申请/专利权人：中国建筑股份有限公司

申请日：2019-06-14

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN110258790B

主分类号：E04B1/21

分类号：E04B1/21;E02D27/42;E04B1/98;E04H9/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2019.10.22#实质审查的生效;2019.09.20#公开

摘要：本发明公开了带抗剪键槽的预制装配式框架柱竖向干式连接节点及工法，包括矩形基础、预埋在基础内的钢筋续接器、底部设置在基础上的首层柱、呈十字形或者井字形的预埋连接件、抗剪键槽组件、底部设置在首层柱顶面的上层柱和耗能连接件，首层柱的截面和上层柱的截面均为方形，首层柱上部的四角处与上层柱下部的四角处分别对称设置有方形豁口；抗剪键槽组件有两组并且分别设置在上层柱与首层柱的连接节点处以及首层柱与基础的连接节点处。性价比高、施工安装方便。该节点在预制柱内设置预埋件，节点的抗剪通过在连接面内设置抗剪键槽实现；柱脚连接节点的抗弯及耗能通过设置耗能连接件实现，层间连接节点位于柱弯矩较小处，且基本处于弹性状态。

主权项：1.带抗剪键槽的预制装配式框架柱竖向干式连接节点的工法，其特征在于，预制装配式框架柱竖向干式连接节点包括矩形基础1、预埋在基础1内的钢筋续接器2、底部设置在基础1上的首层柱3、呈十字形或者井字形的预埋连接件4、抗剪键槽组件5、底部设置在首层柱3顶面的上层柱6和耗能连接件7，首层柱3的截面和上层柱6的截面均为方形，首层柱3上部的四角处与上层柱6下部的四角处分别对称设置有方形豁口8；所述抗剪键槽组件5有两组并且分别设置在上层柱6与首层柱3的连接节点处以及首层柱3与基础1的连接节点处；所述预埋连接件4设置在首层柱3下部、垂直于首层柱3的轴线方向，预埋连接件4包括横向预埋管和纵向预埋管，横向预埋管的端头与纵向预埋管的端头均伸出首层柱3外，端头上设置有用于穿过耗能连接件7的第三圆孔9；耗能连接件7的底部与钢筋续接器2连接；首层柱3的高度大于上层柱6的高度；抗剪键槽组件5包括第一抗剪键槽板10和第二抗剪键槽板11；第一抗剪键槽板10呈方形，第一抗剪键槽板10的中心设置有凹槽，方形四个角部设置有用于穿过螺栓的第一圆孔12，第一抗剪键槽板10预埋在混凝土内的一侧还设置有锚筋或者栓钉；第二抗剪键槽板11呈方形，第二抗剪键槽板11的中心设置有凸起，方形四个角部设置有用于穿过螺栓的第二圆孔13，第二抗剪键槽板11预埋在混凝土内的一侧还设置有锚筋或者栓钉；第一抗剪键槽板10与第二抗剪键槽板11咬合后，第一圆孔12的圆心与第二圆孔13的圆心位于同一轴线上；具体步骤如下：步骤一、安装模具并浇筑预制柱：S1，安装首层柱3模具并在模具内设置预埋连接件4，在首层柱3顶部端模设置第一抗剪键槽板10、首层柱3底部设置第二抗剪键槽板11；S2，在顶部端模内设置方形豁口8；S3，安装上层柱6模具，并在其底部设置第二抗剪键槽板11；S4，在上层柱6底部设置方形豁口8；步骤二、支模并浇筑基础1：支模时，在基础1顶部设置第一抗剪键槽板10，同时在基础1内设置与耗能连接件7连接的钢筋续接器2；步骤三、在基础1的第一抗剪键槽板10的表面涂抹高强环氧树脂；步骤四、安装首层柱3，调整垂直度并安装柱脚：将耗能连接芯棒14的下端依次穿过预埋连接件4上的第三圆孔9及钢套管15并与基础1内钢筋续接器2连接，耗能连接芯棒14的上端用螺母固定在预埋连接件4上；步骤五、在首层柱3顶部的第一抗剪键槽板10表面涂抹高强环氧树脂；步骤六、安装上层柱6，第一抗剪键槽板10与第二抗剪键槽板11咬合后，第一圆孔12的圆心与第二圆孔13的圆心位于同一轴线上，调整垂直度，螺栓分别穿过第一圆孔12与第二圆孔13，并拧紧固定，完成首层柱3与上层柱6的连接。

