一种装配式竖向构件与基础的强连接构造和施工方法与流程

文档序号:14923789发布日期:2018-07-13 09:02

本发明涉及一种装配式竖向构件与基础的强连接构造和施工方法。



背景技术:

预制装配式钢筋混凝土结构在欧美、日本等发达国家已经具有较多的实践应用和较为成熟的技术研究。近年来,国家发展绿色建筑,大力发展装配式建筑,促进建筑业转型升级。随着我国“建筑工业化、住宅产业化”进程的加快,装配式结构建筑的应用日益广泛,国内对装配式结构建筑的实践应用及理论研究不断深入。

罕遇地震作用力作用下,在常规现浇混凝土框架结构中,底层竖向构件底截面受力最大,受拉一侧混凝土开裂,该处受拉钢筋会率先进入塑性应变阶段,在一定长度内的钢筋产生塑性变形,形成塑性铰,随着荷载的加大,柱底受拉一侧混凝土进一步开裂,受拉钢筋应变进一步增加,塑性铰变形进一步增大,直到受拉钢筋达到极限应变进而被拉断,结构破坏。这种破坏是在结构产生明显变形,在结构破坏前有明显的破坏征兆,能够给使用者争取一定的逃生时间,被称为“延性破坏”。上述延性破坏形成的关键在于连接节点塑性铰的形成。形成塑性铰的两个必要条件是柱底受力钢筋进入塑性应变受力阶段和结构为塑性铰提供一定长度形成塑性变形。

目前装配式建筑结构常用的节点钢筋连接方式为套筒灌浆连接。底层预制柱与现浇基础钢筋采用套筒灌浆连接时,套筒往往预埋在底层预制柱内,上下连接钢筋直径按预制柱底截面处结构组合作用荷载计算进行取值,此时连接钢筋通常取相同直径,这样连接在多遇地震力作用下结构是安全的。但是在罕遇地震力作用下,柱底受拉钢筋进入塑性应变以后,由于灌浆套筒还处于弹性阶段,无法配合受拉钢筋产生塑性变形,即无法为受拉钢筋提供足够的变形长度。在这种情况下,当作用力不断加大时,受拉钢筋在没有明显变形的情况下应力不断增大,直到其应力达到其极限抗拉强度值从而被突然拉断。这种毫无征兆的破坏形式被称为“脆性破坏”,是结构设计中不允许出现的破坏形式。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是:提供一种装配式竖向构件与基础的强连接构造和施工方法。

解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案如下:

一种装配式竖向构件与基础的强连接构造,包括现浇钢筋混凝土基础和钢筋混凝土预制竖向构件,所述现浇钢筋混凝土基础设有用于连接所述钢筋混凝土预制竖向构件的外伸钢筋,所述外伸钢筋的数量对应于所述钢筋混凝土预制竖向构件的纵筋,每一根所述外伸钢筋的下部均埋于所述现浇钢筋混凝土基础的混凝土中,每一根所述外伸钢筋的上端头均从所述现浇钢筋混凝土基础的混凝土上端面向上伸出;其特征在于:所述的钢筋混凝土预制竖向构件预埋有数量对应于其纵筋的灌浆套筒,每一个所述灌浆套筒均埋于所述钢筋混凝土预制竖向构件的混凝土中,且所述灌浆套筒的下连接端口在所述钢筋混凝土预制竖向构件的下端面露出,所述灌浆套筒的注浆口和排浆口均在所述钢筋混凝土预制竖向构件的侧壁露出,所述钢筋混凝土预制竖向构件的每一根纵筋的下端安装到对应的灌浆套筒的上连接端口中;每一根所述外伸钢筋的上端头插入对应的灌浆套筒的下连接端口中,所述灌浆套筒灌注有灌浆料,使得每一根所述外伸钢筋均通过一个所述灌浆套筒与对应的所述纵筋相连,且所述外伸钢筋的直径比与其通过同一个所述灌浆套筒相连的所述纵筋的直径大,并且,所述钢筋混凝土预制竖向构件的下端面与所述现浇钢筋混凝土基础的混凝土上端面之间留有间隙,该间隙设有混凝土坐浆层。

