一种预制装配式大跨钢柱连接构造及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种预制装配式大跨钢柱连接构造及其施工方法，其包括支撑横梁、轻质条形基础和多个钢柱组合件；多个钢柱组合件的顶部和底部分别与支撑横梁和轻质条形基础固定连接；每个钢柱组合件上设置有斜撑钢管组合件和斜拉索组合件，斜撑钢管组合件呈倒三角形结构布置，斜拉索组合件呈正三角形结构布置，通过钢柱组合件、斜撑钢管组合件和斜拉索组合件相互配合，提高结构的空间跨度和应用范围，结构可完全装配，现场无湿作业，便于标准化、信息化管理施工过程，并结合轻质条形基础，在满足轻质条形基础受力同时，降低了整体结构的自重，提高了建(构)筑物拆除后构件及部件回收再利用率，实现绿色环保。实现绿色环保。实现绿色环保。

【技术实现步骤摘要】
一种预制装配式大跨钢柱连接构造及其施工方法


[0001]本专利技术涉及建筑施工
，特别是涉及一种预制装配式大跨钢柱连接构造及其施工方法。

技术介绍

[0002]从建筑结构设计到实际施工，都是建立在现场作业的前提下，但现浇结构的缺点也很明显，存在劳动力强度大、生产效率低、建设周期长、环境污染大、施工速度慢、材料损耗多等缺点。装配式建筑成为建筑行业中一个崭新的发展方向，以标准化、信息化的产业化建设模式成为新的导向，建设以工厂化预制为主、现场机械化组装相配合的建筑体系，弥补了传统建筑产业中存在的部分不足。装配式建筑将预制构件在工厂内完成加工，运送至现场进行安装，装配式建筑发展迅速。
[0003]随着建筑行业发展，建筑结构体系向设计标准化、工业化、智能化、信息化的发展越来越快，故装配式建筑结构体系的可装配程度，直接影响结构体系的发展应用。目前已有的结构体系难以达到完全装配，制约了装配式建筑的发展，尤其是在大跨结构中钢柱连接构造及施工方法，而该部分所用的施工周期较长。
[0004]目前现有技术公布后CN106368384A中公开了一种内部带斜向加劲钢管混凝土柱，包括外围钢管，外围钢管内壁设有斜向布置的用于对钢管的两对边起拉结作用的加劲，在外围钢管内填充有混凝土，能保证钢管柱的两对边共同受力，提高钢管混凝土柱的抗剪和抗弯承载力，使外围钢管与混凝土能够充分协同工作。但该种现有技术仅仅对于跨度较小、承载力较小的结构体系，对于跨度较大、承重较大的结构体系，对提升结构整体装配速度，结构空间刚度，以及结构抗侧能力等方面贡献较小。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的上述问题，本专利技术旨在提供一种预制装配式大跨钢柱连接构造及其施工方法，解决了现浇结构存在劳动力强度大、生产效率低、建设周期长、环境污染大、施工速度慢和材料损耗多等问题。
[0006]为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：提供了一种预制装配式大跨钢柱连接构造，其包括支撑横梁、轻质条形基础和多个钢柱组合件；
[0007]多个钢柱组合件的顶部均与支撑横梁的下端面固定连接，每个钢柱组合件的底部分别与轻质条形基础的顶部固定连接；
[0008]每个钢柱组合件的左、右侧面对称布置有两个斜撑钢管组合件，每个斜撑钢管组合件的顶部与支撑横梁的下端面固定连接，斜撑钢管组合件的底部与钢柱组合件底部固定连接，两个斜撑钢管组合件与支撑横梁和钢柱组合件连接后呈倒三角形结构；
[0009]每个钢柱组合件的前、后侧面对称布置有两个斜拉索组合件，每个斜拉索组合件的顶部与钢柱组合件的侧面固定连接，斜拉索组合件的底部与轻质条形基础的顶部固定连接，两个斜拉索组合件与钢柱组合件和轻质条形基础连接后呈正三角形结构。整个预制装