全文数据：带抗剪键槽的预制装配式框架柱竖向干式连接节点及工法技术领域本发明涉及装配式混凝土框架结构领域，特别是带抗剪键槽的预制装配式框架柱竖向干式连接节点及工法。背景技术装配式混凝土框架结构体系在装配式建筑中应用广泛，其结构的整体性和可靠性主要通过预制构件之间的连接来实现，其中预制柱的竖向连接是装配式混凝土框架结构的关键。目前预制柱的竖向连接多采用钢筋套筒灌浆连接，存在的问题是：第一，在地震作用下，这种节点会出现难以修复的损伤；第二，节点的耗能主要通过钢筋的塑性变形实现，耗能能力差；第三，预制柱端部钢筋外伸给模板设计、构件预制、运输及安装带来极大不便，施工效率低。发明内容本发明的目的是提供带抗剪键槽的预制装配式框架柱竖向干式连接节点及工法，要解决竖向柱受力不合理、装配式混凝土框架柱竖向连接存在的结构损伤大、传力路径不明确、节点的耗能能力有限、装配式柱的施工效率有限、出现损失不易修复的技术问题。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：本发明提供带抗剪键槽的预制装配式框架柱竖向干式连接节点及工法，包括矩形基础、预埋在基础内的钢筋续接器、底部设置在基础上的首层柱、呈十字形或者井字形的预埋连接件、抗剪键槽组件、底部设置在首层柱顶面的上层柱和耗能连接件，首层柱的截面和上层柱的截面均为方形，首层柱上部的四角处与上层柱下部的四角处分别对称设置有方形豁口；抗剪键槽组件有两组并且分别设置在上层柱与首层柱的连接节点处以及首层柱与基础的连接节点处；预埋连接件设置在首层柱下部、垂直于首层柱的轴线方向，预埋连接件包括横向预埋管和纵向预埋管，横向预埋管的端头与纵向预埋管的端头均伸出首层柱外，端头上设置有用于穿过耗能连接件的第三圆孔；耗能连接件的底部与钢筋续接器连接。进一步，首层柱的高度大于上层柱的高度。进一步，首层柱与上层柱的宽度相同。进一步，抗剪键槽组件包括第一抗剪键槽板和第二抗剪键槽板；第一抗剪键槽板呈方形，第一抗剪键槽板的中心设置有凹槽，方形四个角部设置有用于穿过螺栓的第一圆孔，第一抗剪键槽板预埋在混凝土内的一侧还设置有锚筋或者栓钉；第二抗剪键槽板呈方形，第二抗剪键槽板的中心设置有凸起，方形四个角部设置有用于穿过螺栓的第二圆孔，第二抗剪键槽板预埋在混凝土内的一侧还设置有锚筋或者栓钉；第一抗剪键槽板与第二抗剪键槽板咬合后，第一圆孔的圆心与第二圆孔的圆心位于同一轴线上。进一步，第一抗剪键槽板的宽度与第二抗剪键槽板的宽度相同；第一抗剪键槽板的宽度与首层柱的宽度相同。进一步，凹槽的深度和凸起的高度相适应。进一步，第一抗剪键槽板与第二抗剪键槽板之间还设有填缝材料；填缝材料为高强环氧树脂或者砂浆。进一步，耗能连接件包括耗能连接芯棒、套接在耗能连接芯棒外部的钢套管、紧固螺母和垫板，耗能连接芯棒上设置有套丝，第三圆孔上端面、第三圆孔下端面与耗能连接芯棒之间通过紧固螺母固定。进一步，耗能连接芯棒与钢套管之间留有1-2mm的空隙。进一步，耗能连接件采用Q235钢。本发明另一方面提供上述带抗剪键槽的预制装配式框架柱竖向干式连接节点的工法，具体步骤如下：步骤一、安装模具并浇筑预制柱：S1，安装首层柱模具并在模具内设置预埋连接件，在首层柱顶部端模设置第一抗剪键槽板、首层柱底部设置第二抗剪键槽板；S2，在顶部端模内设置方形豁口；S3，安装上层柱模具，并在其底部设置第二抗剪键槽板；S4，在上层柱底部设置方形豁口；步骤二、支模并浇筑基础：支模时，在基础顶部设置第一抗剪键槽板，同时在基础内设置与耗能连接件连接的钢筋续接器；步骤三、在基础的第一抗剪键槽板的表面涂抹高强环氧树脂；步骤四、安装首层柱，调整垂直度并安装柱脚：将耗能连接芯棒的下端依次穿过预埋连接件上的第三圆孔及钢套管并与基础内钢筋续接器连接，耗能连接芯棒的上端用螺母固定在预埋连接件上；步骤五、在首层柱顶部的第一抗剪键槽板表面涂抹高强环氧树脂；步骤六、安装上层柱，第一抗剪键槽板与第二抗剪键槽板咬合后，第一圆孔的圆心与第二圆孔的圆心位于同一轴线上，调整垂直度，螺栓分别穿过第一圆孔与第二圆孔，并拧紧固定，完成首层柱与上层柱的连接。