一种装配式非接触搭接墩锚式节点连接构造的制作方法

本发明属于装配式建筑技术领域，尤其涉及一种装配式非接触搭接墩锚式节点连接构造。

背景技术：

装配式建筑是指把传统建造方式中的大量现场作业工作转移到工厂进行，在工厂加工制作好建筑用构件和配件(如楼板、墙板、楼梯、阳台等)，运输到建筑施工现场，通过可靠的连接方式在现场装配安装而成的建筑。装配式建筑主要包括预制装配式混凝土结构、钢结构等，采用标准化设计、工厂化生产、装配化施工、信息化管理、智能化应用，是现代工业化生产方式和建筑工业化的代表。相比传统建筑的现浇结构形式，装配式建筑提高了工程质量和施工效率。通过标准化设计、工厂化生产、装配化施工，减少了人工操作和劳动强度，确保了构件质量和施工质量，从而提高了工程质量和施工效率。减少资源、能源消耗，减少建筑垃圾，保护环境。

然而，现有技术中，采用灌浆套筒连接的结构实现装配式建筑构件节点连接，该连接工艺要求在现场吊装过程中将预制构件连接处的受力钢筋在钢管套筒内对接，然后往套筒内注入灌浆料，灌浆套筒连接对生产和施工的精度要求苛刻，经常需要返工和现场矫正钢筋定位，极大降低了预制装配式混凝土结构体系的设计、生产和施工环节的效率，且对灌浆密实度难以检测，施工质量和结构安全性存在隐患。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

基于此，本发明提出了一种装配式非接触搭接墩锚式节点连接构造，该装配式非接触搭接墩锚式节点连接构造旨在解决现有技术中的装配式建筑构件节点连接结构存在施工难度大、施工质量和结构安全性存在隐患的技术问题。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提出了一种装配式非接触搭接墩锚式节点连接构造，包括：第一预制构件、第二预制构件，所述第一预制构件包括第一预制主体和第一钢筋，所述第一钢筋的一端设于所述第一预制主体内，所述第一钢筋的另一端伸出所述第一预制主体，所述第一钢筋伸出所述第一预制主体的部分设为第一锚固钢筋，所述第一锚固钢筋远离所述第一预制主体的一端具有第一锚头，所述第二预制构件包括第二预制主体和第二钢筋，所述第二钢筋的一端设于所述第二预制主体内，所述第二钢筋的另一端伸出所述第二预制主体，所述第二钢筋伸出所述第二预制主体的部分设为第二锚固钢筋，所述第二锚固钢筋远离所述第二预制主体的一端具有第二锚头，所述装配式非接触搭接墩锚式节点连接构造还包括采用高性能混凝土浇筑并包裹所述第一锚固钢筋和所述第二锚固钢筋的后浇接缝节点段。

优选的，所述第一预制主体靠近所述第二预制主体的一端设有凹陷而成的第一抗剪键槽，所述后浇接缝节点段部分伸入所述第一抗剪键槽内。

优选的，所述第二预制主体靠近所述第一预制主体的一端设有凹陷而成的第二抗剪键槽，所述后浇接缝节点段部分伸入所述第二抗剪键槽内。

优选的，所述第一钢筋和所述第二钢筋错开布置。

优选的，所述第一锚头和所述第二锚头的搭接部位设置箍筋，所述箍筋为闭口环箍或开口箍。

优选的，所述第一抗剪键槽的数量为1个或者多个，所述第一抗剪键槽的横截面为多边形；所述第二抗剪键槽的数量为1个或者多个，所述第二抗剪键槽的横截面为多边形。

优选的，所述第一锚固钢筋的伸入所述后浇接缝节点段的部分设有第一粗糙面，所述第二锚固钢筋的伸入所述后浇接缝节点段的部分设有第二粗糙面。

优选的，所述第一预制构件为预制梁、预制柱、预制剪力墙、预制板、预制阳台中的一种；所述第二预制构件为预制梁、预制柱、预制剪力墙、预制板、预制阳台中的一种。

优选的，所述高性能混凝土为c80普通混凝土或高强混凝土。

优选的，所述装配式非接触搭接墩锚式节点连接构造还包括第三预制构件，所述第三预制构件包括第三预制主体和第三锚固钢筋，所述第三锚固钢筋的一端设于所述第三预制主体内，所述第三锚固钢筋的另一端伸出所述第三预制主体，所述第三锚固钢筋伸出所述第三预制主体的部分设为第三锚固钢筋，所述第三锚固钢筋远离所述第三预制主体的一端具有第三锚头，所述后浇接缝节点段还浇筑并包裹所述第三锚固钢筋。