作为本发明的优选实施方式:所述外伸钢筋的直径比与其通过同一个所述灌浆套筒相连的所述纵筋的直径至少大两级。

作为本发明的优选实施方式:所述的灌浆套筒为半灌浆套筒,即:所述灌浆套筒的上连接端口为内螺纹端口,每一根所述纵筋的下端与对应的灌浆套筒的上连接端口螺纹连接,每一根所述外伸钢筋的上端头均通过所述灌浆料与对应的灌浆套筒连接。

作为本发明的优选实施方式:所述的灌浆套筒为全灌浆套筒,即:每一根所述纵筋的下端和每一根所述外伸钢筋的上端头均通过所述灌浆料与对应的灌浆套筒连接。

作为本发明的优选实施方式:所述的钢筋混凝土预制竖向构件为预制的钢筋混凝土框架柱;或者,所述的钢筋混凝土预制竖向构件为预制的钢筋混凝土剪力墙。

一种装配式竖向构件与基础的强连接施工方法,其特征在于:所述的强连接施工方法包括:

步骤一、在工厂,制备钢筋混凝土预制竖向构件,所述钢筋混凝土预制竖向构件预埋有数量对应于其纵筋的灌浆套筒,每一个所述灌浆套筒均埋于所述钢筋混凝土预制竖向构件的混凝土中,且所述灌浆套筒的下连接端口在所述钢筋混凝土预制竖向构件的下端面露出,所述灌浆套筒的注浆口和排浆口均在所述钢筋混凝土预制竖向构件的侧壁露出,所述钢筋混凝土预制竖向构件的每一根纵筋的下端安装到对应的灌浆套筒的上连接端口中;

步骤二、在施工现场,绑扎现浇钢筋混凝土基础的基础钢筋和外伸钢筋,其中,所述外伸钢筋用于连接所述钢筋混凝土预制竖向构件,所述外伸钢筋的数量对应于所述钢筋混凝土预制竖向构件的纵筋,并且,每一根所述外伸钢筋的直径均比对应的所述纵筋的直径大;

步骤三、浇筑所述现浇钢筋混凝土基础的混凝土,使得每一根所述外伸钢筋的下部均埋于所述现浇钢筋混凝土基础的混凝土中,每一根所述外伸钢筋的上端头均从所述现浇钢筋混凝土基础的混凝土上端面向上伸出,以形成所述现浇钢筋混凝土基础;

步骤四、吊装所述钢筋混凝土预制竖向构件,使得每一根所述外伸钢筋的上端头插入对应的灌浆套筒的下连接端口中,并且,使所述钢筋混凝土预制竖向构件的下端面与所述现浇钢筋混凝土基础的混凝土上端面之间留有间隙;

步骤五、向所述灌浆套筒灌注灌浆料,使得每一根所述外伸钢筋均通过一个所述灌浆套筒与对应的所述纵筋相连;

步骤六、待全部所述灌浆套筒完成灌浆料灌注后,向所述间隙内灌注所述灌浆料,并抹平所述钢筋混凝土预制竖向构件与现浇钢筋混凝土基础之间的连接面,以形成混凝土坐浆层。

为了确保灌浆套筒能够起到可靠的连接作用,作为本发明的优选实施方式:所述的步骤五中,向所述灌浆套筒灌注灌浆料的方式为:将所述灌浆料从所述灌浆套筒的注浆口注入,待被注入的灌浆料从所述灌浆套筒的排浆口溢出后,再及时封堵所述灌浆套筒的注浆口和排浆口,以完成对所述灌浆套筒的灌浆料灌注。

作为本发明的优选实施方式:所述外伸钢筋的直径比与其通过同一个所述灌浆套筒相连的所述纵筋的直径至少大两级。

作为本发明的优选实施方式:所述的灌浆套筒为半灌浆套筒,即:所述灌浆套筒的上连接端口为内螺纹端口,每一根所述纵筋的下端与对应的灌浆套筒的上连接端口螺纹连接,每一根所述外伸钢筋的上端头均通过所述灌浆料与对应的灌浆套筒连接。

作为本发明的优选实施方式:所述的灌浆套筒为全灌浆套筒,即:每一根所述纵筋的下端和每一根所述外伸钢筋的上端头均通过所述灌浆料与对应的灌浆套筒连接。

与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:

第一,本发明的强连接构造,对于通过同一个灌浆套筒相连的外伸钢筋和纵筋,通过采用直径大于纵筋的外伸钢筋,在使用灌浆套筒实现该两者连接的前提下,实现了现浇钢筋混凝土基础与钢筋混凝土预制竖向构件之间的连接节点的强连接,保证了连接节点区域钢筋内力能够得到有效的传递,并使得建筑在遭遇罕遇地震时,能够在前述连接节点(即灌浆套筒处)的上方区域产生塑性铰,避免竖向构件底部与基础的连接处钢筋在遭遇罕遇地震时毫无征兆的发生脆性破坏,使装配式结构更为安全,保证了结构延性破坏的性能,因此,本发明的强连接构造具有能够提高框架结构整体受力性能以及提高延性抗震性能的优点。

第二,本发明的强连接施工方法,能够实现现浇钢筋混凝土基础与钢筋混凝土预制竖向构件之间的连接节点的强连接,且实现该施工方法的每一个步骤所需的施工工艺均成熟可靠,使得整体的施工效率高、施工质量能够得到保证。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明:

图1为本发明的强连接构造的结构示意图;

图2为本发明中现浇钢筋混凝土基础与钢筋混凝土预制竖向构件的连接节点处的结构放大示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示,本发明公开的是一种装配式竖向构件与基础的强连接构造,包括现浇钢筋混凝土基础1和钢筋混凝土预制竖向构件2,现浇钢筋混凝土基础1可以是浅基础也可以是桩基础,现浇钢筋混凝土基础1设有用于连接钢筋混凝土预制竖向构件2的外伸钢筋11,外伸钢筋11的数量对应于钢筋混凝土预制竖向构件2的纵筋21,每一根外伸钢筋11的下部均埋于现浇钢筋混凝土基础1的混凝土中,每一根外伸钢筋11的上端头均从现浇钢筋混凝土基础1的混凝土上端面向上伸出。

本发明的发明构思为:钢筋混凝土预制竖向构件2预埋有数量对应于其纵筋21的灌浆套筒3,每一个灌浆套筒3均埋于钢筋混凝土预制竖向构件2的混凝土中,且灌浆套筒3的下连接端口3b在钢筋混凝土预制竖向构件2的下端面露出,灌浆套筒3的注浆口3c和排浆口3d均在钢筋混凝土预制竖向构件2的侧壁露出,钢筋混凝土预制竖向构件2的每一根纵筋21的下端安装到对应的灌浆套筒3的上连接端口3a中;每一根外伸钢筋11的上端头插入对应的灌浆套筒3的下连接端口3b中,灌浆套筒3灌注有灌浆料,使得每一根外伸钢筋11均通过一个灌浆套筒3与对应的纵筋21相连,且外伸钢筋11的直径比与其通过同一个灌浆套筒3相连的纵筋21的直径大,并且,钢筋混凝土预制竖向构件2的下端面与现浇钢筋混凝土基础1的混凝土上端面之间留有间隙,该间隙的厚度按规定为20mm,该间隙设有混凝土坐浆层4。

从而,对于通过同一个灌浆套筒3相连的外伸钢筋11和纵筋21,通过采用直径大于纵筋21的外伸钢筋11,在使用灌浆套筒3实现该两者连接的前提下,实现了现浇钢筋混凝土基础1与钢筋混凝土预制竖向构件2之间的连接节点的强连接,保证了连接节点区域钢筋内力能够得到有效的传递,并使得建筑在遭遇罕遇地震时,能够在前述连接节点(即灌浆套筒3处)的上方区域产生塑性铰,避免竖向构件底部与基础的连接处钢筋在遭遇罕遇地震时毫无征兆的发生脆性破坏,使装配式结构更为安全,保证了结构延性破坏的性能,因此,本发明的强连接构造具有能够提高框架结构整体受力性能以及提高延性抗震性能的优点。

在上述发明构思的基础上,本发明采用以下优选的结构:

作为本发明的优选实施方式:外伸钢筋11的直径比与其通过同一个灌浆套筒3相连的纵筋21的直径至少大两级,该直径增量的具体数值根据现浇钢筋混凝土基础1和钢筋混凝土预制竖向构件2的具体结构尺寸计算确定。

作为本发明的优选实施方式:灌浆套筒3为半灌浆套筒,即:灌浆套筒3的上连接端口3a为内螺纹端口,每一根纵筋21的下端与对应的灌浆套筒3的上连接端口3a螺纹连接,每一根外伸钢筋11的上端头均通过灌浆料与对应的灌浆套筒3连接。

