一种装配式建筑用超高性能混凝土柱构件及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种装配式建筑用超高性能混凝土柱构件及其施工方法，混凝土柱构件由多根超高性能混凝土柱相互拼接而成，每根超高性能混凝土预制柱均包括预制柱体和预埋于其端部的钢柱头，预制柱体的端面有凸榫或者凹槽，钢柱头至少包括预埋于预制柱体端面的端板，钢柱头上对应凸榫或者凹槽处开设有相应的孔，凸榫从孔中穿出，相邻的超高性能混凝土预制柱之间通过凸榫和凹槽插接形成企口缝、通过钢柱头焊接为一体。企口缝加焊接的强化接头，大大加强了接头处的强度，保证接头处不会因强度较低和材料收缩率大出现早期开裂的现象。混凝土柱在工厂预制后运输至现场拼接后再焊接，在技术上具备良好的可行性，施工速度快、施工工艺简单、施工质量易保证。

【技术实现步骤摘要】
一种装配式建筑用超高性能混凝土柱构件及其施工方法
本专利技术涉及一种装配式建筑的细部构造，具体涉及一种装配式建筑用超高性能混凝土柱构件及其施工方法。
技术介绍
在钢筋混凝土装配式建筑中，采用新型材料超高性能混凝土代替普通混凝土，可充分发挥超高性能混凝土高强度、高韧性的特点，大大降低建筑结构的自重及开裂风险。但是超高性能混凝土的自身强度主要来源于混凝土内连续分布的纤维，而在超高性能混凝土建筑构件之间的接头处，纤维是断开的，所以接头处的强度较低；另一方面，由于超高性能混凝土是一种细骨料材料，其收缩率远大于普通混凝土。上述两个原因导致超高性能混凝土建筑构件的接头处易出现早期开裂现象。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种既能保证超高性能混凝土柱接头处的强度，又能避免接头处早期开裂的超高性能混凝土柱接头及其施工方法。本专利技术提供的这种装配式建筑用超高性能混凝土柱构件，由多根超高性能混凝土柱相互拼接而成，每根超高性能混凝土预制柱均包括预制柱体和预埋于其端部的钢柱头，预制柱体的端面有凸榫或者凹槽，钢柱头上对应凸榫或者凹槽处开设有相应的孔，凸榫从孔中穿出，相邻的超高性能混凝土预制柱之间通过凸榫和凹槽插接形成企口缝、通过钢柱头焊接为一体。上述技术方案的一种实施方式中所述预制柱体的横截面形状为矩形或者圆形或者十字形。上述技术方案的一种实施方式中所述钢柱头包括所述端板和垂直焊接于其周缘的侧板，侧板将所述预制柱体的端部侧壁包覆，端板和侧板的内壁均布置有埋于所述预制柱体中的预埋件。上述技术方案的一种实施方式中所述端板的周缘开设有利于提高焊接效果的坡口。上述技术方案的一种实施方式中，所述预埋件为剪力钉。上述技术方案的一种实施方式中，所述超高性能混凝土的弯曲抗拉强度在20MPa以上、抗压强度在100MPa以上。本专利技术还提供了一种上述装配式建筑用超高性能混凝土柱构件的施工方法，包括以下步骤：(1)在工厂制作所述钢柱头，在钢柱头的各板内壁布置剪力钉；(2)将钢柱头分别布置于两种预制柱模板的端部内侧，采用超高性能混凝土浇筑成型形成端面具有凸榫和凹槽的预制柱；(3)在施工现场将相邻超高性能混凝土预制柱以凸榫和凹槽插接形成企口缝；(4)将各企口缝处两钢柱头的端板焊接为一体。本专利技术分别在超高性能混凝土预制柱的两端面设置插接结构凸榫和凹槽，同时在端部预埋钢柱头，相邻的超高性能混凝土预制柱通过凸榫和凹槽插接形成企口缝后通过钢柱头焊接为一体。企口缝加焊接的强化接头，大大加强了接头处的强度，保证接头处不会先于其它部位出现开裂或破坏现象。本专利技术在技术上具备良好的可行性，同时具有施工速度快、施工工艺简单、施工质量易保证的特点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一个实施例的结构示意图。图2为图1中下侧超高性能混凝土柱的结构示意图。图3为图1中上侧超高性能混凝土柱的结构示意图。图4为钢柱头的俯视放大示意图。图5为图4中的C-C示意图。图6为图2中的A-A放大示意图(未画柱内钢筋)。图7为图3中的B-B放大示意图(未画柱内钢筋)。缺图例说明具体实施方式为了便于理解本专利技术，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本专利技术作更全面、细致的描述，但本专利技术的保护范围并不限于以下具体的实施例。