一种装配式混凝土柱柱连接节点的制作方法

本发明涉及建筑工程技术领域，具体涉及一种装配式混凝土柱柱连接节点。

背景技术：

近年来，为了促进建筑行业的转型升级，建筑界正在大力发展装配式建筑，装配式混凝土框架结构作为一种最普遍的结构体系，广泛应用于商场，车库，办公楼等公共建筑中。预制框架梁柱节点的受力性能对结构的整体性能起着重要作用，关于预制构件的连接技术正在引起更多技术人员的关注。

目前预制混凝土框架柱-柱连接节点技术主要有端板螺栓连接、钢筋连接套筒灌浆连接和现场支模后浇等。端板螺栓连接通过在上下预制柱端部预埋钢板，外部再套钢板，中间填充混凝土，通过螺栓固定外部钢板，实现预制柱的连接，其缺点是：用钢量较大，施工复杂。钢筋连接套筒灌浆连接是通过连接钢筋连接套筒将上下预制柱的纵筋进行连接的技术，其缺点是：造价高，灌浆质量不易检测。现场支模后浇是通过在节点的核心区支设模板，然后进行混凝土后浇施工，从而完成预制柱连接的方法，其缺点是：现场湿作业太多，尤其是现浇的区域设在梁柱节点区时钢筋布置复杂，不便于施工。因此研发一种传力可靠，造价较低，施工简便的装配式混凝土框架柱-柱连接技术对装配式建筑的推广和应用有重要意义。

技术实现要素：

为解决以上问题，本发明提供一种装配式混凝土柱柱连接节点结构简单，节点施工简便，造价较低，连接部件易于更换，简化了节点区钢筋的搭接工作，整个安装过程都是干式连接，大大减少了节点区的后浇作业，不需要特殊工具，加快了施工速度；传力明确可靠，当遭遇较低烈度地震作用时，结构保持完好；当遭遇较大烈度地震作用时，四周侧壁的低屈服钢板首先吸收能量达到屈服，固定螺母抵抗竖向的剪力和水平拉力，在这一过程中达到耗能的效果；接着混凝土柱四个边角的连接部件也逐渐达到屈服，连接部件的两侧的调节螺母抵抗竖向拉力；由外到内依次耗能，保证了装配式混凝土柱柱连接节点结构在不同烈度地震作用时的受力性能以及强震后结构的可迅速修复性能。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以解决。

一种装配式混凝土柱柱连接节点，包括：上段预制混凝土柱、下段预制混凝土柱和盖板；所述上段预制混凝土柱和下段预制混凝土柱内分别设置有纵向连接筋和横向连接筋，所述纵向连接筋和横向连接筋固定连接；所述上段预制混凝土柱的底部四角分别去除相同的长方体形成上十字连接端，所述上十字连接端与所述上段预制混凝土柱平齐的侧壁上分别横向设置上螺杆；所述下段预制混凝土柱的顶部四角分别去除相同的长方体形成与所述上十字连接端对应的下十字连接端，所述下十字连接端的侧壁上分别横向设置有与上螺杆对应的下螺杆；所述盖板上分别设置有与上螺杆和下螺杆相对应的固定孔，所述上螺杆和下螺杆分别穿过所述固定孔并通过固定螺母固定。

根据本发明的装配式混凝土柱柱连接节点，上段预制混凝土柱和下段预制混凝土柱内的纵向连接筋和横向连接筋采用绑扎连接，上段预制混凝土柱的底部四个边角分别去除相同的长方体(也可以是正方体)形成凸出的上十字连接端，上十字连接端与上段预制混凝土柱平齐的侧壁上分别横向设置上螺杆。下段预制混凝土柱的顶端采用相同的方法成型对应的下十字连接端，下十字连接端上对应设置下螺杆，上螺杆和对应的下螺杆分别穿过盖板上相对应的固定孔并通过固定螺母固定，盖板采用低屈服点钢板，从而将上段预制混凝土柱和下段预制混凝土柱固定连接。本发明的装配式混凝土柱柱连接节点受力合理，连接牢固，整体稳定性和抗震性能良好；当遇到地震时，上、下十字连接端与预制混凝土柱平齐的侧壁首先吸收能量达到屈服，盖板上的固定螺母抵抗竖向的剪力和水平拉力，节点施工简便，传力明确可靠，造价较低，实用性强，便于推广使用，具有显著的经济效益和社会效益。

