本发明属于建筑结构技术领域，尤其涉及一种反弯点预制柱连接节点及其装配方法。
背景技术：
装配式建筑在施工装配时，预制柱连接方式主要包括如下两种方式：(1)灌浆套筒连接方式：将需要连接的带肋钢筋插入金属套筒内“对接”，在套同类注入高强早强且有微膨胀的灌浆料，灌浆料在套筒筒壁与钢筋之间形成较大的正向应力，在带肋钢筋的粗糙表面产生巨大的摩擦力，由此传递轴向力。这种连接方式对工人从业的要求很高，柱的每一根纵筋都需要用到套筒连接，因此施工中钢筋的对位尤其重要，但是是中很不容易做到这一点。
(2)浆锚链接方式：将需要连接的带肋钢筋插入预制构件的预留孔道内，预留孔道内壁是螺旋形的。钢筋插入孔道后，在孔道内注入高强早强且有微膨胀的灌浆料，锚固住插入的钢筋。在孔道旁边，是预埋在构件中的受力钢筋，插入孔道内的钢筋与之“搭接”。与套筒连接类似，每一根钢筋都需要连接，施工钢筋对位需要大量的时间，因此，这并不是最优秀的连接方式。
现阶段使用的灌浆套筒连接方式或浆锚链接连接方式，套筒以及专用灌浆料的价格由于生产工艺的原因，价格很高。现阶段装配式成本相对于传统建筑大大提高，装配式成本在预制柱上成本的增加令人乍舌。
施工时，现阶段的预制柱通过每根钢筋与套筒或者浆锚节点连接，工序极为复杂，一旦有施工较小误差，会导致整个节点安全性、整体性大打折扣，甚至影响结构整体的安全性。且在施工过程中，必须等到灌浆料达到一定的硬化程度之后，才能进行后续的施工作业，较大程度上影响了施工周期。
现阶段预制节点选择在梁柱节点核心区，复杂化的受力使结构的整体性偏差，这与结构设计及抗震设计相悖。
综上所述，亟需开发一种受力简单可靠，结构整体的安全性高、施工效率高的反弯点预制柱连接节点及其装配方法。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种受力简单可靠，结构整体的安全性高、施工效率高的反弯点预制柱连接节点及其装配方法。
上述目的是通过如下技术方案实现：一种反弯点预制柱连接节点，包括上下设置的上预制柱和下预制柱，所述上预制柱和下预制柱的拼接端均设有凸头，所述上预制柱和下预制柱的凸头分别套设有第一套箍和第二套箍，所述第一套箍和第二套箍分别锚固在所述上预制柱和下预制柱内，所述第一套箍和第二套箍通过连接板相连，所述上预制柱和下预制柱拼接后形成环槽，所述连接板设置在所述环槽内。
在框架结构设计中，在柱的楼层弯矩反弯点处，本发明受力相对于节点核心区受力简单，预制柱高度为上层柱反弯点到下层柱反弯点之间，剪力与节点核心区相等，弯矩为零，扭矩几乎可以忽略，结构整体的安全性及整体结构的抗侧刚度增加。另外，本发明无灌浆套筒或浆锚连接，成本大大降低，且施工现场上下柱无现浇节点，施工周期大大缩短；施工现场全部为钢结构焊接，简化施工步骤。且本专利无仰焊，装配式反弯点预制柱既保证了施工质量又保证了连接节点安全可靠；湿作业几乎为零，柱连接无模板极少成本且减少施工周期，减少人工；装配式反弯点预制柱由于梁柱节点核心区在工厂预制，其柱的延性及抗侧刚度予以增强；预制构件工厂在加工制作时，外露钢筋很少，模具简单，加工更加方便；装配式反弯点预制柱在维护后期构件易于拆卸，可针对某个柱进行单独更换。
进一步的技术方案是，所述第一套箍和第二套箍分别预埋在所述上预制柱和下预制柱内，所述上预制柱和下预制柱内设有钢筋骨架，所述第一套箍和第二套箍与所述钢筋骨架固定连接。如此设置，节点整体性更好，有利于力的传递。
进一步的技术方案是，所述连接板与所述第一套箍、第二套箍焊接成整体。如此，施工简单，连接可靠，无湿作业，可有效提高施工效率，节省工期。
进一步的技术方案是，所述上预制柱和下预制柱的拼接面设有找平砂浆。找平砂浆有利于调整预制件的平整度，同时使得预制柱连接面的粘结力更大，还可在预制柱装配落位的过程起到一定的缓冲作用，避免预制柱落位时直接碰撞而损坏构件。
进一步的技术方案是，所述上预制柱和下预制柱的拼接面为粗糙面。装配时，可通过钢刷或砂纸等工具将凸头的接触面打磨粗糙，如此设置，找平砂浆可以使凸头的连接效果更好。
