装配式混凝土复合柱的标准拼装节及由该拼装节构成的复合柱的制作方法
【专利摘要】本发明公开了装配式混凝土复合柱的标准拼装节及由该拼装节构成的复合柱，标准拼装节包括单层分节柱中的单层分节架，单层分节架包括主体钢架和设置在主体钢架中的钢筋笼，本发明还包括作为预制构件的钢节点，钢节点固定在单层分节架的顶端和/或底端，与单层分节架形成一柱状的钢骨架，钢骨架内部具有一上、下相通的混凝土浇注通道，用于在现场施工时将多个标准拼装节上、下拼接固定后进行混凝土浇注，以构建成装配式混凝土复合柱。本发明作为预制构件的标准拼装节重量轻，易于运输，大大降低运输成本，提高运输、施工的安全性，还能在保证复合柱性能的前提下大大降低装配式混凝土复合柱的安装工作量，提高预制装配柱的施工效率。
【专利说明】
装配式混凝土复合柱的标准拼装节及由该拼装节构成的复合柱
技术领域
[0001]本发明涉及建筑工程技术领域中的一种建筑结构构件，具体涉及一种用于构建装配式混凝土复合柱的标准拼装节，还涉及一种由所述标准拼装节组成的装配式复合柱。
【背景技术】
[0002]国务院办公厅1999年出台《关于推进住宅产业化提高住宅质量的若干意见》，2013年I月I日，以2013年I号文的形式，转发了发改委、住建部《绿色建筑行动方案》(国办发〔2013〕1号附件I)，文件重点要求充分认识开展绿色建筑行动，并将“推动建筑工业化”列为十大重要任务之一。
[0003]目前各地建筑采用的结构柱主要有现浇钢筋混凝土柱，预制装配钢筋混凝土柱，钢管混凝土柱和型钢混凝土柱。
[0004]现浇钢筋混凝土柱需要完成支模、钢筋笼制作安装、混凝土浇注养护等工序，现场施工量大，工期长。
[0005]现有的预制装配钢筋混凝土柱，只有中间的单层分节柱是预制的，而且该预制件内还包括浇注的混凝土结构，锚固在混凝土中的柱纵筋从柱的两端伸出，单层分节柱之间的连接节点是需要现场施工的。这种结构的混凝土柱相比于现浇钢筋混凝土柱，虽然能缩短工期，但由于单层分节柱内预制有混凝土，所以重量和体量都大，运输、安装工作量较大，运输、安装的安全性较差。
[0006]同预制装配钢筋混凝土柱一样，目前的钢管混凝土柱和型钢混凝土柱的连接节点也都是现场预制的，而且这种结构的结构柱钢材用量多，造价高。
【发明内容】
[0007]本发明的第一个发明目的是提供一种用于构建装配式混凝土复合柱的标准拼装节，采用仅先预制单层分节柱的钢框架即单层分节架，并在单层分节架的底端和/或顶端设置标准化连接钢节点的方式，作为装配式混凝土复合柱的预制构件，其既能满足复合柱的性能要求，又能快速进行复合柱的组合安装，进一步缩短工期、降低施工成本，并且大大降低预制构件的重量，方便运输及节省运输成本和提高运输、施工安全。
[0008]本发明的第二个发明目的是提供一种由所述标准拼装节组装而成的装配式混凝土复合柱，该复合柱是直接由多个所述标准拼装节上、下拼接固定并现浇混凝土而成，可省去现场构建柱间连接节点的工序，现场施工量小，工期短。
[0009]本发明的第一个发明目的通过如下技术方案实现:一种装配式混凝土复合柱的标准拼装节，包括单层分节柱中的单层分节架，单层分节架包括主体钢架和设置在所述主体钢架中的钢筋笼，其特征在于，本发明还包括作为预制构件的钢节点，所述钢节点固定在所述单层分节架的顶端和/或底端，与所述单层分节架形成一柱状的钢骨架，所述钢骨架内部具有一上、下相通的混凝土浇注通道，用于在现场施工时将多个所述标准拼装节上、下拼接固定后进行混凝土浇注，以构建成装配式混凝土复合柱。
[0010]本发明的标准拼装节是装配式混凝土复合柱的预制构件，该预制构件无需预先浇筑混凝土，复合柱采用全装配式形式，是在将多个标准拼装节现场拼接固定后，再在现场浇注混凝土，由于分节柱和节点都为预制构件，是在现有技术的单层分节架基础上加设了连接节点，因此可以省去现场构建节点的工序，使得现场施工量大大减小，可大大缩短工期；而且预制构件仅是钢结构构件，重量大大降低。本发明的单层分节柱只预制了钢骨架，柱内混凝土现场浇注，所以运输成本也能明显降低。
[0011 ]作为本发明的优选实施方式:
[0012]为了节省钢材用量，降低造价，所述单层分节架包括主体钢架，所述主体钢架由钢箍板和若干竖向设置、用于间隔排列围成柱状结构的支板和/或角构件组成，所述角构件的角度与所述柱状结构相交两侧面之间的夹角对应，所述支板为所述柱状结构的竖向柱立面钢架构件，所述钢箍板连接相邻的所述支板和/或角构件以便定型，形成一钢框架。