(三)有益效果

本发明与现有技术对比，本发明装配式非接触搭接墩锚式节点连接构造的有益效果主要包括：

本发明一种装配式非接触搭接墩锚式节点连接构造，能满足结构受力要求，缩短钢筋锚固长度，降低成本，且实现预制构件钢筋连接非接触搭接连接，无需绑扎搭接，提高施工容错率，具有很高的应用价值。本发明一种装配式非接触搭接墩锚式节点连接构造中，后浇接缝节点段采用c80普通高强混凝土、无纤维高性能混凝土，其相比于uhpc昂贵的材料成本，具有显著的经济优势，且具有与uhpc同等的锚固性能，可大幅降低成本。采用该结构，易于实现对灌浆密实度的检测，能有效保证施工质量和结构安全性。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1为本发明整体结构示意图一(梁-梁节点连接)；

图2为本发明整体结构示意图二(柱-柱节点连接)；

图3为本发明整体结构示意图三(墙-墙节点连接)；

图4为本发明整体结构示意图四(板-板节点连接)；

图5为本发明整体结构示意图五(梁-柱节点连接)；

图6为本发明实施方式中一种预制梁的结构示意图；

图7为本发明实施方式中一种预制柱的结构示意图；

图8为本发明实施方式中一种预制剪力墙的结构示意图；

图9为本发明实施方式中的锚固钢筋的结构示意图一(90°弯钩结构)；

图10为本发明实施方式中的锚固钢筋的结构示意图二(135°弯钩结构)；

图11为本发明实施方式中的锚固钢筋的结构示意图三(钢筋两侧贴焊钢筋结构)；

图12为本发明实施方式中的锚固钢筋的结构示意图四(钢筋一侧贴焊钢筋结构)；

图13为本发明实施方式中的锚固钢筋的结构示意图五(钢筋焊端锚板结构)；

图14为本发明实施方式中的锚固钢筋的结构示意图六(钢筋带螺栓锚头结构)。

图15为对本发明进行拉拔试验结构的示意图一；

图16为对本发明进行拉拔试验结构的示意图二。

附图标记说明：

1.第一预制构件，2.第二预制构件，3.后浇接缝节点段，4.箍筋，5.第三预制构件，11.第一预制主体，12.第一锚固钢筋，21.第二预制主体，22.第二锚固钢筋，51.第三预制主体，52.第三锚固钢筋，111.第一抗剪键槽，121.第一锚头，211.第二抗剪键槽，221.第二锚头，521.第三锚头。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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，也可以是“传动连接”，即通过带传动、齿轮传动或链轮传动等各种合适的方式进行动力连接。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。

下面结合附图1-16对本发明作进一步的说明。

请重点参考图1，下面以第一预制构件1为梁、第二预制构件2为梁的情况为例，对本发明一种装配式非接触搭接墩锚式节点连接构造进行说明。一种装配式非接触搭接墩锚式节点连接构造，包括：第一预制构件1、第二预制构件2，第一预制构件1包括第一预制主体11和第一钢筋，第一钢筋的一端设于第一预制主体11内，第一钢筋的另一端伸出第一预制主体11，第一钢筋伸出第一预制主体11的部分设为第一锚固钢筋12，第一锚固钢筋12远离第一预制主体11的一端具有第一锚头121，第二预制构件2包括第二预制主体21和第二钢筋，第二钢筋的一端设于第二预制主体21内，第二钢筋的另一端伸出第二预制主体21，第二钢筋伸出第二预制主体21的部分设为第二锚固钢筋22，第二锚固钢筋22远离第二预制主体21的一端具有第二锚头221，装配式非接触搭接墩锚式节点连接构造还包括采用高性能混凝土浇筑并包裹第一锚固钢筋12和第二锚固钢筋22的后浇接缝节点段3。更具体地，第一钢筋和第二钢筋均为多根。

本实施方式中，后浇接缝节点段3使第一预制构件1和第二预制构件2形成一个整体。具体实施时，第一锚头121可为如下结构的一种或多种的组合。

如图9，第一锚头121为90°弯钩的结构，即将第一钢筋的末端弯折形成90°弯钩状。

如图10，第一锚头121为135°弯钩的结构，即将第一钢筋的末端弯折形成135°弯钩状。

如图11-12，第一锚头121为台阶状锚头结构，第一钢筋的一侧或两侧贴焊钢筋。更具体地，一侧贴焊钢筋时，贴焊钢筋长度为第一钢筋直径的五倍。两侧贴焊钢筋时，贴焊钢筋长度为第一钢筋直径的三倍。

如图13，将第一钢筋的一侧贴焊锚板，形成台阶状锚头结构。焊接锚板时，锚板的厚度与第一钢筋的直径相同，第一钢筋与锚板采用穿孔塞焊。

如图14，将第一钢筋的一端旋入螺栓锚头，形成台阶状锚头结构。

更具体地，第二锚头221的结构可为如上所述锚头结构的一种或多种的组合。第一锚固钢筋12和第二锚固钢筋22的直径相同，第一锚固钢筋12和第二锚固钢筋22的搭接长度l，第一钢筋的直径的d1，l≥7d1。连接锚固钢筋之间的间距大于粗骨料直径的1.5倍，节点区的配箍率大于2％。

