一种等效型钢混凝土预制柱及其施工方法

技术领域

本发明涉及建筑技术领域，更具体地说，涉及一种等效型钢混凝土预制柱。此外，本发明还涉及一种适用于上述等效型钢混凝土预制柱的等效型钢混凝土预制柱施工方法。

背景技术

装配式建筑具有工业化程度高，减少污染等突出优点，在国内外得到了大力推广和应用。

为保证装配式建筑的整体受力性能，需要通过节点连接构件，以使其在荷载作用共同受力。由于建筑结构受力机理复杂，节点处往往非单一受力状态，需要节点具有足够的强度和、刚度和稳定性，确保节点能够安全可靠地传递各个构件的内力。

传动的钢筋混凝土预制柱在装配过程中具有一定的操作难度，特别是目前广泛应用的钢筋套筒灌浆连接施工连接要求高，灌浆质量也难以检测，影响了钢筋混凝土装配结构的推广和应用。

综上所述，如何在保证结构强度、刚度的同时简化装配式柱的施工过程，并提供一种有效可行的连接方式是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种等效型钢混凝土预制柱，混凝土主体的端面凸出设有等效型钢连接件，既保证了预制柱连接处的连接强度，也简化了施工过程。

此外，本发明还提供了一种适用于上述等效型钢混凝土预制柱的等效型钢混凝土预制柱施工方法。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种等效型钢混凝土预制柱，包括混凝土主体和等效型钢连接件，所述等效型钢连接件沿所述混凝土主体的轴线方向设置，且所述等效型钢连接件凸出所述混凝土主体的端面。

优选的，所述等效型钢连接件包括至少两根预埋型钢，相邻两根所述预埋型钢之间设有缀条和/或缀板。

优选的，所述预埋型钢的内壁面设有若干个栓钉，所述栓钉在所述预埋型钢的长度方向上均匀分布。

优选的，所述预埋型钢包括T型钢、C型钢、工字钢、角钢、钢管或组合钢管焊接连接件。

优选的，所述等效型钢连接件包括设置于所述混凝土主体中央的预埋钢构件，所述预埋钢构件的外侧环绕设置螺旋箍筋。

优选的，所述预埋钢构件的外壁面设有若干个栓钉，所述栓钉在所述预埋钢构件的长度方向上均匀分布。

优选的，所述混凝土主体内设有若干根纵筋，所述纵筋沿所述混凝土主体的轴线方向设置。

一种等效型钢混凝土预制柱施工方法，用于权利要求-所述的等效型钢混凝土预制柱，包括：

组装等效型钢连接件，浇筑预制柱上柱和预制柱下柱；

吊装所述预制柱上柱至所述预制柱下柱的正上方；

焊接所述预制柱上柱的所述等效型钢连接件和所述预制柱下柱的所述等效型钢连接件；

在所述预制柱上柱的下端面和所述预制柱下柱的上端面间局部支模，进行混凝土浇筑。

优选的，在所述吊装所述预制柱上柱与所述局部支模之间，包括：

连接所述预制柱上柱的纵筋和所述预制柱下柱的纵筋，并在所述预制柱上柱下端的所述纵筋处和所述预制柱下柱上端的所述纵筋处配置加密箍筋。

本发明提供的等效型钢混凝土预制柱在混凝土主体内预埋有等效型钢连接件，等效型钢连接件沿混凝土主体的长度方向设置，满足了预制柱的抗压、抗拉、抗弯和抗剪强度要求；等效型钢连接件凸出混凝土主体的端面，因此在连接两预制柱时，可先焊接二者的等效型钢连接件，而后局部支模、绑扎加密箍筋、浇筑混凝土连接两预制柱，等效型钢连接件不仅加强了两预制柱连接处的连接强度，还简化了连接节点，极大降低了施工难度。

此外，本发明还提供了一种适用于上述等效型钢混凝土预制柱的等效型钢混凝土预制柱施工方法。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的等效型钢混凝土预制柱的具体实施例一的结构示意图；

图2为图1在A-A方向上的剖视示意图；

图3为本发明所提供的等效型钢混凝土预制柱的具体实施例二的结构示意图；

图4为本发明所提供的等效型钢混凝土预制柱的具体实施例三的结构示意图；

图5为本发明所提供的等效型钢混凝土预制柱的具体实施例四的结构示意图；

图6为图5在B-B方向上的剖视示意图；

图7为本发明所提供的等效型钢混凝土预制柱的具体实施例五的结构示意图；

图8为本发明所提供的等效型钢混凝土预制柱施工方法的流程示意图。

图1-图8中：

01为预制柱上柱、02为预制柱下柱、1为混凝土主体、2为预埋型钢、3为缀条、4为预埋钢构件、5为螺旋箍筋、6为纵筋、7为栓钉、8为环向加强板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种等效型钢混凝土预制柱，混凝土主体的端面凸出设有等效型钢连接件，既保证了预制柱连接处的连接强度，也简化了施工过程。