[0013]本发明所述单层分节架中的钢筋笼固定在所述主体钢架内壁上，由若干条纵向的柱纵筋和沿所述柱纵筋轴向设置、用于将若干条所述柱纵筋箍拢在一起的若干个横向的柱箍筋构成，所述柱纵筋沿主体钢架内壁周向排列，由柱箍筋将这些柱纵筋围成一个与所述主体钢架内廓形状一致的柱形，所述钢筋笼的柱纵筋两端均伸出所述主体钢架。
[0014]所述钢节点包括分别用于加强所述单层分节架底端、顶端结构的柱底节点连接件和梁柱节点连接件，所述柱底节点连接件和梁柱节点连接件分别固定在所述单层分节架的底端、顶端，所述柱底节点连接件和梁柱节点连接件均由尺寸与所述主体钢架横截面形状相适配的钢筒和设置在所述钢筒内的加劲肋组成，所述主体钢架分别在底端和顶端与所述柱底节点连接件的钢筒和所述梁柱节点连接件的钢筒对接焊接固定，穿出所述主体钢架两端的柱纵筋分别伸入所述柱底节点连接件和所述梁柱节点连接件内，并被焊接在它们钢筒的内壁上，所述标准拼装节通过所述柱底节点连接件与下层的标准拼装节相连，通过所述梁柱节点连接件与上一层的标准拼装节的柱底节点连接件相连，或者与本层的梁结构相连。
[0015]本发明单层分节架采用框架型的主体钢架内包钢筋笼的设计，在减少钢材消耗量的同时，还使柱承载力强、稳定性好、抗弯抗剪能力高，具有抗震效果，在钢框架内包钢筋笼的单层分节架的上、下端分别设置柱底节点连接件和梁柱节点连接件，使本发明标准拼装节在柱身和柱底、顶都形成稳定的钢构架体系。
[0016]作为本发明的进一步改进:
[0017]所述单层分节柱还包括成品板，所述成品板固定在所述主体钢架的侧面上，封闭所述主体钢架的侧壁，形成所述主体钢架的外包模块，使所述单层分节架自身成为一个浇筑模。
[0018]本发明在单层分节架框架结构的主体钢架的侧面安装外包模块，使单层分节架自身成为一个浇筑模，从而使得本发明标准拼装节在上、下拼接固定浇注混凝土形成复合柱的现场施工过程中，无需另外支模，有利于进一步减少现场施工量，缩短工期。另外，该结构的单层分节架，使得本发明标准拼装节形成一侧壁封闭的框架柱结构，能很好的保留柱内现浇混凝土的水份，可进一步省去混凝土浇水养护的工序。
[0019]作为本发明的更进一步改进:
[0020]所述柱底节点连接件和梁柱节点连接件的钢筒的侧面上也都固定有成品板，所述标准拼装节上相邻成品板之间的缝隙摸奖封闭，形成将所述标准拼装节包裹在内、表面平整光滑且具有防火功能的标准拼装节外包模板。
[0021]该结构使得本发明复合柱在施工过程中不但无需另外支模和拆模，而且由于标准拼装节上的外包模板表面平整光滑，兼具防火功能，使得由本发明标准拼装节构建的复合柱无需再批荡和附加防火涂料，可进一步节省施工成本，缩短工期。
[0022]作为本发明的可选实施方式:
[0023]所述柱底节点连接件的结构为:称所述柱底节点连接件的钢筒为底钢筒，所述底钢筒内贯穿设有纵向的加劲肋；
[0024]称所述梁柱节点连接件的钢筒为顶钢筒，所述顶钢筒内也贯穿设有纵向的加劲肋，所述顶钢筒内还设有横向的加劲肋；
[0025]所述底钢筒、顶钢筒内的纵向的加劲肋都由若干块竖向设置的方形钢板构成，所述方形钢板通过两侧焊接在所述底钢筒或顶钢筒不同侧的内壁上，所述底钢筒、顶钢筒内的纵向的加劲肋在水平面上的投影重合；
[0026]所述横向的加劲肋，由周圈焊接在所述顶钢筒内壁上的一块中部设有开孔的钢板构成，或由沿周向焊接在所述顶钢筒内壁、围成一圈的若干块钢板构成，沿周向焊接的所述若干块钢板中部形成内圈孔，所述开孔、内圈孔构成混凝土继续向下浇注的浇注口；
[0027]所述横向的加劲肋至少包括两块，设置位置分别与所述梁结构的上、下翼缘对应；
[0028]所述顶钢筒内的纵向的加劲肋在所述顶钢筒内围合出若干个轴向的独立通道，每个所述通道上端均通过所述横向的加劲肋上的浇注口与所述混凝土浇注通道连通，以便混凝土可以浇注到所述标准拼装节的任何部位。
[0029]本发明的梁柱节点连接件可与U型梁直接焊接固定。如图12所示，U型梁5为纵截面呈U型的梁结构，包括由底板51构成的下翼缘、相对的两腹板52，和下翼缘，下翼缘由分别固定在两腹板52的上端构成所述腹板52的外翻边的两翼板53构成。U型梁5的上方还固定有支座附加翼缘η型钢件6。支座附加翼缘η型钢件6由顶板61和相对的两腹板62构成，支座附加翼缘η型钢件6两腹板62的下端与U型梁5两腹板52的上端对接并焊接固定，支座附加翼缘η型钢件6横跨在U型梁5的上方。
[0030]在本发明梁柱节点连接件用于与U型梁相连时，作为本发明梁柱节点连接件的优选实施方式:
[0031]所述梁柱节点连接件的顶钢筒为一方形钢筒，其内的纵向的加劲肋为井字型加劲肋；
[0032]所述顶钢筒内横向的加劲肋为尺寸与所述顶钢筒内部尺寸适配的、周圈焊接的方形钢板，具有三块，它们由上而下分层设置在所述顶钢筒内，分别称为翼缘板、上板和下板，所述井字型加劲肋中平行的两方形钢板之间的跨度与U型梁两腹板之间的跨度对应；