作为优选的，所述上十字连接端去除四周相同的长方体形成上矩形连接端，所述下十字连接端去除四周相同的长方体形成与上矩形连接端对应的下矩形连接端。

根据本发明的装配式混凝土柱柱连接节点，分别去除上十字连接端和下十字连接端四周相同的凸出的长方体形成相对应的上矩形连接端和下矩形连接端；并将上螺杆设置在上矩形连接端的四个侧壁上，下矩形连接端的四个侧壁上设置相对应的下螺杆，盖板穿过上螺杆和下螺杆并通过固定螺母固定。

作为优选的，所述上段预制混凝土柱内四个边角或四周处的纵向连接筋伸出所述上段预制混凝土柱的底端，所述纵向连接筋的伸出端设置有上预埋部；所述下段预制混凝土柱内的纵向连接筋的伸出端设置有与所述上预埋部相对应的下预埋部；所述上预埋部和下预埋部通过连接部件固定连接。

根据本发明的装配式混凝土柱柱连接节点，上部纵向连接筋分别从上段预制混凝土柱内四个边角或四周底端伸出并设置上预埋部，下部的纵向连接筋分别从下段预制混凝土柱内四个边角或四周顶端伸出并设置与上预埋部对应的下预埋部，上预埋部和下预埋部通过连接部件固定连接，进而将上段预制混凝土柱和下段预制混凝土柱固定连接；连接部件可以抵抗竖向拉力，通过预埋部和连接部件加强节点的连接稳定性。当装配式混凝土柱柱连接节点结构承受荷载时，四个边角处的预埋部和连接部件先承受荷载；当荷载较大时，四周的预埋部和连接部件进一步承受荷载，提高装配式混凝土柱柱连接节点结构的稳定性。

作为优选的，所述连接部件包含两个调节螺母和工形连接杆；每个调节螺母的一端设置有螺纹孔，调节螺母的另一端设置有卡口，所述工形连接杆的两端分别穿过卡口并活动设置在两个调节螺母内；所述纵向连接筋的伸出端设置有外螺纹，所述上预埋部和下预埋部分别为纵向连接筋的外螺纹端，所述外螺纹与所述螺纹孔的内螺纹相匹配。

根据本发明的装配式混凝土柱柱连接节点，工形连接杆的两端分别穿过卡口并活动设置在两个调节螺母内，两个调节螺母可分别单独围绕工形连接杆水平转动和上下移动，纵向连接筋的外螺纹端通过相互匹配的外螺纹和内螺纹拧入调节螺母的螺纹孔内，进而将上部和下部的纵向连接筋连接拉紧。连接部件便于更换，简化了节点区钢筋的搭接工作，整个安装过程都是干式连接，大大减少了节点区的后浇作业，不需要特殊工具，施工速度快。

作为优选的，所述工形连接杆的两端的端面分别设置有凹槽，所述凹槽与所述纵向连接筋的螺头相匹配。

根据本发明的装配式混凝土柱柱连接节点，当纵向连接筋拧入调节螺母的螺纹孔较深时，纵向连接筋的螺头抵在凹槽内，对纵向连接筋进行限位，保证节点连接的稳定性。

作为优选的，所述连接部件包含两个调节螺母和工形连接杆；每个调节螺母的一端设置有螺杆，调节螺母的另一端设置有卡口，所述工形连接杆的两端分别穿过卡口并活动设置在两个调节螺母内；所述纵向连接筋的伸出端上设置有钢筋连接套筒，所述上预埋部和下预埋部分别为钢筋连接套筒，所述钢筋连接套筒与所述螺杆相匹配。

根据本发明的装配式混凝土柱柱连接节点，上部和下部的纵向连接筋分别安装有钢筋连接套筒，调节螺母上的螺杆通过相互匹配的外螺纹和内螺母拧入钢筋连接套筒内，实现连接部件与两端的纵向连接筋的可拆卸连接。