配式大跨钢柱连接构造施工便利，装配速度快，重复利用率高。
[0010]进一步地，作为钢柱组合件一种具体的设置方式，每个钢柱组合件均包括外套方钢管，外套方钢管的两端均设置有端部混凝土预制块；位于外套方钢管顶部的端部混凝土预制块的上端面与支撑横梁下端面接触，位于外套方钢管底部的端部混凝土预制块与轻质条形基础的顶部固定连接；两个斜撑钢管组合件的顶部与位于外套方钢管底部的端部混凝土预制块的上端面固定连接，两个斜拉索组合件的顶部与外套方钢管的前、后侧面固定连接；
[0011]外套方钢管内部设置有多块中部混凝土预制块，多块中部混凝土预制块连接后形成装配式混凝土柱，多块中部混凝土预制块的四周侧面均竖直设置有一根稳定钢管，四根稳定钢管用于约束多块中部混凝土预制块。钢柱组合件组装完毕形成稳定整体。外套方钢管和稳定钢管对多块中部混凝土预制块进行约束固定。
[0012]进一步地，为了便于拼接多块中部混凝土预制块，每块中部混凝土预制块的上顶面设置有凹陷区，下底面设置有与凹陷区相匹配的凸起，相邻的两块中部混凝土预制块通过凹陷区与凸起配合连接，使得多块中部混凝土预制块在安装时，可以保证位置的准确，稳定卡合。
[0013]进一步地，每个斜撑钢管组合件均包括斜向钢管和设置在斜向钢管两端的转轴；斜向钢管的两端均通过转轴分别与支撑横梁的下表面和端部混凝土预制块上表面转动连接。斜向钢管连接后形成稳定三角体系，可保证钢管组合件的稳定性和整体性。
[0014]进一步地，每个斜拉索组合件均包括钢丝绳，钢丝绳中部设置有用于对钢丝绳施加预应力的花篮螺栓，花篮螺栓将钢丝绳分隔为两段，通过花篮螺栓来调节斜拉索组合件中钢丝绳的长度，从而达到对钢柱组合件施加预应力的目的，且通过花篮螺栓来调节，使钢柱组合件受到预应力而不易松弛。
[0015]钢丝绳的两端均设置有一个带有拉环的连接端板，钢丝绳的两端分别与拉环固定连接；两个连接端板分别与外套方钢管的侧壁和轻质条形基础固定连接。同时，花篮螺栓由螺母、两根调节杆和两根拉杆组成；两根调节杆螺纹连接在螺母的两端，两根调节杆上分别具有左旋螺纹段和右旋螺纹段；两根拉杆的一端分别与两根调节杆连接，两根拉杆的另一端与钢丝绳连接，通过转动调节杆，使调节杆与螺母产生相对位移，花篮螺栓的长度发生变化，从而使斜拉索组合件的长度和预紧力可得到调节。斜拉索组合件可对钢柱组合件、斜撑钢管组合件施加预应力，可提高钢柱组合件抗侧刚度，在保证整体结构的同时使得装配更加方便、快速，对基础扰动较小。
[0016]进一步地，轻质条形基础包括数量与钢柱组合件数量相同的十字型单元体，每个十字型单元体的四端处均设置有一字型单元体；相邻两个十字型单元体通过一字型单元体固定连接；
[0017]外套方钢管的顶部通过端部混凝土预制块与十字型单元体的顶部固定连接；
[0018]十字型单元体和一字型单元体的底部均设置有抗剪型钢；型钢抗剪由工字钢充当，呈梅花状焊接布置，可抵抗整体出现水平方向的滑移。
[0019]每个一字型单元体和十字型单元体均为端部具有开口的中空结构，一字型单元体的两端开口处和十字型单元体的四端开口处均设置有一块封堵端板，每块封堵端板上均设置有带孔的法兰盘；
[0020]一字型单元体通过钢丝束穿过每块封堵端板上的法兰盘实现与十字型单元体的四端处固定连接。
[0021]进一步地，每块封堵端板上均设置有多个安装孔，相邻两块封堵端板通过连接螺栓穿过多个安装孔对拉连接；位于所示外套方钢管底部的端部混凝土预制块上设置有第一锚栓孔，十字型单元体的上端面设置有第二锚栓孔，第一锚栓孔通过锚栓与第二锚栓孔固定连接。
