本发明涉及土木工程技术领域，尤其涉及一种全预制梁柱连接装置及其施工方法。
背景技术：
随着建筑行业的不断变革，预制装配式结构建筑发展迅猛，众多项目已建成。现阶段预制钢筋混凝土构件的节点在现场安装多采用湿作业的连接方式，尤其对于梁、柱节点处，湿作业范围大，需要在施工现场进行支模、绑扎钢筋、浇筑混凝土、养护等工序。使得装配式建筑的施工周期长，建造过程复杂，降低了装配式建筑的安装效率，提高了装配式建筑的安装成本。
现阶段的转配式建筑多使用叠合梁、板等结构，但是此种结构造成整体装配率低、施工程序复杂、施工工期长等弊端，因此需要进一步对全预制构件的节点连接方式进行设计。
随着钢铁产量过剩，建筑结构中提高用钢量对于钢铁行业发展有重要意义，并且钢结构的发展较为成熟，并且钢结构梁、柱节点的连接较为方便，且满足建筑结构设计原则中的“强节点弱构件”的设计原则。因此，需要寻找一种能使钢筋混凝土预制构件和钢结构节点连接的优势同时发挥的梁柱连接装置，从而化简施工程序、缩短施工工期。
技术实现要素：
本发明的一个目的在于针对上述现有技术存在的不足提供一种全预制梁柱连接装置，大大提高了施工进度。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种全预制梁柱连接装置，其特征在于所述全预制梁柱连接装置包括预埋在结构柱内柱内预埋钢构件，以及预埋在结构梁内的梁端预埋钢构件；
所述柱内预埋钢构件与所述梁端预埋钢构件的端面连接，所述柱内预埋钢构件与所述梁端预埋钢构件连接的端面呈l型，相应的，所述梁端预埋钢构件与所述柱内预埋钢构件的端面呈与所述l型配合的倒l型。
进一步地，所述梁端预埋钢构件包括梁内水平h型钢，梁内水平h型钢的上下翼缘板之间设置梁端竖向钢板，并在上下翼缘中间的腹板上，从梁端竖向钢板朝向外侧方向设置梁外水平h型钢中间钢板，所述梁端竖向钢板内侧部分位于结构梁内，所述梁外水平h型钢中间钢板上方的梁内水平h型钢长度大于下方的梁内水平h型钢长度，使得所述梁外水平h型钢中间钢板超出下方的梁内水平h型钢部分形成连接部；
柱内预埋钢构件，所述柱内预埋钢构件包括柱内水平h型钢，所述柱内水平h型钢的上下翼缘板之间柱内竖向钢板，并在上下翼缘中间的腹板上，从柱内竖向钢板朝向外侧方向设置柱外水平h型钢中间钢板，所述主内竖向钢板内侧部分位于在结构柱内，所述柱外水平h型钢中间钢板上方的柱内水平h型钢长度小于下方的柱内水平h型钢长度，使得所述柱外水平h型钢中间钢板超出上方的柱内水平h型钢部分形成连接部；
所述梁外水平h型钢中间钢板的连接部置于柱外水平h型钢中间钢板连接部的上方，并通过连接螺栓连接。
进一步地，所述柱内预埋钢构件在柱内水平h型钢上对称设置两个柱内竖向钢板，两个柱内竖向钢板之间部分位于结构柱内，柱内预埋钢构件两侧设置两个柱外水平h型钢中间钢板连接部，分别对应于结构柱两侧的结构梁。
优选地，所述梁端竖向钢板在梁纵向钢筋通过处设有第一孔洞，所述梁纵向钢筋穿过第一孔洞后用钢筋锚具固定。
优选地，所述柱内水平h型钢的腹板在柱内箍筋穿过处设有第二孔洞；所述柱内水平h型钢的翼缘在柱内纵筋穿过处设有第三孔洞。
优选地，所述梁内水平h型钢的外端和柱内水平h型钢的外端对应设置连接孔洞，并通过对应设置的腹板上侧加劲板和腹板下侧加劲板相连。
优选地，所述柱内预埋钢构件在柱外水平h型钢上翼缘端部设有第一坡口，所述梁端预埋钢构件在梁外水平h型钢上翼缘端部设有第二坡口，所述第一坡口与第二坡口处进行焊接。
优选地，所述柱外水平h型钢中间钢板的连接部设有第一锥台，所述梁外水平h型钢中间钢板连接部设有锥台形孔洞，所述锥台形孔洞在安装时嵌套第一锥台进行安装定位。
本发明的另一目的在于提供一种全预制梁柱连接装置的施工方法，大大提高了施工进度。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种全预制梁柱连接装置的施工方法，其特征在于所述施工方法包括如下步骤：
