本发明涉及一种装配式预制梁柱的连接构造及施工方法。
背景技术
装配式建筑将工地作业为主的建造方式变为工厂制作为主，是建筑产业现代化的重要内容，是建筑走向工业化、信息化至关重要的一步。装配式建筑具有提高质量、缩短工期、节约能源、减少消耗、清洁生产等许多优点。目前，随着我国经济快速发展，装配式建筑被广泛地推广。装配整体式混凝土结构是目前我国运用最多的一种装配式形式，而“等同原则”是装配整体式混凝土结构运用的一大核心。等同原则即：装配整体式混凝土结构应基本达到或接近与现浇混凝土结构等同的效果，尤其是连接方式的等同效果。工厂制作的构件精良，做到预制构件的强度等同与现浇混凝土轻而易举，但连接节点强度的保证却是一大难题。
在目前使用的装配整体式建筑结构的连接方式以“湿接缝”为主，也就是通过后浇混凝土使预制构件间连接在一起。湿接缝虽然整体性能好，但在施工工程中存在许多不确定性，施工质量难以保证。而节点本来又是建筑结构中的薄弱部位，一旦出现问题，就可能发生灾难性事故。从受力上看，连接节点的力需要通过后浇混凝土区域直接传递，虽然新旧混凝土连接界面有设粗糙面，但其传力效果较差，力主要靠各式连接筋、预埋焊接件传递。特别在反复荷载作用下其受力性能可靠性不易保证，在地震区装配式结构的应用大大受限，因此只有解决了装配式节点连接的问题才能让装配式建筑得到推广。
技术实现要素：
本发明提出一种装配式预制梁柱的连接构造及施工方法。
本发明解决技术问题所采用的方案是，一种装配式预制梁柱的连接构造，包括预制构件及梁柱连接节点,所述预制构件为预制梁、预制柱，所述梁柱连接节点为预制梁与预制柱的交点,预制梁、预制柱通过梁柱连接节点处的现浇混凝土连接成一体，梁柱连接节点处的预制梁和预制柱端面埋设若干纤维,纤维的一部分埋入预制梁、预制柱内,纤维的另一端伸入梁柱连接节点处的现浇混凝土内。
进一步的，所述纤维插入预制梁、预制柱内的长度为纤维总长度的0.3-0.6倍，纤维方向与混凝土连接界面法线方向夹角小于20°。
进一步的，所述纤维为钢纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维、植物纤维或碳纤维中的任意一种。
进一步的，所述梁柱连接节点处现浇的混凝土材料采用超高性能混凝土或纤维混凝土。
进一步的，所述预制柱包括预制下柱、预制上柱，梁柱连接节点为预制梁与预制下柱、预制上柱的交点，预制梁、预制下柱通过梁柱连接节点处的现浇混凝土连接形成基体，基体通过柱底座浆与预制上柱相连接。
进一步的，所述柱底座浆采用的砂浆材料的立方体抗压强度高于预制构件混凝土立方体抗压强度。
进一步的，所述预制梁、预制柱端部均设有键槽。
进一步的，梁柱连接节点的位置设置在主梁部位或者次梁部位。
一种装配式预制梁柱的连接构造的施工方法，包括以下步骤：
1）制作预制构件：按设计要求进行梁与柱的预制，分别安装预制梁与预制柱的模板，吊入已加工好的钢筋笼，同时安放好各自预埋件，然后在预制构件模板内浇筑混凝土，并进行养护，分别形成预制梁与预制柱，其中在预制构件成型的过程在其端部插入纤维，并在预制构件存放期间进行粗糙面的混凝土表面的凿毛；
2）吊装预制柱：测量放线确定构件位置，进行柱筋位置矫正，钢垫片找平，如为顶层的梁柱连接，则通过吊索、吊具将预制柱起吊到设计相应的位置，钢筋对位后安装预制柱，如为中间层的梁柱连接，则通过吊索、吊具将预制下柱起吊到设计相应的位置，钢筋对位后安装预制下柱，并在步骤（4）后，增加步骤(5)；
3）安装预制梁：测量放线，布置支撑，利用吊具将预制梁吊装到相应位置进行安装；
4）节点连接施工：进行梁柱连接节点处的钢筋绑扎，预留预埋件，安装节点处定型模板，检查无误后浇捣节点处混凝土，待其达到标准强度70％以上后拆除模板，在节点混凝土尚未凝固之前，将纤维部分长度的插入混凝土内，纤维间距与纤维的长度根据设计确定；
5）安装预制上柱：在相应柱底位置座浆，进行柱筋位置矫正，通过吊索、吊具将预制上柱起吊到设计相应的位置，钢筋对位后安装预制下柱。
在步骤（1）中，在梁柱连接节点处的预制构件端面预埋纤维可通过两种方法形成；
第一种方法为：对形成预制构件端面模板按纤维设计间距打小孔，在预制梁段混凝土未硬化前将纤维部分长度通过小孔插入未硬化混凝土内；
第二种方法为：将纤维沿长度方向部分贯入连接板中，然后将连接板无纤维外露的一侧紧贴于浇筑预制构件端部的模板内侧，混凝土浇筑及养护后拆除接缝界面的模板和连接板，使贯入连接板的纤维裸露于接缝界面。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：该结构受力合理、强度高、施工便利，可有效避免预制梁与预制柱连接处强度不够可靠的问题，充分保证了装配整体式建筑体系“强剪弱弯，更强节点”的设计理念，有利于装配式建筑体系的发展与推广。
