457144u)，包括h型钢柱、长跨h型钢梁及短跨h型钢梁，长跨h型钢梁的端部固定于h型钢柱的上翼缘上，短跨h型钢梁的上翼缘与第一角钢的一侧通过第一螺栓相连接，第一角钢的另一侧与h型钢柱的下翼缘通过第二螺栓相连接，短跨h型钢梁的腹板与第二角钢的一侧通过第三螺栓相连接，第二角钢的另一侧与h型钢柱的下翼缘通过第四螺栓相连接，短跨h型钢梁的下翼缘与第三角钢的一侧通过第五螺栓相连接，第三角钢的另一侧与h型钢柱的下翼缘通过第六螺栓相连接；第一角钢上开设有用于供第一螺栓穿过的第一长条形通孔；短跨h型钢梁的下翼缘上开设有用于供第五螺栓穿过的第二长条形通孔。该节点的设置破坏发生在梁柱交接处，塑性铰未能得到改善。

3、一种加钢横梁的装配式梁柱连接节点(cn110607842a)，包括预制混凝土柱、悬臂梁、预制混凝土梁、矩形外钢套，所述预制混凝土柱两侧对称设有所述悬臂梁，两个悬臂梁内部预埋有一条水平贯穿两者端部以及预制混凝土柱的矩形钢横梁，所述矩形钢横梁分别贯穿两个悬臂梁水平端部的两端对称向外侧延伸，所述预制混凝土梁有两个，并分别设置在所述预制混凝土柱的两侧，所述预制混凝土梁与所述矩形钢横梁的端部相邻的一端设有矩形内孔，所述矩形内孔内设有矩形内钢套，所述矩形钢横梁向外侧延伸的部分插入所述矩形内钢套内部，所述矩形外钢套包裹在所述悬臂梁与预制混凝土梁衔接处，且矩形外钢套通过竖直贯穿所述悬臂梁与预制混凝土梁的螺栓对两者的衔接处进行锁定连接。该节点连接段处钢套筒内混凝土被压碎后，结构将忽然出现较大变形。并且由于钢套筒覆盖，难以观察。

通过技术特征的对比，上述公开专利文献的与本发明的技术结构不相同，不会影响本发明申请的创造性及新颖性。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种装配式预制梁柱连接节点及施工方法，本发明易于施工、连接处受力性能优越且具有较强刚度，解决了在装配式混凝土框架结构中梁柱节点连接困难的技术问题。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种装配式预制梁柱连接节点，包括预制柱以及预制梁，所述预制柱包括柱内纵筋、柱内箍筋以及柱内预埋件，所述柱内箍筋位于柱内纵筋的外侧，所述柱内预埋件通过柱内箍筋以及柱内纵筋的穿插捆扎实现限位固定，所述柱内纵筋、柱内箍筋以及柱内预埋件通过混凝土浇筑形成完整预制柱；所述预制梁包括梁内纵筋、梁内箍筋以及预埋h型钢，所述梁内箍筋位于梁内纵筋的外侧，所述梁内纵筋的端部与预埋h型钢端部通过焊接连接；梁内纵筋、梁内箍筋以及预埋h型钢通过混凝土浇筑形成完整预制梁，所述预制柱的柱内预埋件端面上均间隔垂直焊接有梁柱连接钢板，所述预制梁通过预埋h型钢的端部插入梁柱连接钢板之间与预制柱的柱内预埋件端面外接，并与梁柱连接钢板栓接。