a、制作柱内预埋钢构件，柱内预埋钢构件一体化浇铸成型，并且在柱内钢筋布置完成后用混凝土一次浇铸，所述柱内预埋钢构件包括柱内水平h型钢，所述柱内水平h型钢的上下翼缘板之间柱内竖向钢板，并在上下翼缘中间的腹板上，从柱内竖向钢板朝向外侧方向设置柱外水平h型钢中间钢板，所述柱外水平h型钢中间钢板上方的柱内水平h型钢长度小于下方的柱内水平h型钢长度，使得所述柱外水平h型钢中间钢板超出上方的柱内水平h型钢部分形成连接部；
b、制作梁端预埋钢构件，梁端预埋钢构件一体化浇铸成型，在梁端钢筋布置完成后用混凝土一次浇筑，用锚具将梁内纵筋固定在梁端竖向钢板上，所述梁端预埋钢构件包括梁内水平h型钢，梁内水平h型钢的上下翼缘板之间设置梁端竖向钢板，并在上下翼缘中间的腹板上，从梁端竖向钢板朝向外侧方向设置梁外水平h型钢中间钢板，所述梁外水平h型钢中间钢板上方的梁内水平h型钢长度大于下方的梁内水平h型钢长度，使得所述梁外水平h型钢中间钢板超出下方的梁内水平h型钢部分形成连接部；
c、在施工现场，先安装预制混凝土柱，然后吊装预制梁就位，使得所述梁外水平h型钢中间钢板的连接部置于柱外水平h型钢中间钢板连接部的上方，然后在连接处的腹板用螺栓连接固定，之后在连接处的翼缘处用焊接方式连接固定。
本发明利用所述全预制连接装置将钢结构与混凝土结构的各自优势充分得到了发挥，使得节点受力更加明确，施工现场只需采用吊装拼接工艺即可将梁端预埋件和柱内预埋件连接在一起，并且使得构件生产工厂化，大大提高了施工进度，施工方便，操作快捷，缩短工期，有利于环境保护和噪音控制，便于运输、安装。
附图说明
图1为本发明一实施例的三维示意图。
图2为本发明一实例的全预制梁柱连接装置在一侧连接一侧未连接状态时的三维示意图。
图3为本发明一实例的全预制梁柱连接装置在一侧连接一侧未连接状态时的三维透视图。
图4为本发明一实例的含有一个预制柱内预埋钢构件的三维示意图。
图5为本发明一实例的含有一个预制柱内预埋钢构件的三维透视图。
图6为本发明一实例的含有一个预制梁端预埋钢构件的三维示意图。
图7为本发明一实例的含有一个预制梁端预埋钢构件的三维示意图。
图8为本发明一个预制柱内预埋钢构件的三维示意图。
图9为本发明一个预制梁端预埋钢构件的三维示意图。
附图标记：1、柱内预埋钢构件，2、梁端预埋钢构件，3、结构柱，4、结构梁，5、柱内水平h型钢，6、柱内竖向钢板，7、柱外水平h型钢中间钢板，8、锥台，9、柱外水平h型钢上侧双排孔洞，10、柱外水平h型钢下侧双排孔洞，11、柱外水平h型钢上翼缘坡口，12、梁内水平h型钢，13、梁端竖向钢板，14、梁内腹板孔洞，15、梁端竖向钢板孔洞，16、柱内腹板孔洞，17、柱内翼缘孔洞，18、梁外水平h型钢中间钢板，19、锥台形孔洞，20、梁外水平h型钢上侧双排孔洞，21、梁外水平h型钢下侧双排孔洞，22、腹板上侧加劲板，23、腹板上侧螺栓，24、腹板下侧加劲板，25、腹板下侧螺栓，26、梁外水平h型钢上翼缘坡口，27、钢筋锚具，28、梁纵向钢筋，29、柱箍筋，30、梁纵向钢筋。
具体实施方式
下面结合附图和实例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图所示，本发明提供的一种全预制梁柱连接装置及其制作方法，涉及土木工程技术领域，本实施例的全预制梁柱连接装置包括：
柱内预埋钢构件1、梁端预埋钢构件2；所述柱内预埋钢构件1与所述梁端预埋钢构件2的端面连接。
其中，柱内预埋钢构件1埋置于混凝土柱3中，梁端预埋钢构件2埋置于混凝土梁4中，按照结构柱、梁尺寸和节点受力分别按模型加工所述柱内预埋钢构件1和所述梁端预埋钢构件2，生产的梁、柱构件在现场进行安装，缩短了施工周期。