作为优选的，所述上十字连接端的底端设置有限位块，所述下十字连接端的顶端设置有与所述限位块相匹配的限位槽。

根据本发明的装配式混凝土柱柱连接节点，上十字连接端的限位块可插入下十字连接端的限位槽内，增加节点连接的契合度，保证装配式混凝土柱柱连接节点连接的侧向稳定性，且便于盖板、连接部件等的对准安装。

作为优选的，所述限位块为梯形限位块，所述限位槽为梯形限位槽。

根据本发明的装配式混凝土柱柱连接节点，梯形限位块可插入限位槽为梯形限位槽内，使装配式混凝土柱柱连接节点结构的稳定性更佳。

作为优选的，还包括第一耗能元件和第二耗能元件；所述第一耗能元件包覆设置于所述上段预制混凝土柱的底部所有外表面，所述第一耗能元件上设置有与所述纵向连接筋相对应的插孔，所述上螺杆的一端与所述上段预制混凝土柱连接，所述上螺杆的另一端依次穿过第一耗能元件和盖板并通过固定螺母固定；所述第二耗能元件包覆设置于所述下段预制混凝土柱的顶部所有外表面，所述第二耗能元件上设置有与所述纵向连接筋相对应的插孔，所述下螺杆的一端与所述下段预制混凝土柱连接，所述下螺杆的另一端依次穿过第二耗能元件和盖板并通过固定螺母固定。

根据本发明的装配式混凝土柱柱连接节点，第一耗能元件包覆设置于所述上段预制混凝土柱的底部所有外表面，即第一耗能元件包覆于上十字连接端的底部和侧壁外表面以及纵向连接筋伸出的上段预制混凝土柱的底面，第一耗能元件的四个边角处设置有纵向连接筋插入的插孔，增加上部和下部纵向连接筋连接的精准度，确保连接部件对上部和下部纵向连接筋进行连接拉紧，第一耗能元件底部形成梯形限位块，第二耗能元件上端对应形成梯形限位槽，增加节点连接的契合度。第一耗能元件与上段预制混凝土柱平齐的侧壁内外预装有上螺杆，上螺杆预埋部上段预制混凝土柱内，增加第一异型钢板与上段预制混凝土柱的连接性。第二耗能元件的设置与第一耗能元件相同，区别在于第二耗能元件的顶端形成与梯形限位块相对应的梯形限位槽。第一耗能元件和第二耗能元件分别为钢板，利用钢板的耗能作用缓冲地震的作用力。同时，梯形限位块和梯形限位槽上包覆的钢板可以增加局部刚度，抵抗地震部分水平力。

作为优选的，所述梯形凸块和梯形凹槽之间设置有橡胶垫。

根据本发明的装配式混凝土柱柱连接节点，梯形凸块和梯形凹槽之间设置的橡胶垫，利用橡胶的耗能作用达到吸收能量减震效果，装配式混凝土柱柱连接节点结构的稳定性更佳、抗震性更好；且橡胶垫为氯化橡胶材料，具有防火的功能。

作为优选的，所述固定孔为腰形孔。

根据本发明的装配式混凝土柱柱连接节点，盖板上固定孔为腰形孔，地震时候允许上螺杆和下螺杆在腰形孔内有微小位移，使装配式混凝土柱柱连接节点结构达到减震耗能的作用，避免因地震时产生较大能量而发生破坏。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

图1是本发明的装配式混凝土柱柱连接节点未装盖板的结构示意图；

图2是本发明的装配式混凝土柱柱连接节点安装盖板的结构示意图；

图3是图2中过连接部件中心轴的a-a剖视图；

图4是图2的b-b剖视图；

图5是图1中上段预制混凝土柱的结构示意图；

图6是图1中下段预制混凝土柱的结构示意图；

图7图1中连接部件的结构示意图；

图8图1中连接部件与两侧的纵向连接筋之间连接的结构示意图；

图9是图1中第一耗能元件的结构示意图；

图10是图1中第二耗能元件的结构示意图；

图11是图2中盖板的结构示意图。

在以上图中：1上段预制混凝土柱；2下段预制混凝土柱；3盖板；301固定孔；302固定螺母；4纵向连接筋；401上预埋部；402下预埋部；5横向连接筋；6上十字连接端；601上螺杆；602梯形限位块；7下十字连接端；701下螺杆；702梯形限位槽；8连接部件；810调节螺母；811螺纹孔；812卡口；820工形连接杆；821凹槽；9第一耗能元件；901插孔；10第二耗能元件。

