预制预应力混凝土柱系统及其使用方法与流程

本发明涉及一种建筑构件技术领域，特别是涉及一种预制预应力混凝土柱系统及其使用方法。

背景技术：

目前我国预制装配式混凝土框架结构通常采用的分层预制的实心混凝土柱，梁柱节点区域采用现浇混凝土，框架柱纵向钢筋通常采用套筒灌浆连接进行接续。上述实施方案由于需要分层施工，且梁柱节点需要现浇，因此施工速度相对较慢，成本相对较高。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种提升工程施工速度和质量，并降低造价的预制预应力混凝土柱系统及其使用方法。

本发明的目的通过如下技术方案实现：一种预制预应力混凝土柱系统，它包括若干柱身、梁柱连接结构和基础连接结构；

相邻柱身相互连接构成柱组件，梁柱连接结构设置于柱组件上，基础连接结构连接于柱组件与混凝土基础之间，基础连接结构设置于柱组件底端。

预制预应力混凝土柱系统的使用方法：它包括如下步骤

步骤1：将基础连接结构埋入混凝土基础内；

步骤2：将柱身与基础连接结构进行连接；

步骤3：将梁柱连接结构设置在柱身上；其中，梁柱连接结构对应于房屋各楼层的梁结构处；

步骤4：将柱身依序连接增长。

较之现有技术而言，本发明的优点在于：

1.预制预应力混凝土柱以及相关配件，通过流水生产线进行大规模工业化生产，造价低廉，生产效率高。

2.本发明无需进行梁柱节点的混凝土浇筑，可以大大加快施工进度，同时可以避免梁柱节点区混凝土质量波动。如有需要也可在主体空腔内现场浇筑混凝土。

3.预制预应力混凝土空心柱整体在工厂制作完备，可以一次制作多层柱子，在运抵现场后已经具有较高的强度和刚度，可以大大缩短工期。

4.通过在柱身内施加预应力可以确保柱身在运输、吊装过程中不开裂，提高混凝土柱的耐久性。通过导入预应力，使得预制柱在抗压能力不降低的同时，抗拉能力大大增强，特别适于作为竖向支撑系统的边柱。

5.柱身设置空腔可以避免在柱身的自重过大，降低运输和吊装的成本，同时自重的降低可以避免在吊装时柱身出现裂缝。

附图说明

图1是本发明一种实施例的结构示意图；

图2是柱身的结构示意图；

图3是图2的a-a面剖视图；

图4是梁柱连接结构的示意图；

图5是图4的b-b面剖视图。

图6是基础连接结构的示意图。

图7是图6的c-c面剖视图；

图8柱身连接结构的一种结构示意图；

图9柱身连接结构的另一种结构示意图；

标号说明：1柱身、1-1混凝土、1-2空腔、1-3端板、1-4包覆钢筋、1-5螺旋箍筋、2梁柱连接结构、2-1连接套筒2连接件、2-3水平连接钢板、2-4竖向连接钢板、3基础连接结构、3-1限位套筒、3-2内侧连接件、3-3外侧连接件、3-4柱底水平板、3-5加劲肋。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例对本发明内容进行详细说明：

如图1所示：

它包括若干柱身1、梁柱连接结构2和基础连接结构3；

相邻柱身1相互连接构成柱组件，梁柱连接结构2设置于柱组件上，基础连接结构3连接于柱组件与混凝土基础之间，基础连接结构3设置于柱组件底端。

柱身1的结构与现有柱身的结构相仿，只是采用了预制的模式，提高了整体施工的进度。柱身可以是圆柱身，也可以是棱柱身，柱身1主要用于承受上部传来的竖向荷载，并可提供结构的水平向刚度。在各楼层框架梁对应的位置设置梁柱连接结构2梁柱连接结构2主要用于连接楼层梁，并对柱身进行加强，使得梁柱节点区的承载能力和韧性性能得以提高，确保梁端内力能够可靠的传递。基础连接结构3用于将柱身与基础有效连接，可靠地传递柱底力。

根据具体情况，柱身1、梁柱连接结构2和基础连接结构3可以延伸出以下实施例：

如图2、3所示：关于柱身，可以根据具体情况分为两种：

实施例1：

所述柱身为实心柱，它包括若干根沿柱身中轴方向延伸的钢筋1-4、与钢筋1-4连接的螺旋箍筋1-5以及包覆钢筋1-4和螺旋箍筋1-5的混凝土1-1。其结构与现有的柱结构相似。