[0033]U型梁焊接在所述顶钢筒外壁时:
[0034]所述翼缘板与U型梁上支座附加翼缘η型钢件的顶板隔着所述顶钢筒相对，所述井字型加劲肋中平行的两方形钢板隔着所述顶钢筒，与所述U型梁的两腹板和所述支座附加翼缘η型钢件的两腹板相对，所述上板与所述U型梁的翼板隔着所述顶钢筒相对，所述下板与所述U型梁底板隔着所述顶钢筒相对。
[0035]作为所述梁柱节点连接件的优选方案:
[0036]所述顶钢筒内纵向的加劲肋还包括辅助加劲肋，所述辅助加劲肋由四块竖向设置的方形肋板构成，所述方形肋板垂直焊接在所述顶钢筒的四面内壁中线和所述井字型加劲肋中与相应内壁平行靠近的方形钢板间，设置辅助加劲肋可进一步提升节点核心区的抗剪力；
[0037]所述顶钢筒内由所述辅助加劲肋划分出的通道的上端也通过所述横向的加劲肋上的浇注口与所述混凝土浇注通道连通；
[0038]所述方形肋板至少贯穿所述上板、下板之间的距离。
[0039]本发明的第二个发明目的可以通过以下技术措施来实现:一种由所述标准拼装节构成的装配式混凝土复合柱，所述复合柱由多个所述标准拼装节上、下拼接固定并浇注混凝土而成，具体是相邻两所述标准拼装节相拼接的上端钢节点与下端钢节点焊接固定，并通过锚固在所述混凝土中的若干根构造筋相连，所述构造筋的两端均分别伸入拼接的两相邻标准拼装节的单层分节架内，伸入所述单层分节架内的长度至少为LaE，LaE为抗震锚固长度，LaE具体的取值可通过查表得到。
[0040]本发明装配式混凝土复合柱的施工过程为:
[0041](I)在工厂内完成预制拼装构件:单层分节架、钢节点的预制；
[0042 ] (2)将预制拼装构件运输到现场焊接拼装固定；
[0043](3)浇灌柱内混凝土。
[0044]相比于现有技术，本发明具有如下有益效果:
[0045]I)本发明的装配式混凝土复合柱采用工厂化生产预制构件一一标准拼装节及其现场组装施工的方式:标准拼装节在工厂中预先制造成型后再运送到施工现场，在施工现场把多个标准拼装节焊接为一体即完成了多个预制构件的组装，最后向标准拼装节内灌注混凝土就可完成复合柱的构建，相比于现有的预制装配钢筋混凝土柱，不但预制构件重量轻，易于运输，大大降低运输成本，提高运输、施工的安全性;而且还能在保证复合柱性能的前提下大大降低装配式混凝土复合柱的安装工作量，从而能明显提高预制装配柱的施工效率，满足建筑工业化的“四化”要求，在产业链组织、技术资格、经济核算等方面都形成了与建筑工业化要求相匹配的新型技术；
[0046]2)本发明复合柱竖向安装精度要求低，标准拼装节的拼接接缝处在上柱身底与下柱身顶之间，即使偏差2_也不影响建筑的外观和使用，所以本发明复合柱组装方便、快捷，竖向安装精度要求低使得本发明复合柱的施工速度可进一步大幅度提高；
[0047]3)本发明的单层分节架采用钢框架内包钢筋混凝土柱(由钢筋笼和浇注的混凝土构成)共同受力，不但柱的承载力强、稳定性好，抗弯抗剪能力高，具有抗震效果，还大大节省了钢材用量，降低了造价，相比于普通钢管混凝土柱节省钢材一半以上，具有明显的经济价值;本发明在钢框架内包钢筋混凝土柱结构的单层分节架的底、顶都设置了钢节点，以抵抗节点核心区承受的剪力，使本发明标准拼装节在柱身和柱底、顶都形成稳定的钢构架体系;
[0048]3)本发明在标准拼装节外设置外包模板，使标准拼装节侧壁封闭，自成为一个浇筑模，而且外包模板表面平整光滑，兼具防火功能，使得由本发明构建的复合柱在施工过程中无需支模、拆模和进行混凝土浇水养护，而且无需批荡和附加防火涂料，有利于节省施工成本，进一步缩短工期；
[0049]4)向本发明标准拼装节内浇注混凝土时，混凝土可以浇注到标准拼装节内部的任何部位，使得钢框架与内包钢筋混凝土柱、外包模板能更有效的结合，有利于进一步提高柱的承载能力和稳定性;本发明单层分节架采用钢框架与内包钢筋混凝土柱、外包成品板一体饶筑成型，钢材强度尚，有助于加强柱的刚度，进一步提尚其抗剪能力，从而有助于提尚装配式高层建筑结构体系的整体刚度；
【附图说明】
[0050]下面为本发明具体实施例的相关附图，在下文的【具体实施方式】部分将结合本发明的具体实施例和相应的附图对本发明作进一步详细描述。
[0051]图1为本发明实施例一的复合柱的多个标准拼装节的层间安装结构示意图；
[0052]图2为实施例一的两相邻标准拼装节的构造筋连接做法示意图；
[0053]图3为实施例一的一个与梁构件相连的标准拼装节的结构示意主视图(省略钢筋笼)；
[0054]图4为图3中A-A部位的单层分节柱之主体钢架横截面图；
