装配式建筑框架结构的预制柱和预制梁连接结构及方法技术

本发明专利技术公开了一种装配式建筑框架结构的预制柱和预制梁连接结构及方法，包括预制柱和预制梁，预制柱上环绕设有至少一件暗牛腿段，暗牛腿段内设有牛腿纵向加强筋，在暗牛腿段外端设有预制梁搭接头，预制梁搭接头的上端面和下端面分别预埋有预制梁连接钢板，预制梁连接钢板与牛腿纵向加强筋连接；预制梁内设有预制梁纵向加强筋，预制梁的两端分别设有与预制梁搭接头相配合的牛腿段搭接头，牛腿段搭接头的上端面和下端面分别预埋有牛腿连接钢板，牛腿连接钢板与预制梁纵向加强筋连接；预制梁通过两端的牛腿段搭接头对应搭接在两根预制柱上暗牛腿段的预制梁搭接头上，将牛腿段搭接头上的牛腿连接钢板和预制梁搭接头上的预制梁连接钢板连接。

Connection structure and method of precast column and precast beam for fabricated building frame structure

The invention discloses a prefabricated column and a precast beam connecting structure and method, including a prefabricated column and a precast beam. The prefabricated column is surrounded with at least one dark bull leg section, the dark bull leg is provided with a longitudinal reinforcement of the leg, a prefabricated beam lap head is provided on the outer end of the dark bull leg section, and the prefabricated beam is attached to the joint. The end face and the lower end face are pre embedded with the prefabricated beam connecting steel plate. The prefabricated beam is connected with the longitudinal reinforcement of the leg. The precast beam is provided with a prefabricated beam longitudinal reinforcement. The two ends of the precast beam are provided with the leg joint of the joint of the prefabricated beam respectively. The upper and lower end faces of the leg overlap head are pre buried respectively. The leg is connected with the steel plate, the leg connecting steel plate is connected with the prefabricated beam, and the prefabricated beam is connected to the precast beam joint of the two precast legs through the leg joint of the two ends. The prefabricated beam on the leg joint of the leg lap joint is connected with the precast beam on the precast beam joint.