更具体地，第一钢筋和第二钢筋错开布置。

本实施方式相比传统的锚固方式(将两连接件紧靠并通过焊接或者钢丝的形式捆绑为一体且二者有部分长度重合)，本发明提一种装配式非接触搭接墩锚式节点连接构造采用高性能混凝土交错锚固的结构。即：第一锚固钢筋12和第二锚固钢筋22之间部分重合但又存在一定间隔，在钢筋端部形成构造措施(第一锚固钢筋12的端部具有第一锚头121，第二锚固钢筋22的端部具有第二锚头221)，节点浇筑c80或无纤维高性能混凝土形成后浇接缝节点段。采用该结构，能满足结构受力要求，缩短钢筋锚固长度，降低成本，且实现预制构件钢筋连接非接触搭接连接，无需绑扎搭接，提高施工容错率，具有很高的应用价值。本发明一种装配式非接触搭接墩锚式节点连接构造中，后浇接缝节点段采用c80普通高强混凝土、无纤维高性能混凝土，其相比于uhpc昂贵的材料成本，具有显著的经济优势，且具有与uhpc同等的锚固性能，可大幅降低成本。

根据本发明的具体实施方式，第一预制主体11靠近第二预制主体21的一端设有凹陷而成的第一抗剪键槽111，后浇接缝节点段3部分伸入第一抗剪键槽111内。通过该结构可提高整体抗剪性能。

根据本发明的具体实施方式，第二预制主体21靠近第一预制主体11的一端设有凹陷而成的第二抗剪键槽211，后浇接缝节点段3部分伸入第二抗剪键槽211内。通过该结构可进一步提高整体抗剪性能。

根据本发明的具体实施方式，第一锚头121和第二锚头221的搭接部位设置箍筋4，箍筋4为闭口环箍或开口箍。本实施方式中，通过配置一定量的箍筋4，可提高后浇接缝节点段3的抗裂能力。

根据本发明的具体实施方式，第一预制构件1为预制梁、预制柱、预制剪力墙、预制板、预制阳台中的一种；第二预制构件2为预制梁、预制柱、预制剪力墙、预制板、预制阳台中的一种。

如图6，第一预制构件1或第二预制构件2为预制梁。其中的锚固钢筋的结构为90°弯钩的结构和螺栓锚头结构的组合。

如图7，第一预制构件1或第二预制构件2为预制柱。其中的锚固钢筋的结构为螺栓锚头结构。

如图8，第一预制构件1或第二预制构件2为预制剪力墙。其中的锚固钢筋的结构为螺栓锚头结构。

采用上述结构，可形成的构件连接结构包括：梁-梁连接结构(如图1)，柱-柱连接结构(如图2，第一预制柱1a和第二预制柱2a相连，第二抗剪键槽211的横截面为正方形)、剪力墙-剪力墙连接结构(如图3，第一预制剪力墙1b和第二预制剪力墙2b相连)、板-板连接结构(如图4，第一预制板1c和第二预制板2c相连)、梁-柱连接结构(如图5)、梁-板连接结构。

图1-3和图5中，锚固钢筋的结构为螺栓锚头结构。图4中，锚固钢筋的结构为135°弯钩的结构。

如图5，根据本发明的具体实施方式，装配式非接触搭接墩锚式节点连接构造还包括第三预制构件5，第一预制构件1和第二预制构件2为预制梁，第三预制构件5为预制柱。第三预制构件5包括第三预制主体51和第三锚固钢筋52，第三锚固钢筋52的一端设于第三预制主体51内，第三锚固钢筋52的另一端伸出第三预制主体51，第三锚固钢筋52伸出第三预制主体51的部分设为第三锚固钢筋52，第三锚固钢筋52远离第三预制主体51的一端具有第三锚头521，后浇接缝节点段3还浇筑并包裹第三锚固钢筋52。本实施方式中，采用该结构可实现三个方向的预制件的连接。

根据本发明的具体实施方式，第一抗剪键槽111的数量为1个或者多个，第一抗剪键槽111的横截面为多边形；第二抗剪键槽211的数量为1个或者多个，第二抗剪键槽211的横截面为多边形。具体地：第一抗剪键槽111和第二抗剪键槽211可为矩形、梯形或其它多边形。

根据本发明的具体实施方式，第一锚固钢筋12的伸入后浇接缝节点段3的部分设有第一粗糙面，第二锚固钢筋22的伸入后浇接缝节点段3的部分设有第二粗糙面。本实施方式中，通过设置第一粗糙面和第二粗糙面，可进一步提高锚固钢筋的锚固能力，提高锚固强度。

