一种预制混凝土结构折叠式梁柱连接节点及施工方法

1.本实用发明专利是关于装配式、混凝土、链接节点领域，特别涉及梁柱连接节点。


背景技术：

2.装配式结构与现浇混凝土结构相比原始现浇作业大大减少，并且大量的建筑部件由车间生产加工完成，同时一体化设计、施工，缩短了工期，降低了成本、有助于建筑行业工业化、拥有良好的经济效益和环境适应性。上世纪80年代初期，装配式建筑结构体系最早开始应用于建筑行业，然而节点处理不当使其研究陷入了瓶颈期。近年来，随着国家经济水平的提升，装配式建筑再一次成为了建筑行业的主要发展方向和趋势。现有的装配式建筑普遍存在梁柱连接节点薄弱的问题，部分抗震良好的结构体系仍存在有连接复杂，不便工人施工等问题，因此发明一种具备良好抗震能力且连接简单的装配式节点结构是当前的主要问题。该发明为装配式节点设计，不需要现场焊接，且相关构件现场组装简单易完成，在保证安全的同时大大节约了相应的人工和时间成本。


技术实现要素：

3.本发明目的在于针对现有技术的不足，提出一种预制混凝土结构折叠式梁柱连接节点及施工方法。
4.本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种预制混凝土结构折叠式梁柱连接节点，主要包括锚固钢筋、半圆柱连接块、梁端钢板、柱端钢板、梁体、柱体、带孔斜杆、带孔水平杆和短钢棒。
5.所述梁端钢板一侧通过锚固钢筋固定连接在梁体上，另一侧上端以及下端均固定安装若干组带有圆孔的半圆柱连接块，每组具有两个半圆柱连接块且通过短钢棒连接，所述短钢棒插入半圆柱连接块的圆孔内，梁端钢板上下两端的半圆柱连接块平行设置且一一对应；
6.所述柱端钢板一侧通过锚固钢筋固定连接在柱体上，另一侧固定安装组数和梁端钢板上一致的半圆柱连接块，且梁端钢板上的半圆柱连接块和柱端钢板上的半圆柱连接块一一对应，柱端钢板上每组中半圆柱连接块也通过短钢棒连接；
7.所述梁端钢板上下两端的每组半圆柱连接块和柱端钢板上下两端相对应的每组半圆柱连接块之间均连接有带孔斜杆和带孔水平杆；所述带孔斜杆两端分别连接在梁端钢板上端和柱端钢板下端之间以及梁端钢板下端和柱端钢板上端之间；所述带孔水平杆分别连接在梁端钢板上端和柱端钢板上端之间以及梁端钢板下端和柱端钢板下端之间；
8.所述带孔斜杆与带孔水平杆两端均具有通孔，每组两个半圆柱连接块之间的短钢棒插入带孔斜杆以及带孔水平杆的通孔进行连接固定。
9.进一步地，每组中两个半圆柱连接块之间间距相同，且每组之间的间距也相同。
10.进一步地，所述半圆柱连接块、带孔斜杆和带孔水平杆上的孔洞直径相等，且大于短钢棒的直径。
11.进一步地，所述半圆柱连接块形状为半圆形，具有不小于2倍短钢棒直径的厚度。
12.进一步地，所述带孔斜杆形状可以采用圆形钢管、矩形钢管、或圆形钢棒或矩形钢棒。
13.进一步地，所述带孔水平杆，形状可以采用刻痕钢棒、带肋钢棒或带肋钢筋。
14.进一步地，所述短钢棒的长度大于每组中两块半圆柱连接块的总厚度加两根带孔斜杆直径加两根带孔水平杆直径总和，其形状为圆形钢棒，并且表面光滑。
15.进一步地，所述带孔水平杆与带孔斜杆均与短钢棒转动连接，从而可以折叠在梁端或柱端。
16.本发明还公开了一种预制混凝土结构折叠式梁柱连接节点的施工方法，施工步骤如下：
17.步骤一：根据混凝土规范锚固要求或者计算梁柱连接节点受力性能，计算出锚固钢筋的长度，并切割锚固钢筋，根据梁柱节点受力计算梁端钢板的尺寸，并切割下料，计算柱端钢板尺寸，并切割下料，根据节点抗剪要求，计算带孔斜杆的直径和长度，并切割下料，跟节点抗弯承载力要求计算带孔水平杆的直径和长度，并切割下料；
