本發明屬于裝配式混凝土結構建筑領域，特別是一種裝配式混凝土外包鋼板的柱腳節點及其施工方法。

背景技術：

在罕遇地震作用下，混凝土框架結構的柱腳節點部位易屈服并形成塑性鉸，特別是當轉角較大時，經常會由于柱箍筋的約束作用不足而使根部混凝土剝落或壓酥。柱腳節點的這種破壞形式，不但加大了震后修復的難度，還大大提高了修復所需的經濟成本。

裝配式混凝土建筑中常用的套筒灌漿連接柱腳節點雖然具有和現澆結構相同的受力性能，但也同樣存在震后不易修復的問題；同時，在生產預制混凝土柱的過程中，通常需要設計專用的工裝來精確固定灌漿套筒，生產附加成本高。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種外包鋼板的裝配式混凝土柱腳節點及其施工方法，要解決現有裝配式混凝土柱腳節點中存在根部箍筋約束不足、震后修復代價高、灌漿套筒生產中難以精確固定的技術問題。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種外包鋼板的裝配式混凝土柱腳節點，包括豎向對應拼接的上部的預制鋼筋混凝土柱和下部的鋼筋混凝土基礎，所述預制鋼筋混凝土柱內預埋有沿柱身均布一周的柱內縱筋、柱內箍筋和灌漿套筒裝置，所述鋼筋混凝土基礎內預埋有基礎錨固插入鋼筋，所述基礎錨固插入鋼筋與柱內縱筋通過灌漿套筒裝置內充滿的注漿材料連接，鋼筋混凝土基礎和預制鋼筋混凝土柱拼接縫處也充滿有注漿材料，

節點還包括在與混凝土柱一體預制、柱腳處外部圍合的外包鋼板筒，所述外包鋼板筒的頂端低于灌漿套筒裝置的注漿孔和出漿孔的位置，外包鋼板筒的底端與基礎上表面之間留有縫隙，縫隙處外側補有封堵材料，

節點還包括四周邊緣與外包鋼板筒的內壁水平無縫連接、中部開有肋板洞口的環形肋板，所述環形肋板位于外包鋼板筒的底部、高于外包鋼板筒的底端以預留出鋼板筒邊沿，所述鋼板筒邊沿、環形肋板、封堵材料以及基礎上表面形成封閉的拼縫腔，所述環形肋板開有與灌漿套筒裝置相適應的套筒洞口，灌漿套筒裝置依次穿過套筒洞口伸入拼縫腔內，灌漿套筒裝置的底側面與外包鋼板筒的底側面平齊，所述拼縫腔內填滿注漿材料。

所述外包鋼板筒的高度為柱截面長邊長度的1-3倍，厚度為10-30mm，材質為q235b或q345b的鋼材。

所述外包鋼板筒的外側表面與預制鋼筋混凝土柱的外側表面平齊或者凸出。

所述柱內箍筋加密區的設置范圍為自柱底端直至外包鋼板筒上端以上、柱截面長邊長度的0.5-1倍位置處。

所述預制鋼筋混凝土柱的肋板洞口范圍內預制有與環形肋板平齊的粗糙面層，或者預制鋼筋混凝土柱的底部一體預制有抗剪鍵體，該抗剪鍵體的四周邊沿包裹灌漿套筒裝置、與外包鋼板筒的底端平齊，抗剪鍵體的中部內凹斗狀。

所述灌漿套筒裝置為設置非獨立注漿孔和獨立出漿孔的第一套筒，第一套筒和拼縫腔內的注漿材料為一體澆筑，或者設置獨立注漿孔和獨立出漿孔的第二套筒，第二套筒和拼縫腔內的注漿材料為分體澆筑，

獨立注漿孔和獨立出漿孔均通過相應埋設在柱內的注漿管與套筒連通。

所述非獨立注漿孔位于柱側壁上，非獨立注漿孔和拼縫腔之間連通有一條柱內漿液流通管道，該柱內漿液流通管道位于預制鋼筋混凝土柱的內部，一端連通獨立注漿孔，另一端穿過環形肋板連通拼縫腔，所述拼縫腔形成灌漿套筒裝置的柱外漿體流通管道，

