预制柱连接采用宽口径灌浆套筒的增强型节点及其施工方法与流程

本发明涉及工程结构设计及施工。更具体地说，本发明涉及预制柱连接采用宽口径灌浆套筒的增强型节点及其施工方法。

背景技术：

1、装配式混凝土建筑是我国最常见、应用范围最广的装配式建筑形式，约占装配式建筑市场份额的2/3。装配式混凝土结构中构件之间的连接节点是影响整体结构抗震性能的核心受力部位。

2、现有的预制柱连接方式主要有灌浆套筒连接、预留后浇段连接及预埋钢节点连接的方式。灌浆套筒连接在实际工程中应用较多、技术较为成熟，但灌浆套筒受限于保护层厚度要求，如《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》jgj355-2015规定套筒连接段箍筋保护层厚度不应小于20mm，《混凝土结构设计规范》gb50010-2010要求柱纵筋保护层厚度大于50mm时要设置防裂钢筋网，因此灌浆套筒直径不宜大于钢筋直径太多，常规灌浆套筒外径比连接钢筋直径大12-30mm，内径比连接钢筋直径大8-20mm，套筒外径比钢筋直径大导致钢筋保护层的增加，柱抗弯承载力也会降低，套筒内径比钢筋直径大的程度直接关系到预制上柱、下柱拼接安装时精度要求的高低，套筒内径越大，预制柱拼装精度要求越低，安装难度越小，同时柱纵筋保护层也会加大，降低柱抗弯承载力的同时也增加了防裂措施，是一个此消彼长的矛盾。预留后浇段连接方式接近现浇效果，但现场需支模，钢筋碰撞避让也难处理，施工不方便、难度大。预埋钢节点连接构造复杂，节点刚度也很难做到与纯混凝土节点等代。因此，亟需一种构造简单、受力可靠、施工方便的预制柱连接节点。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种构造简单、受力可靠、施工方便的预制柱连接节点。

2、为了实现本发明的这些目的和其它优点，提供了预制柱连接采用宽口径灌浆套筒的增强型节点，预制柱包括预制下柱和预制上柱，预制下柱竖直设置，预制下柱包括多根下柱纵筋；预制上柱竖直设置，预制上柱包括多根上柱纵筋，还包括：

3、扩大头，其设置在预制下柱的顶部，预制上柱设置在扩大头上，扩大头的外沿突出预制柱的柱体；

4、多个灌浆套筒，其埋设在所述扩大头内，灌浆套筒沿竖直方向设置，灌浆套筒的数量与下柱纵筋和上柱纵筋的数量相等，各根下柱纵筋的顶部分别插入与其对应的灌浆套筒的下部，各根上柱纵筋的底部分别插入与其对应的灌浆套筒的上部；灌浆套筒的外径比上柱纵筋的直径大32-40mm，内径比上柱纵筋的直径大22-30mm；通过灌浆套筒的灌浆口注浆后，下柱纵筋通过灌浆套筒及灌浆料与上柱纵筋搭接来实现预制上柱与预制下柱的拼接。

5、优选的是，所述的预制柱连接采用宽口径灌浆套筒的增强型节点中，所述预制柱的横截面为正方形、长方形、多边形、圆形或椭圆形。

6、优选的是，所述的预制柱连接采用宽口径灌浆套筒的增强型节点中，所述扩大头的外沿突出柱体至少20mm。

7、优选的是，所述的预制柱连接采用宽口径灌浆套筒的增强型节点中，所述扩大头的形状与柱体的形状一致；当预制柱的横截面为正方形、长方形或多边形时，扩大头的每边突出柱体的每边至少40mm；当预制柱的横截面为圆形时，扩大头的直径比预制柱的直径大至少40mm。

8、优选的是，所述的预制柱连接采用宽口径灌浆套筒的增强型节点中，当扩大头的外沿突出柱体超过50mm时，扩大头配置有三向封闭箍筋。

9、优选的是，所述的预制柱连接采用宽口径灌浆套筒的增强型节点中，所述扩大头的高度大于灌浆套筒的长度。

10、优选的是，所述的预制柱连接采用宽口径灌浆套筒的增强型节点中，所述灌浆套筒为半灌浆套筒或全灌浆套筒；当述灌浆套筒为半灌浆套筒时，半灌浆套筒的下部具有内螺纹，下柱纵筋的顶部具有外螺纹，灌浆套筒的下部与下柱纵筋的顶部通过螺纹连接。