附图说明
下面结合附图对本发明专利进一步说明。
图1是顶层梁、柱边跨连接结构示意图；
图2是顶层梁、柱中间跨连接结构示意图；
图3是中间层梁、柱边跨连接结构示意图；
图4是中间层梁、柱中间跨连接示意图；
图中：
1-预制梁；2-预制柱；201-预制下柱；202-预制上柱；3-连接节点；4-纤维；5-键槽；6-连接钢筋。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1-4所示，一种装配式预制梁柱的连接构造，包括预制构件及梁柱连接节点,所述预制构件为预制梁、预制柱，所述梁柱连接节点为预制梁与预制柱的交点,预制梁、预制柱通过梁柱连接节点处的现浇混凝土连接成一体，梁柱连接节点处的预制梁和预制柱端面埋设若干纤维,纤维的一部分埋入预制梁、预制柱内,纤维的另一端伸入梁柱连接节点处的现浇混凝土内，使纤维连接于新旧混凝土界面之间。
在本实施例中，所述纤维插入预制梁、预制柱内的长度为纤维总长度的0.3-0.6倍，纤维方向与混凝土连接界面法线方向夹角小于20，纤维间距与纤维的长度根据设计确定。
在本实施例中，为提高后浇筑部分的锚固力，纤维的非插入端设置有钩部、球头或为波浪形；或者纤维上沿径向间隔设置若干环槽。
在本实施例中，所述纤维为钢纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维、植物纤维或碳纤维中的任意一种，如纤维为直的钢纤维，纤维的后浇筑的部分应该比插入部分长，使得纤维在前期浇筑和后期浇筑中的锚固力均衡。
在本实施例中，所述梁柱连接节点处现浇的混凝土材料采用超高性能混凝土或纤维混凝土。
在本实施例中，所述预制柱包括预制下柱、预制上柱，梁柱连接节点为预制梁与预制下柱、预制上柱的交点，预制梁、预制下柱通过梁柱连接节点处的现浇混凝土连接形成基体，基体通过柱底座浆与预制上柱相连接。
中间层框架结构中，预制梁柱构件的连接分为两个部分，分别为预制梁与预制下柱的连接以及预制上柱的连接；第一部分为：预制梁与预制下柱的连接。通过在连接节点处的现浇混凝土将预制梁与预制上柱连接成一体。同时在现浇节点上表面与上柱对应部位预埋部分长度纤维；第二部分为：预制上柱的连接。该连接在第一部分连接完成后进行，通过在柱底座浆，将预制上柱安装完成。
在本实施例中，所述柱底座浆采用的砂浆材料的立方体抗压强度高于预制构件混凝土立方体抗压强度。
在本实施例中，所述预制梁、预制柱端部均设有键槽，键槽尺寸由设计确定。
在本实施例中，梁柱连接节点的位置设置在主梁部位或者次梁部位，在节点处按照设计要求设置连接纵筋，连接纵筋的连接方式可采用机械连接、套筒灌浆连接、焊接、搭接等方式。
一种装配式预制梁柱的连接构造的施工方法，包括以下步骤：
1）制作预制构件：按设计要求进行梁与柱的预制，分别安装预制梁与预制柱的模板，吊入已加工好的钢筋笼，同时安放好各自预埋件，然后在预制构件模板内浇筑混凝土，并进行养护，分别形成预制梁与预制柱，其中在预制构件成型的过程在其端部插入纤维，并在预制构件存放期间进行粗糙面的混凝土表面的凿毛；
2）吊装预制柱：测量放线确定构件位置，进行柱筋位置矫正，钢垫片找平，如为顶层的梁柱连接，则通过吊索、吊具将预制柱起吊到设计相应的位置，钢筋对位后安装预制柱，如为中间层的梁柱连接，则通过吊索、吊具将预制下柱起吊到设计相应的位置，钢筋对位后安装预制下柱，并在步骤（4）后，增加步骤(5)；
3）安装预制梁：测量放线，布置支撑，利用吊具将预制梁吊装到相应位置进行安装；
4）节点连接施工：进行梁柱连接节点处的钢筋绑扎，预留预埋件，安装节点处定型模板，检查无误后浇捣节点处混凝土，待其达到标准强度70％以上后拆除模板，在节点混凝土尚未凝固之前，将纤维部分长度的插入混凝土内，纤维间距与纤维的长度根据设计确定；
5）安装预制上柱：在相应柱底位置座浆，进行柱筋位置矫正，通过吊索、吊具将预制上柱起吊到设计相应的位置，钢筋对位后安装预制下柱。
在步骤（1）中，在梁柱连接节点处的预制构件端面预埋纤维可通过两种方法形成；
第一种方法为：对形成预制构件端面模板按纤维设计间距打小孔，在预制梁段混凝土未硬化前将纤维部分长度通过小孔插入未硬化混凝土内；
第二种方法为：将纤维沿长度方向部分贯入连接板中，然后将连接板无纤维外露的一侧紧贴于浇筑预制构件端部的模板内侧，混凝土浇筑及养护后拆除接缝界面的模板和连接板，使贯入连接板的纤维裸露于接缝界面。
上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。