所述第一套筒的注漿材料的運動軌跡自非獨立注漿孔、柱內漿液流通管道、柱外漿體流通管道、各個套筒通過獨立出漿孔流出。

所述柱內漿液流通管道為埋在柱內的金屬波紋管或者與柱一體預制的管道，柱內漿液流通管道呈倒l形，包括水平管道和豎向管道，所述水平管道（91）連通側壁外部并與側壁具有傾角，豎向管道連通拼縫腔。

所述粗糙面層的中部或抗剪鍵體的中部均預留有柱內漿液流通管道的注漿孔洞口。

一種外包鋼板裝配式混凝土柱腳節點的施工方法，施工步驟如下：

步驟一：在工廠內將柱內縱筋、柱內箍筋和套筒灌漿裝置固定連接、綁扎成鋼筋籠。

步驟二：在工廠內將四塊鋼板焊接成矩形外包鋼板筒，環形肋板上開設有與套筒灌漿裝置相對應的套筒洞口，然后將環形肋板用角焊縫焊與外包鋼板筒的內壁焊接固定。

步驟三：將步驟一制作的鋼筋籠插入到步驟二制作的外包鋼板筒中，灌漿套筒裝置精確插入套筒洞口內形成整體后一起放入柱體模板中。

步驟四：向柱體模板內澆注混凝土，此時完成預制鋼筋混凝土柱的工廠制作，將預制鋼筋混凝土柱運至施工現場。

步驟五：基礎施工完成后，將基礎錨固插入鋼筋插入到預制鋼筋混凝土柱中的灌漿套筒裝置中并臨時固定，然后使用封堵材料封閉拼縫腔，用臨時支撐固定好預制鋼筋混凝土柱。

步驟六：配好注漿材料，注漿材料自從注漿孔注入自出漿孔流出，根據套筒的形式，拼縫腔與套筒內的注漿材料一體或分體充滿，注漿結束。

步驟七：待注漿材料凝結達到一定強度后，拆除預制鋼筋混凝土柱的臨時支撐，完成此柱腳節點施工。

與現有技術相比本發明具有以下特點和有益效果：

本發明公開的是裝配式混凝土結構建筑領域的一種柱腳節點，柱腳節點在一定高度范圍內設置附加外包鋼板筒以加強對柱底混凝土的約束作用，外包鋼板筒和柱底的加密箍筋協同作用更好的起到對柱腳混凝土的約束作用，降低了柱腳在較大轉角時的破壞程度，提高了柱腳節點的延性水平。

同時，在外包鋼板筒的內部設置環形肋板，既可增加外包鋼板筒的約束作用，同時環形肋板上開設用于鋼筋套筒在澆注時固定的洞口，省去了構件生產過程中套筒的固定工裝，提高了預制柱的套筒定位精度，構造簡單，施工方便。

還有，本發明的套筒灌漿裝置可采用無獨立注漿口的形式，也可采用有獨立注漿口的形式，分別根據不同的形式設計，在環形肋板、外包鋼板筒還有基礎頂面形成，環形肋板的設置使得柱腳底部形成拼縫腔，進而在拼縫腔內進行注漿連接，較現有技術中的拼縫連接厚度增大，同時還可以在預制柱底面設有粗糙面或抗剪鍵體，進一步增強柱腳節點的抗剪能力。

附圖說明

下面結合附圖對本發明做進一步詳細的說明。

圖1是本發明實施例一示意圖。

圖2是環形肋板的結構示意圖。

圖3是本發明實施例一柱底視圖。

圖4是本發明實施例二示意圖。

圖5是本發明實施例二柱底視圖。

圖6是本發明實施例三示意圖。

圖7是本發明實施例三柱底視圖。

圖8是本發明實施例四示意圖。

圖9是本發明實施例四柱底視圖。

附圖標記：1－鋼筋混凝土基礎、2－預制鋼筋混凝土柱、3－封堵材料、4－柱內縱筋、5－柱內箍筋、6－灌漿套筒裝置、61－非獨立注漿孔、62－獨立注漿孔、63－獨立出漿孔、7－外包鋼板筒、8－環形肋板、81－肋板洞口、82－套筒洞口、9－柱內漿液流通管道、91－水平管道、92－豎向管道、10－粗糙面層、11－抗剪鍵體、12－基礎錨固插入鋼筋、13－注漿材料、14－注漿孔洞口。

