一种装配式异形柱与梁的连接节点结构及抗剪墙建筑结构

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，尤其涉及一种装配式异形柱与梁的连接节点结构及抗剪墙建筑结构。

背景技术

预制混凝土之间的连接技术是预制装配整体式钢筋混凝土体系的关键所在，如何构建受力性能良好、构造措施合理、施工安装简便的新型连接方式，一直是预制装配整体式钢筋混凝土结构设计的技术难点。

目前，预制混凝土竖向安装施工过程中，节点及接缝处的纵向钢筋连接多采用套筒灌浆连接、机械连接、焊接连接及间接锚固连接等连接方式，这些连接方式技术要求高，施工难度大，施工质量不易保证、难以检验，隐蔽工程较多，直接导致了装配式剪力墙造价的增加和施工工期的增加，使得装配式异形柱结构抗震性能差，造价高。

此外，现有装配式异形柱结构建筑体系主要采用预制混凝土异形柱框架结构（套筒灌浆连接）+砌块墙体。异形柱框架结构梁柱厚度均与墙体相同，室内不露梁、柱，低多层建筑中应用较多；砌块造价低，工艺成熟，在工程中得到了大面积的推广应用，是目前装配式结构住宅中采用最多的墙体材料。它不仅可以在工厂内生产出各种规格，还可以像木材一样进行锯、刨、钻、钉，适合于传统施工方式。

发明内容

本申请提供一种装配式异形柱与梁的连接节点结构及抗剪墙建筑结构，首要解决现有异形柱与梁连接节点的缺陷；其次再解决现有墙体湿作业多、施工复杂等缺点。

本申请通过下述技术方案实现：

本申请提供的一种装配式异形柱与梁的连接节点结构，包括预制异形柱和预制梁，所述预制梁包括第二纵向钢筋、第二箍筋和先浇筑材料；

预制梁与预制异形柱连接的一端设有钢梁转换接头，所述第二纵向钢筋通过封头钢板与钢梁转换接头固接；

预制异形柱在对应预制梁的位置设有预埋件，所述预埋件与钢梁转换接头固接。

可选的，所述预埋件包括立板和若干水平的横向钢筋，横向钢筋一端与立板连接，立板的外表面外露于预制异形柱，立板与钢梁转换接头固接。

可选的，所述钢梁转换接头包括工字钢，工字钢一端与封头钢板连接，工字钢另一端与立板固接。

可选的，所述工字钢的上、下翼缘与所述立板焊接，和/或所述钢梁的腹板通过连接板与所述立板螺栓联接。

特别的，所述预制梁的纵向钢筋与封头钢板穿孔塞焊连接。

其中，所述封头钢板与立板之间的区域有后浇混凝土。

可选的，所述封头钢板远离钢梁转换接头的一面垂直连接有抗剪一字板A，抗剪一字板A埋于预制梁的先浇筑材料内。

可选的，所述预埋件还包括抗剪一字板B，抗剪一字板B的一端与所述立板垂直连接。

特别的，所述预制异形柱包括钢筋骨架和预浇混凝土，通过在钢筋骨架内、外预先浇筑预浇混凝土预制构成预制异形柱。

本申请提供的装配式异形柱抗剪墙建筑结构，包括抗剪墙以及所述的连接节点结构；

所述钢梁和钢梁转换接头置于所述抗剪墙顶部的凹槽内，抗剪墙与预制梁通过抗剪钢筋连接。

可选的，所述预制异形柱包括上、下端的封边钢板，以及第一纵向钢筋和第二箍筋绑扎在一起构成的钢筋骨架；

封边钢板与预制异形柱的第一纵向钢筋穿孔塞焊连接；

上、下相邻的两个预制异形柱之间通过连接钢板焊接连接，连接钢板外侧有后浇混凝土。

与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：

1，本申请的梁柱连接节点处，预制梁端部采用钢梁转换接头，干式连接，施工简单，抗震性能优异；封头钢板具有受力、模板双重作用，经济性好；

2，异形柱、预制梁、抗剪墙均工厂预制，工业化程度高，绿色环保；结构梁与墙体一体化，结构柱、梁、楼板、墙板均免支撑；

3，异形柱在楼层处连续，干式连接，抗压等强，抗拉超强，节点连接简单可靠；

4，预制梁整体预制，与异形柱连接方式同钢结构相同，免除预制梁施工支撑；与楼板通过抗剪钢筋连接，楼板可直接放置到梁顶，免除楼板施工临时支撑；

5，抗剪墙强度高、耐久性好；抗剪墙与预制梁通过抗剪钢筋连接，传递预制梁剪力可靠；预制梁作为抗剪墙的吊架和侧向支撑，抗剪墙安装时免除侧向临时支撑。

6，异形柱抗剪墙结构为双层抗侧力结构体系，抗震性能优异；抗剪墙承担大部分水平荷载，异形柱框架配筋大幅减少；预制梁耗能端采用钢梁，耗能和延性性能好，抗震性能优异。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请实施方式的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施方式的限定。