而且，所述柱内预埋件为工字型波纹钢预埋件，包括波纹钢以及柱侧钢板，所述波纹钢两端对称固装有柱侧钢板，所述波纹钢的数量为1个或2个。

而且，所述柱内预埋件为井字型波纹钢预埋件，包括井字型波纹钢以及柱侧钢板，所述井字型波纹钢由四个波纹钢焊接形成，在井字形波纹钢的每个端面上均焊接有柱侧钢板。

而且，所述柱内预埋件为十字型波纹钢预埋件，包括十字型波纹钢以及柱侧钢板，所述十字型波纹钢由两个波纹钢焊接形成，所述在十字型波纹钢的每个端面上均焊接有柱侧钢板。

而且，所述柱内预埋件还包括连接板，所述连接板水平固装在波纹钢上、下位置的柱侧钢板之间。

而且，所述连接板上均制有用于柱内纵筋穿过的限位穿孔。

而且，所述柱内预埋件还包括高强拉杆，所述高强拉杆间隔固定连接在对称柱侧钢板之间，且高强拉杆的直径和相邻高强拉杆的间距根据连接强度要求设置。

而且，所述波纹钢端部伸出预制柱柱端100mm-300mm。

而且，所述预埋h型钢埋入预制梁混凝土长度是预制梁的梁内纵筋的直径的10～15倍。

一种装配式预制梁柱连接节点的施工方法，包括以下几个步骤：

步骤一：制作预制柱：根据设计规定选用柱内预埋件，按照设计规定的位置将柱内预埋件搁置在预制柱的模板上，然后先排放柱内纵筋，柱内纵筋限位穿过柱内预埋件的连接板上的限位穿孔或者相邻高强拉杆之间的间隔，实现柱内预埋件限位固定，再在柱内纵筋外侧捆扎柱内箍筋，柱内箍筋将柱内预埋件进一步限位固定在柱内纵筋上，浇筑混凝土，待养护完成；

步骤二，制作预制梁：按照设计规定的位置将预埋h型钢搁置在预制梁的模板一端，再排放梁内纵筋和梁内箍筋形成钢筋笼，再将梁内纵筋与h型钢上下表面接触处进行焊接连接固定，并绑扎梁内纵筋和梁内箍筋，然后浇筑混凝土，待养护完成；

步骤三，现场吊装前，根据需求在制作好的预制柱的柱内预埋件的柱侧钢板上间隔垂直焊接有两个梁柱连接钢板，安装时，先将预埋h型钢的端部插入梁柱连接钢板之间，与预制柱的柱内预埋件端面垂直焊接，然后再采用螺栓与梁柱连接钢板栓接；

步骤一和步骤二不分先后顺序。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明预埋h型钢的翼缘与节点核心区柱内预埋件外接，该外接方式可以通过边缘焊接或者通过设置连接端板栓接，并且结合预埋h型钢的腹板与梁柱连接板螺栓连接的连接形式，该结构连接可靠传力途径简单有效，使得节点整体性得到改善；本发明的节点构造形式简单，传力机制明确合理，解决以往装配式节点核心区钢筋过密问题，有效的提高装配式节点的受力性能；

2、本发明的预制构件全部在工厂内完成，现场仅需进行焊接和螺栓连接，简化了施工工序，加快了施工速度，且梁柱的定位更加的精确，施工方便快捷，提升施工效率；

3、本发明将核心区预埋件的主要受力件采用波纹钢代替原有钢板，与混凝土粘结性好，更利于节点抗剪，使钢材更加高的发挥效能，提高了预制柱柱内预埋件的刚度，减小了变形，提高整体节点的承载力；本发明的核心区预埋件的波纹钢还伸出柱端100㎜-300mm，使梁柱连接位置从节点核心区外移，能够有效实现塑性铰外移，满足相应抗震要求。

4、本发明的柱内预埋件的波纹钢上、下位置的柱侧钢板之间均水平固装有连接板或者间隔水平安装有多根高强拉杆，本发明通过连接板或高强拉杆与柱内纵筋实现水平方向限位固定，同时通过增加连接板和高强拉杆的设置，大大提高了预制柱的自身强度以及整体节点的承载力。

