咬合式钢-混凝土组合柱与柱连接节点及制作方法技术

本发明专利技术公开了一种咬合式钢‑混凝土组合柱与柱连接节点及制作方法，应用于模块化装配式建筑中，节点包括：至少两个待连接的箱型钢柱，两个箱型钢柱相邻并水平连接，一个箱型钢柱与另一个箱型钢柱相对的侧面相互咬合在一起以使两个箱型钢柱协同工作，且箱型钢柱内浇筑混凝土。相邻两个箱型钢柱相连接的侧面设有卡插件和/或卡槽，一个箱型钢柱的卡插件插入另一个箱型钢柱的卡槽以使相邻两个箱型钢柱相对的面相互咬合在一起。本发明专利技术是一种现场施工方便、提高建筑生产效率、有效改善模块装配式柱‑柱连接结构受力性状和模块装配式房屋的抗震性能、增强结构整体性的咬合式钢‑混凝土组合柱与柱连接节点及制作方法。

【技术实现步骤摘要】
咬合式钢-混凝土组合柱与柱连接节点及制作方法
本专利技术涉及模块化装配式建筑
，尤其涉及一种现场施工方便、提高建筑生产效率、有效改善模块装配式柱-柱连接结构受力性状和模块装配式房屋的抗震性能、增强结构整体性的咬合式钢-混凝土组合柱与柱连接节点及制作方法。
技术介绍
在装配式建筑实际施工过程中，预制构件之间的连接处往往是施工的难点，吊装构件不易进行施工定位，进而降低施工质量和装配效率。对装配式建筑而言，柱与柱连接是保证结构安全关键所在；通过湿连接法进行装配式构件连接，大大提高了连接质量，目前大多数连接构件需要预留孔洞以泵送混凝土；部分新式连接节点通过设置定位板，确保上下柱快速定位；也有部分连接节点使用钢肋，加强混凝土与柱子连接强度。目前柱与柱的连接方式多采用螺栓连接、焊接连接等形式；(1)螺栓连接属于干式连接，施工过程方便、快捷，为保证柱柱之间的紧密连接需要现场密集施工，耗费时间较多，人力成本略高，且在动力作用下容易松动，同时对预制全装修建筑模块的墙体需要进行一定改造，如专利CN106759947A；(2)柱-柱焊接连接，虽具有抗震性能优越、连接可靠，但在需要拆卸时不易对焊接处进行拆卸；同时焊缝易存在各种缺陷，焊接过程中的焊缝质量较难控制，同时受焊接时的高温影响，焊缝附近的主体金属易导致材质变脆，因而导致构件内产生应力集中而使裂纹扩大；焊接后，连接处由于不均匀胀缩而使构件产生焊接残余变形，可能会使原为平面的钢板发生凹凸变形等，如专利CN106812215A；另外焊接工作在装配现场工作量大，质量不容易保证。因此亟待提出柱-柱之间连接静力性能优越、抗震性能优异、提高模块化柱群的工作效率和施工效率高且安全考考的柱-柱水平连接构造。现有技术的缺点：1.大多数节点的连接方式仅采用常用的螺栓连接或焊接的方式，新型连接方式较少，仅有连接节点并不能保证其具有良好的紧密性、安全性和稳定性等；2.传统装配式柱-柱竖向连接节点为预制混凝土柱-柱搭接形式，通过套管连接输送混凝土灌浆料，由于现场施工工艺的差异，容易出现内部未灌满的情形，并且灌浆密实情况无法直观观察；3.采用螺栓连接需要现场密集施工，耗费时间长，人工费高，造价高，在大荷载作用下，容易出现滑移、整体变形大等问题，且在动力作用下容易松动，火灾下螺栓容易爆裂，同时对预制全装修建筑模块的墙体需要进行改造，耗时耗力；4.柱-柱焊接需将焊接机械搬运到安装层，由于现场施工工艺差异，焊缝的焊接质量难以保证；焊接后，连接处由于不均匀胀缩而使构件产生焊接残余变形，可能会使原为平面的钢板发生凹凸变形等，同时预埋钢板和焊缝易腐蚀，需要采取保护措施，增加了防腐处理费用。