图1是装配式异形柱与梁的连接节点的示意图；

图2是图1中A-A处的剖视图；

图3是图1中B-B处的剖视图；

图4是图1中C-C处的剖视图；

图5是装配式异形柱的结构示意图；

图6是装配式异形柱剪力墙建筑结构体系的平面图；

图7是上下排钢管异形柱的连接示意图；

图8是图7中D-D处的剖视图；

图9是图7中E-E处的剖视图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。需要说明的是，本说明书中的各个实施例均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的部分互相参见即可。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、 “内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-图4所示，本实施例公开的装配式异形柱与梁的连接节点结构，包括预制异形柱1和预制梁2。

预制异形柱1包括钢筋骨架和预浇混凝土11。通过在钢筋骨架内、外预先浇筑预浇混凝土11预制构成预制异形柱1。钢筋保护层厚度根据需要设置。

可选的，第一纵向钢筋12和第二箍筋13绑扎在一起构成预制异形柱1的钢筋骨架。

可选的，预制梁2包括第二纵向钢筋21、第二箍筋22和先浇筑材料23。封头钢板4与第二纵向钢筋21穿孔塞焊连接，确保钢筋与封头钢板4可靠连接；封头钢板4还可作为预制梁2的边摸，减少工厂模板费用。封头钢板4远离钢梁转换接头的一面垂直连接有抗剪一字板A41，连接方式可选焊接。

预制梁2端部设有钢梁转换接头；预制梁2通过封头钢板4与钢梁转换接头连接。钢梁转换接头一端与预制异形柱1连接，一端与封头钢板4连接。

可选的，钢梁转换接头包括工字钢51和连接板52，工字钢51一端与封头钢板4连接，连接板52与工字钢51的腹板511螺栓连接。

预制异形柱1在对应预制梁2的位置设有预埋件。预埋件包括立板61、抗剪一字板B62和若干水平的横向钢筋63，横向钢筋63和立板61一端均与立板61连接，连接方式可为焊接。立板61的外表面外露于预制异形柱1。立板61与工字钢51的两个翼缘512、连接板52焊接。

值得说明的是，封头钢板4与立板61之间的区域有后浇混凝土53。施工时，待钢梁转换接头与预制异形柱1连接完成并浇筑混凝土后再焊接工字钢51的上翼缘板。

后浇混凝土53可作为钢梁转换接头的防火保护，并保证工字钢梁刚度不低于预制混凝土。预制梁2整体预制，与预制异形柱1连接方式同钢结构相同，免除预制梁2施工支撑。

如图5所示，预制异形柱1还包括上、下端的封边钢板14，封边钢板14与预制异形柱1的第一纵向钢筋12穿孔塞焊连接，确保钢筋与封边钢板14可靠连接；封边钢板14还可作为预制预制异形柱1的边摸，减少工厂模板费用。

值得一提的是，预制异形柱1的截面可为L形、T形、十字形等异形形状。

可选的，预制异形柱1长度为9m-12m，连接钢板15厚10-20mm。连接钢板15与预制异形柱1抗压等强，可保证预制异形柱1上下节点连接干式施工，并免除普通灌浆套筒等施工、检测困难的痼疾；连接钢板15抗压等强，抗拉能力相对于预制异形柱1钢筋属于超强状态，可保证连接做到强节点，并可适当降低连接钢板15焊接要求，减少施工难度。

如图1-图9所示，本实施例公开的装配式异形柱抗剪墙建筑结构，包括预制异形柱1、预制梁2和抗剪墙3。预制异形柱1与预制梁2的节点处采用上述的连接节点结构。预制异形柱1在楼层处连续，可减少预制异形柱1竖向连接节点数量，加快施工速度。

特别的，上下相邻的两个预制异形柱1之间的连接通过连接钢板15焊接连接，连接钢板15外侧后浇混凝土，作为钢板防腐、防火保护层16。连接钢板15厚度根据需要设置即可。

抗剪墙3采用超高性能混凝土夹心墙板，墙面板为超高性能混凝土UHPC，UHPC具有超高强度的特点。夹心填充材料可为泡沫混凝土、岩棉、聚苯板等材料，可采用现浇形式，也可采用预制形式。

可选的，抗剪墙3顶部有U形槽，预制梁2和钢梁转换接头置于U形槽中，其下翼缘通过抗剪钢筋8与抗剪墙3连接。

预制异形柱1、预制梁2均为预制混凝土构件，抗剪墙3与预制梁2通过抗剪钢筋8连接，传递预制梁2剪力可靠。预制梁2与抗剪墙3在工厂组装成整体，预制梁2可作为抗剪墙3的吊架，并作为抗剪墙3的侧向支撑，抗剪墙3安装时免除侧向临时支撑。

预制梁2与楼板7通过抗剪钢筋8连接，楼板7可直接放置到梁顶，免除楼板施工临时支撑。

该结构体系竖向承重主要通过楼板7传递给预制梁2，预制梁2传递给预制异形柱1；抗剪墙3与预制梁2通过抗剪连接件8连接，抗剪墙3仅承受预制梁2传递的水平荷载和自重。

本申请采用预制异形柱1框架+抗剪墙3的抗震体系，抗剪墙3为抗震设防第一道防线，预制异形柱1框架为抗震设防第二道防线，为双层抗侧力结构体系，抗震性能优异；抗剪墙3承担大部分水平荷载，预制异形柱1框架承受竖向力为主，预制异形柱1框架配筋大幅减少，经济性好。预制梁2耗能端采用钢梁，耗能和延性性能好，抗震性能优异。

以上的具体实施方式，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。