本發明涉及一種預制混凝土空心柱節點連接結構及其施工方法。

背景技術：

隨著國家對產業化建筑的大力推廣，裝配式建筑相關技術得到快速發展。在研究裝配式建筑性能的同時，對裝配式建筑結構構件的研究也日新月異，其中不乏對預制構件的形式的研究。

根據框架柱的受力特性，裝配式混凝土框架柱多采用預制混凝土實心柱，極少采用預制混凝土空心柱。基礎設計中常用預制混凝土管樁，在其材料選取及配筋構造方面充分考慮其主要承受壓力的特點而設計。框架柱的受力特性與樁體略有不同，除受壓外，柱體同時還承受水平荷載傳遞引起彎矩和剪力作用，因此在構造及連接等方面與空心樁略有不同。

采用預制混凝土空心柱可以在滿足結構受力要求的前提下，節省混凝土用量，減少結構自重，從而節省基礎造價，具有一定的經濟效益。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是：提供一種預制混凝土空心柱節點連接結構及其施工方法。

解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案如下：

一種預制混凝土空心柱節點連接結構，其應用于裝配式混凝土框架結構，包括所述裝配式混凝土框架結構的某一樓層的框架柱和框架梁，其特征在于：所述的框架柱由上層預制框架柱和下層預制框架柱組成；

所述上層預制框架柱和下層預制框架柱均為鋼筋混凝土空心柱，且該鋼筋混凝土空心柱的上端面設有與其縱筋上端部焊接的頂部端板、下端面設有與其縱筋下端部焊接的底部端板，所述上層預制框架柱的底部端板坐落在所述下層預制框架柱的頂部端板上并焊接連接，且該底部端板與頂部端板的接觸面位于所述節點連接結構所在樓層的1/3層高位置至2/3層高位置之間，所述上層預制框架柱的上端部伸入所述節點連接結構所在樓層的上一層樓層中，所述下層預制框架柱的下端部伸入所述節點連接結構所在樓層的下一層樓層中；

所述框架梁與所述上層預制框架柱連接。

作為本發明的優選實施方式：所述的框架梁為水平疊合梁，所述的節點連接結構還包括現澆環梁，所述水平疊合梁通過所述現澆環梁與所述上層預制框架柱連接，即：所述水平疊合梁由預制梁、綁扎在所述預制梁頂面的受力面筋和澆筑在所述預制梁頂面并將所述受力面筋在內的現澆部分混凝土構成，所述現澆環梁為環繞所述上層預制框架柱設置的環形鋼筋混凝土梁，所述受力底筋由所述預制梁的端面穿出并伸至所述現澆環梁的鋼筋骨架下方，所述受力面筋伸至所述現澆環梁的鋼筋骨架上方，所述水平疊合梁的現澆部分混凝土與所述現澆環梁的混凝土采用現澆方式同時澆注，使得所述受力面筋和受力底筋錨固在所述現澆環梁的混凝土內部。

作為本發明的優選實施方式：所述上層預制框架柱在其與所述現澆環梁相連的外壁部位設有粗糙面。

作為本發明的優選實施方式：所述底部端板與頂部端板的接觸面位于所述節點連接結構所在樓層的1/2層高位置。

作為本發明的優選實施方式：所述鋼筋混凝土空心柱具有圓形橫截面。

作為本發明的優選實施方式：所述的底部端板和頂部端板均為環形板，并且，該環形板具有與所述鋼筋混凝土空心柱的橫截面相同的形狀并開設有位置對應于所述鋼筋混凝土空心柱的縱筋的通孔；所述上層預制框架柱的縱筋下端部與其底部端板之間的焊接、所述下層預制框架柱的縱筋上端部與其頂部端板之間的焊接均為：所述縱筋的端部穿入對應的環形板的通孔中進行塞焊焊接。

作為本發明的優選實施方式：所述的節點連接結構還包括至少一根所述框架梁。

一種預制混凝土空心柱節點連接結構的施工方法，其特征在于：所述的預制混凝土空心柱節點連接結構為上述節點連接結構；所述的施工方法包括：

步驟一、制備所述上層預制框架柱、下層預制框架柱和預制梁；

步驟二、將所述上層預制框架柱和下層預制框架柱安裝就位，使得所述上層預制框架柱的底部端板坐落在所述下層預制框架柱的頂部端板上并焊接連接，且該底部端板與頂部端板的接觸面位于所述節點連接結構所在樓層的1/3層高位置至2/3層高位置之間，所述上層預制框架柱的上端部伸入所述節點連接結構所在樓層的上一層樓層中，所述下層預制框架柱的下端部伸入所述節點連接結構所在樓層的下一層樓層中；