此外，本发明还提供了一种适用于上述等效型钢混凝土预制柱的等效型钢混凝土预制柱施工方法。

请参考图1-图8。

本发明提供的等效型钢混凝土预制柱，包括混凝土主体1和等效型钢连接件，等效型钢连接件沿混凝土主体1的轴线方向设置，且等效型钢连接件凸出混凝土主体1的端面。

混凝土主体1根据设计尺寸浇筑而成；等效型钢连接件沿混凝土主体1的长度方向设置，等效型钢连接件可以贯穿混凝土主体1的长度方向设置，如图1、图3、图4所示，通过承载力等效代替预制柱1内的部分或全部纵筋；也可以仅设置于混凝土主体1的一定长度，如图5和图7所示，主要起到节点连接作用；等效型钢连接件凸出混凝土主体1的端面的具体长度根据焊接连接等效型钢连接件所需的操作空间等因素确定。

施工时往往需要连接两根等效型钢混凝土预制柱，首先吊装预制柱上柱01至预制柱下柱02的正上方，使预制柱上柱01的等效型钢连接件与预制柱下柱01的等效型钢连接件相对设置；连接预制柱上柱01的等效型钢连接件和预制柱下柱02的等效型钢连接件；在预制柱上柱01的下端面与预制柱下柱02的上端面间进行局部支模并配置加密箍筋，浇筑混凝土。

在本实施例中，混凝土主体1内预埋有等效型钢连接件，等效型钢连接件沿混凝土主体1的长度方向设置，满足了预制柱的强度要求；等效型钢连接件凸出混凝土主体1的端面，因此在连接两预制柱时，可先焊接二者的等效型钢连接件，而后局部支模、绑扎加密箍筋、浇筑混凝土连接两预制柱，等效型钢连接件不仅加强了两预制柱连接处的连接强度，还简化了节点连接方式，降低了施工难度。

优选的，混凝土主体1内可以设有若干根纵筋6，纵筋6沿混凝土主体1的轴线方向设置。

纵筋6的种类和尺寸根据预制柱的设计强度要求确定，纵筋6的设置位置根据预制柱的设计强度和等效型钢连接件的设置位置等因素确定。

需要进行说明的是，纵筋6和等效型钢连接件的部分功能相同，在保证预制柱设计强度的前提下，可通过设置等效型钢连接件减少纵筋6的数量。

在上述实施例的基础上，等效型钢连接件可以包括至少两根预埋型钢2，相邻两根预埋型钢2之间设有缀条3和/或缀板。

预埋型钢2的数量与预埋型钢2的尺寸以及混凝土主体1的形状和尺寸等因素有关，由于等效型钢混凝土预制柱的截面多为矩形，为了增强预制柱的强度，将预埋型钢2的数量设置为四根，且四根预埋型钢2分布于矩形截面的四角方向上。

优选的，预埋型钢2可以包括T型钢、C型钢、工字钢、角钢、钢管或组合钢板焊接件，结构简单、便于强度和刚度校核验算，且容易获取、成本较低。预埋型钢2的具体型号根据预制柱的设计计算选取，在此不再赘述。

为了增强预埋型钢2与混凝土主体1的连接强度，优选的，预埋型钢2的内壁面设有若干个栓钉7，栓钉7在预埋型钢2的长度方向上均匀分布。栓钉7的尺寸以及相邻两个栓钉7之间的距离根据实际建筑设计要求确定，在此不再赘述。

缀条3和缀板用于连接相邻的两根预埋型钢2，增强了预埋型钢2间的连接强度，避免混凝土浇筑过程中预埋型钢2的位置偏移，并起到承担预制柱剪力的功能。缀条3的种类、尺寸和/或缀板的种类、尺寸根据预埋型钢2的种类和尺寸等因素确定，在此不再赘述。