18.步骤二：根据带孔斜杆和带孔水平杆所受拉力大小，计算短钢棒的直径和长度，以及半圆柱连接块孔径的大小和厚度，根据计算结果加工半圆柱连接块，短钢棒进行切割下料；
19.步骤三：把锚固钢筋固定在梁端钢板和柱端钢板的一侧，将加工好的半圆柱连接块固定在梁端钢板和柱端钢板另一侧；
20.步骤四：固定有锚固钢筋和半圆柱连接块的梁端钢板与梁的钢筋笼，并浇筑混凝土进行养护；
21.步骤五：固定有锚固钢筋和半圆柱连接的柱端钢板与柱的钢筋笼，并浇筑混凝土进行养护；
22.步骤六：在工厂将带孔水平杆插在梁体一端的半圆柱连接块的间隙中并确保孔洞相互平行，在梁体另一端重复上述步骤并使两根杆件在空间位置错开，在平行孔内插入短钢棒；
23.步骤七：将所有构件运到现场，旋转带孔水平杆，使其另一侧位于柱体的半圆柱连接块的间隙中并确保孔洞相互平行，取出半圆柱连接块中的短钢棒，在半圆柱连接块间隙中放入带孔斜杆并确保孔洞相互平行，在所有平行孔内插入短钢棒。
24.步骤八：在梁体和柱体连接部位，架设模板，浇筑自密实混凝土，并养护。
25.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
26.1.本发明利用桁架受力原理，上下水平杆分别受拉力和压力，传递节点部位弯矩，斜腹杆受拉力或压力，传递节点区剪力，把弯矩和剪力的受力模式转换为杆件的拉力和压力，提高了材料利用率。
27.2.本发明梁、柱以及梁柱连接杆件在预制厂批量生产，不但生产效率高产品质量好，而且现场施工时可以大量节省脚手架和模板，能够减少楼盖施工的人工和作业用具，降低了劳动强度，具有施工速度快、工程造价低的优势。
28.4.本发明结构简单，组装难度低，在现场只需要转动水平杆，同时安装斜杆，并采取穿插方式，不需要焊接，现场装配施工量小，较为便捷和简单，提高了施工速度和效率。同
时对于混凝土以及现场浇筑质量的要求不高，相对环境影响小，工程造价低。
29.5.本发明与现浇整体式相比，避免了节点区配筋量大、构造复杂，浇筑混凝土困难，施工精度要求高、工艺复杂等问题。
附图说明
30.图1：折叠式梁柱节点立体图；
31.图2：梁端钢板焊接示意图；
32.图3：柱端钢板焊接示意图；
33.图4：半圆柱连接块示意图；
34.图5：带孔斜杆示意图；
35.图6：带孔水平杆示意图；
36.图7：短钢棒示意图；
37.图8：折叠过程示意图；
38.图9：折叠展开示意图；
39.图10：施工现场连接完成示意图；
40.图11：梁端钢板图；
41.图12：柱端钢板图。
具体实施方式
42.以下结合附图对本发明具体实施方式作进一步详细说明。
43.如图1
‑
图12所示，本发明提供了一种预制混凝土结构折叠式梁柱连接节点，主要包括锚固钢筋1、半圆柱连接块2、梁端钢板3、柱端钢板4、梁体6、柱体7、带孔斜杆8、带孔水平杆9和短钢棒10。
44.所述梁端钢板3一侧通过锚固钢筋1固定连接在梁体6上，另一侧上端以及下端均固定安装若干组带有圆孔的半圆柱连接块2，每组中两个半圆柱连接块2之间间距相同，且每组之间的间距也相同；每组具有两个半圆柱连接块2且通过短钢棒10连接，所述短钢棒10插入半圆柱连接块2的圆孔内，梁端钢板3上下两端的半圆柱连接块2平行设置且一一对应；
45.所述柱端钢板4一侧通过锚固钢筋1固定连接在柱体7上，另一侧固定安装组数和梁端钢板3上一致的半圆柱连接块2，且梁端钢板3上的半圆柱连接块2和柱端钢板4上的半圆柱连接块2一一对应，柱端钢板4上每组中半圆柱连接块2也通过短钢棒10连接；
46.所述梁端钢板3上下两端的每组半圆柱连接块2和柱端钢板4上下两端相对应的每组半圆柱连接块2之间均连接有带孔斜杆8和带孔水平杆9；所述带孔斜杆8两端分别连接在梁端钢板3上端和柱端钢板4下端之间以及梁端钢板3下端和柱端钢板4上端之间；所述带孔水平杆9分别连接在梁端钢板3上端和柱端钢板4上端之间以及梁端钢板3下端和柱端钢板4下端之间；