本发明的有益效果体现在：1，本发明提供的带抗剪键槽的预制装配式框架柱竖向干式连接节点及工法，构造简单、加工方便、经济可行，性价比高、施工安装方便。2，本发明提供的带抗剪键槽的预制装配式框架柱竖向干式连接节点及工法，该节点在预制柱内设置预埋件，节点的抗剪通过在连接面内设置抗剪键槽实现；柱脚连接节点的抗弯及耗能通过设置耗能连接件实现，层间连接节点位于柱弯矩较小处，且基本处于弹性状态。受力合理，传力路径明确，抗震性能优良。3，本发明实现“弯剪分离”，使节点的受力更加合理，传力路径更加明确，并提高了节点的耗能性能能力，同时预制柱端部无外伸钢筋可实现高效装配。本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的主要目的和其它优点可通过在说明书中所特别指出的方案来实现和获得。附图说明下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。图1是本发明基本组成示意图；图2是本发明耗能连接件示意图；图3是第一抗剪键槽板的平面图；图4是抗剪键槽组件组合状态示意图；图5是本发明实施例1的节点组成示意图；图6是实施例1的立体图；图7是图5的A-A剖面；图8是预埋连接件和耗能连接件连接示意图；图9是本发明实施例3的节点组成示意图；图10是图9的A-A剖面；图11是预埋连接件和耗能连接件连接示意图；图12是抗剪键槽组件结构示意图；图13是实施例3的预埋连接件结构示意图。附图标记：1-基础、2-钢筋续接器、3-首层柱、4-预埋连接件、5-抗剪键槽组件、6-上层柱、7-耗能连接件、8-方形豁口、9-第三圆孔、10-第一抗剪键槽板、11-第二抗剪键槽板、12-第一圆孔、13-第二圆孔、14-耗能连接芯棒、15-钢套管、16-垫板。具体实施方式以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为对本发明技术方案的限制。实施例1为了达到“弯剪分离”，使节点的受力更加合理，传力路径更加明确，并提高了节点的耗能能力，同时预制柱端部无外伸钢筋可实现高效装配的目的，本发明提供带抗剪键槽的预制装配式框架柱竖向干式连接节点及工法。具体的，如图1所示，包括矩形基础1、预埋在基础1内的钢筋续接器2、底部设置在基础1上的首层柱3、呈十字形或者井字形的预埋连接件4、抗剪键槽组件5、底部设置在首层柱3顶面的上层柱6和耗能连接件7，首层柱3与上层柱6的宽度相同，首层柱3的高度大于上层柱6的高度。首层柱3的截面和上层柱6的截面均为方形，首层柱3上部的四角处与上层柱6下部的四角处分别对称设置有方形豁口8，方便现场安装。如图5、6、7所示，抗剪键槽组件5有两组并且分别设置在上层柱6与首层柱3的连接节点处以及首层柱3与基础1的连接节点处。此种连接方式很好的保证了节点剪力传递，柱脚连接节点的抗弯及耗能通过周边设置耗能连接件7实现，预制柱的层间接长节点位于弯矩较小处，且基本处于弹性状态，并采用螺栓进行连接。预埋连接件4设置在首层柱3下部、垂直于首层柱3的轴线方向，预埋连接件4包括横向预埋管和纵向预埋管。横向预埋管和纵向预埋管的预埋在混凝土内的部分沿表面均匀设置栓钉。保证预埋连接件4与首层柱3的混凝土形成良好整体。具体的，如图8所示，预埋连接件4呈十字形，包括两根横向预埋管和两根纵向预埋管，相邻两根横向预埋管之间焊接固定，相邻两根纵向预埋管之间焊接固定。横向预埋管的端头与纵向预埋管的端头均伸出首层柱3外，端头上设置有用于穿过耗能连接件7的第三圆孔9；耗能连接件7的底部与钢筋续接器2连接。预埋连接件4可以采用方钢管、矩形钢管或钢板焊接而成，设置在首层柱3柱截面居中位置。