缀条3和缀板可以与预埋型钢2水平焊接，如图1所示；也可以与预埋型钢2斜向成角度焊接，如图3所示；还可以与预埋型钢2水平焊接、斜向成角度焊接并用，如图4所示。

生产预制柱时，首先按照设计位置放置各预埋型钢2，而后利用缀条3和/或缀板连接相邻的预埋型钢2，最后支模浇筑混凝土主体1。

在本实施例中，利用预埋型钢2替换传统的纵筋6、缀条3和/或缀板替换固定纵筋6的箍筋，简化了预制柱的生产和安装工艺。

同时，预埋型钢2的设置简化了预制柱连接节点构造，降低了预制柱的施工难度。

在上述实施例的基础上，等效型钢连接件包括设置于混凝土主体1中央的预埋钢构件4，预埋钢构件4的外壁面环绕设置螺旋箍筋5。

预埋钢构件4的截面形状可以如图6所示为工字型，可以设计为其他任意几何形状，只要预埋钢构件4满足预制柱的设计要求即可。

为了增强预埋钢构件4与混凝土主体1的连接强度，优选的，预埋钢构件4的内壁面设有若干个栓钉7，栓钉7在预埋钢构件4的长度方向上均匀分布。栓钉7的尺寸以及相邻两个栓钉7之间的距离根据实际建筑设计要求确定，在此不再赘述。

螺旋箍筋5环绕绑扎于预埋钢构件4的外侧，用于增强预制柱的抗剪承载力以及预埋钢构件与混凝土之间的连接性能。

生产预制柱时，首先按照设计位置放置预埋钢构件4，而后在预埋钢构件4外捆扎螺旋箍筋5，最后支模浇筑混凝土主体1。

在本实施例中，预埋钢构件4能够代替部分或全部预制柱纵筋，不仅保证了预制柱的结构强度和刚度，并降低了预制柱连接时施工难度。

优选的，请参考图7，为了增强预制柱连接处的结构强度和刚度，特别是为了增强预制柱与梁连接对应位置的刚度和强度，还可以在混凝土主体1的与梁连接对应位置设置环向加强板8，环向加强板8上设有安装等效型钢连接件的第一安装孔和安装纵筋6的第二安装孔。

纵筋6可通过钢筋套筒连接于环向加强板8上，也可以与环向加强板8塞焊连接；等效型钢连接件与环向加强板8直接焊接连接。

环向加强板8与梁的连接方式与梁的种类有关，例如混凝土梁的梁纵筋与环向加强板8搭接后焊接连接；钢梁的翼缘与环向加强板8对接焊接连接。

生产预制柱时，首先按照设计位置放置并固定等效型钢连接件和纵筋6；而后将等效型钢连接件装入环向加强板8的第一安装孔内，纵筋6装入环向加强板8的第二安装孔内，焊接等效型钢连接件、纵筋6与环向加强板8；最后支模浇筑混凝土主体1。

除了上述等效型钢混凝土预制柱，本发明还提供一种适用于上述实施例公开的等效型钢混凝土预制柱的等效型钢混凝土预制柱施工方法，包括：

步骤S1，组装等效型钢连接件，浇筑预制柱上柱01和预制柱下柱02；

步骤S2，吊装预制柱上柱01至所述预制柱下柱02的正上方；

步骤S3，焊接预制柱上柱01的等效型钢连接件和预制柱下柱02的等效型钢连接件；

步骤S4，在预制柱上柱01的下端面和预制柱下柱02的上端面间局部支模，进行混凝土浇筑。

需要进行说明的是，预制柱上柱01和预制柱下柱02可以在施工前于工厂内提前浇筑预制，也可以在施工时现场浇筑并养护。

优选的，考虑到预制柱内设置的纵筋6，在步骤S2与步骤S4之间还包括：

连接预制柱上柱01的纵筋6和预制柱下柱02的纵筋6，并在预制柱上柱01下端的纵筋6处和预制柱下柱02上端的纵筋6处配置加密箍筋。

纵筋6可以采用螺纹钢筋套筒连接，也可以采用焊接连接方式或其他常见的钢筋连接方式。

在本实施中，将预制柱分为预制柱上柱01、预制柱下柱02以及后浇筑部分三段，预制柱上柱01和预制柱下柱02均可在工厂内浇筑预制，仅有后浇筑部分必须现场施工，简化了施工工艺，降低了施工难度，极大地提高了施工效率。

预制柱通过等效型钢连接件焊接连接，焊接部分结构简单、容易操作，有效降低了焊接难度，有利于保证连接处的焊接质量。

需要进行说明的是，本申请文件中提到第一安装孔和第二安装孔中的第一和第二仅用于区分位置的不同，而不含对顺序的限定。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的等效型钢混凝土预制柱及其施工方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。