具體實施方式

實施例一參見圖1-3所示，一種外包鋼板的裝配式混凝土柱腳節點，包括豎向對應拼接的上部的預制鋼筋混凝土柱2和下部的鋼筋混凝土基礎1，所述預制鋼筋混凝土柱2內預埋有沿柱身均布一周的柱內縱筋4、柱內箍筋5和灌漿套筒裝置6，所述鋼筋混凝土基礎1內預埋有基礎錨固插入鋼筋12，所述基礎錨固插入鋼筋12與柱內縱筋4通過灌漿套筒裝置6內充滿的注漿材料13連接，鋼筋混凝土基礎1和預制鋼筋混凝土柱2拼接縫處也充滿有注漿材料13。

節點還包括在與混凝土柱一體預制、柱腳處外部圍合的外包鋼板筒7，所述外包鋼板筒7的頂端低于灌漿套筒裝置的注漿孔和出漿孔的位置，外包鋼板筒7的底端與基礎上表面之間留有縫隙，在安裝過程中作為消除安全誤差的措施，縫隙的寬度為20-30mm，縫隙處外側補有封堵材料3。

節點還包括四周邊緣與外包鋼板筒7的內壁水平無縫連接、中部開有肋板洞口81的環形肋板8，所述環形肋板8位于外包鋼板筒的底部、高于外包鋼板筒7的底端以預留出鋼板筒邊沿，所述鋼板筒邊沿、環形肋板8、封堵材料3以及基礎上表面形成封閉的拼縫腔，所述環形肋板開有與灌漿套筒裝置6相適應的套筒洞口82，灌漿套筒裝置6依次穿過套筒洞口82伸入拼縫腔內，灌漿套筒裝置6的底側面與外包鋼板筒7的底側面平齊，所述拼縫腔內填滿注漿材料13。所述注漿材料13為無收縮高強灌漿料，可采用抗壓強度45mpa以上的高強快硬水泥基灌漿料、鋼纖維快硬水泥基灌漿料、碳纖維快硬水泥基灌漿料或聚合物砂漿料。

所述外包鋼板筒7的高度為柱截面長邊長度的1-3倍，厚度為10-30mm，材質為q235b或q345b的鋼材。所述外包鋼板筒7的外側表面與預制鋼筋混凝土柱2的外側表面平齊或者凸出。本實施例中為平齊。所述柱內箍筋5加密區的設置范圍為自柱底端直至外包鋼板筒7上端以上、柱截面長邊長度的0.5-1倍位置處。

參見圖2所示，本實施例中，外包鋼板筒7為矩形，因此環形肋板也為矩形，中部開有矩形的肋板洞口81，套筒洞口82沿環形肋板與套筒對應均布一周。套筒洞口82的直徑比套筒直徑大2-4mm。

灌漿套筒裝置6為設置非獨立注漿孔61和獨立出漿孔63的第一套筒，第一套筒和拼縫腔內的注漿材料13為一體澆筑，獨立出漿孔63通過相應埋設在柱內的注漿管與套筒連通，

非獨立注漿孔61位于柱側壁上，非獨立注漿孔61和拼縫腔之間連通有一條柱內漿液流通管道9，該柱內漿液流通管道位于預制鋼筋混凝土柱2的內部，一端連通獨立注漿孔61，另一端穿過環形肋板連通拼縫腔，所述拼縫腔形成灌漿套筒裝置6的柱外漿體流通管道，所述第一套筒的注漿材料13的運動軌跡自非獨立注漿孔61、柱內漿液流通管道9、柱外漿體流通管道、各個套筒通過獨立出漿孔63流出。

所述柱內漿液流通管道9為埋在柱內的金屬波紋管。柱內漿液流通管道9呈倒l形，包括水平管道91和豎向管道92，所述水平管道91連通側壁外部并與側壁具有傾角，方便漿液流入，豎向管道92連通拼縫腔。

所述預制鋼筋混凝土柱2的肋板洞口81范圍內預制有與環形肋板8平齊的粗糙面層10。粗糙面層10的凸凹不小于6mm，中部預留有柱內漿液流通管道的注漿孔洞口14。

實施例二參見圖4-5所示，與實施例一不同的是，灌漿套筒裝置6為設置獨立注漿孔62和獨立出漿孔63的第二套筒，第二套筒和拼縫腔內的注漿材料13為分體澆筑，獨立注漿孔62和獨立出漿孔63均通過相應埋設在柱內的注漿管與套筒連通。

