一种预制型钢砼柱上、下柱段连接的填浇混凝土方法

技术领域

本发明涉及装配式结构设计技术领域，尤其是一种适用于工厂预制型钢砼柱上、下柱段连接的填浇混凝土方法。

背景技术

近年来，我国高层建筑的建设规模居世界前列，在建筑高度不断增加的同时，建筑体型也愈加复杂，且多向大跨及重载方向发展，从而使结构柱承受的荷载越越大。为了减小传统钢筋混凝土柱构件的截面面积，扩大建筑的实际使用面积，型钢-砼柱结构逐渐成为高层及超高层建筑结常选用的一种承重及抗侧力结构件。型钢-砼柱结构由于在传统混凝土柱构件中配置了型钢，因此具有承载力高、轴向和抗侧刚度大、变形性能好等优点。同时构件中型钢包裹在混凝土中，解决了传统钢结构建筑中存在的防火、防腐以及局部稳定性等问题。但型钢-砼柱构件也存在一些不足之处，传统的现浇型钢-砼柱结构，采用中梁、柱型钢先进行整体拼装的施工方法，然后进行钢筋的绑筋与模板的支设，最后浇筑混凝土。由于型钢-砼柱构件中同时存在型钢与钢筋，普通含有粗骨料的混凝土的浇筑及振捣质量难以保证；此外，梁柱节点处构造复杂，钢筋密布且施工繁复，使现浇型钢-砼柱结构的施工难度进一步增加，施工质量难以得到保证。

型钢-砼柱结构与现浇钢筋混凝土结构相比，经有效抗震设计的预制混凝土（PC）结构主要具有：1）构件质量好，PC 结构构件主要在预制工厂制作，相比于施工现场制作其生产条件更好，质量更可控；2）生产效率高，PC 结构件在预制工厂中大多使用自动化、机械化的方式生产，其生产效率高于施工现场制作的构件，PC 构件运输至施工现场后的安装也多采用机械化施工方式，仅需少量（湿式连接）的混凝土作业，减小了现浇混凝土的养护时间，且施工受天气及季节的影响较小，施工较为便捷；3）有利于高性能土木工程材料的使用，随着高性能水泥基材料的不断涌现，混凝土结构中使用高性能水泥基材料以增强结构性能的需求也不断提升，但现场施工使用的难度大，而 PC 构件预制工厂制作的特点为上述高性能水泥基材料的实际推广提供了基础。

综上所述，型钢-砼柱结构受力性能优越，但现场施工工序繁杂，PC 结构构件质量好且现场施工效率高，因此将技术成熟的 PC 构件用于受力性能优越的型钢-砼柱结构中，不但可以解决传统型钢-砼柱结构现场施工困难的问题，更能结合PC 结构的特点形成受力与施工性能更好的新型结构体系。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种预制型钢砼柱上、下柱段连接的填浇混凝土方法，采用PC 结构技术进行预制型钢-砼柱的节点设计，将预制型钢砼柱与钢梁作为一个预制单元，并将上下柱的连接节点移至柱中部，使用长丝套筒和钢结构耳板连接工艺，将上、下段预制型钢砼柱中的钢筋和型钢连接，然后采用豆石型灌浆料将上、下柱段间的连接空间浇灌实，成为装配式整体结构柱，较好解决了传统型钢-砼柱结构现场施工困难的问题，结构简单，受力安全，施工方便，型钢砼柱完全实现工厂化生产，生产效率高，质量更可控，更能结合PC 结构的特点形成受力与施工性能更好的新型结构体系，尤其适用于型钢混凝土柱-钢梁框架结构。

本发明的目的是这样实现的：一种预制型钢砼柱上、下柱段连接的填浇混凝土方法，其特点是采用长丝套筒和耳板将上、下预制型钢砼柱中的钢筋和型钢骨架连接为一体，采用豆石型灌浆料将上、下柱段间连接的部位浇灌成装配式整体结构柱，所述长丝套筒设置在上、下预制型钢砼柱两端的钢筋上，且与钢筋为丝扣连接；所述耳板设置在上、下预制型钢砼柱两端的型钢骨架上，且与型钢骨架为焊接；所述上、下预制型钢砼柱的两端设有型钢骨架包络的砼凸台，其四周形成上、下柱连接的浇灌空间；所述上、下预制型钢砼柱的上部设有与型钢骨架为焊接的楼层钢梁；所述上预制型钢砼柱设置在下预制型钢砼柱上，采用连接杆将上、下预制型钢砼柱中的钢筋连接成一体，采用连接板将上、下预制型钢砼柱中的型钢骨架连接成一体；所述连接杆两端分别与上、下预制型钢砼柱的长丝套筒为丝扣连接；所述连接板由螺栓通过耳板将上、下预制型钢砼柱的型钢骨架连接固定后将其焊接成一体。