附图说明

图1为实施例1设置连接板的节点结构示意图；

图2为实施例1设置连接板的柱内预埋件结构示意图；

图3为波纹钢端部伸出预制柱边一定距离的结构示意图；

图4为实施例1设置高强拉杆的柱内预埋件结构示意图；

图5为实施例2设置连接板的井字型波纹钢预埋件的节点结构示意图；

图6为实施例2设置连接板的井字型波纹钢预埋件结构示意图；

图7为实施例2井字型波纹钢端部伸出预制柱边一定距离的节点结构示意图；

图8为实施例2设置高强拉杆的井字型波纹钢预埋件结构示意图；

图9为实施例2设置高强拉杆的井字型波纹钢端部伸出预制柱边一定距离的结构示意图；

图10为实施例2设置连接板的十字型波纹钢预埋件结构示意图；

图11为实施例2十字型波纹钢端部伸出预制柱边一定距离的节点结构示意图；

图12为实施例2设置高强拉杆的十字型波纹钢预埋件结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

实施例1：

一种装配式预制梁柱连接节点，包括一个预制柱1以及两个预制梁2，所述预制梁与预制柱之间通过预制梁一端的预埋h型钢2-1固定连接。在本实施例中，预制柱的两侧面同时分别连接一预制梁；在本实施例中，预制柱与所有预制梁的连接节点的结构均相同，预制梁的端部与所述预制柱的侧面的连接节点的具体结构如下：

所述预制柱包括柱内纵筋1-1、柱内箍筋1-2以及柱内预埋件1-3，所述柱内箍筋位于柱内纵筋的外侧，所述柱内预埋件通过柱内箍筋以及柱内纵筋的穿插捆扎实现限位固定，所述柱内预埋件包括波纹钢1-3-1以及柱侧钢板1-3-2，所述波纹钢两端对称固装有两个柱侧钢板，为了进一步提高预制柱的自身强度以及整体节点的承载力，在波纹钢上、下位置的两个柱侧钢板之间均水平固装有连接板1-3-3或者均布间隔设置有高强拉杆1-3-5，形成一个完整的可两侧设置预制梁的工字型柱内预埋件，所述连接板上均制有用于柱内纵筋穿过的限位穿孔1-3-4，所述高强拉杆间隔固定连接在对称设置的柱侧钢板之间，相邻高强拉杆之间的间距和高强拉杆的直径均根据连接强度要求设置。

本实施例的波纹钢的数量可以为1个或者2个，所述波纹钢通过混凝土浇筑固定在预制柱内，所述柱侧钢板位于柱边，当波纹钢伸出柱外时，其两端的柱侧钢板伸出柱外，且波纹钢伸出预制柱柱侧面的距离为100-300㎜，本实施伸出距离优选为200㎜，由于核心区的预埋件波纹钢伸出，使梁柱连接位置从节点核心区外移，能够有效实现塑性铰外移，满足相应抗震要求；

所述预制梁包括梁内纵筋2-2、梁内箍筋2-3以及预埋h型钢2-1，所述梁内箍筋位于梁内纵筋的外侧，所述梁内纵筋的端部与预埋h型钢的端部通过焊接连接，使得预埋h型钢固定在所述预制梁的端部以组成梁内预埋件，在具体施工时，所述预埋h型钢埋入预制梁混凝土长度是预制梁的梁内纵筋的直径的10～15倍；

进一步的，所述柱内预埋件的波纹钢与所述柱侧钢板的平面垂直，柱内纵筋与柱侧钢板的平面平行，所述h型钢与所述柱侧钢板的平面垂直；所述梁内纵筋与所述预埋h型钢的翼缘的平面垂直，所述预埋h型钢的翼缘平面与所述梁内箍筋的平面平行；

在本实施例中，现场拼装预制柱和预制梁时，所述预埋h型钢的一端与所述柱侧钢板焊接，即预埋h型钢一端的上翼缘、腹板和下翼缘分别与柱侧钢板焊接，也可以通过在预埋h型钢的一端设置连接板与柱侧钢板栓接；本实施例采用焊接的方式；