[0055]图5为图3的A-A剖视图；
[0056]图6为图3中的D-D部位的省略了外包模板的柱底节点连接件的横截面图；
[0057]图7为图3中的D-D剖视图；
[0058]图8为图3中B-B部位的梁柱节点连接件下板处的横截面图；
[0059]图9为图3中的B-B剖视图(含与梁结构连接的示意)；
[0060]图10为图3中C-C部位的梁柱节点连接件上板处的横截面图；
[0061]图11为图3中的C-C剖视图(含与梁结构连接的示意)；
[0062]图12为带有支座附加翼缘η型钢件的U型梁截面示意图；
[0063]图13为本发明实施例二的标准拼装节的单层分节柱的横向截面图；
[0064]图14为本发明实施例二的标准拼装节的梁柱节点连接件下板位置处的横向截面图；
[0065]图15为本发明实施例二的标准拼装节的梁柱节点连接件上板位置处的横向截面图；
[0066]图16为本发明实施例二的标准拼装节的柱底节点连接件的横向截面图；
[0067]图17为本发明实施例三的标准拼装节的单层分节柱的横向截面图；
[0068]图18为本发明实施例三的标准拼装节的梁柱节点连接件下板处的横向截面；
[0069]图19为本发明实施例三的标准拼装节的梁柱节点连接件上板处的横向截面图；
[0070]图20为本发明实施例三的标准拼装节的柱底节点连接件的横向截面图。
【具体实施方式】
[0071 ] 实施例一
[0072]图1?图12所示的实施例一中的标准拼装节为一方形柱。
[0073]图1为本发明实施例一的复合柱的结构示意图，如图1所示，本实施例的复合柱由由预制构件组装而成的标准拼装节I上、下拼接固定并现浇混凝土而成。相邻两标准拼装节I端部焊接固定，并通过锚固在混凝土中的若干根构造筋2相连，构造筋2的两端分别伸入拼接的两标准拼装节I的单层分节架11(下文讲到)内，如图2所示，伸入单层分节架11内的长度至少为LaE，LaE为抗震锚固长度，LaE具体的取值可根据要求通过查表得到。
[0074]本发明复合柱采用全装配形式，除混凝土需现场浇注外，柱和节点都为预制构件，现场施工量小，可大大缩短工期。
[0075]如图1所示，本实施例中每个标准拼装节I由三部分组装而成，包括单层分节架11、柱底节点连接件12和梁柱节点连接件13。标准拼装节11通过柱底节点连接件12与下层的标准拼装节I相连，通过梁柱节点连接件13与上层的标准拼装节I和本层的梁结构3相连。
[0076]图3为一个与梁构件相连的标准拼装节的结构示意主视图，该图省略了单层分节架11内部的钢筋笼、柱底节点连接件12内的加劲肋和梁柱节点连接件13内的纵向的加劲肋。
[0077]如图3、4所示，本实施例中的单层分节架11包括主体钢架111，为了节省钢材用量，主体钢架111采用钢框架结构，主体钢架111由四个角部的角度件11 Ia形成一方形柱状的骨架，本实施例中的角度件Illa采用支撑角钢，主体钢架111还包括钢箍板111b，钢箍板Illb横向连接在相邻的支撑角钢之间。为了在节省了钢材用量的同时，使柱的承载力强、稳定性好，抗弯抗剪能力高，具有抗震效果，单层分节架11还包括焊接在主体钢架111内的钢筋笼112，以便在浇筑柱内混凝土后，形成钢框架内包钢筋混凝土柱受力。
[0078]如图5所示，钢筋笼112为一种柱配筋构件，包括沿主体钢架111内壁周向排列的若干条纵向的柱纵筋112a，若干条柱纵筋112a围成一个形状与主体钢架111内廓形状一致的柱形，柱纵筋112a的两端穿出主体钢架111，以便与梁柱节点连接件13和柱底节点连接件12相连。钢筋笼112还包括沿柱纵筋112a轴向排列，将柱纵筋112a箍拢在一起的若干个横向设置的柱箍筋112b。柱纵筋112a与钢箍板112b和支撑角钢点焊，在钢箍板11 Ib范围内不设置柱箍筋112b。沿着单层分节架11的轴向看去，本实施例中柱箍筋112b呈网格状(具有拉筋的柱箍筋)，柱箍筋112b的这种结构，抗剪力效果更好。在钢箍板Illb范围内不设置柱箍筋112b，是因为钢箍板Illb已经可以抵抗剪力，所以其所在范围内可以不用另外设置柱箍筋
112bo
[0079]梁柱节点连接件13和柱底节点连接件12都呈方形筒状，分别固定在单层分节架11的顶、底，用于加强柱底、顶的结构，以便形成稳定的钢构架体系。
[0080]柱底节点连接件12和梁柱节点连接件13均由尺寸与主体钢架111横截面形状相适配的方形钢筒和设置在方形钢筒内的加劲肋组成。主体钢架111底端与柱底节点连接件12的方形钢筒对接焊接固定，主体钢架111顶端与梁柱节点连接件13的方形钢筒对接焊接固定，穿出主体钢架111两端的柱纵筋112a分别伸入柱底节点连接件12和梁柱节点连接件13内，与它们方形钢筒的内壁双面5d焊接。