實施例三參見圖6-7所示，與實施例一不同的是，所述柱內漿液流通管道9為與柱一體預制的管道，所示預制鋼筋混凝土柱2的底部一體預制有抗剪鍵體11，該抗剪鍵體11的四周邊沿包裹灌漿套筒裝置6、與外包鋼板筒7的底端平齊，抗剪鍵體11的中部內凹斗狀，內凹斗狀與基礎頂面形成空腔，空腔內注滿注漿材料13，所述抗剪鍵體11的中部均預留有柱內漿液流通管道的注漿孔洞口14。

實施例四參見圖8-9所示，與實施例二不同的是，所示預制鋼筋混凝土柱2的底部一體預制有抗剪鍵體11，該抗剪鍵體11的四周邊沿包裹灌漿套筒裝置6、與外包鋼板筒7的底端平齊，抗剪鍵體11的中部內凹斗狀，內凹斗狀與基礎頂面形成空腔，空腔內注滿注漿材料13。所述抗剪鍵體11的中部均預留有柱內漿液流通管道的注漿孔洞口14。

以上實施例一、三所述的外包鋼板裝配式混凝土柱腳節點的施工方法，施工步驟如下：

步驟一：將柱內縱筋4、柱內箍筋5和套筒灌漿裝置6固定連接、綁扎成鋼筋籠。

步驟二：在工廠內將四塊鋼板焊接成矩形外包鋼板筒7，環形肋板8上開設有與套筒灌漿裝置6相對應的套筒洞口82，然后將環形肋板8用角焊縫焊與外包鋼板筒7的內壁焊接固定。

步驟三：將步驟一制作的鋼筋籠插入到步驟二制作的外包鋼板筒7中，灌漿套筒裝置6精確插入套筒洞口82內形成整體后一起放入柱體模板中。

步驟四：向柱體模板內澆注混凝土，此時完成預制鋼筋混凝土柱2的工廠制作，將預制鋼筋混凝土柱2運至施工現場。

步驟五：基礎施工完成后，將基礎錨固插入鋼筋12插入到預制鋼筋混凝土柱2中的灌漿套筒裝置6中并臨時固定，然后使用封堵材料3封閉拼縫腔，用臨時支撐固定好預制鋼筋混凝土柱2。

步驟六：配好注漿材料13，從非獨立注漿孔61注入，流經柱內漿液流通管道9將柱外漿體流通管道填滿，然后注漿材料13上行填滿各個套筒，套筒內充滿漿液后通過獨立出漿孔63流出，然后逐個將出漿孔封閉，直至所有出漿孔都封閉完，注漿結束。

步驟七：待注漿材料13凝結達到一定強度后，拆除預制鋼筋混凝土柱的臨時支撐，完成此柱腳節點施工。

以上實施例二、四所述的外包鋼板裝配式混凝土柱腳節點的施工方法，施工步驟如下：

步驟一：將柱內縱筋4、柱內箍筋5和套筒灌漿裝置6固定連接、綁扎成鋼筋籠。

步驟二：在工廠內將四塊鋼板焊接成矩形外包鋼板筒7，環形肋板8上開設有與套筒灌漿裝置6相對應的套筒洞口82，然后將環形肋板8用角焊縫焊與外包鋼板筒7的內壁焊接固定。

步驟三：將步驟一制作的鋼筋籠插入到步驟二制作的外包鋼板筒7中，灌漿套筒裝置6精確插入套筒洞口82內形成整體后一起放入柱體模板中。

步驟四：向柱體模板內澆注混凝土，此時完成預制鋼筋混凝土柱2的工廠制作，將預制鋼筋混凝土柱2運至施工現場。

步驟五：基礎施工完成后，將基礎錨固插入鋼筋12插入到預制鋼筋混凝土柱2中的灌漿套筒裝置6中并臨時固定，然后使用封堵材料3封閉拼縫腔，隨后在拼縫腔內填滿注漿材料13，用臨時支撐固定好預制鋼筋混凝土柱2。

步驟六：配好注漿材料13，從獨立注漿孔62注入，流經注漿管填滿各個套筒，套筒內充滿漿液后通過獨立出漿孔63流出，然后逐個將出漿孔封閉，直至所有出漿孔都封閉完，注漿結束。

步驟七：待注漿材料13凝結達到一定強度后，拆除預制鋼筋混凝土柱的臨時支撐，完成此柱腳節點施工。