进一步，所述柱侧钢板上均对称焊接有梁柱连接钢板4，所述梁柱连接钢板和预埋h型钢腹板的相应位置上均设有螺栓孔洞，在拼接时，预埋h型钢腹板插入对称设置的梁柱连接钢板间隔内固定，通过螺栓3将所述梁柱连接钢板与h型钢的腹板固定连接。

进一步的，所述梁柱连接钢板与所述柱侧钢板的平面垂直。

进一步的，所述预埋h型钢与柱侧钢板的连接处均采用融透坡口焊接或角焊缝焊接；

所述梁柱连接钢板与柱侧钢板的连接处均采用融透坡口焊接或角焊缝焊接。

本发明还提供一种装配式预制梁柱连接节点的施工方法，包括以下几个步骤：

步骤一，制作预制柱：在两个柱侧钢板之间固装有波形钢，并在波纹钢上、下位置的柱侧钢板之间水平固装连接板或者高强拉杆形成工字型柱内预埋件，按照设计规定的位置将柱内预埋件搁置在预制柱的模板上，然后先排放柱内纵筋，柱内纵筋限位穿过柱内预埋件的连接板上的限位穿孔或者相邻高强拉杆之间的间隔，实现柱内预埋件限位固定，再在柱内纵筋外侧捆扎柱内箍筋，柱内箍筋将柱内预埋件进一步限位固定在柱内纵筋上，浇筑混凝土，待养护完成；

步骤二，制作预制梁：按照设计规定的位置将预埋h型钢搁置在预制梁的模板一端，再排放梁内纵筋和梁内箍筋形成钢筋笼，再将梁内纵筋与h型钢上下表面接触处进行焊接连接固定，并绑扎梁内纵筋和梁内箍筋，然后浇筑混凝土，待养护完成；

步骤三，现场吊装前，根据需求在制作好的预制柱的柱内预埋件的柱侧钢板上间隔垂直焊接有两个梁柱连接钢板，安装时，先将预埋h型钢的端部插入梁柱连接钢板之间，与预制柱的柱内预埋件端面垂直焊接，然后再采用螺栓与梁柱连接钢板栓接；

步骤一和步骤二不分先后顺序。

实施例2：

一种装配式预制梁柱连接节点，包括一个预制柱和四个预制梁，预制柱的四个侧面同时分别连接一预制梁，预制梁的端部与所述预制柱的侧面的连接节点的具体结构如下：

所述预制柱包括柱内纵筋、柱内箍筋以及柱内预埋件，所述柱内箍筋位于柱内纵筋的外侧，所述柱内预埋件通过柱内箍筋以及柱内纵筋的穿插捆扎实现限位固定，所述柱内预埋件为井字型柱内预埋件1-4或者为十字型柱内预埋件1-5，所述井字型柱内预埋件包括井字形波纹钢以及四个柱侧钢板1-4-2，所述井字形波纹钢由四个波纹钢1-4-1经过截断十字交叉焊接形成；且在井字形波纹钢四个端面上分别焊接有柱侧钢板，为了进一步提高预制柱的自身强度以及整体节点的承载力，在井字型波纹钢上、下位置的四个柱侧钢板之间均水平固装有连接板1-4-3或者高强拉杆1-4-5，形成一个完整的可四侧设置预制梁的柱内预埋件，所述连接板上均制有用于柱内纵筋穿过的限位穿孔1-4-4，所述连接板为十字型连接板，所述高强拉杆间隔固定连接在对称设置的柱侧钢板之间，相邻高强拉杆之间的间距和高强拉杆的直径均根据连接强度要求设置；所述十字型柱内预埋件与井字型柱内预埋件的结构基本相同，唯一不同点在于：所述十字型柱内预埋件的波纹钢为十字型，由两个波纹钢截断十字交叉焊接形成；