11、预制柱连接采用宽口径灌浆套筒的增强型节点的施工方法，包括以下步骤：

12、预制上柱、预制下柱及扩大头钢筋绑扎；

13、下柱纵筋与灌浆套筒连接；

14、预制柱及扩大头模板安装，灌浆套筒预埋于扩大头内；

15、预制柱及扩大头混凝土浇筑；

16、预制构件加工完成后运输至现场吊装就位；

17、扩大头上设置座浆；

18、预制上柱吊装就位，预制上柱的下部预留的纵筋插入灌浆套筒中；

19、通过灌浆口注浆直至出浆口溢出浆料；

20、封闭注浆管、出浆管口；

21、待浆料形成强度后开始上层柱安装。

22、本发明至少包括以下有益效果：

23、1、本发明的节点采用扩大头形式同时解决预制柱拼接安装精度要求与预制柱抗弯承载力的矛盾和预制柱抗震延性的问题。普通预制柱拼接安装，如果降低精度要求，灌浆套筒内径需增大，预制柱纵筋保护层势必也加大，预制柱抗弯承载力随纵筋保护层厚度的增加而降低，同时普通预制柱拼接时灌浆套筒是预埋于上柱底，地震作用时柱底率先进入塑形，而灌浆套筒塑性变形能力弱，导致预制柱抗震延性较普通现浇柱要差。预制下柱顶设置扩大头后，灌浆套筒预埋于扩大头内，不再受保护层问题限制，套筒直径可根据精度要求调整而不影响预制柱纵筋保护层，预制柱抗弯承载力不受影响，同时灌浆套筒从上柱底移至下柱顶，预制柱底为塑性变形能力强的钢筋来抗弯，预制柱抗震延性等同于普通现浇混凝土柱。

24、2、本发明扩大头的设置增强了节点区抗弯、抗剪承载力。

25、3、本发明的节点不仅适用于半灌浆套筒，也适用于全灌浆套筒。

26、4、本发明的宽口径灌浆套筒的直径要大于普通灌浆套筒的直径，灌浆饱满度要高于普通灌浆套筒的，灌浆质量更有保障。

27、5、本发明的节点构造实现了预制柱拼接节点的高强度、高延性、低精度要求，施工效率高，质量有保障。

28、本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

技术特征：

1.预制柱连接采用宽口径灌浆套筒的增强型节点，预制柱包括预制下柱和预制上柱，预制下柱竖直设置，预制下柱包括多根下柱纵筋；预制上柱竖直设置，预制上柱包括多根上柱纵筋，其特征在于，还包括：

2.如权利要求1所述的预制柱连接采用宽口径灌浆套筒的增强型节点，其特征在于，所述预制柱的横截面为正方形、长方形、多边形、圆形或椭圆形。

3.如权利要求1所述的预制柱连接采用宽口径灌浆套筒的增强型节点，其特征在于，所述扩大头的外沿突出柱体至少20mm。

4.如权利要求3所述的预制柱连接采用宽口径灌浆套筒的增强型节点，其特征在于，所述扩大头的形状与柱体的形状一致；当预制柱的横截面为正方形、长方形或多边形时，扩大头的每边突出柱体的每边至少40mm；当预制柱的横截面为圆形时，扩大头的直径比预制柱的直径大至少40mm。

5.如权利要求4所述的预制柱连接采用宽口径灌浆套筒的增强型节点，其特征在于，当扩大头的外沿突出柱体超过50mm时，扩大头配置有三向封闭箍筋。

6.如权利要求1所述的预制柱连接采用宽口径灌浆套筒的增强型节点，其特征在于，所述扩大头的高度大于灌浆套筒的长度。

7.如权利要求1所述的预制柱连接采用宽口径灌浆套筒的增强型节点，其特征在于，所述灌浆套筒为半灌浆套筒或全灌浆套筒；当述灌浆套筒为半灌浆套筒时，半灌浆套筒的下部具有内螺纹，下柱纵筋的顶部具有外螺纹，灌浆套筒的下部与下柱纵筋的顶部通过螺纹连接。

8.如权利要求1所述的预制柱连接采用宽口径灌浆套筒的增强型节点的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了预制柱连接采用宽口径灌浆套筒的增强型节点及其施工方法，预制柱包括预制下柱和预制上柱，预制下柱竖直设置，预制下柱包括多根下柱纵筋；预制上柱竖直设置，预制上柱包括多根上柱纵筋，节点包括：扩大头，其设置在预制下柱的顶部，预制上柱设置在扩大头上，扩大头的外沿突出预制柱的柱体；多个灌浆套筒，其埋设在所述扩大头内，灌浆套筒沿竖直方向设置，灌浆套筒的数量与下柱纵筋和上柱纵筋的数量相等，各根下柱纵筋的顶部分别插入与其对应的灌浆套筒的下部，各根上柱纵筋的底部分别插入与其对应的灌浆套筒的上部。本发明的节点构造实现了预制柱拼接节点的高强度、高延性、低精度要求，施工效率高，质量有保障。

技术研发人员：张立平,鄢然,李磊,唐海杰,韦羚
受保护的技术使用者：中交第四航务工程勘察设计院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/8/21