所述型钢骨架与楼层钢梁的连接部位设有连接板的局部加强。

本发明与现有技术相比具有将现场连接放在受力较为简单的柱段中部，较好避开构造复杂的梁柱节点处，更能保证受力安全，工厂制作完成的长丝套筒，连接更加安全可靠，精度更高，且结构首层即可采用（地下室现浇钢骨段可按扩150~250考虑），预制率高，与砌体墙结合好等优点，当型钢柱采用箱型柱或圆管柱时，更可大大减少吊装重量，尤其适用于型钢混凝土柱-钢梁框架结构，型钢砼柱完全实现工厂化生产，生产效率高，施工工序简单、方便，质量更可控，采用长丝套筒连接、豆石型灌浆料技术、钢结构耳板连接技术综合用于上、下柱段的连接，将技术成熟的 PC 构件用于受力性能优越的型钢-砼柱结构中，是把传统浇型钢-砼柱结构与PC 结构完美结合进行的一次改进与创新，不但可以解决传统型钢-砼柱结构现场施工困难的问题，更能结合PC 结构的特点形成受力与施工性能更好的新型结构体系，使现浇型钢-砼柱结构的施工难度大大减低，施工质量得以保证，尤其适用于型钢混凝土柱-钢梁框架结构，实用性强，具备广泛的推广和应用前景。

附图说明

图1为本发明预制型钢-砼柱单元结构示意图；

图2为本发明实施例结构示意图；

图3为图1的A-A剖面结构示意图；

图4为图1的B-B剖面结构示意图。

具体实施方式

本发明将预制型钢砼柱与钢梁作为一个预制单元，将上下柱的连接节点移至柱中部，在现场施工中仅需定位预制型钢砼柱并使用长丝套筒连接上、下柱的钢筋，使用钢结构耳板连接工艺将上、下段预制型钢砼柱中的型钢连接，然后采用豆石型灌浆料将上、下柱段间连接区浇灌实。下面以工厂加工的预制型钢-砼柱进行现场装配为例对本发明作进一步详细描述和说明：

实施例1

参阅附图1，本发明的预制型钢-砼柱单元结构包括钢筋10和型钢骨架1的上预制型钢砼柱7（或下预制型钢砼柱8，所述上预制型钢砼柱7的两端设有型钢骨架1包络的砼凸台9，钢筋10上设有丝扣连接的长丝套筒3，所述上预制型钢砼柱7（或下预制型钢砼柱8）的上部设有与型钢骨架1为焊接的楼层钢梁2；所述楼层钢梁2为对称设置在上预制型钢砼柱7（或下预制型钢砼柱8）两侧；所述砼凸台9的四周对称设有与型钢骨架1为焊接的耳板5。

参阅附图2~图3，所述上预制型钢砼柱7设置在下预制型钢砼柱8上，采用连接杆4与设置在上、下预制型钢砼柱7、8的长丝套筒3为丝扣连接，使上、下预制型钢砼柱7、8中的钢筋10连接成一体；采用连接板6由螺栓通过耳板5将上、下预制型钢砼柱7、8的型钢骨架1固定连接，并将上、下柱段的型钢骨架1焊接成一体，采用豆石型灌浆料将上、下柱段间的连接空间浇灌实，成为装配式整体结构柱。

参阅附图4，所述上、下预制型钢砼柱7、8的上部设有与型钢骨架1为焊接的楼层钢梁2；所述型钢骨架1与楼层钢梁2的连接部位设有连接板8的局部加强。

本发明将现场连接放在受力较为简单的柱段中部，更能保证受力安全，尤其适用于型钢混凝土柱-钢梁框架结构，工厂制作完成的长丝套筒，连接更加安全可靠，精度更高，且结构首层即可采用（地下室现浇钢骨段可按扩150~250考虑）等优点，当型钢柱采用箱型柱或圆管柱时，更可大大减少吊装重量，具有预制率高，与砌体墙结合好等优点。

以上只是对本发明做进一步说明，并非用以限制本发明专利，凡为本发明等效实施，均应包含于本发明专利的权利要求范围之内。