一次成型带牛腿的多层预制柱及其制备方法与施工方法与流程

本发明涉及一种预制装配式建筑中用的一次成型带牛腿的多层预制柱及其制备方法与施工方法，属于预制装配式结构设计与施工领域。

背景技术：

目前，钢筋混凝土梁、柱存在两种施工方式：传统现浇和预制装配。随着国家大力提倡建筑工业化，预制装配这种施工方式越来越受到重视。传统的现浇施工方式存在施工工期长、施工质量差、环境污染程度高等缺点。而目前预制装配式建筑中，多层预制柱通常采用多个单层预制柱连接而成，层层都需要采用灌浆套筒连接或浆锚搭接，而这些连接方式都有可能带来灌浆不实、不能满足施工高精度的要求、施工周期相对较长等诸多问题。而且，目前的预制装配结构一般都采用与传统现浇相同的有支撑体系的施工方案，这样不仅大大延长了施工工期并且增加了大量的支撑费用。因此很有必要设计一种克服上述缺点的预制梁柱连接节点及施工方法。

技术实现要素：

为了实现上述目的，本发明提供一次成型带牛腿的多层预制柱及其制备方法与施工方法，其是一种上下层柱与柱连接可靠的多层预制柱，且在梁柱节点施工中通过牛腿的设置实现无支撑施工，施工速度快且现场简洁，便于操作。

为实现上述技术目的，本发明采取的具体的技术方案为：

一种一次成型带牛腿的多层预制柱，所述多层预制柱包括若干柱纵筋、若干柱箍筋以及若干个混凝土柱体；所述若干柱纵筋间相互平行并列排布；所述柱箍筋固定于柱纵筋上，且柱箍筋与柱纵筋相互垂直设置；所述混凝土柱体浇注包覆于柱纵筋与柱箍筋的外部，且混凝土柱体与混凝土柱体之间呈间隙排布，相邻两混凝土柱体之间的间隙形成安装空位；所述安装空位供外部至少一个预制梁插置安装；还包括至少一对混凝土牛腿；每对混凝土牛腿对称分布于混凝土柱体上端用于支撑柱体上端两侧；所述每对混凝土牛腿包括若干牛腿纵筋、若干牛腿箍筋、定位钢筋以及混凝土体；所述牛腿纵筋沿混凝土牛腿纵向分布，牛腿箍筋固定于牛腿纵筋上；所述混凝土体浇注包覆于牛腿纵筋与牛腿箍筋的外部；所述定位钢筋为对称分布的双L型结构，双L型结构的定位钢筋的短边固定于混凝土体内其长边平行于混凝土柱体长度方向，并向上延伸至混凝土体外；所述混凝土体、混凝土柱体为一次性浇注成型。

作为本发明改进的技术方案，还包括若干对钢牛腿，每对钢牛腿对称分布于混凝土柱体上端用于支撑柱体上端两侧并与混凝土牛腿垂直分布。

作为本发明改进的技术方案，所述钢牛腿通过钢钉固定于混凝土柱体上。

一次成型带牛腿的多层预制柱，是采用如下步骤制备而成：

步骤一、在工厂或施工现场，将若干柱纵筋和柱箍筋绑扎成多层预制柱的框架结构，即在绑扎的过程中保证柱纵筋间相互平行并列排布，柱箍筋固定于柱纵筋上，且柱箍筋与柱纵筋相互垂直设置；

步骤二、将牛腿纵筋与牛腿箍筋按牛腿的形状固定于多层预制柱的框架结构上，同时将定位钢筋固定于牛腿纵筋与牛腿箍筋之间得到总框架；

步骤三、将总框架放置于制作好的长度大于总框架长度的多层预制柱浇注模具中，在模具中浇捣混凝土并保证一次性成型，当混凝土凝固到满足脱模强度时进行脱模得到带牛腿的多层预制柱。

作为本发明改进的技术方案，所述预制梁两端设有键槽，所述键槽的底面设有梁端定位孔；预制梁通过键槽安置于安装空位，并通过定位钢筋与梁端定位孔进行定位。

一种一次成型带牛腿的多层预制柱，是采用如下步骤进行施工的：

步骤一、在施工现场浇注好基础或施工完下层柱后，吊装带牛腿的多层预制柱，将带牛腿的多层预制柱安装于基础或下层柱上，并采用临时支撑在两个方向上同时固定带牛腿的多层预制柱；