[0022]本方案还提供一种制装配式大跨钢柱连接构造的施工方法，其包括：
[0023]步骤1：将支撑横梁、轻质条形基础、钢柱组合件、斜撑钢管组合件和斜拉索组合件搬运至现场；
[0024]步骤2：拼接并安装轻质条形基础：先将十字型单元体四端处封堵端板上的孔洞和一字型单元体上封堵端板的孔洞对齐，钢丝束穿过法兰盘固定，连接螺栓对拉封堵端板固定，完成轻质条形基础的拼接工作；将十字型单元体和一字型单元体上的抗剪型钢埋设于地面下，完成轻质条形基础的安装；
[0025]步骤3：拼接钢柱组合件：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种预制装配式大跨钢柱连接构造，其特征在于，包括支撑横梁、轻质条形基础和多个钢柱组合件；多个所述钢柱组合件的顶部均与所述支撑横梁的下端面固定连接，每个钢柱组合件的底部分别与所述轻质条形基础的顶部固定连接；每个钢柱组合件的左、右侧面对称布置有两个斜撑钢管组合件，每个所述斜撑钢管组合件的顶部与支撑横梁的下端面固定连接，斜撑钢管组合件的底部与钢柱组合件底部固定连接，两个斜撑钢管组合件与支撑横梁和钢柱组合件连接后呈倒三角形结构；每个钢柱组合件的前、后侧面对称布置有两个斜拉索组合件，每个所述斜拉索组合件的顶部与钢柱组合件的侧面固定连接，斜拉索组合件的底部与轻质条形基础的顶部固定连接，两个斜拉索组合件与钢柱组合件和轻质条形基础连接后呈正三角形结构。2.根据权利要求1所述的预制装配式大跨钢柱连接构造，其特征在于，每个所述钢柱组合件均包括外套方钢管，所述外套方钢管的两端均设置有端部混凝土预制块；位于外套方钢管顶部的端部混凝土预制块的上端面与所述支撑横梁下端面接触，位于外套方钢管底部的端部混凝土预制块与所述轻质条形基础的顶部固定连接；两个所述斜撑钢管组合件的顶部与位于外套方钢管底部的端部混凝土预制块的上端面固定连接，两个所述斜拉索组合件的顶部与外套方钢管的前、后侧面固定连接；外套方钢管内部设置有多块中部混凝土预制块，多块所述中部混凝土预制块连接后形成装配式混凝土柱，多块所述中部混凝土预制块的四周侧面均竖直设置有一根稳定钢管，四根所述稳定钢管用于约束多块中部混凝土预制块。3.根据权利要求2所述的预制装配式大跨钢柱连接构造，其特征在于，每块所述中部混凝土预制块的上顶面设置有凹陷区，下底面设置有与凹陷区相匹配的凸起，相邻的两块中部混凝土预制块通过凹陷区与凸起配合连接。4.根据权利要求2所述的预制装配式大跨钢柱连接构造，其特征在于，每个所述斜撑钢管组合件均包括斜向钢管和设置在所述斜向钢管两端的转轴；斜向钢管的两端均通过所述转轴分别与支撑横梁的下表面和端部混凝土预制块上表面转动连接。5.根据权利要求4所述的预制装配式大跨钢柱连接构造，其特征在于，每个所述斜拉索组合件均包括钢丝绳，所述钢丝绳中部设置有用于对钢丝绳施加预应力的花篮螺栓，钢丝绳的两端均设置有一个带有拉环的连接端板，钢丝绳的两端分别与拉环固定连接；两个连接端板分别与所述外套方钢管的侧壁和所述轻质条形基础固定连接。6.根据权利要求5所述的预制装配式大跨钢柱连接构造，其特征在于，所述花篮螺栓由螺母、两根调节杆和两根拉杆组成；两根所述调节杆螺纹连接在螺母的两端，两根调节杆上分别具有左旋螺纹段和右旋螺纹段；两根所述拉杆的一端分...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟超，王小平，张磊，王磊，董自运，陈吉栋，古松，吕勇康，
申请(专利权)人：中铁建工集团北方工程有限公司西南科技大学，
类型：发明
国别省市：