[0081]为了能进一步简化现场施工时的步骤，本发明单层分节架11还包括成品板一113，成品板一 113固定在主体钢架111的四个侧面上，封闭主体钢架111的侧壁，形成主体钢架111的外包模块，使单层分节架11或者说标准拼装节I本身成为一个浇筑模，以便在现场施工时，省去支模的繁琐工序，而且由于封闭式结构能很好的保留柱内现浇混凝土内的水份，可进一步省去混凝土浇水养护的工序。
[0082]在单层分节架11内浇筑混凝土后，混凝土穿过主体钢架111与成品板一113直接接触，使单层分节架11的钢框架与内包钢筋混凝土柱(由钢筋笼和混凝土构成)、成品板一 113一体浇筑成型，钢材强度高，有助于加强柱的刚度，进一步提高其抗剪能力，从而有助于提高装配式高层建筑结构体系的整体刚度。
[0083]柱底节点连接件12和梁柱节点连接件13的方形钢筒的各侧面上也都固定有成品板，标准拼装节I上相邻成品板之间的缝隙摸奖封闭，形成将标准拼装节I包裹在内、表面平整光滑且具有防火功能的标准拼装节外包模板。该结构使得本发明复合柱在施工过程中不但无需另外支模和拆模，而且由于标准拼装节上的外包模板表面平整光滑，兼具防火功能，使得由本发明标准拼装节I构建的复合柱无需再批荡和附加防火涂料，可进一步节省施工成本，缩短工期。
[0084]成品板可采用预制混凝土叠合板或加筋木丝板等，满足上述要求即可。本发明在成品板内侧面设置角部预埋钢件和中部预埋钢件，以便成品板可方便的焊接在标准拼装节I的侧壁。如图5所示，成品板一 113通过角部预埋钢件113a与主体钢架111相应侧面上的支撑角钢焊接，成品板一 113还通过中部预埋钢件113b与主体钢架111相应侧面上的钢箍板
11Ib焊接。
[0085]本实施例中，柱底节点连接件12的结构如图6、7所示，柱底节点连接件12包括:由方形钢筒构成的底钢筒121，焊接在底钢筒121内、贯穿底钢筒121的纵向的加劲肋122，和成品板二 123。加劲肋122呈井字型，下文称为井字型加劲肋122。成品板二 123固定在底钢筒121的四个侧面上构成柱底节点连接件12的外包模块。井字型加劲肋122由中轴线与底钢筒121中轴线重合，焊接在底钢筒121相对内壁上的四块两两垂直相交的钢板构成。
[0086]图6、7中2为由下层的标准拼装节I伸入该层标准拼装节I内的构造筋2。
[0087]本实施例中，梁柱节点连接件13的结构如图3、8、9、10、11所示，本实施例中的梁柱节点连接件13的结构与U型梁(参见图12)适配，U型梁的端部可直接固定在本实施例梁柱节点连接件13的顶钢筒131(下文讲述)的侧壁。
[0088]如图所示，梁柱节点连接件13包括由方形钢筒构成的顶钢筒131，还包括作为横向的加劲肋的翼缘板132、上板133、下板134，和焊接在顶钢筒131内、贯穿整个顶钢筒131的纵向的加劲肋即井字型加劲肋135，及成品板三136。井字型加劲肋135的结构和在方形钢筒内的安装位置同井字型加劲肋122，以使它们在水平面上的投影重合。
[0089]翼缘板132、上板133、下板134为尺寸与顶钢筒131内部尺寸适配的方形平板，中部设有作为混凝土浇注口的开孔，三块方形平板通过边缘焊接在顶钢筒131的四面内壁。
[0090]翼缘板132、上板133、下板134由上而下分层设置在顶钢筒131内，垂直于轴线方向看，将井字型加劲肋135分成若干段。
[0091]其中，翼缘板132的设置位置与U型梁3上的支座附加翼缘η型钢件顶板在梁柱节点连接件13顶钢筒131外壁上的焊接位置对应(在梁柱节点连接件13上焊接支座附加翼缘η型钢件承受相连楼板4的剪力)，上板133、下板134的设置位置分别与U型梁3的翼板和底板在顶钢筒131外壁上的焊接位置对应，以便翼缘板132、上板133、下板134分别隔着顶钢筒131，与焊接在顶钢筒131外壁上的U型梁3上的支座附加翼缘η型钢件的顶板、U型梁3的翼板和底板相对。
[0092]井字型加劲肋135中平行的两钢板之间的跨度，与支座附加翼缘η型钢件的两腹板和U型梁3两腹板之间的跨度对应，以便U型梁3焊接在顶钢筒131外壁上时，支座附加翼缘η型钢件的两腹板和U型梁3两腹板，隔着顶钢筒131，与井字型加劲肋三焊接在顶钢筒131相应内壁上的两钢板相对。
[0093]如图10、11所示，顶钢筒131内还设有纵向的加劲肋辅助加劲肋137，辅助加劲肋137由四块竖向设置的方形肋板构成，四块方形肋板垂直焊接在顶钢筒131四侧内壁的中线上，连接顶钢筒131的内壁与井字型加劲肋135中与该侧内壁平行靠近的钢板的中部。辅助加劲肋137可贯穿顶钢筒131的内壁设置，也可仅设于上板133、下板134之间，贯穿它们之间的距离。辅助加劲肋137的设置，主要用于进一步加强节点核心区的抗剪力。