作为本发明的优选实施方式:灌浆套筒3为全灌浆套筒,即:每一根纵筋21的下端和每一根外伸钢筋11的上端头均通过灌浆料与对应的灌浆套筒3连接。

本发明适用于框架结构,即:钢筋混凝土预制竖向构件2为预制的钢筋混凝土框架柱。

本发明同样适用于预制混凝土剪力墙结构及框架-剪力墙结构,即:钢筋混凝土预制竖向构件2为预制的钢筋混凝土剪力墙。

本发明还公开了一种装配式竖向构件与基础的强连接施工方法,包括:

步骤一、在工厂,制备钢筋混凝土预制竖向构件2,钢筋混凝土预制竖向构件2预埋有数量对应于其纵筋21的灌浆套筒3,每一个灌浆套筒3均埋于钢筋混凝土预制竖向构件2的混凝土中,且灌浆套筒3的下连接端口3b在钢筋混凝土预制竖向构件2的下端面露出,灌浆套筒3的注浆口3c和排浆口3d均在钢筋混凝土预制竖向构件2的侧壁露出,钢筋混凝土预制竖向构件2的每一根纵筋21的下端安装到对应的灌浆套筒3的上连接端口3a中;

步骤二、在施工现场,绑扎现浇钢筋混凝土基础1的基础钢筋12和外伸钢筋11,其中,外伸钢筋11用于连接钢筋混凝土预制竖向构件2,外伸钢筋11的数量对应于钢筋混凝土预制竖向构件2的纵筋21,并且,每一根外伸钢筋11的直径均比对应的纵筋21的直径大;

步骤三、浇筑现浇钢筋混凝土基础1的混凝土,使得每一根外伸钢筋11的下部均埋于现浇钢筋混凝土基础1的混凝土中,每一根外伸钢筋11的上端头均从现浇钢筋混凝土基础1的混凝土上端面向上伸出,以形成现浇钢筋混凝土基础1,其中,现浇钢筋混凝土基础1可以是浅基础也可以是桩基础;

步骤四、待现浇钢筋混凝土基础1的混凝土达到足够强度后,吊装钢筋混凝土预制竖向构件2,使得每一根外伸钢筋11的上端头插入对应的灌浆套筒3的下连接端口3b中,并调整好钢筋混凝土预制竖向构件2的垂直度,并且,通过在钢筋混凝土预制竖向构件2与现浇钢筋混凝土基础1之间铺设垫块等常用方式,使钢筋混凝土预制竖向构件2的下端面与现浇钢筋混凝土基础1的混凝土上端面之间留有间隙,该间隙的厚度按规定为20mm;

步骤五、向灌浆套筒3灌注灌浆料,使得每一根外伸钢筋11均通过一个灌浆套筒3与对应的纵筋21相连;

步骤六、待全部灌浆套筒3完成灌浆料灌注后,向间隙内灌注灌浆料,并抹平钢筋混凝土预制竖向构件2与现浇钢筋混凝土基础1之间的连接面,以形成混凝土坐浆层4;待全部灌浆料达到足够强度之后,即完成了钢筋混凝土预制竖向构件2与现浇钢筋混凝土基础1之间的强连接。

从而,本发明的强连接施工方法,能够实现现浇钢筋混凝土基础1与钢筋混凝土预制竖向构件2之间的连接节点的强连接,且该施工方法的每一个步骤均成熟可靠,使得整体的施工效率高、施工质量能够得到保证。

其中,为了确保灌浆套筒3能够起到可靠的连接作用,上述步骤五中,向灌浆套筒3灌注灌浆料的方式为:将灌浆料从灌浆套筒3的注浆口3c注入,待被注入的灌浆料从灌浆套筒3的排浆口3d溢出后,再及时封堵灌浆套筒3的注浆口3c和排浆口3d,以完成对灌浆套筒3的灌浆料灌注。

另外,本发明的强连接施工方法,同样能够采用上述装配式竖向构件与基础的强连接构造的优选结构。

本发明不局限于上述具体实施方式,根据上述内容,按照本领域的普通技术知识和惯用手段,在不脱离本发明上述基本技术思想前提下,本发明还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更,均落在本发明的保护范围之中。

再多了解一些
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