进一步的技术方案是，所述下预制柱顶部设置有加强钢板。如此设置，可增大下预制柱顶部的刚度，有利于其承受更大的来自与其他预制件的压力。
为达到上述目的，本发明还提供一种反弯点预制柱连接节点的装配方法，包括如下步骤：
(1)预制柱的工厂预制：安装模具，在模具内铺设预制柱钢筋骨架，预定位置设置套箍，将套箍与钢筋骨架焊接；浇筑混凝土，振动成型，所述套箍锚固在预制柱主体结构内，成型后的预制柱至少一端构型成凸头结构，所述套箍部分外露，其外露部分将所述凸头的侧壁包裹；
(2)施工吊运落位：先吊装下预制柱，安装支撑，铺上找平砂浆，吊装上预制柱，调整标高与平整度、调整垂直度，上预制柱和下预制柱拼接后形成环槽；
(3)焊接：在环槽的内设置连接板，将连接板与上预制柱、下预制柱的套箍采用围焊焊接成整体。
本发明的预制柱的装配连接方法无灌浆套筒或浆锚连接，成本大大降低，且施工现场上下柱无现浇节点，施工周期大大缩短；施工现场全部为钢结构焊接，简化施工步骤；湿作业几乎为零，柱连接无模板极少成本且减少施工周期，减少人工；装配式反弯点预制柱由于梁柱节点核心区在工厂预制，其柱的延性及抗侧刚度予以增强，与现阶段预制连接方式相比，连接节点核心区整体性加强，符合现阶段结构设计和抗震设计的基本要求，即“强柱弱梁”、“强剪弱弯”。
进一步的技术方案是，所述反弯点预制柱连接节点的装配方法还包括步骤(4)：对连接板、套箍作防锈防火处理。相对于现阶段装配式钢结构，防火性能大大提升，其防锈处理面积大大减少。
进一步的技术方案是，所述步骤(4)后采用抹灰砂浆将所述环槽抹平。如此，避免连接板、套箍直接外露，另一方面有利于美观。
进一步的技术方案是，所述反弯点预制柱连接节点构型完成后拆除支撑。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明一种实施方式所涉及的反弯点预制柱连接节点的结构示意图；
图2为本发明一种实施方式所涉及的反弯点预制柱连接节点的正面剖视图；
图3为图2中所涉及的反弯点预制柱连接节点沿a-a面的剖视图；
图4为本发明一种实施方式所涉及的反弯点预制柱连接节点的受力简图；
图5为图4中所涉及的反弯点预制柱连接节点的受力简图对应的剪力简图；
图6为图4中所涉及的反弯点预制柱连接节点的受力简图对应的弯矩简图。
图中：
1上预制柱2下预制柱3凸头4第一套箍
5第二套箍6连接板7环槽8找平砂浆
b竖向构件c楼盖结构d反弯点f等效作用力
h层高h预制柱高度
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。此外，本领域技术人员根据本文件的描述，可以对本文件中实施例中以及不同实施例中的特征进行相应组合。
本发明实施例如下，参照图1～3，一种反弯点预制柱连接节点，包括上下设置的上预制柱1和下预制柱2，所述上预制柱1和下预制柱2的拼接端均设有凸头3，所述上预制柱1和下预制柱2的凸头3分别套设有第一套箍4和第二套箍5，所述第一套箍4和第二套箍5分别锚固在所述上预制柱1和下预制柱2内，所述第一套箍4和第二套箍5通过连接板6相连，所述上预制柱1和下预制柱2拼接后形成环槽7，所述连接板6设置在所述环槽7内。
在框架结构设计中，在柱的楼层弯矩反弯点处，如图4～6，本发明受力相对于节点核心区受力简单，预制柱高度为上层柱反弯点到下层柱反弯点之间，剪力与节点核心区相等，弯矩为零，扭矩几乎可以忽略，结构整体的安全性及整体结构的抗侧刚度增加。另外，本发明无灌浆套筒或浆锚连接，成本大大降低，且施工现场上下柱无现浇节点，施工周期大大缩短；施工现场全部为钢结构焊接，简化施工步骤。且本专利无仰焊，装配式反弯点预制柱既保证了施工质量又保证了连接节点安全可靠；湿作业几乎为零，柱连接无模板极少成本且减少施工周期，减少人工；装配式反弯点预制柱由于梁柱节点核心区在工厂预制，其柱的延性及抗侧刚度予以增强；预制构件工厂在加工制作时，外露钢筋很少，模具简单，加工更加方便；装配式反弯点预制柱在维护后期构件易于拆卸，可针对某个柱进行单独更换。