[0094]成品板三136固定在顶钢筒131的四个侧面上构成梁柱节点连接件13的外包模块，成品板三131的相应位置处可预留焊接窗，以方便U型梁与顶钢筒131的连接。
[0095]如图8、9所示，下板134上的开孔为一个趋向于顶钢筒131内壁设置，角点落于井字加劲肋135各个与顶钢筒131内壁相连的钢板上的八边形开孔，各个所述角点与同其临近的顶钢筒131的内壁间的距离大致相等。
[0096]上板133上形成与下板134对应的八边形开孔区域，上板133不同于下板134的地方是，上板133上的开孔为四个，由分别连接顶钢筒131两相对内壁的一个十字型板件133a均匀划分所述八边形开孔区域而成，十字型板133a为上板133方形平板结构的一部分。
[0097]翼缘板132结构与上板133结构相同。
[0098]井字型加劲肋135和辅助加劲肋137在顶钢筒131内围合出若干个轴向的独立通道，每个所述通道的上端均通过翼缘板132、上板133或下板134上的开孔与标准拼装节I内的混凝土浇注通道连通，以便混凝土可以浇注到标准拼装节I内的任何部位。
[0099]本实施例中连接相邻的标准拼装节I的构造筋2有四根，四根构造筋2分设于标准拼装节I的四个边角处。图9、11中的2为由下层的标准拼装节I伸入该层标准拼装节I内的构造筋。下板134边缘相应位置处开有用于供单层分节架11内的柱纵筋112a上端穿过的穿孔。
[0100]本发明的施工过程如下:
[0101](I)在工厂内完成预制拼装构件:单层分节架、梁柱节点连接件、柱底节点连接件的预制；
[0102](2)将预制拼装构件运输到现场焊接拼装固定；
[0103](3)浇灌柱内混凝土；
[0104](4)柱内混凝土浇注完成后，使梁柱节点连接件与U形梁焊接相连，再浇注U形梁梁身的混凝土，形成钢混梁柱连接节点。
[0105]本发明的梁柱节点连接件同样可用于安装矩形梁，矩形梁的安装方式同U型梁(矩形梁的顶板相当于U型梁的翼板)。
[0106]本发明还可在梁柱节点连接件外壁焊接钢牛腿，通过钢牛腿与梁结构相连。此时，梁柱节点连接件内的加劲肋结构，应根据钢牛腿的结构灵活调整。
[0107]本发明采用预制构件单层分节架11、柱底节点连接件12和梁柱节点连接件13拼装成标准拼装节I，再通过标准拼装节I上下拼接形成复合柱，使常规钢筋混凝土柱施工现场绑扎钢筋、支模浇注混凝土、拆模等复杂施工工艺转变成，满足工业化要求的构件工厂化生产和现场组装施工工艺，解决了现有技术中柱施工时间长的技术问题。本发明的标准拼装节I也可以在工厂中预先制造成型再运送到施工现场，在施工现场仅需通过焊接连接各标准拼装节，即可实现预制构件的定位对接，最后向标准拼装节内灌注混凝土就可完成装配式混凝土复合柱的施工。本发明标准拼装节可完全工厂化生产，生产效率高，现场只进行简单的焊接和浇筑混凝土工作，大大提高了施工速度。而且本发明结构的装配式混凝土复合柱竖向安装精度要求低，标准拼装节的拼接接缝处在上柱身底与下柱身顶之间，即使偏差2mm也不影响建筑的外观和使用，上、下层间安装误差可采用混凝土结构的偏差要求，组装非常方便、快捷，竖向安装精度要求低使得柱的施工速度得以大幅提高。
[0108]本发明装配式混凝土复合柱具有构件工厂化生产，现场只进行简单的组装和建筑混凝土施工的特点，满足建筑工业化的“四化”要求，在产业链组织、技术资格、经济核算等方面都形成了与建筑工业化要求相匹配的新型技术。
[0109]本发明的标准拼装节还可以为其他形状的柱体，如圆形柱、异形柱等，具体见实施二、实施例三。
[0110]下面仅就实施例二、三与实施例一的不同之处，结合实施例二、三的相关附图，对本发明作进一步说明。
[0111]实施例二
[0112]实施例二中的标准拼装节为一圆形柱。
[0113]如图13所示，实施例二中单层分节架同实施例--样，同样由主体钢架111、包围着主体钢架的成品板一 113、和焊接在主体钢架111内的钢筋笼112构成。钢筋笼112内的柱纵筋112a沿主体钢架111内壁周向排列，围成一个形状与主体钢架111内廓形状对应的圆柱形。
[0114]本实施例中主体钢架111包括钢箍板11Ib，还包括四块纵向设置、围成圆柱状的支板111c，钢箍板Illb连接相邻的支板Illc以便定型，形成一钢框架。支板Illc为弧形板，四块支板Illc均匀分布在所述圆柱状结构的圆周上，钢箍板Illb同样为一弧形板，以使由它们构成的钢框架在水平面上的投影为圆形。