其中，所述柱内预埋钢构件1，在结构柱内部由水平h型钢5和竖向钢板6构成，水平h型钢5和竖向钢板6的高度与结构梁2的高度相同，所述水平h型钢5的腹板在柱内箍筋通过处设孔洞17，所述水平h型钢5的上下翼缘在柱内纵筋通过处设孔洞16；所述水平h型钢5，在结构柱外呈l形，上部翼缘长度小，下部翼缘长度大，上下翼缘长度差范围内腹板高度将为水平h型钢5腹板高度的二分之一，并在上下翼缘中间的腹板上设有一块宽度与翼缘同宽，长度与下翼缘相等的钢板7，钢板7上侧设有两个锥台8，锥台的高度为钢板7的厚度相同，所述锥台8的上部直径为15mm,所述锥台8的下部直径为20mm。结构柱外水平h型钢5的腹板上分别设有双排孔洞9与双排孔洞10，所述水平h型钢5上翼缘端部设坡口11。柱内预埋钢构件宜为铸造成型，强度等级以q235级或q345级为宜。
其中，所述梁端预埋钢构件2，在结构梁内部由水平h型钢12和竖向钢板13构成，水平h型钢12和竖向钢板13的高度与结构梁2的高度相同，所述水平h型钢12在梁内箍筋通过处设孔洞14，所述竖向钢板13在梁内纵筋通过处设孔洞15；所述水平h型钢12，在结构柱外呈l形，上部翼缘长度大，下部翼缘长度小，上下翼缘长度差与所述水平h型钢5上下翼缘长度差相等，上下翼缘长度差范围内腹板高度将为水平h型钢5腹板高度的二分之一，并在上下翼缘中间的腹板上设有一块宽度与翼缘同宽，长度与下翼缘相等的钢板18，钢板18内设有两个锥台形孔洞19，所述锥台形孔洞19的上部直径为17mm,所述锥台8的下部直径为22mm，用于预制构件安装定位，方便施工。结构梁外水平h型钢12的腹板上分别设有双排孔洞20与双排孔洞21，所述水平h型钢12上翼缘端部设坡口26；梁内纵筋穿过孔洞15后采用满足设计要求的钢筋锚具27固定在钢板上；梁端预埋钢构件宜为铸造成型，强度等级以q235级或q345级为宜。
进一步的，所述双排孔洞9与所述双排孔洞20，在安装时能贯通，用两块加劲板22分别置于两侧并用螺栓23固定；所述双排孔洞10与所述双排孔洞21，在安装时能贯通，用两块加劲板24分别置于两侧并用螺栓25固定；优选的，双排孔洞9、10、20、21，加劲板22、24，螺栓23、25的规格要满足设计要求。
上述装置通过两个锥台8和两个锥台形孔洞19的设置，具有易于安装定位的功能，可提高安装精度，减少安装时间；柱内预埋钢构件1与梁端预埋钢构件2制作时，应根据受力性能及梁柱尺寸进行节点设计；在现场安装时，坡口11与坡口26通过焊接方式固定，焊缝的规格与焊接材料的选取应满足设计要求。
本实施例中全预制梁柱连接装置的制作及拼装方法包括如下步骤：
步骤一，制作柱内预埋钢构件：结合结构梁、柱尺寸，配筋设计及型钢设计确定构造尺寸，根据柱内预埋钢构件模型制作柱端预埋钢构件，柱内预埋钢构件宜一体化浇铸成型，将柱内纵筋和柱内箍筋穿过所述柱内预埋钢构件，之后用混凝土一次浇铸；
步骤二，制作梁端预埋钢构件：结合结构梁的尺寸，配筋设计及节点型钢设计确定构造尺寸，根据梁端预埋钢构件模型制作梁端预埋钢构件，将梁内纵筋和柱内箍筋穿过所述柱内预埋钢构件，之后与柱一体化浇筑混凝土成型，用锚具将梁内纵筋固定在梁端钢板上。
步骤三，在施工现场，先安装预制混凝土柱，柱长可根据要求确定，然后吊装预制梁就位，然后在连接处的腹板用螺栓连接固定，之后在连接处的翼缘处用焊接方式连接固定。待柱子上的梁全部安装之后，将下一根柱子用套筒连接方式安装在上一根梁上，进行下一轮安装操作。
以上示意性地对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图所示只是本发明的实施方式之一。当本发明所公开连接方式应用于更一般的预制框架节点时，可根据实际梁柱连接方式（如，中柱，边柱顶层柱等），对节点区域焊缝、盖板、锚具、螺栓、柱内预埋钢构件个数及分布方式进行适当调整。因此，如果其他技术人员在未脱离本发明创造宗旨的情况下，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，采用与该技术方案相似的构件连接方式及实施案例，均属于本发明的保护范围。