步骤二、将基础或下层柱与带牛腿的多层预制柱采用注浆工艺浇注连接；

步骤三、将预制梁搁置在混凝土牛腿上，保证定位钢筋能穿过预制梁键槽处设置的定位孔；

步骤四、在预制梁的键槽槽底放置梁底附加筋，保证梁底附加筋贯穿安装空位；

步骤五、在预制梁的顶端穿插梁顶纵筋，并保证梁底附加筋与梁顶纵筋均贯穿安装空位；

步骤六、采用核心区柱箍筋固定穿过安装孔位处的梁底附加筋、梁顶纵筋、柱纵筋以及柱箍筋，即同时采用两个U型钢筋从柱子相对的两侧插入互相搭接实现同时固定梁底附加筋、梁顶纵筋、柱纵筋以及柱箍筋；

步骤七、在梁顶纵筋固定后浇部分梁顶箍筋，并采用现浇注的方式将梁顶纵筋与后浇部分梁顶箍筋包覆。

工作原理：通过预制带牛腿多层串烧柱，减少柱与柱的现场连接次数，通过牛腿承受预制梁上传来的荷载达到不需设置支撑的目的。

本发明有益效果：

（1）多层预制柱因其采用两节或三节柱在工厂整体预制的工艺，使其连接可靠、不易断裂分离、抗震性能佳，可大大缩短施工时间及传统单节多层预制柱连接时因预制构件误差而难以连接的问题，并可降低连接成本，

（2）多层预制柱上牛腿的设置可节省大量的支撑，且更加安全可靠，从而节省支撑费用及加快施工速度且现场简洁，便于操作。更好地体现出预制装配式建注节能、环保、高效等优点。

（3）预制梁板吊装施工时，梁板下无需设置任何支撑。

附图说明

附图1 本发明的一种一次成型带牛腿的多层预制柱的主视图剖面示意图；

附图2 本发明的一种一次成型带牛腿的多层预制柱的左视图平面示意图；

附图3 本发明的一种一次成型带牛腿的多层预制柱的A-A处剖面示意图；

附图4 本发明的一种一次成型带牛腿的多层预制柱的B-B处剖面示意图；

附图5 本发明的一种一次成型带牛腿的多层预制柱混凝土牛腿结构示意图；

附图6 本发明的一种一次成型带牛腿的多层预制柱与预制梁的安装示意图；

附图7 本发明的一种一次成型带牛腿的多层预制柱与预制梁安装后另一侧示意图；

图中：1、柱纵筋；2、多层预制柱；3、混凝土牛腿；4、柱箍筋；5、核心区柱箍筋；6、定位钢筋；7、牛腿箍筋；8、牛腿纵筋；9、梁顶纵筋；10、梁底纵筋；11、梁底附加筋；12、预制梁；13、键槽；14、预埋螺栓孔；15、定位孔；16、钢牛腿。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。

实施例1

一种一次成型带牛腿的多层预制柱，所述多层预制柱包括若干柱纵筋1、若干柱箍筋4以及若干个混凝土柱体；所述若干柱纵筋1间相互平行并列排布；所述柱箍筋4固定于柱纵筋1上，且柱箍筋4与柱纵筋1相互垂直设置；所述混凝土柱体浇注包覆于柱纵筋1与柱箍筋4的外部，且混凝土柱体与混凝土柱体之间呈间隙排布，相邻两混凝土柱体之间的间隙形成安装空位；所述安装空位供外部至少一个预制梁12插置安装；还包括至少一对混凝土牛腿3；每对混凝土牛腿3对称分布于混凝土柱体上端用于支撑柱体上端两侧；所述每对混凝土牛腿3包括若干牛腿纵筋8、若干牛腿箍筋7、定位钢筋6以及混凝土体；所述牛腿纵筋8沿混凝土牛腿3纵向分布，牛腿箍筋7固定于牛腿纵筋8上；所述混凝土体浇注包覆于牛腿纵筋8与牛腿箍筋7的外部；所述定位钢筋6为对称分布的双L型结构，双L型结构的定位钢筋6的短边固定于混凝土体内其长边平行于混凝土柱体长度方向，并向上延伸至混凝土体外；所述混凝土体、混凝土柱体为一次性浇注成型。