上述实施方式中，高性能混凝土为c80普通混凝土或高强混凝土。高性能混凝土要相比于掺入钢纤维的超高性能混凝土(uhpc)和掺入聚丙烯纤维的高韧性混凝土(ecc)具有明显的经济优势，c80普通混凝土，抗压强度达到80mpa以上，制备原材料包括水泥、矿渣、粉煤灰、硅灰、砂、石子、减水剂，其中砂为河沙或机制砂，石子的粒径5-30mm，高强混凝土的原材料包括水泥、硅灰、粉煤灰、石英砂、减水剂，抗压强度达到80mpa以上。高强混凝土的制备方法与超高性能混凝土的类似，但高强混凝土中不含有钢纤维。

当后浇接缝节点段3的现浇混凝土为高强混凝土时，相连第一钢筋之间的间距大于高强混凝土中粗骨料直径的1.5倍，相连第二钢筋之间的间距大于高强混凝土中粗骨料直径的1.5倍。当后浇接缝节点段3的现浇混凝土为高强混凝土时，高强混凝土浇筑部位配箍率不小于2％。

如图15-16，利用万能试验机，对本发明一种装配式非接触搭接墩锚式节点连接构造中的局部构造进行钢筋锚固拉拔试验。

根据本发明一种装配式非接触搭接墩锚式节点连接构造的形状，依照附图15-16制作拉拔试验试件。拔试验试件包括锚固钢板34、锚固钢筋35，将锚固钢筋35焊接在锚固钢板34上，通过上夹具夹住，并提供足够的锚固长度，锚固钢筋上浇筑高性能混凝土试件37，锚固钢筋35和拉拔钢筋38之间没有直接接触，而是按错位排布并且保持一定间距。锚固钢筋35和拉拔钢筋38钢筋之间设有箍筋36，锚固钢筋35和拉拔钢筋38的伸入高性能混凝土试件37的一端设有台阶状锚头10或弯钩状锚头9。

第一组试验(图15)通过测试末端双面贴焊3d长度的同直径钢筋10，变量参数为锚固搭接长度，分别设置为5d、7d、10d、12d、15d(d为拉拔钢筋直径)，箍筋4的配筋率为2％，间距为65mm，高性能混凝土采用c80。

第二组试验(图16)通过测试末端带135°弯钩10的拉拔钢筋，变量参数为锚固搭接长度，分别设置为5d、7d、10d、12d、15d，箍筋4的配筋率为2％，间距为65mm，高性能混凝土采用c80。

第三组试验拉拔钢筋末端双面贴焊3d长度的同直径钢筋10，锚固搭接长度分别为5d、7d，7d(不配置箍筋)，试件采用无纤维高强混凝土浇筑。

试验参数及结果如表1所示。

从试验结果可以得到，采用c80混凝土浇筑，在配箍率达到2％时，钢筋端部为双面贴焊或135°弯钩形式，当锚固长度不小于7d时，钢筋拉断，混凝土试件无裂缝，达到锚固要求；采用无纤维的高强混凝土浇筑，钢筋端部为双面贴焊，不配置箍筋，锚固长度为7d，试件发生劈裂破坏；2％的配箍率，锚固长度为7d，钢筋拉断，混凝土试件无裂缝。所以，本发明一种装配式非接触搭接墩锚式节点连接构造，在配箍率不低于2％时，7d的锚固长度即可满足锚固要求，设计采用的搭接长度为10d。

以锚固钢筋搭接错位互锚长度、钢筋间距作为试验参数进行分析研究得到相应的计算方法。极限粘接强度计算公式如下：

式中：τu—钢筋与混凝土的极限粘结强度，mpa；la—钢筋锚固段长度，mm；fu—极限拉拔荷载，kn；d—钢筋的直径，mm。

表1试验参数及结果表

本发明一种装配式非接触搭接墩锚式节点连接构造，包括预制梁与预制梁节点的连接、预制梁柱节点的连接、预制柱与预制柱节点的连接、预制剪力墙与预制剪力墙节点的连接、预制板与预制板节点的连接，预制构件连接锚固钢筋交错布置，采用c80普通高强混凝土、无掺纤维高性能混凝土，大幅降低了该连接形式的应用成本，通过配置箍筋提高混凝土的抗劈裂能力，钢筋端部通过采用一些构造措施能达到同等的锚固性能要求，使得节点的性能达到等同现浇的效果，预制构件构件钢筋实现无接触搭接连接，提高预制装配式混凝土结构构件在设计、生产和施工环节中对定位的容错率，无需绑扎连接，从而提高施工效率，节约工期，降低成本。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。