【技术实现步骤摘要】
装配式建筑框架结构的预制柱和预制梁连接结构及方法
本专利技术涉及建筑工程
，具体涉及装配式建筑框架结构的预制柱和预制梁连接结构及方法。
技术介绍
建筑业是拉动我国经济发展的支柱产业，据住建部统计：2009年以来，建筑业增加值占国内生产总值的比重始终保持在6.5％以上。近年来国家从战略上确定推进建筑工业化的发展，先后发布了系列政策文件。目前世界上发达国家建筑工业化水平比较高，如欧美国家建筑工业化达75％，瑞典更是高达80％，日本也能达到70％，我国从50年代便开始推进建筑工业化，但因行业整体水平不高，产品质量低下，90年代中断发展。目前中国建筑工业化率仅为3％-5％，且发展不平衡，主要集中在经济发达的东部沿海地区，西部地区相对落后。我国建筑工业化水平与欧美等发达国家的差距明显，建筑工业化水平差造成了我国建筑施工质量低、建筑垃圾多、建筑能耗高等众多问题，不利于可持续发展。数据显示，目前我国建筑能耗占国家总能耗30％，建筑垃圾占各类社会垃圾的45％，建筑能耗与建筑垃圾的问题亟待解决。建筑工业化是世界性的大潮流和大趋势，同时也是我国建筑业改革和发展的迫切要求，政府也在不断倡导，其目的在于更新传统的房屋建造方式，实现绿色可持续发展，促进建筑业的更新换代。工业化建筑包括不同材料：混凝土、钢材、木材。结合我国国情，仍然是混凝土结构应用最广。混凝土结构传统建造方式是在施工现场对各类建筑原材料进行加工、堆砌、浇筑成为建筑物。随着社会的发展，这种建造方式暴露出很多弊端：1)劳动力需求大，“用工荒”导致人工成本增加；2)建筑垃圾污染环境；3)现场作业施工质量不稳定，建造比较粗放；4)资源和能源消耗大，不利于节能减排；5)工业化程度不高、建设效率低下。在混凝土结构中，框架结构或框架-剪力墙结构是应用最广泛的结构形式，因此，提高建筑工业化率(装配率)的有效途径是解决钢筋混凝土框架结构的工业化建造技术难题。框架结构是由梁和柱以钢筋相连接而成，构成承重体系的结构，要解决框架结构的工业化建造技术难题，首先应实现框架结构梁柱间的合理拆分和拼装。如图1所示，为预制构件拆分方式和节点连接现有技术方案1；梁纵向受力钢筋在灌浆套筒内搭接，通过套筒上的灌浆孔灌浆使预制梁和预制柱中的梁纵向受力钢筋连接在一起，保证梁纵向受力钢筋拉应力的有效传递。然后在连接区段内(图1中虚线区域)二次浇筑混凝土，使预制梁和预制柱连接为整体。现有技术1的缺点(1)灌浆套筒造价高，经济性不佳；(2)需要二次浇筑混凝土，施工效率不高，仍然存在环境污染问题；(3)与现浇节点相比，力学性能未改善。如图2所示，为预制构件拆分方式和节点连接现有技术方案2；分别在预制梁和预制柱中预埋型钢连接件，梁纵向受力钢筋与预制梁的预埋连接件焊接，以实现拉应力的有效传递。预埋连接件通过螺栓连接实现预制梁和预制柱的拼接，然后在图中虚线区域浇筑高性能混凝土使预制梁和预制柱连接为整体。现有技术2的缺点(1)预制构件需要预埋型钢连接件，构造复杂，制作不便；(2)需要二次浇筑混凝土，施工效率不高，仍然存在环境污染问题；(3)节点区由于预埋了型钢连接件，导致节点区刚度偏大，延性性能较差。如图3所示，为预制构件拆分方式和节点连接现有技术方案3；在预制梁和预制柱中分别预留预应力筋孔道，吊装就位后，将预应力筋穿过梁柱预留孔道，对其实施预应力张拉，使拼装构件构成一个受力整体，预应力筋既作为施工阶段的拼装手段，又作为使用阶段的受力钢筋承受荷载。现有技术3的缺点(1)预制梁、柱接缝面容易产生应力集中而发生局部破坏；(2)长期使用过程中可能产生预应力损失，降低节点整体性；(3)施工过程中需进行预应力张拉，工序较多。
技术实现思路
本专利技术的目的即在于克服现有技术不足，目的在于提供装配式建筑框架结构的预制柱和预制梁连接结构及方法，解决现有技术要二次浇筑混凝土；构造复杂，制作不便；节点区刚度偏大，延性性能较差；接缝面容易产生应力集中而发生局部破坏的问题。本专利技术通过下述技术方案实现：装配式建筑框架结构的预制柱和预制梁连接结构，包括预制柱和预制梁，所述预制柱上环绕设有至少一件暗牛腿段，所述暗牛腿段内设有牛腿纵向加强筋，在暗牛腿段外端设有预制梁搭接头，所述预制梁搭接头的下端面预埋有预制梁连接钢板，所述预制梁连接钢板与牛腿纵向加强筋连接；所述预制梁内设有预制梁纵向加强筋，预制梁的两端分别设有与预制梁搭接头相配合的牛腿段搭接头，所述牛腿段搭接头的下端面预埋有牛腿连接钢板，所述牛腿连接钢板与预制梁纵向加强筋连接；所述预制梁通过两端的牛腿段搭接头对应搭接在两根预制柱上暗牛腿段的预制梁搭接头上，牛腿段搭接头与预制梁搭接头搭接后，将牛腿段搭接头上的牛腿连接钢板和预制梁搭接头上的预制梁连接钢板连接。一种装配式建筑框架结构的预制柱和预制梁连接结构，梁柱预制构件通过预埋钢板进行螺栓连接的干式连接方式，实现了框架结构的装配式干式连接，施工效率大幅提高，同时避免现场浇筑混凝土造成环境污染。提高了建筑工业化率(装配率)的有效途径是解决钢筋混凝土框架结构的工业化建造技术难题。框架结构是由梁和柱以钢筋相连接而成，构成承重体系的结构，解决了框架结构的工业化建造技术难题，实现框架结构梁柱间的合理拆分和拼装问题。进一步的，所述牛腿段搭接头与预制梁搭接头的搭接面铺设有柔性垫。阶梯形承压面铺设橡胶柔性垫层，使承台受压均匀，并具有耗能和防水效果。进一步的，所述柔性垫采用橡胶垫。使承台受压均匀，并具有耗能和防水效果。进一步的，所述牛腿段搭接头与预制梁搭接头为阶梯形搭接头。阶梯形搭接头是本专利技术中最常采用的一种搭接接头，浇筑方便，搭接牢固，也可以设置抗剪件替代阶梯形承台。阶梯形搭接头至少存在两个不同断面的截面，两个相同结构的阶梯形搭接头相互搭接，由上端面和下端面相互作用，从而提高接头连接处的抗剪作用。进一步的，所述预制梁连接钢板后侧的暗牛腿段上预设有螺栓连接安装口。通过螺栓连接安装口提供安装空间，安装连接完成后，螺栓连接安装口内用水泥砂浆填充。所述牛腿连接钢板后侧的预制梁上预设有螺栓连接安装口。通过螺栓连接安装口提供安装空间，安装连接完成后，螺栓连接安装口内用水泥砂浆填充。进一步的，所述预制柱内预埋有预制柱加强筋，在预制柱两端头上至少有一端设有预制柱钢板，所述预制柱钢板与预制柱加强筋连接，在预制柱钢板的环面上均布设有连接通孔，所述连接通孔对应的预制柱上预设有螺栓连接安装槽，当需要将两根预制柱进行连接时，两根预制柱端头的预制柱钢板对接后，通过螺栓安装在连接通孔内实现两根预制柱的连接。安装连接完成后，螺栓连接安装槽内用水泥砂浆填充。本专利技术通过下述另一技术方案实现：一种装配式建筑框架结构的预制柱和预制梁连接方法，包括步骤：在预制构件厂整体浇筑由预制柱(1)和暗牛腿段(3)组成的预制构件，在预制构件厂浇筑预制梁(2)；预制梁通过两端的牛腿段搭接头对应搭接在两根预制柱上暗牛腿段的预制梁搭接头上，牛腿段搭接头与预制梁搭接头搭接后，将牛腿段搭接头上的牛腿连接钢板和预制梁搭接头上的预制梁连接钢板连接。进一步的，所述暗牛腿段浇筑包括以下步骤：步骤1)制备暗牛腿段浇筑钢模；步骤2)在预制柱上浇筑暗牛腿段位置预设有牛腿纵向加强筋，将暗牛腿段浇筑钢模安装在预制柱浇筑钢模上浇筑暗牛腿段位置；本文档来自技高网...