[0115]如图14、15所示，实施例二中的梁柱节点连接件同实施例一中的一样，同样由顶钢筒131、包围着顶钢筒131的成品板三136、和焊接在顶钢筒131内的加劲肋构成。
[0116]本实施例中的顶钢筒131为一圆形钢筒。顶钢筒131内的加劲肋包括纵向的加劲肋即十字形加劲肋二 135，还包括横向的加劲肋上板133和下板134。十字形加劲肋二 135由两块两两垂直的方形钢板构成，十字形的加劲肋二中轴线与底钢筒131中轴线重合，焊接在顶钢筒131的内壁间。上板133和下板134上、下分层围焊在顶钢筒131内，为两块外径与顶钢筒131内径适配的圆环形钢板，设置位置分别于梁结构的上、下翼缘对应。
[0117]如图16所示，本实施例中柱底节点连接件除未设置横向的加劲肋外，其余结构与梁柱节点连接件相同。
[0118]图14、15中，112a为从同标准拼装节的单层分节架伸入梁柱节点连接件内的单层分节架;2为相连相邻标准拼装节的构造筋。
[0119]实施例一、二中钢筒内的横向的加劲肋是为了增加抗剪承载力和抗扭，纵向的加劲肋主要是抗弯。
[0120]实施例三
[0121]实施例三中的标准拼装节为一异形柱。
[0122]如图17所示，实施例三中单层分节架同实施例——样，同样由主体钢架111、包围着主体钢架的成品板一 113、和焊接在主体钢架111内的钢筋笼112构成。钢筋笼112内的柱纵筋112a沿主体钢架111内壁周向排列，围成一个形状与主体钢架111内部形状对应的横截面为梯形的柱状结构。
[0123]本实施例中主体钢架111包括支板11Ic和角构件111a，支板11 Ic和角构件11 Ia均竖向设置，其中，角构件Illa分设于梯形柱的四个角部，支板Illc位于梯形柱长边上的两角构件11 Ia之间，围成梯形柱状结构，主体钢架111还包括钢箍板11 Ib，钢箍板11 Ib连接相邻的支板Illc或角构件Illa与支板111c，以便定型。本实施例中的角构件Illa为一个角度对应于梯形柱相交面之间夹角的角件，支板Illc为一块方形平板。同实施例二中的支板一样，都作为一种竖向柱立面钢架构件。
[0124]如图18、19所示，实施例三中的梁柱节点连接件同实施例一中的一样，同样由顶钢筒131、包围着顶钢筒131的成品板三136、和焊接在顶钢筒131内的加劲肋构成。
[0125]本实施例中的顶钢筒为一梯形钢筒。顶钢筒内的加劲肋包括口字形的加劲肋135、横向的加劲肋138和139。口字形的加劲肋二 135由两侧分别焊接在顶钢筒131相邻两内壁中线上的四块方形钢板构成。横向的加劲肋138和横向的加劲肋139上、下分层焊接在顶钢筒131内，都由横向焊接在口字形的加劲肋135每块方形钢板的外侧，两端分别焊接在梯形柱相邻两内壁上，围成一圈的四块钢板构成，每块设置位置分别于梁结构的上、下翼缘对应，相当于实施例一、二中的上、下板133、134
[0126]如图20所示，本实施例中柱底节点连接件除未设置横向的加劲肋外，其余结构与梁柱节点连接件相同。
[0127]本实施例中口字形的加劲肋135构成顶钢筒内的纵向的加劲肋。
【主权项】
1.一种装配式混凝土复合柱的标准拼装节，包括单层分节柱中的单层分节架，单层分节架包括主体钢架和设置在所述主体钢架中的钢筋笼，其特征在于，本发明还包括作为预制构件的钢节点，所述钢节点固定在所述单层分节架的顶端和/或底端，与所述单层分节架形成一柱状的钢骨架，所述钢骨架内部具有一上、下相通的混凝土浇注通道，用于在现场施工时将多个所述标准拼装节上、下拼接固定后进行混凝土浇注，以构建成装配式混凝土复合柱。2.根据权利要求1所述的标准拼装节，其特征在于，所述单层分节架包括主体钢架，所述主体钢架由钢箍板和若干竖向设置、用于间隔排列围成柱状结构的支板和/或角构件组成，所述角构件的角度与所述柱状结构相交两侧面之间的夹角对应，所述支板为所述柱状结构的竖向柱立面钢架构件，所述钢箍板连接相邻的所述支板和/或角构件以便定型，形成一钢框架。3.根据权利要求2所述的标准拼装节，其特征在于，所述单层分节架中的钢筋笼固定在所述主体钢架内壁上，由若干条纵向的柱纵筋和沿所述柱纵筋轴向设置、用于将若干条所述柱纵筋箍拢在一起的若干个横向的柱箍筋构成，所述柱纵筋沿主体钢架内壁周向排列，由柱箍筋将这些柱纵筋围成一个与所述主体钢架内廓形状一致的柱形，所述钢筋笼的柱纵筋两端均伸出所述主体钢架。4.