47.所述带孔斜杆8与带孔水平杆9两端均具有通孔，每组两个半圆柱连接块2之间的短钢棒10插入带孔斜杆8以及带孔水平杆9的通孔进行连接固定。
48.所述半圆柱连接块2、带孔斜杆8和带孔水平杆9上的孔洞直径相等，且大于短钢棒10的直径。所述半圆柱连接块2形状为半圆形，具有一定的厚度。
49.所述带孔斜杆8形状可以采用圆形钢管、矩形钢管、或圆形钢棒或矩形钢棒。所述带孔水平杆9，形状可以采用刻痕钢棒、带肋钢棒或带肋钢筋。
50.所述短钢棒10的长度大于每组中两块半圆柱连接块2的总厚度加两根带孔斜杆8直径加两根带孔水平杆直径总和，其形状为圆形钢棒，并且表面光滑，如图7所示。
51.所述带孔水平杆9可绕短钢棒10转动，从而可以折叠在梁端或柱端。
52.本发明还提供了一种装配式梁柱连接节点的施工方法，施工步骤如下；
53.步骤一：根据混凝土规范锚固要求或者计算梁柱连接节点受力性能，计算出锚固钢筋1的长度，并切割锚固钢筋1，根据梁柱节点受力计算梁端钢板3的尺寸，并切割下料，计算柱端钢板4尺寸，并切割下料，根据节点抗剪要求，计算带孔斜杆8的直径和长度，并切割下料，根据节点抗弯承载力要求计算带孔水平杆9的直径和长度，并切割下料；
54.步骤二：根据带孔斜杆8和水平杆9所受拉力大小，计算短钢棒10的直径，根据短钢棒板10直径的大小，计算半圆柱连接块2孔径的大小，半圆柱连接块2的厚度不小于短钢棒直径2倍，并计算短钢棒10的长度，根据计算结果加工半圆柱连接块2，短钢棒10进行切割下料，加工，并进行打磨，使其光滑；
55.步骤三：在工厂内，把下料好的锚固钢筋1焊接与梁端钢板3和柱端钢板4的一侧，将加工好的半圆柱连接块2焊接于梁端钢板3和柱端钢板4另一侧；
56.步骤四：固定焊接有锚固钢筋1和半圆柱连接块2的梁端钢板3与梁的钢筋笼，并浇筑混凝土进行养护，直到混凝土强度达到设计强度；
57.步骤五：固定焊接有锚固钢筋1和半圆柱连接2的柱端钢板4与柱的钢筋笼，并浇筑混凝土进行养护，直到混凝土强度达到设计强度；
58.步骤六：在工厂将带孔水平杆9插在梁体7一端的半圆柱连接块2的间隙中并确保孔洞相互平行，在梁体6另一端重复上述步骤并使两根杆件在空间位置错开，在平行孔内插入短钢棒10，向内折叠所有带孔水平杆9，折叠过程如图8所示。与梁体7连接的带孔水平杆9，一定要旋转于具有实体的梁体一侧折叠；带孔水平9折叠后一定要进行临时固定，以防运输过程中出现杆件受力变形等。
59.步骤七：将所有构件运到现场，旋转带孔水平杆9，使其另一侧位于柱体6的半圆柱连接块2的间隙中并确保孔洞相互平行，取出半圆柱连接块中的短钢棒10，在半圆柱连接块间隙中放入带孔斜杆8并确保孔洞相互平行，在所有平行孔内插入短钢棒10，组装过程如图9所示，完成后连接节点处如图10所示。安装带孔斜杆8时，短钢棒10无需全部抽出，只需抽出一部分可以插入带孔斜杆8即可，这样做可保证带孔水平杆9还是套牢在短钢棒10上面。
60.步骤八：在柱体6和梁体7连接部位，架设模板，浇筑自密实混凝土，并养护，直到混凝土达到设计强度。
61.本发明用于量大面广的标准化装配式混凝土结构工程，比如大面积的住宅楼，大面积的公租房等工程，这些工程梁柱结构尺寸变化不大，梁柱可以进行尺寸统一，在工厂进行标准化生产，从而可以标准化生产节点连接部位构件，进行现场安装，可以大大简化加工、制作和施工工序，提高效率，从而提高经济效益。
62.上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。