【技术保护点】
装配式建筑框架结构的预制柱和预制梁连接结构，包括预制柱(1)和预制梁(2)，其特征在于：所述预制柱(1)上环绕设有至少一件暗牛腿段(3)，所述暗牛腿段(3)内设有牛腿纵向加强筋(4)，在暗牛腿段(3)外端设有预制梁搭接头(5)，所述预制梁搭接头(5)的下端面预埋有预制梁连接钢板(6)，所述预制梁连接钢板(6)与牛腿纵向加强筋(4)连接；所述预制梁(2)内设有预制梁纵向加强筋(7)，预制梁(2)的两端分别设有与预制梁搭接头(5)相配合的牛腿段搭接头(8)，所述牛腿段搭接头(8)的下端面预埋有牛腿连接钢板(9)，所述牛腿连接钢板(9)与预制梁纵向加强筋(7)连接；所述预制梁(2)通过两端的牛腿段搭接头(8)对应搭接在两根预制柱(2)上暗牛腿段(3)的预制梁搭接头(5)上，牛腿段搭接头(8)与预制梁搭接头(5)搭接后，将牛腿段搭接头(8)上的牛腿连接钢板(9)和预制梁搭接头(5)上的预制梁连接钢板(6)连接。

【技术特征摘要】
1.装配式建筑框架结构的预制柱和预制梁连接结构，包括预制柱(1)和预制梁(2)，其特征在于：所述预制柱(1)上环绕设有至少一件暗牛腿段(3)，所述暗牛腿段(3)内设有牛腿纵向加强筋(4)，在暗牛腿段(3)外端设有预制梁搭接头(5)，所述预制梁搭接头(5)的下端面预埋有预制梁连接钢板(6)，所述预制梁连接钢板(6)与牛腿纵向加强筋(4)连接；所述预制梁(2)内设有预制梁纵向加强筋(7)，预制梁(2)的两端分别设有与预制梁搭接头(5)相配合的牛腿段搭接头(8)，所述牛腿段搭接头(8)的下端面预埋有牛腿连接钢板(9)，所述牛腿连接钢板(9)与预制梁纵向加强筋(7)连接；所述预制梁(2)通过两端的牛腿段搭接头(8)对应搭接在两根预制柱(2)上暗牛腿段(3)的预制梁搭接头(5)上，牛腿段搭接头(8)与预制梁搭接头(5)搭接后，将牛腿段搭接头(8)上的牛腿连接钢板(9)和预制梁搭接头(5)上的预制梁连接钢板(6)连接。2.根据权利要求1所述的装配式建筑框架结构的预制柱和预制梁连接结构，其特征在于：所述牛腿段搭接头(8)与预制梁搭接头(5)的搭接面铺设有柔性垫(10)。3.根据权利要求2所述的装配式建筑框架结构的预制柱和预制梁连接结构，其特征在于：所述柔性垫(10)采用橡胶垫。4.根据权利要求1所述的装配式建筑框架结构的预制柱和预制梁连接结构，其特征在于：所述牛腿段搭接头(8)和预制梁搭接头(5)均为阶梯形搭接头。5.根据权利要求1所述的装配式建筑框架结构的预制柱和预制梁连接结构，其特征在于：所述预制梁连接钢板(6)后侧的暗牛腿段(3)上预设有螺栓连接安装口(11)；所述牛腿连接钢板(9)后侧的预制梁(2)上也预设有螺栓连接安装口(11)。6.根据权利要求1所述的装配式建筑框架结构的预制柱和预制梁连接结构，其特征在于：所述预制柱(1)内预埋有预制柱加强筋(22)，在预制柱(1)两端头上至少有一端设有预制柱钢板(23)，所述预制柱钢板(23)与预制柱加强筋(22)连接，在预制柱钢板(23)的环面上均布设有连接通孔(24)，所述连接通孔(24)对应的预制柱(1)上预设有...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈江，熊峰，段瑞峰，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川,51