一次成型带牛腿的多层预制柱，是采用如下步骤制备而成：

步骤一、在工厂或施工现场，将若干柱纵筋1和柱箍筋4绑扎成多层预制柱2的框架结构，即在绑扎的过程中保证柱纵筋1间相互平行并列排布，柱箍筋4固定于柱纵筋1上，且柱箍筋4与柱纵筋1相互垂直设置；其中柱纵筋1通长设置于整个多层预制柱身；

步骤二、将牛腿纵筋8与牛腿箍筋7按牛腿的形状固定于多层预制柱2的框架结构上，同时将定位钢筋6固定于牛腿纵筋8与牛腿箍筋7之间得到总框架；

步骤三、将总框架放置于制作好的长度大于总框架长度的多层预制柱浇注模具中，在模块中浇捣混凝土捣并保证一次性成型，当混凝土凝固到满足脱模强度时进行脱模得到带混凝土牛腿的多层预制柱2。

为了便于预制梁12的安装，所述预制梁12两端设有键槽13，所述键槽13的底面设有梁端定位孔15；预制梁12通过键槽13安置于安装空位，并通过定位钢筋6与梁端定位孔15进行定位。

一种一次成型带牛腿的多层预制柱2，是采用如下步骤进行施工的：

步骤一、在施工现场浇注好基础或施工完下层柱后，吊装带牛腿的多层预制柱2，将带牛腿的多层预制柱2安装于基础或下层柱上，并采用临时支撑在两个方向上同时固定带牛腿的多层预制柱2；

步骤二、将基础或下层柱与带牛腿的多层预制柱2采用注浆工艺浇注连接，增加稳固性使得步骤三中可将预制梁12直接搁置在混凝土牛腿3上；

步骤三、将预制梁12搁置在混凝土牛腿3上，保证定位钢筋6能穿过预制梁12键槽13处设置的定位孔15；保证在后续施工工艺中该预制梁12不需任何支撑即可直接施工；

步骤四、在预制梁12的键槽13槽底放置梁底附加筋11，保证梁底附加筋11贯穿安装空位；

步骤五、在预制梁12的顶端穿插梁顶纵筋9，并保证梁底附加筋11与梁顶纵筋9均贯穿安装空位；

步骤六、采用核心区柱箍筋5固定穿过安装孔位处的梁底附加筋11、梁顶纵筋9、柱纵筋1以及柱箍筋4，即同时采用两个U型钢筋从柱子相对的两侧插入互相搭接实现同时固定梁底附加筋11、梁顶纵筋9、柱纵筋1以及柱箍筋4；

步骤七、在梁顶纵筋9固定后浇部分梁顶箍筋，并采用现浇注的方式将梁顶纵筋9与后浇部分梁顶箍筋包覆。

此种形式适用于多层预制柱2牛腿上承受较大荷载的情况。

实施例2

与实施例1的区别在于，为了便于多层预制柱2的施工应用，所述一次成型带牛腿的多层预制柱2还包括若干对钢牛腿16，每对钢牛腿16对称分布于混凝土柱体用于支撑一端的两侧并与混凝土牛腿3垂直分布。

具体施工步骤为：

步骤一、在工厂或施工现场，将柱纵筋1（通长设置于整个多层预制柱身）和柱箍筋4按设计要求绑扎成多层预制柱2的框架结构；

步骤二、将牛腿纵筋8与牛腿箍筋7按牛腿的形状固定于多层预制柱2的框架结构上，同时将定位钢筋6固定于牛腿纵筋8与牛腿箍筋7之间得到总框架；

步骤三、将钢牛腿16连接用预埋螺栓孔14固定于总框架后放置于制作好的两节或三节柱子的多层预制柱2模具中，浇捣混凝土，一次成型，当混凝土到满足脱模强度时脱模待用；

步骤四、在施工现场，吊装前可先将钢牛腿16通过螺栓固定于预埋螺栓孔14上（钢牛腿16及螺栓的承载能力可根据其上部搁置的梁荷载来调整大小），然后进行吊装及后续作业，先进行多层预制柱2的吊装，之后进行后续预制梁12的吊装及现浇部分浇注等工序，后续施工中梁下也均不需要设置任何支撑。

步骤五、当预制梁12与多层预制柱2连接的节点浇注完成并达到设计强度后，钢牛腿16可拆除并可重复利用。

此种形式适用于多层预制柱2牛腿上承受较小荷载的情况。

以上仅为本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。