具体实施方式

参考图1-8和图11，根据本发明的内容的实施例所提出的一种装配式混凝土柱柱连接节点，包括：上段预制混凝土柱1、下段预制混凝土柱2和盖板3；所述上段预制混凝土柱1和下段预制混凝土柱2内分别设置有纵向连接筋4和横向连接筋5，所述纵向连接筋4和横向连接筋5固定连接；所述上段预制混凝土柱1的底部四角分别去除相同的长方体形成上十字连接端6，所述上十字连接端6与所述上段预制混凝土柱1平齐的侧壁上分别横向设置上螺杆601；所述下段预制混凝土柱2的顶部四角分别去除相同的长方体形成与所述上十字连接端6对应的下十字连接端7，所述下十字连接端7的侧壁上分别横向设置有与上螺杆601对应的下螺杆701；所述盖板3上分别设置有与上螺杆601和下螺杆701相对应的固定孔301，所述上螺杆601和下螺杆701分别穿过所述固定孔301并通过固定螺母302固定。

在以上实施例中，上段预制混凝土柱1和和下段预制混凝土柱2内的纵向连接筋4和横向连接筋5采用绑扎连接，上段预制混凝土柱1的底部四个边角分别去除相同的长方体(也可以是正方体)形成凸出的上十字连接端6，上十字连接端6与上段预制混凝土柱1平齐的侧壁上分别横向设置上螺杆601。下段预制混凝土柱2的顶端采用相同的方法成型对应的下十字连接端7，下十字连接端7上对应设置下螺杆701，上螺杆601和对应的下螺杆701分别穿过盖板3上相对应的固定孔301并通过固定螺母302固定，盖板3采用低屈服点钢板，从而将上段预制混凝土柱1和下段预制混凝土柱2固定连接。本发明的装配式混凝土柱柱连接节点受力合理，连接牢固，整体稳定性和抗震性能良好；当遇到地震时，上、下十字连接端7与预制混凝土柱平齐的侧壁首先吸收能量达到屈服，盖板3上的固定螺母302抵抗竖向的剪力和水平拉力，节点施工简便，传力明确可靠，造价较低，实用性强，便于推广使用，具有显著的经济效益和社会效益。

作为优选的，所述上十字连接端6去除四周相同的长方体形成上矩形连接端，所述下十字连接端7去除四周相同的长方体形成与上矩形连接端对应的下矩形连接端。

根据本发明的装配式混凝土柱柱连接节点，分别去除上十字连接端6和下十字连接端7四周相同的凸出的长方体形成相对应的上矩形连接端和下矩形连接端；并将上螺杆601设置在上矩形连接端的四个侧壁上，下矩形连接端的四个侧壁上设置相对应的下螺杆701，盖板穿过上螺杆601和下螺杆701并通过固定螺母302固定。

参考图3，根据本发明的一个实施例，所述上段预制混凝土柱1内四个边角或四周处的纵向连接筋4伸出所述上段预制混凝土柱1的底端，所述纵向连接筋4的伸出端设置有上预埋部401；所述下段预制混凝土柱2内的纵向连接筋4的伸出端设置有与所述上预埋部401相对应的下预埋部402；所述上预埋部401和下预埋部402通过连接部件8固定连接。

在以上实施例中，上部纵向连接筋4分别从上段预制混凝土柱1内四个边角或四周底端伸出并设置上预埋部401，下部的纵向连接筋4分别从下段预制混凝土柱2内四个边角或四周顶端伸出并设置与上预埋部401对应的下预埋部402，上预埋部401和下预埋部402通过连接部件8固定连接，进而将上段预制混凝土柱1和下段预制混凝土柱2固定连接；连接部件8可以抵抗竖向拉力，通过预埋部和连接部件8加强节点的连接稳定性。当装配式混凝土柱柱连接节点结构承受荷载时，四个边角处的预埋部和连接部件8先承受荷载；当荷载较大时，四周的预埋部和连接部件8进一步承受荷载，提高装配式混凝土柱柱连接节点结构的稳定性。

