一种装配式混凝土框架结构十字榫式竖向螺栓连接节点

技术领域

本发明属于装配式框架结构构件连接技术领域，特别涉及一种装配式混凝土框架结构十字榫式竖向螺栓连接节点。

背景技术

我国建筑行业正在大力发展装配式结构建筑。与此同时，装配式结构节点强度问题一直为阻挠装配式建筑发展的难点和研究的焦点。现有装配式混凝土框架结构竖向连接主要为柱连接，采用的连接方式主要有灌浆套筒链接、螺栓连接、焊接连接等。

灌浆套筒连接需要现场湿作业，降低了装配率，且操作不便，现有方法无法准确的检查连接的有效性；焊接连接施工方便，质量检查有较为成熟的标准，但是其施工质量和施工人员素质关联大，不利于标准化施工。

螺栓连接施工方便，施工质量控制简单，现有螺栓连接主要有两种类型：一种是在柱体节点连接外侧加钢连接板，保证承载力，另一是单纯靠螺栓自身抵抗剪力。前者施工不便，造价较高，后者螺栓受力复杂，且剪切力仅依靠螺栓进行传递，剪切承载力小，在柱体上产生薄弱点，不利于抗震抗风，不利于实际使用。如何在保持螺栓连接施工简易标准的情况下提升其剪切承载力，当下亟待解决。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种装配式混凝土框架结构十字榫式竖向螺栓连接节点，能够解决现有装配式柱连接装配率不高的问题，提高标准化施工程度，明确受力路径，提升装配式柱连接剪切承载力；具有结构简单、施工方便、装配高效、抗剪承载力强的优点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种装配式混凝土框架结构十字榫式竖向螺栓连接节点，包括上混凝土柱1及下混凝土柱4，所述上混凝土柱1底部设有十字榫头2，所述十字榫头2与下混凝土柱4顶部设置的十字卯口3相适配插接；上混凝土柱1的四角且十字榫头2上方设有螺栓连接槽1-1，螺栓1-2从下混凝土柱4的四角竖向穿过上混凝土柱1底部的四角，伸入螺栓连接槽1-1，通过螺母1-3对其紧固。

所述上混凝土柱1与十字榫头2一体连接。

所述十字卯口3外周设有与下混凝土柱4一体连接的受剪柱3-1和拉结件3-2。

所述十字榫头2与十字卯口3的连接处预留有1-3mm宽的水平向连接缝。

所述上混凝土柱1及下混凝土柱4柱身内通长设置有钢筋。

所述受剪柱3-1和拉结件3-2内且围绕十字卯口3配置有箍筋3-3。

本发明的有益效果在于：

1、通过十字榫头2和十字卯口3的连接传递剪力，上混凝土柱1及下混凝土柱4内部通过钢筋进行加固以保证剪力的传递，同时榫卯连接装配效率高，有效提高标准化施工程度。

2、通过螺栓1-2竖向连接上混凝土柱1及下混凝土柱4内部，明确受力路径，提升装配式柱连接剪切承载力。

3、通过受剪柱3-1结合拉结件3-2将一般榫式连接抗剪面积由1/4提高到3/9以上，较大的截面受力显著提高抗剪承载力，且不在局部产生附加弯矩。

4、在节点处配有箍筋3-3以增强轴向承载力，使得受超出承载力的轴压状态下节点核心处处于三向受压状态，使其产生延性破坏，保证竖向承载力。

综上，本发明具有结构简单、施工方便、装配高效、抗剪承载力强的优点。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的正视图。

图3是本发明的横切面图，剖切位置位于上下混凝土榫卯连接中部。

图4是本发明的十字榫头2的结构示意图。

图5是本发明的十字卯口3的结构示意图。

图中：1、上混凝土柱；1-1、螺栓连接槽；1-2螺栓；1-3螺母；2、十字榫头；3、十字卯口；3-1、受剪柱；3-2、拉结件；3-3、箍筋；4、下混凝土柱。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

一种装配式混凝土框架结构十字榫式竖向螺栓连接节点，包括上混凝土柱1及下混凝土柱4，所述上混凝土柱1底部设有十字榫头2，所述十字榫头2与下混凝土柱4顶部设置的十字卯口3相适配插接；上混凝土柱1的四角且十字榫头2上方设有螺栓连接槽1-1，螺栓1-2从下混凝土柱4的四角竖向穿过上混凝土柱1底部的四角，伸入螺栓连接槽1-1，通过螺母1-3对其紧固，受力路径清晰。

所述上混凝土柱1与十字榫头2一体连接，增强整体性，提高抗剪力。

所述十字卯口3外周设有与下混凝土柱4一体连接的受剪柱3-1和拉结件3-2，将一般榫式连接抗剪面积由1/4提高到3/9以上，且不在局部产生附加弯矩。

所述十字榫头2与十字卯口3的连接处预留有1-3mm宽的水平向连接缝，作为混凝土柱因轴向应力和泊松效应产生的轻微膨胀空间，且方便安装。

所述上混凝土柱1及下混凝土柱4柱身内通长设置有钢筋，以保证剪力的传递。

所述受剪柱3-1和拉结件3-2内且围绕十字卯口3配置有箍筋3-3，以增强轴向承载力。

本发明工作原理为：

上混凝土柱1同十字榫头2、下混凝土柱4与十字卯口3分别由钢筋及混凝土浇筑一体成型，中间无过渡连接件；装配时十字榫头2直接插入十字卯口3，并通过螺栓1-2及螺母1-3连接，十字榫头2和十字卯口3尺寸对应，连接处留1～3mm空隙，方便安装。

混凝土柱竖向承载力通过上、下十字榫卯连接进行传递，传力截面同柱截面面积相同，同时节点处配有整体箍筋以增强轴向承载力，使得受超出承载力的轴压状态下节点核心处处于三向受压状态，使其产生延性破坏，保证竖向承载力；螺栓连接仅承担柱的竖向荷载，正常状态下承担部分轴向力，地震作用下承担拉力，受力清晰。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。