根据权利要求3所述的标准拼装节，其特征在于，所述钢节点包括分别用于加强所述单层分节架底端、顶端结构的柱底节点连接件和梁柱节点连接件，所述柱底节点连接件和梁柱节点连接件分别固定在所述单层分节架的底端、顶端，所述柱底节点连接件和梁柱节点连接件均由尺寸与所述主体钢架横截面形状相适配的钢筒和设置在所述钢筒内的加劲肋组成，所述主体钢架分别在底端和顶端与所述柱底节点连接件的钢筒和所述梁柱节点连接件的钢筒对接焊接固定，穿出所述主体钢架两端的柱纵筋分别伸入所述柱底节点连接件和所述梁柱节点连接件内，并被焊接在它们钢筒的内壁上，所述标准拼装节通过所述柱底节点连接件与下层的标准拼装节相连，通过所述梁柱节点连接件与上一层的标准拼装节的柱底节点连接件相连，或者与本层的梁结构相连。5.根据权利要求4所述的标准拼装节，其特征在于，所述单层分节柱还包括成品板，所述成品板固定在所述主体钢架的侧面上，封闭所述主体钢架的侧壁，形成所述主体钢架的外包模块，使所述单层分节架自身成为一个浇筑模。6.根据权利要求5所述的标准拼装节，其特征在于，所述柱底节点连接件和梁柱节点连接件的钢筒的侧面上也都固定有成品板，所述标准拼装节上相邻成品板之间的缝隙摸奖封闭，形成将所述标准拼装节包裹在内、表面平整光滑且具有防火功能的标准拼装节外包模板。7.根据权利要求6所述的标准拼装节，其特征在于，所述柱底节点连接件的结构为:称所述柱底节点连接件的钢筒为底钢筒，所述底钢筒内贯穿设有纵向的加劲肋； 称所述梁柱节点连接件的钢筒为顶钢筒，所述顶钢筒内也贯穿设有纵向的加劲肋，所述顶钢筒内还设有横向的加劲肋； 所述底钢筒、顶钢筒内的纵向的加劲肋都由若干块竖向设置的方形钢板构成，所述方形钢板通过两侧焊接在所述底钢筒或顶钢筒不同侧的内壁上，所述底钢筒、顶钢筒内的纵向的加劲肋在水平面上的投影重合； 所述横向的加劲肋，由周圈焊接在所述顶钢筒内壁上的一块中部设有开孔的钢板构成，或由沿周向焊接在所述顶钢筒内壁、围成一圈的若干块钢板构成，沿周向焊接的所述若干块钢板中部形成内圈孔，所述开孔、内圈孔构成混凝土继续向下浇注的浇注口； 所述横向的加劲肋至少包括两块，设置位置分别与所述梁结构的上、下翼缘对应； 所述顶钢筒内的纵向的加劲肋在所述顶钢筒内围合出若干个轴向的独立通道，每个所述通道上端均通过所述横向的加劲肋上的浇注口与所述混凝土浇注通道连通，以便混凝土可以浇注到所述标准拼装节的任何部位。8.根据权利要求7所述的标准拼装节，其特征在于，所述梁柱节点连接件的顶钢筒为一方形钢筒，其内的纵向的加劲肋为井字型加劲肋； 所述顶钢筒内横向的加劲肋为尺寸与所述顶钢筒内部尺寸适配的、周圈焊接的方形钢板，具有三块，它们由上而下分层设置在所述顶钢筒内，分别称为翼缘板、上板和下板，所述井字型加劲肋中平行的两方形钢板之间的跨度与U型梁两腹板之间的跨度对应； U型梁焊接在所述顶钢筒外壁时: 所述翼缘板与U型梁上支座附加翼缘η型钢件的顶板隔着所述顶钢筒相对，所述井字型加劲肋中平行的两方形钢板隔着所述顶钢筒，与所述U型梁的两腹板和所述支座附加翼缘η型钢件的两腹板相对，所述上板与所述U型梁的翼板隔着所述顶钢筒相对，所述下板与所述U型梁底板隔着所述顶钢筒相对。9.根据权利要求8所述的标准拼装节，其特征在于，所述顶钢筒内纵向的加劲肋还包括辅助加劲肋，所述辅助加劲肋由四块竖向设置的方形肋板构成，所述方形肋板垂直焊接在所述顶钢筒的四面内壁中线和所述井字型加劲肋中与相应内壁平行靠近的方形钢板间，设置辅助加劲肋可进一步提升节点核心区的抗剪力； 所述顶钢筒内由所述辅助加劲肋划分出的通道的上端也通过所述横向的加劲肋上的浇注口与所述混凝土浇注通道连通； 所述方形肋板至少贯穿所述上板、下板之间的距离。10.—种由权利要求1?8任一项权利要求所述的标准拼装节构成的装配式混凝土复合柱，其特征在于，所述复合柱由多个所述标准拼装节上、下拼接固定并浇注混凝土而成，具体是相邻两所述标准拼装节相拼接的上端钢节点与下端钢节点焊接固定，并通过锚固在所述混凝土中的若干根构造筋相连，所述构造筋的两端均分别伸入拼接的两相邻标准拼装节的单层分节架内，伸入所述单层分节架内的长度至少为LaE，LaE为抗震锚固长度。
【文档编号】E04C3/32GK106049754SQ201610587610
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月22日 公开号201610587610.5, CN 106049754 A, CN 106049754A, CN 201610587610, CN-A-106049754, CN106049754 A, CN106049754A, CN201610587610, CN201610587610.5
【发明人】陈星 , 陈铸申, 陈航, 林泳, 张小良, 陈加, 欧旻韬, 林扑强, 贾苏, 刘晓琴, 王仕琪, 刘英洪, 陈昊, 梁建荣, 沈洪
【申请人】广东省建筑设计研究院