因此，亟需研发一种现场施工方便、建筑生产效率高、有效改善模块装配式柱-柱连接结构受力性状和模块装配式房屋的抗震性能、增强结构整体性的咬合式钢-混凝土组合柱与柱连接节点及制作方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种现场施工方便、建筑生产效率高、有效改善模块装配式柱-柱连接结构受力性状和模块装配式房屋的抗震性能、增强结构整体性的咬合式钢-混凝土组合柱-柱连水平接节点及制作方法。为了实现上述目的，本专利技术提供的技术方案为：提供一种咬合式钢-混凝土组合柱与柱连接节点，包括：至少两个待连接的箱型钢柱，两个所述箱型钢柱相邻并水平连接，一个所述箱型钢柱与另一个所述箱型钢柱相连接的侧面相互咬合在一起，以使相邻两个所述箱型钢柱协同工作，且所述箱型钢柱内浇筑混凝土。相邻两个所述箱型钢柱相连接的侧面设有卡插件和/或卡槽，一个所述箱型钢柱的所述卡插件插入另一个所述箱型钢柱的所述卡槽以使相邻两个所述箱型钢柱相连接的侧面相互咬合在一起。一个所述箱型钢柱的所述卡插件与另一个所述箱型钢柱的所述卡槽分别沿各自的所述箱型钢柱纵向方向均匀地布设于所述箱型钢柱的侧面上。相邻两个所述箱型钢柱相连接的侧面同时设有卡插件和卡槽，每个所述箱型钢柱上的所述卡插件和卡槽沿所述箱型钢柱纵向方向依次间隔布设于所述箱型钢柱的侧面上。所述卡插件是通过钢筋弯折形成的一U型结构，并将两端焊接于所述箱型钢柱的侧面，所述卡槽贯穿所述箱型钢柱的侧面和内部空间。一个所述箱型钢柱的所述卡插件插入另一个所述箱型钢柱的所述卡槽内时，所述U型结构整体通过所述卡槽进入该另一个所述箱型钢柱的内部。一个所述箱型钢柱的所述卡插件插入另一个所述箱型钢柱的所述卡槽内时，所述U型结构整体进入该另一个所述箱型钢柱的内部，还包括纵向钢筋，所述纵向钢筋纵向布设于该另一个所述箱型钢柱的内部并在纵向方向穿过所述U型结构。所述箱型钢柱的上端和下端可在纵向方向分别连接另一个所述箱型钢柱，且通过纵向钢筋将纵向方向布设的所述箱型钢柱进行连接。为了实现上述目的，本专利技术还提供一种咬合式钢-混凝土组合柱与柱连接节点的方法，包括如下步骤：1、按照设计要求制作箱型钢柱；2、将钢筋按一定长度进行切割，对切割后的钢筋进行弯曲成U型结构；3、将弯曲成U型结构的钢筋两端焊接于箱型钢柱待与另外一个箱型钢柱水平连接的侧面形成卡插件，该另一个箱型钢柱对应的侧面上开设卡槽，且卡槽贯穿该另一个箱型钢柱的侧面和内部空间；4、将制作好卡插件和开设好卡槽的箱型钢柱运输至施工现场，有序地水平连接，一个箱型钢柱的卡插件插入另一个箱型钢柱的卡槽内，让U型结构整体通过卡槽进入该另一个箱型钢柱的内部；5、待植筋完成后向内浇灌混凝土，并通过自然养护成型。步骤4和步骤5之间还包括：还包括纵向钢筋放置步骤，让U型结构整体通过卡槽进入该另一个箱型钢柱的内部后，让纵向钢筋纵向布设于该另一个箱型钢柱的内部并穿过U型结构，并固定好纵向钢筋。与现有技术相比，由于在本专利技术咬合式钢-混凝土组合柱与柱连接节点及制作方法中，本专利技术采用钢-混凝土组合柱，即是在箱型钢柱内浇筑混凝土形成钢-混凝土组合柱，混凝土成型后具有良好的延性，耗能能力强，抗震性能良好；箱型钢柱通过工厂预制，箱型钢柱在连接过程中施工非常方便，由于模块结构、箱型钢柱是在工厂预制从而提高建筑生产率；混凝土受到箱型钢柱的约束，处于多向受压状态，避免混凝土发生过度变形；插入的纵向钢筋提供纵向和横向约束，吊装完成后灌入混凝土，尤其提升中柱节点区域水平拉结作用；焊接U型结构的钢筋可实现箍筋加密的功能，并联结纵向钢筋和受压区混凝土使其协同工作，有效改善装配式柱-柱连接结构整体受力性状和模块装配式房屋的抗震性能，增强结构整体性。