除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本专利技术的保护范围。本实施例公开的这种装配式建筑用超高性能混凝土柱构件，由多根超高性能混凝土柱相互拼接而成，主要作为钢筋混凝土装配式建筑的柱子。本实施例选用两根超高性能混凝土柱拼接，其它实施例可根据建筑的高度选择使用两根或者更多根超高性能混凝土柱拼接成整体件。为了便于描述，以下内容将“超高性能混凝土柱”简称为“混凝土柱”。如图1所示，本混凝土柱构件由下侧混凝土柱1和上侧混凝土柱2拼接而成。结合图2和图6可以看出，下侧混凝土柱1包括下预制柱体11和预埋于其端部的钢柱头GZT，下预制柱体11的端面有伸出于钢柱头GZT外的凸榫111结合图3和图7可以看出，上侧混凝土柱2包括上预制柱体21和预埋于其端部的钢柱头GZT，上预制柱体21的端面有形状与凸榫111相应的凹槽211。结合图1至图7可以看出，钢柱头GZT由端板GZT1和侧板GZT2焊接而成。本实施例的上预制柱体21和下预制柱体11的横截面形状为矩形，钢柱头GZT的形状与预制柱体的形状匹配，端板GZT1的中心位置处开设有与凸榫111和凹槽211相应的安装孔，侧板GZT2将预制柱体的端部侧壁包覆。端板和侧板的内壁均布置有剪力钉JLD。当然其它实施例预制柱体的形状可以是圆形或者其它形状。上预制柱体和下预制柱体均采用弯曲抗拉强度在20MPa以上、抗压强度在100MPa以上的超高性能混凝土预制。预制柱体预制时，剪力钉预埋于超高性能混凝土中。如图1所示，下侧混凝土柱1和上侧混凝土柱2之间通过凸榫111和凹槽211插接形成企口缝后，将两钢柱头GZT的端板GZT1焊接为一体，为了保证提高焊接后混凝土构件的受力性能，在端板的周缘开设坡口。本构件分别在超高性能混凝土预制柱的端面设置插接结构凸榫和凹槽，同时在端部预埋钢柱头，相邻的超高性能混凝土预制柱通过凸榫和凹槽插接形成企口缝后再通过钢柱头焊接为一体。这种企口缝加焊接的强化接头，大大加强了接头处的强度，避免了超高性能混凝土预制柱接头处因强度较低和材料收缩率大而出现早期开裂的现象。本实施例的施工方法如下：(1)在工厂根据预制柱体的设计形状制作相应形状的钢柱头在钢柱头端板的中心位置处开设供凸榫穿过的孔，在端板的周缘开设利于提高焊接性能的坡口，端板和各侧板的内壁垂直焊接剪力钉，最后将端板和各侧板焊接为一体形成钢柱头；(2)将钢柱头分别布置于预制柱模板的两端部，采用弯曲抗拉强度在20MPa以上、抗压强度在100MPa以上的超高性能混凝土浇筑成型，形成端面具有凸榫和/或凹槽的混凝土预制柱；(3)在施工现场将超高性能混凝土预制柱以凸榫和凹槽插接形成企口缝；(4)将各企口缝两钢柱头的端板焊接为一体。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装配式建筑用超高性能混凝土柱构件，其特征在于：该接头由多根超高性能混凝土预制柱相互拼接而成，每根超高性能混凝土预制柱均包括预制柱体和预埋于其端部的钢柱头，预制柱体的端面有凸榫或者凹槽，钢柱头上对应凸榫或者凹槽处开设有相应的孔，凸榫从孔中穿出，相邻的超高性能混凝土预制柱之间通过凸榫和凹槽插接形成企口缝后通过钢柱头焊接为一体。

【技术特征摘要】
1.一种装配式建筑用超高性能混凝土柱构件，其特征在于：该接头由多根超高性能混凝土预制柱相互拼接而成，每根超高性能混凝土预制柱均包括预制柱体和预埋于其端部的钢柱头，预制柱体的端面有凸榫或者凹槽，钢柱头上对应凸榫或者凹槽处开设有相应的孔，凸榫从孔中穿出，相邻的超高性能混凝土预制柱之间通过凸榫和凹槽插接形成企口缝后通过钢柱头焊接为一体。2.如权利要求1所述的装配式建筑用超高性能混凝土柱构件，其特征在于：所述预制柱体的横截面形状为矩形或者圆形或十字形。3.如权利要求2所述的装配式建筑用超高性能混凝土柱构件，其特征在于：所述钢柱头包括端板和垂直焊接于其周缘的侧板，侧板将所述预制柱体的端部侧壁包覆，端板和侧板的内壁均布置有埋于所述预制柱体中的预埋件。4.如权利要求3所述的装配式建...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国强，邵子轩，邵旭东，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43