如图3所示，抗剪键槽组件5包括第一抗剪键槽板10和第二抗剪键槽板11；第一抗剪键槽板10呈方形，第一抗剪键槽板10的中心设置有凹槽，方形四个角部设置有用于穿过螺栓的第一圆孔12，第一抗剪键槽板10预埋在混凝土内的一侧还设置有锚筋或者栓钉；第二抗剪键槽板11呈方形，第二抗剪键槽板11的中心设置有凸起，方形四个角部设置有用于穿过螺栓的第二圆孔13，第二抗剪键槽板11预埋在混凝土内的一侧还设置有锚筋或者栓钉。如图4所示，第一抗剪键槽板10与第二抗剪键槽板11咬合后，第一圆孔12的圆心与第二圆孔13的圆心位于同一轴线上。第一抗剪键槽板10的宽度与第二抗剪键槽板11的宽度相同；第一抗剪键槽板10的宽度与首层柱3的宽度相同。凹槽的深度和凸起的高度相适应。第一抗剪键槽板10与第二抗剪键槽板11之间还设有填缝材料；填缝材料为高强环氧树脂或者砂浆。抗剪键槽组件5为带锚筋的预埋钢板，可以很好的保证连接节点的抗剪能力。如图2所示，耗能连接件7包括耗能连接芯棒14、套接在耗能连接芯棒14外部的钢套管15、紧固螺母和垫板16，耗能连接芯棒14上设置有套丝，第三圆孔9上端面、第三圆孔9下端面与耗能连接芯棒14之间通过紧固螺母固定。耗能连接芯棒14与钢套管15之间留有1-2mm的空隙。耗能连接件7采用Q235钢。钢套管15用于防止耗能连接芯棒14屈曲，并实现拉压受力和耗能的一致。耗能连接件7在保证连接强度的情况下，降低其屈服点，具有更好的耗能能力。上述带抗剪键槽的预制装配式框架柱竖向干式连接节点的工法，具体步骤如下：步骤一、安装模具并浇筑预制柱：S1，安装首层柱3模具并在模具内设置预埋连接件4，在首层柱3顶部端模设置第一抗剪键槽板10、首层柱3底部设置第二抗剪键槽板11；S2，在顶部端模内设置方形豁口8；S3，安装上层柱6模具，并在其底部设置第二抗剪键槽板11；S4，在上层柱6底部设置方形豁口8；步骤二、支模并浇筑基础1：支模时，在基础1顶部设置第一抗剪键槽板10，同时在基础1内设置与耗能连接件7连接的钢筋续接器2；步骤三、在基础1的第一抗剪键槽板10的表面涂抹高强环氧树脂；步骤四、安装首层柱3，调整垂直度并安装柱脚：将耗能连接芯棒14的下端依次穿过预埋连接件4上的第三圆孔9及钢套管15并与基础1内钢筋续接器2连接，耗能连接芯棒14的上端用螺母固定在预埋连接件4上；首层柱3与基础1之间的柱脚节点通过耗能连接件7与抗剪键槽组件5的配合使用，实现了连接部位的干式连接，柱柱连接节点通过螺栓与抗剪键槽组件5的配合使用，实现了连接部位的干式连接，便于装配。步骤五、在首层柱3顶部的第一抗剪键槽板10表面涂抹高强环氧树脂；步骤六、安装上层柱6，第一抗剪键槽板10与第二抗剪键槽板11咬合后，第一圆孔12的圆心与第二圆孔13的圆心位于同一轴线上，调整垂直度，螺栓分别穿过第一圆孔12与第二圆孔13，并拧紧固定，完成首层柱3与上层柱6的连接。螺母可以采用双螺母或者防松螺母。实施例2，带抗剪键槽的预制装配式框架柱竖向干式连接节点及工法，同实施例1，不同之处在于，如图所示9、10、11、12，预埋连接件4呈井字形。实施例3，带抗剪键槽的预制装配式框架柱竖向干式连接节点及工法，同实施例1，不同之处在于，如图所示13，预埋连接件4呈十字形，包括一根横向预埋管和一根纵向预埋管。横向预埋管和纵向预埋管的数量相同。本发明提供的带抗剪键槽的预制装配式框架柱竖向干式连接节点及工法，柱体结构新型，特点突出，受理合理，传力明确具有很好的推广价值。第一抗剪键槽板10与第二抗剪键槽板11之间咬合连接，第一抗剪键槽板10与第二抗剪键槽板11的具体预埋位置可以灵活设置。以上仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内所想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.