所述井字型波纹钢和十字型波纹钢均通过混凝土浇筑固定在预制柱内，所述柱侧钢板位于柱边，当波纹钢端部均伸出柱外时，其两端的柱侧钢板位于柱外，且波纹钢伸出预制柱柱侧面的距离为100-300㎜，本实施伸出距离优选为200㎜，由于核心区的预埋件波纹钢伸出，使梁柱连接位置从节点核心区外移，能够有效实现塑性铰外移，满足相应抗震要求；

所述预制梁包括梁内纵筋、梁内箍筋以及预埋h型钢，所述梁内箍筋位于梁内纵筋的外侧，所述梁内纵筋的端部与预埋h型钢的翼缘通过焊接连接，使得预埋h型钢固定在所述预制梁的端部以组成梁内预埋件，在具体施工时，所述预埋h型钢埋入预制梁混凝土长度是预制梁的梁内纵筋的直径的10～15倍；

进一步的，所述柱内预埋件的波纹钢与所述柱侧钢板的平面垂直，柱内纵筋与柱侧钢板的平面平行，所述h型钢与所述柱侧钢板的平面垂直；

进一步的，所述梁内纵筋与所述预埋h型钢的翼缘的平面垂直，所述h型钢的翼缘平面与所述梁内箍筋的平面平行；

在本实施例中，现场拼装预制柱和预制梁时，所述预埋h型钢的一端与所述柱侧钢板焊接，即预埋h型钢一端的上翼缘、腹板和下翼缘分别与柱侧钢板焊接，也可以通过在预埋h型钢的一端设置连接板与柱侧钢板栓接；本实施例采用焊接的方式。

进一步的，所述柱侧钢板上还均对称焊接有梁柱连接钢板4，所述梁柱连接钢板和预埋h型钢腹板的相应位置上均设有螺栓孔洞，在拼接时，预埋h型钢腹板插入对称设置的梁柱连接钢板间隔内固定，通过螺栓3将所述梁柱连接钢板与h型钢的腹板固定连接。

进一步的，所述梁柱连接钢板与所述柱侧钢板的平面垂直。

进一步的，所述预埋h型钢与柱侧钢板的连接处均采用融透坡口焊接或角焊缝焊接；

所述梁柱连接钢板与柱侧钢板的连接处均采用融透坡口焊接或角焊缝焊接。

本发明还提供一种装配式预制梁柱连接节点，包括以下几个步骤：

步骤一，制作预制柱：采用四个或者两个波纹钢经过截断十字交叉焊接形成井字型波形钢或者十字型波纹钢，在上述波纹钢四个端面上分别焊接有柱侧钢板，且在波纹钢上、下位置的柱侧钢板之间均水平固装有连接板或者高强拉杆，形成一个完整柱内预埋件，按照设计规定的位置将柱内预埋件搁置在预制柱的模板上，然后先排放柱内纵筋，柱内纵筋限位穿过柱内预埋件的连接板上的限位穿孔或者相邻高强拉杆之间的间隔，实现柱内预埋件限位固定，再在柱内纵筋外侧捆扎柱内箍筋，柱内箍筋将柱内预埋件进一步限位固定在柱内纵筋上，浇筑混凝土，待养护完成；

步骤二，制作预制梁：按照设计规定的位置将h型钢搁置在预制梁的模板上，再排放梁内纵筋和梁内箍筋形成钢筋笼，再将梁内纵筋与h型钢上下表面接触处进行焊接连接固定，并绑扎梁内纵筋和梁内箍筋，然后浇筑混凝土，待养护完成；

步骤三，现场吊装前，根据需求在制作好的预制柱的柱内预埋件的柱侧钢板上间隔垂直焊接有两个梁柱连接钢板，安装时，先将预埋h型钢的端部插入梁柱连接钢板之间，与预制柱的柱内预埋件端面垂直焊接，然后再采用螺栓与梁柱连接钢板栓接；

步骤一和步骤二不分先后顺序。

尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。