参考图1-3和图7-8，根据本发明的一个实施例，所述连接部件8包含两个调节螺母810和工形连接杆820；每个调节螺母810的一端设置有螺纹孔811，调节螺母810的另一端设置有卡口812，所述工形连接杆820的两端分别穿过卡口812并活动设置在两个调节螺母810内；所述纵向连接筋4的伸出端设置有外螺纹，所述上预埋部401和下预埋部402分别为纵向连接筋4的外螺纹端，所述外螺纹与所述螺纹孔811的内螺纹相匹配。

在以上实施例中，工形连接杆820的两端分别穿过卡口812并活动设置在两个调节螺母810内，两个调节螺母810可分别单独围绕工形连接杆820水平转动和上下移动，纵向连接筋4的外螺纹端通过相互匹配的外螺纹和内螺纹拧入调节螺母810的螺纹孔811内，进而将上部和下部的纵向连接筋4连接拉紧。连接部件8便于更换，简化了节点区钢筋的搭接工作，整个安装过程都是干式连接，大大减少了节点区的后浇作业，不需要特殊工具，施工速度快。

参考图8，根据本发明的一个实施例，所述工形连接杆820的两端的端面分别设置有凹槽821，所述凹槽821与所述纵向连接筋4的螺头相匹配。

在以上实施例中，当纵向连接筋4拧入调节螺母810的螺纹孔811较深时，纵向连接筋4的螺头抵在凹槽821内，对纵向连接筋4进行限位，保证节点连接的稳定性。

根据本发明的一个实施例，所述连接部件8包含两个调节螺母810和工形连接杆820；每个调节螺母810的一端设置有螺杆，调节螺母810的另一端设置有卡口812，所述工形连接杆820的两端分别穿过卡口812并活动设置在两个调节螺母810内；所述纵向连接筋4的伸出端上设置有钢筋连接套筒，所述上预埋部401和下预埋部402分别为钢筋连接套筒，所述钢筋连接套筒与所述螺杆相匹配。

在以上实施例中，上部和下部的纵向连接筋4分别安装有钢筋连接套筒，调节螺母810上的螺杆通过相互匹配的外螺纹和内螺母拧入钢筋连接套筒内，实现连接部件8与两端的纵向连接筋4的可拆卸连接。

参考图5-6，根据本发明的一个实施例，所述上十字连接端6的底端设置有限位块，所述下十字连接端7的顶端设置有与所述限位块相匹配的限位槽。

在以上实施例中，上十字连接端6的限位块可插入下十字连接端7的限位槽内，增加节点连接的契合度，保证装配式混凝土柱柱连接节点连接的侧向稳定性，且便于盖板3、连接部件8等的对准安装。

参考图5-6，根据本发明的一个实施例，所述限位块为梯形限位块602，所述限位槽为梯形限位槽702。

在以上实施例中，梯形限位块602可插入限位槽为梯形限位槽702内，使装配式混凝土柱柱连接节点结构的稳定性更佳。

参考图9-10，根据本发明的一个实施例，还包括第一耗能元件9和第二耗能元件10；所述第一耗能元件9包覆设置于所述上段预制混凝土柱1的底部所有外表面，所述第一耗能元件9上设置有与所述纵向连接筋4相对应的插孔901，所述上螺杆601的一端与所述上段预制混凝土柱1连接，所述上螺杆601的另一端依次穿过第一耗能元件9和盖板3并通过固定螺母302固定；所述第二耗能元件10包覆设置于所述下段预制混凝土柱2的顶部所有外表面，所述第二耗能元件10上设置有与所述纵向连接筋4相对应的插孔901，所述下螺杆701的一端与所述下段预制混凝土柱2连接，所述下螺杆701的另一端依次穿过第二耗能元件10和盖板3并通过固定螺母302固定。