实施例2

所述柱身为空心柱，它包括若干根沿柱身中轴方向延伸的钢筋1-4、与钢筋1-4连接的螺旋箍筋1-5以及包覆钢筋1-4和螺旋箍筋1-5的混凝土1-1；柱身中部设有沿柱身中轴方向延伸的空腔1-2。预制预应力混凝土空心柱可以使用离心法的生产流程进行生产，首先是混凝土入模，然后进行封模和预应力钢筋张拉，接着进行高速离心成型，随后在初级养护后进行放张和脱模，最后进行蒸压养护。

柱身设置空腔可以避免在柱身的自重过大，降低运输和吊装的成本，同时自重的降低可以避免在吊装时柱身出现裂缝。

实施例1、2中，在预制预应力混凝土柱时，可以采用钢模具生产，表面光滑，可以作为饰面使用，降低建造成本。在预制工厂进行工业化生产，柱身可以使用c80以上高强度混凝土，有利于减小构件尺寸，同时具有极佳的耐久性。在制备预应力混凝土柱时，可以一次制作成多层柱子，考虑到运输可能性，通常不大于15m。

如图8、9所示：柱身1与相邻柱身间通过柱身连接结构进行连接。柱身连接结构可以根据柱身受力的大小选择不同的连接方式。

实施例3

如图8所示：在柱身上设有柱身连接结构，所述柱身连接结构为设置与柱身两端面的端板1-3。。受力较小时可以通过设置端板1-3之间的焊接实现连接。

实施例4

如图9所示：在柱身上设有柱身连接结构，所述柱身连接结构为分别套设于柱身两端部侧壁上的固定套筒4-1以及连接相邻两固定套筒4-1的柱身连接套筒4-2。受力较大也可以在端部设置固定套筒4-1，通过在相邻固定套筒4-1间设置连接套筒4-2，并在固定套筒4-1和连接套筒4-2之间实施焊接，实现柱身的连接。

实施例5

如图4、5所示：梁柱连接结构2包括连接套筒2-1以及分别位于连接套筒2-1上下端边沿处并向外侧延伸的两水平连接钢板2-3。梁柱连接结构2主要用于连接楼层梁，并对柱身进行加强，使得梁柱节点区的承载能力和韧性性能得以提高，确保梁端内力能够可靠的传递。

进一步的，梁柱连接结构2还包括竖向连接钢板2-4，所述竖向连接钢板2-4连接于两块水平连接钢板2-3之间并与连接套筒2-1连接的外侧壁面上。竖向连接钢板可以起到辅助强化梁柱连接结构2的作用。

实施例7

如图6、7所示：所述基础连接结构3包括与柱组件套接的限位套筒3-1以及连接于限位套筒3-1底部的柱底水平板3-4。基础连接结构3用于将柱身与基础有效连接，可靠地传递柱底力。

进一步的，所述基础连接结构3还包括加劲肋3-5，加劲肋3-5连接于限位套筒外侧壁面与柱底水平板3-4之间。加劲肋3-5可以起到辅助强化基础连接结构3的作用。

所述的预制预应力混凝土柱系统的使用方法：它包括如下步骤

步骤1：将柱身与基础连接结构3进行连接；如果是空心柱，柱身与基础连接结构3的连接可以通过内侧连接件3-2、外侧连接件3-3配合实现。如果是实心柱，柱身与基础连接结构3的连接仅需通过外侧连接件3-3固定连接。

步骤2：将基础连接结构3埋入混凝土基础内；

在房屋建造过程中，将预制预应力混凝土空心柱的基础连接结构3埋入混凝土基础内，能够实现柱与基础的可靠连接。

步骤3：将梁柱连接结构2设置在柱身上；其中，梁柱连接结构2对应于房屋各楼层的梁结构处；在各楼层处将钢梁或设置钢连接板的混凝土梁与梁柱连接结构2的水平连接钢板2-3和竖向连接钢板2-4通过焊接或者螺栓连接的方式进行连接。梁柱连接结构通过连接件2-2固定于柱身上。

步骤4：将柱身依序连接增长。如房屋的层数较多，可以将柱身1通过柱身连接结构4进行接长，此时的连接点可以设置在楼层中部接近反弯点的位置。

如果采用空心柱，在柱子承受的荷载较大或希望增强柱子的延性，可以在柱体空腔内现场灌注混凝土。