带抗剪键槽的预制装配式框架柱竖向干式连接节点，其特征在于：包括矩形基础1、预埋在基础1内的钢筋续接器2、底部设置在基础1上的首层柱3、呈十字形或者井字形的预埋连接件4、抗剪键槽组件5、底部设置在首层柱3顶面的上层柱6和耗能连接件7，首层柱3的截面和上层柱6的截面均为方形，首层柱3上部的四角处与上层柱6下部的四角处分别对称设置有方形豁口8；所述抗剪键槽组件5有两组并且分别设置在上层柱6与首层柱3的连接节点处以及首层柱3与基础1的连接节点处；所述预埋连接件4设置在首层柱3下部、垂直于首层柱3的轴线方向，预埋连接件4包括横向预埋管和纵向预埋管，横向预埋管的端头与纵向预埋管的端头均伸出首层柱3外，端头上设置有用于穿过耗能连接件7的第三圆孔9；耗能连接件7的底部与钢筋续接器2连接。2.如权利要求1所述的带抗剪键槽的预制装配式框架柱竖向干式连接节点，其特征在于，首层柱3的高度大于上层柱6的高度。3.如权利要求1所述的带抗剪键槽的预制装配式框架柱竖向干式连接节点，其特征在于，抗剪键槽组件5包括第一抗剪键槽板10和第二抗剪键槽板11；第一抗剪键槽板10呈方形，第一抗剪键槽板10的中心设置有凹槽，方形四个角部设置有用于穿过螺栓的第一圆孔12，第一抗剪键槽板10预埋在混凝土内的一侧还设置有锚筋或者栓钉；第二抗剪键槽板11呈方形，第二抗剪键槽板11的中心设置有凸起，方形四个角部设置有用于穿过螺栓的第二圆孔13，第二抗剪键槽板11预埋在混凝土内的一侧还设置有锚筋或者栓钉；第一抗剪键槽板10与第二抗剪键槽板11咬合后，第一圆孔12的圆心与第二圆孔13的圆心位于同一轴线上。4.如权利要求3所述的带抗剪键槽的预制装配式框架柱竖向干式连接节点，其特征在于，第一抗剪键槽板10的宽度与第二抗剪键槽板11的宽度相同；第一抗剪键槽板10的宽度与首层柱3的宽度相同。5.如权利要求3所述的带抗剪键槽的预制装配式框架柱竖向干式连接节点，其特征在于，凹槽的深度和凸起的高度相适应。6.如权利要求3所述的带抗剪键槽的预制装配式框架柱竖向干式连接节点，其特征在于，第一抗剪键槽板10与第二抗剪键槽板11之间还设有填缝材料；填缝材料为高强环氧树脂或者砂浆。7.如权利要求1所述的带抗剪键槽的预制装配式框架柱竖向干式连接节点，其特征在于，耗能连接件7包括耗能连接芯棒14、套接在耗能连接芯棒14外部的钢套管15、紧固螺母和垫板16，耗能连接芯棒14上设置有套丝，第三圆孔9上端面、第三圆孔9下端面与耗能连接芯棒14之间通过紧固螺母固定。8.如权利要求7所述的带抗剪键槽的预制装配式框架柱竖向干式连接节点，其特征在于，耗能连接芯棒14与钢套管15之间留有1-2mm的空隙。9.如权利要求1所述的带抗剪键槽的预制装配式框架柱竖向干式连接节点，其特征在于，耗能连接件7采用Q235钢。10.如权利要求1-9中任意一项所述的带抗剪键槽的预制装配式框架柱竖向干式连接节点的工法，其特征在于，具体步骤如下：步骤一、安装模具并浇筑预制柱：S1，安装首层柱3模具并在模具内设置预埋连接件4，在首层柱3顶部端模设置第一抗剪键槽板10、首层柱3底部设置第二抗剪键槽板11；S2，在顶部端模内设置方形豁口8；S3，安装上层柱6模具，并在其底部设置第二抗剪键槽板11；S4，在上层柱6底部设置方形豁口8；步骤二、支模并浇筑基础1：支模时，在基础1顶部设置第一抗剪键槽板10，同时在基础1内设置与耗能连接件7连接的钢筋续接器2；步骤三、在基础1的第一抗剪键槽板10的表面涂抹高强环氧树脂；步骤四、安装首层柱3，调整垂直度并安装柱脚：将耗能连接芯棒14的下端依次穿过预埋连接件4上的第三圆孔9及钢套管15并与基础1内钢筋续接器2连接，耗能连接芯棒14的上端用螺母固定在预埋连接件4上；步骤五、在首层柱3顶部的第一抗剪键槽板10表面涂抹高强环氧树脂；步骤六、安装上层柱6，第一抗剪键槽板10与第二抗剪键槽板11咬合后，第一圆孔12的圆心与第二圆孔13的圆心位于同一轴线上，调整垂直度，螺栓分别穿过第一圆孔12与第二圆孔13，并拧紧固定，完成首层柱3与上层柱6的连接。

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