通过以下的描述并结合附图，本专利技术将变得更加清晰，这些附图用于解释本专利技术的实施例。附图说明图1所示为四个模块结构组装在一起的示意图。图2所示为本专利技术咬合式钢-混凝土组合柱与柱连接节点的一个实施例的横截面示意图。图3所示为箱型钢柱的一个实施例的示意图。图4所示为箱型钢柱另一个角度的示图。具体实施方式现代模块装配式建筑中，将建筑模块化，每个模块结构在工厂进行预制全装修，然后在现场进行吊装，而各模块与模块之间的连接往往是施工的难点，而柱与柱之间的连接更是关键部位，也是模块化建筑能否得到更长足发展的关键，因此如何快速、牢固地将模块与模块进行连接是本领域技术人员亟待解决的技术问题，然而目前解决方案有限，大多通过大量的现场焊接实现柱与柱之间的连接，然而焊接的接缝存在各种缺陷，而且施工现场需要大量的人力物力，施工人力成本高、难度大本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种咬合式钢‑混凝土组合柱与柱连接节点，其特征在于，包括：至少两个待连接的箱型钢柱，两个所述箱型钢柱相邻并水平连接，一个所述箱型钢柱与另一个所述箱型钢柱相连接的侧面相互咬合在一起，且所述箱型钢柱内浇筑混凝土。

【技术特征摘要】
1.一种咬合式钢-混凝土组合柱与柱连接节点，其特征在于，包括：至少两个待连接的箱型钢柱，两个所述箱型钢柱相邻并水平连接，一个所述箱型钢柱与另一个所述箱型钢柱相连接的侧面相互咬合在一起，且所述箱型钢柱内浇筑混凝土。2.如权利要求1所述的咬合式钢-混凝土组合柱与柱连接节点，其特征在于，相邻两个所述箱型钢柱相连接的侧面设有卡插件和/或卡槽，一个所述箱型钢柱的所述卡插件插入另一个所述箱型钢柱的所述卡槽以使相邻两个所述箱型钢柱相连接的侧面相互咬合在一起。3.如权利要求2所述的咬合式钢-混凝土组合柱与柱连接节点，其特征在于，一个所述箱型钢柱的所述卡插件与另一个所述箱型钢柱的所述卡槽分别沿各自的所述箱型钢柱纵向方向均匀地布设于所述箱型钢柱的侧面上。4.如权利要求2所述的咬合式钢-混凝土组合柱与柱连接节点，其特征在于，相邻两个所述箱型钢柱相连接的侧面同时设有卡插件和卡槽，每个所述箱型钢柱上的所述卡插件和卡槽沿所述箱型钢柱纵向方向依次间隔布设于所述箱型钢柱的侧面上。5.如权利要求2～4任一项所述的咬合式钢-混凝土组合柱与柱连接节点，其特征在于，所述卡插件是通过钢筋弯折形成的一U型结构，并将两端焊接于所述箱型钢柱的侧面，所述卡槽贯穿所述箱型钢柱的侧面和内部空间。6.如权利要求5所述的咬合式钢-混凝土组合柱与柱连接节点，其特征在于，一个所述箱型钢柱的所述卡插件插入另一个所述箱型钢柱的所述卡槽内时，所述U型结构整体通过所述卡槽进入该另一个所述箱型钢柱的内部。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄振宇，邓伟雄，张昊，黄茂隆，王傲轩，张思浩，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东,44