具体，如图4～6，在本发明水平荷载作用下(如风荷载、水平地震)，可简化为作用于框架节点上的水平集中力，水平荷载的作用下(如受力简图所示)，框架上的内力特征(如剪力简图、弯矩简图)，其受力与变形具有如下特点：
(1)柱的弯矩为直线分布，且每层柱内有且仅有一个零弯矩点即反弯点，对应的是本发明的节点；
(2)在固定端处，角位移为零，但上部各层节点均有转角存在，节点的转角随梁柱线刚度比的增大而减小；
(3)如忽略梁的轴向变形，同层内各节点具有相同的侧向位移，同层各柱具有相同的层间位移。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图2，所述第一套箍4和第二套箍5分别预埋在所述上预制柱1和下预制柱2内，所述上预制柱1和下预制柱2内设有钢筋骨架，所述第一套箍4和第二套箍5与所述钢筋骨架固定连接。如此设置，节点整体性更好，有利于力的传递。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图2和图3，所述连接板6与所述第一套箍4、第二套箍5焊接成整体。如此，施工简单，连接可靠，无湿作业，可有效提高施工效率，节省工期。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图2，所述上预制柱1和下预制柱2的拼接面设有找平砂浆8。找平砂浆8有利于调整预制件的平整度，同时使得预制柱连接面的粘结力更大，还可在预制柱装配落位的过程起到一定的缓冲作用，避免预制柱落位时直接碰撞而损坏构件。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，所述上预制柱1和下预制柱2的拼接面为粗糙面。装配时，可通过钢刷或砂纸等工具将凸头3的接触面打磨粗糙，如此设置，找平砂浆8可以使凸头3的连接效果更好。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，所述下预制柱2顶部设置有加强钢板。如此设置，可增大下预制柱2顶部的刚度，有利于其承受更大的来自与其他预制件的压力。
本发明还提供一种反弯点预制柱连接节点的装配方法，实施例如下，包括如下步骤：
(1)预制柱的工厂预制：安装模具，在模具内铺设预制柱钢筋骨架，预定位置设置套箍，将套箍与钢筋骨架焊接；浇筑混凝土，振动成型，所述套箍锚固在预制柱主体结构内，成型后的预制柱至少一端构型成凸头3结构，所述套箍部分外露，其外露部分将所述凸头3的侧壁包裹；
(2)施工吊运落位：先吊装下预制柱2，安装支撑，铺上找平砂浆8，吊装上预制柱1，调整标高与平整度、调整垂直度，上预制柱1和下预制柱2拼接后形成环槽7；
(3)焊接：在环槽7的内设置连接板6，将连接板6与上预制柱1、下预制柱2的套箍采用围焊焊接成整体。
本发明的预制柱的装配连接方法无灌浆套筒或浆锚连接，成本大大降低，且施工现场上下柱无现浇节点，施工周期大大缩短；施工现场全部为钢结构焊接，简化施工步骤；湿作业几乎为零，柱连接无模板极少成本且减少施工周期，减少人工；装配式反弯点预制柱由于梁柱节点核心区在工厂预制，其柱的延性及抗侧刚度予以增强，与现阶段预制连接方式相比，连接节点核心区整体性加强，符合现阶段结构设计和抗震设计的基本要求，即“强柱弱梁”、“强剪弱弯”。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，所述反弯点预制柱连接节点的装配方法还包括步骤(4)：对连接板6、套箍作防锈防火处理。相对于现阶段装配式钢结构，防火性能大大提升，其防锈处理面积大大减少。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，所述步骤(4)后采用抹灰砂浆将所述环槽7抹平。如此，避免连接板6、套箍直接外露，另一方面有利于美观。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，所述反弯点预制柱连接节点构型完成后拆除支撑。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。