步驟三、將所述預制梁安裝就位，并在所述預制梁頂面綁扎受力面筋，以及綁扎環繞所述上層預制框架柱設置的所述現澆環梁的鋼筋骨架，使得所述受力底筋由所述預制梁的端面穿出并伸至所述現澆環梁的鋼筋骨架下方，所述受力面筋伸至所述現澆環梁的鋼筋骨架上方；

步驟四、采用現澆方式同時澆注所述水平疊合梁的現澆部分混凝土與所述現澆環梁的混凝土，使得所述受力面筋和受力底筋錨固在所述現澆環梁的混凝土內部，以實現所述水平疊合梁通過所述現澆環梁與所述上層預制框架柱的連接。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

第一，本發明采用鋼筋混凝土空心柱作為預制混凝土空心柱節點連接結構的上層預制框架柱和下層預制框架柱，可大幅度節省混凝土用量，以減輕結構自重，且上層預制框架柱與下層預制框架柱之間能夠通過底部端板與頂部端板進行焊接實現快速裝配以及上、下層預制框架柱之間內力的有效傳遞；

并且，由于本發明將上層預制框架柱和下層預制框架柱的連接部位(即底部端板與頂部端板的接觸面)設置在所述節點連接結構所在樓層的1/3層高位置至2/3層高位置之間，使得該連接部位處于框架柱受彎矩作用較小的區域內，從而減小了彎矩作用對上層預制框架柱與下層預制框架柱之間的焊接部位的不利影響，保證了結構的安全性。

第二，本發明采用現澆方式同時澆注水平疊合梁的現澆部分混凝土與所述現澆環梁的混凝土，使得水平疊合梁的受力面筋和受力底筋錨固在所述現澆環梁的混凝土內部，以實現水平疊合梁與上層預制框架柱之間的連接，保證了梁柱連接節點區域的強度與剛度，并保證了水平疊合梁與上層預制框架柱之間的內力得到有效的傳遞，以利于實現框架結構的整體性。

第三，本發明通過在上層預制框架柱與所述現澆環梁相連的外壁部位設置粗糙面，增強了上層預制框架柱與現澆環梁的連接效果。

第四，本發明通過將底部端板與頂部端板的接觸面位于所述節點連接結構所在樓層的1/2層高位置，使得上層預制框架柱和下層預制框架柱的連接部位處于框架柱所受彎矩的反彎點，以最大限度減小彎矩作用對上層預制框架柱與下層預制框架柱之間的焊接部位的不利影響。

第五，本發明的預制混凝土空心柱節點連接結構的施工方法具有施工方便、快捷的優點。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細說明：

圖1為本發明的預制混凝土空心柱節點連接結構的結構示意圖；

圖2為圖1的a-a剖視圖；

圖3為本發明中底部端板11和頂部端板21的示意圖。

具體實施方式

如圖1至圖3所示，本發明公開的是一種預制混凝土空心柱節點連接結構，其應用于裝配式混凝土框架結構，包括裝配式混凝土框架結構的某一樓層的框架柱和框架梁，其發明構思為：該框架柱由上層預制框架柱1和下層預制框架柱2組成。上層預制框架柱1和下層預制框架柱2均為鋼筋混凝土空心柱，且該鋼筋混凝土空心柱的上端面設有與其縱筋上端部焊接的頂部端板、下端面設有與其縱筋下端部焊接的底部端板，上層預制框架柱1的底部端板11坐落在下層預制框架柱2的頂部端板21上并焊接連接，且該底部端板11與頂部端板21的接觸面位于節點連接結構所在樓層的1/3層高位置至2/3層高位置之間，上層預制框架柱1的上端部伸入節點連接結構所在樓層的上一層樓層中，下層預制框架柱2的下端部伸入節點連接結構所在樓層的下一層樓層中；框架梁與上層預制框架柱1連接。

從而，本發明采用鋼筋混凝土空心柱作為預制混凝土空心柱節點連接結構的上層預制框架柱1和下層預制框架柱2，可大幅度節省混凝土用量，以減輕結構自重，且上層預制框架柱1與下層預制框架柱2之間能夠通過底部端板11與頂部端板21進行焊接實現快速裝配以及上、下層預制框架柱之間內力的有效傳遞；并且，由于本發明將上層預制框架柱1和下層預制框架柱2的連接部位(即底部端板11與頂部端板21的接觸面)設置在節點連接結構所在樓層的1/3層高位置至2/3層高位置之間，使得該連接部位處于框架柱受彎矩作用較小的區域內，從而減小了彎矩作用對上層預制框架柱1與下層預制框架柱2之間的焊接部位的不利影響，保證了結構的安全性。