在以上实施例中，第一耗能元件9包覆设置于所述上段预制混凝土柱1的底部所有外表面，即第一耗能元件9包覆于上十字连接端6的底部和侧壁外表面以及纵向连接筋4伸出的上段预制混凝土柱1的底面，第一耗能元件9的四个边角处设置有纵向连接筋4插入的插孔901，增加上部和下部纵向连接筋4连接的精准度，确保连接部件8对上部和下部纵向连接筋4进行连接拉紧，第一耗能元件9底部形成梯形限位块602，第二耗能元件10上端对应形成梯形限位槽702，增加节点连接的契合度。第一耗能元件9与上段预制混凝土柱1平齐的侧壁内外预装有上螺杆601，上螺杆601预埋部上段预制混凝土柱1内，增加第一异型钢板与上段预制混凝土柱1的连接性。第二耗能元件10的设置与第一耗能元件9相同，区别在于第二耗能元件10的顶端形成与梯形限位块602相对应的梯形限位槽702。第一耗能元件9和第二耗能元件10分别为钢板，利用钢板的耗能作用缓冲地震的作用力。同时，梯形限位块602和梯形限位槽702上包覆的钢板可以增加局部刚度，抵抗地震部分水平力。

根据本发明的一个实施例，所述梯形限位块602和梯形限位槽702之间设置有橡胶垫。

在以上实施例中，梯形限位块602和梯形限位槽702之间填充橡胶垫，利用橡胶的耗能作用达到吸收能量减震效果，装配式混凝土柱柱连接节点结构的稳定性更佳、抗震性更好；且橡胶垫为氯化橡胶材料，具有防火的功能。

根据本发明的一个实施例，所述固定孔301为腰形孔。

在以上实施例中，盖板3上固定孔301为腰形孔，地震时候允许上螺杆601和下螺杆701在腰形孔内有微小位移，使装配式混凝土柱柱连接节点结构达到减震耗能的作用，避免因地震时产生较大能量而发生破坏。

本发明的装配式混凝土柱柱连接节点的施工方法为：先将第一耗能元件9和第二耗能元件10分别包覆于上段预制混凝土柱1的底部所外表面和下段预制混凝土柱2的顶部所有外表面，上部和下部的纵向连接筋4分别穿过第一耗能元件9和第二耗能元件10上对应的插孔901，对第一耗能元件9和第二耗能元件10进行固定，第一耗能元件9的侧壁内外分别预装上螺杆601，上段预制混凝土柱1先浇筑部分混凝土，然后将上螺杆601预埋在上段预制混凝土柱1再继续浇筑混凝土，实现第一耗能元件9与上段预制混凝土柱1的固定连接，第二耗能元件10采用与第一耗能元件9同样的方式进行安装。然后将包覆耗能元件的上段预制混凝土柱1通过相互匹配的梯形限位块602和梯形限位槽702插入下段预制混凝土柱2内。按压连接部件8两端的调节螺母810，使连接部件8插入上、下纵向连接筋4之间，分别转动两侧的调节螺母810，使纵向连接筋4的螺纹端拧入调节螺母810内，进而将上、下纵向连接筋4连接在一起。接着将低屈服点钢板盖在上十字连接端6和下十字连接的侧壁上，上螺杆601和下螺杆701分别穿过盖板3上的固定孔301并通过螺母固定。最后在梯形限位块602和梯形限位槽702之间填充橡胶材料，可以是氯化橡胶材料。

本发明的装配式混凝土柱柱连接节点结构简单，节点施工简便，传力明确可靠，造价较低，连接部件8易于更换，简化了节点区钢筋的搭接工作，整个安装过程都是干式连接，大大减少了节点区的后浇作业，不需要特殊工具，加快了施工速度；传力明确可靠，当遭遇较低烈度地震作用时，结构保持完好；当遭遇较大烈度地震作用时，四周侧壁的低屈服钢板首先吸收能量达到屈服，固定螺母302抵抗竖向的剪力和水平拉力，在这一过程中达到耗能的效果；接着混凝土柱四个边角的连接部件8也逐渐达到屈服，连接部件8的两侧的调节螺母810抵抗竖向拉力；最后破坏的是混凝土柱梯形限位块602和梯形限位槽702，梯形限位块602和梯形限位槽702可部分抵抗地震水平力。本发明的装配式混凝土柱柱连接节点由外到内依次耗能，保证了装配式混凝土柱柱连接节点结构在不同烈度地震作用时的受力性能以及强震后结构的可迅速修复性能，施工成本低，有利于装配式混凝土框架结构的推广使用，具有显著的经济效益和社会效益。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些改动和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。