在上述發明構思的基礎上，本發明采用以下優選的結構：

作為本發明的優選實施方式：框架梁為水平疊合梁3，節點連接結構還包括現澆環梁4，水平疊合梁3通過現澆環梁4與上層預制框架柱1連接，即：水平疊合梁3由預制梁31、綁扎在預制梁31頂面的受力面筋32和澆筑在預制梁31頂面并將受力面筋32在內的現澆部分混凝土33構成，現澆環梁4為環繞上層預制框架柱1設置的環形鋼筋混凝土梁，受力底筋311由預制梁31的端面穿出并伸至現澆環梁4的鋼筋骨架41下方，受力面筋32伸至現澆環梁4的鋼筋骨架41上方，水平疊合梁3的現澆部分混凝土33與現澆環梁4的混凝土42采用現澆方式同時澆注，使得受力面筋32和受力底筋311錨固在現澆環梁4的混凝土42內部；另外，受力面筋32和受力底筋311伸入現澆環梁4的長度應滿足規范規定的錨固長度。

從而，本發明采用現澆方式同時澆注水平疊合梁3的現澆部分混凝土33與現澆環梁4的混凝土42，使得水平疊合梁3的受力面筋32和受力底筋311錨固在現澆環梁4的混凝土42內部，以實現水平疊合梁3與上層預制框架柱1之間的連接，保證了梁柱連接節點區域的強度與剛度，并保證了水平疊合梁3與上層預制框架柱1之間的內力得到有效的傳遞，以利于實現框架結構的整體性。

作為本發明的優選實施方式：上層預制框架柱1在其與現澆環梁4相連的外壁部位設有粗糙面，以增強上層預制框架柱1與現澆環梁4的連接效果。

作為本發明的優選實施方式：底部端板11與頂部端板21的接觸面位于節點連接結構所在樓層的1/2層高位置。從而，使得上層預制框架柱1和下層預制框架柱2的連接部位處于框架柱所受彎矩的反彎點，以最大限度減小彎矩作用對上層預制框架柱1與下層預制框架柱2之間的焊接部位的不利影響。

作為本發明的優選實施方式：鋼筋混凝土空心柱具有圓形橫截面。

作為本發明的優選實施方式：底部端板11和頂部端板21均為環形板，并且，該環形板具有與鋼筋混凝土空心柱的橫截面相同的形狀并開設有位置對應于鋼筋混凝土空心柱的縱筋的通孔；上層預制框架柱1的縱筋12下端部與其底部端板11之間的焊接、下層預制框架柱2的縱筋22上端部與其頂部端板21之間的焊接均為：縱筋的端部穿入對應的環形板的通孔中進行塞焊焊接。

作為本發明的優選實施方式：節點連接結構還包括至少一根框架梁。

本發明還公開了上述預制混凝土空心柱節點連接結構的施工方法，包括：

步驟一、制備上層預制框架柱1、下層預制框架柱2和預制梁31；

步驟二、將上層預制框架柱1和下層預制框架柱2安裝就位，使得上層預制框架柱1的底部端板11坐落在下層預制框架柱2的頂部端板21上并焊接連接，且該底部端板11與頂部端板21的接觸面位于節點連接結構所在樓層的1/3層高位置至2/3層高位置之間，上層預制框架柱1的上端部伸入節點連接結構所在樓層的上一層樓層中，下層預制框架柱2的下端部伸入節點連接結構所在樓層的下一層樓層中；

步驟三、將預制梁31安裝就位，并在預制梁31頂面綁扎受力面筋32，以及綁扎環繞上層預制框架柱1設置的現澆環梁4的鋼筋骨架41，使得受力底筋311由預制梁31的端面穿出并伸至現澆環梁4的鋼筋骨架41下方，受力面筋32伸至現澆環梁4的鋼筋骨架41上方；

步驟四、采用現澆方式同時澆注水平疊合梁3的現澆部分混凝土33與現澆環梁4的混凝土42，使得受力面筋32和受力底筋311錨固在現澆環梁4的混凝土42內部，以實現水平疊合梁3通過現澆環梁4與上層預制框架柱1的連接。

本發明不局限于上述具體實施方式，根據上述內容，按照本領域的普通技術知識和慣用手段，在不脫離本發明上述基本技術思想前提下，本發明還可以做出其它多種形式的等效修改、替換或變更，均落在本發明的保護范圍之中。