一种可实现节点现浇连接的自带空间钢桁架平台的预制柱的制作方法

本发明涉及一种可实现节点现浇连接的自带空间钢桁架平台的预制柱。

背景技术：

传统的住房建造技术生产效率低、施工速度慢、建设周期长、材料消耗多、工地污染严重且工人劳动强度大，这一系列状况已不能满足我国对建筑业健康可持续发展的需求。而装配式混凝土建筑因为具有高效的工业化生产、集约和快速的施工流程、以及绿色环保的施工过程等特点，所以广泛应用到各类建筑工程当中。

现阶段，在整体装配式混凝土结构中，上下柱之间的连接主要采用钢筋套筒灌浆连接，在施工过程中，首先需完成梁与节点处下柱之间的浇筑连接，等待节点混凝土达到初始强度后，再通过灌浆套筒连接上下柱的钢筋。上述工艺存在以下缺陷：节点构件的安装需要分两次进行，增加了节点施工的工期；套筒与钢筋的安装和连接有严格的精度要求，增加了施工难度；无法检测套筒内钢筋与灌浆料的锚固质量。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种可实现节点现浇连接的自带空间钢桁架平台的预制柱，其能简化施工流程和节约施工周期。

解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种可实现节点现浇连接的自带空间钢桁架平台的预制柱，其包括柱体、预埋在柱体中的多条纵向受力钢筋和多条柱内箍筋，纵向受力钢筋沿柱体的侧边分布，纵向受力钢筋的两端分别从柱体的两端穿出，其特征在于：在柱体的一端设有钢桁架连接结构，纵向受力钢筋分别向对应侧倾斜，使得纵向受力钢筋的从柱体的设有钢桁架连接结构的端部穿出的部分所围成的空间大于纵向受力钢筋从柱体的另一端部穿出的部分围成的空间；钢桁架连接结构包括钢板带箍、钢筋连接结构、至少一条纵向支撑钢筋和若干条节点箍筋，节点箍筋套设在纵向受力钢筋的从柱体的端部穿出的部分上，纵向支撑钢筋纵向设置在纵向受力钢筋的从柱体的端部穿出的部分所围成的空间的中部，纵向支撑钢筋的一端部预埋在柱体内，钢板带箍套在纵向受力钢筋的从柱体的端部穿出的部分上，且纵向受力钢筋分别与端部钢板带箍的内侧面固定连接，相邻纵向受力钢筋的从柱体的端部穿出的部分之间及纵向受力钢筋的从柱体穿出的部分与纵向支撑钢筋之间通过钢筋连接结构连接，从而形成多个纵向的钢桁架；在柱体的下端部设有入料通道，入料通道的入料口设置在柱体的侧面上，出料口设置在柱体的下端的端面上。

进一步的，钢桁架连接结构还包括多块连接钢板，纵向受力钢筋的从柱体穿出的部分的端部分别通过连接钢板与纵向支撑钢筋连接。

进一步的，钢板带箍包括端部钢板带箍和底部钢板带箍，端部钢板带箍和底部钢板带箍分别设置在纵向受力钢筋的从柱体的设有钢桁架连接结构的端部穿出的部分的端部和底部。

进一步的，钢筋连接结构包括若干钢筋组，钢筋组包括两条横向钢筋和两条斜向钢筋，两条斜向连接钢筋两两交叉连接，两条横向钢筋上下对应设置。

进一步的，钢桁架连接结构设置在柱体的上端。

进一步的，在柱体的下端面的中部设有凹槽，入料通道的出料口设置在凹槽的底面中部。

进一步的，在纵向支撑钢筋的预埋在柱体内的端部设有第一锚头。

进一步的，纵向受力钢筋的与钢桁架连接结构相对的另一端部设有第二锚头。

进一步的，纵向支撑钢筋的直径为16mm～25mm。

进一步的，连接钢板的高度为20mm～50mm，厚度为4mm～10mm。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明在柱体的一端设置钢桁架连接结构，在上下柱连接施工时，由于纵向受力钢筋的从柱体的设有钢桁架连接结构的端部穿出的部分所围成的空间大于纵向受力钢筋从柱体的另一端部穿出的部分围成的空间，使得纵向受力钢筋的从柱体的未设有钢桁架连接结构的端部穿出的部分可以对应插入钢桁架连接结构中，下方预制柱可直接通过钢桁架连接结构支撑住上方预制柱，随后对连接节点进行一次性浇筑。这样，与现有的采用钢筋套筒进行灌浆连接的结构相比，每层节点均可节省一个浇筑周期，显著减少了施工周期。

2、本发明的设置在柱体一端的钢桁架连接结构既具有竖向支撑的强度与稳定性，又具有一定抗侧移刚度；在满足下预制柱的节点钢筋受力要求的前提下，同时作为节点施工安装时预制柱的临时支撑，且充分利用了柱体中的纵向受力钢筋。

3、本发明的预制柱在工厂完成加工，并现场安装，当框架节点内钢筋完成安装后，即可整节点浇筑，便于检查钢筋与混凝土的锚固质量，其施工质量等同现浇混凝土建筑。

4、本发明的钢桁架连接结构中预留了足够的空间，便于节点内纵向受力钢筋与梁的横向钢筋的安装，保证了节点的施工质量。

附图说明

图1是本发明实施例一的预制柱的正立面示意图；

图2是本发明实施例一的预制柱的侧立面示意图；

图3是本发明实施例一的预制柱的俯视示意图；

图4是本发明实施例一的预制柱的仰视示意图；

图5是图1中a-a处的剖面示意图；

图6是图1中b-b处的剖面示意图；

图7是图3中d-d处的剖面示意图；

图8是图3中c-c处的剖面示意图；

图9是本发明实施例一在施工时的安装示意图；

图10是图9中e-e处的剖面示意图；

图11是本发明实施例二的预制柱的正立面示意图；

图12是本发明实施例二的预制柱的侧立面示意图；

图13是本发明实施例二的预制柱的俯视示意图；

图14是图13中f-f处的剖面示意图；

图15是图13中g-g处的剖面示意图。

图中附图标记含义：

1-钢桁架连接结构；11-端部钢板带箍；12-底部钢板带箍；13-钢筋组；131-斜向钢筋；132-横向钢筋；14-节点箍筋；15-连接钢板；16-纵向支撑钢筋；17-第一锚头；18-钢桁架；2-柱体；21-凹槽；22-入料通道；221-出料口；222-入料口；3-纵向受力钢筋；31-纵向受力钢筋的从柱体的下端部穿出的部分；32-纵向受力钢筋的从柱体的上端部穿出的部分；33-第二锚头；4-柱内箍筋；101-上预制柱；102-下预制柱；103-梁。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步描述。

实施例一：

当一栋层高为3米的框架结构建筑物采用本发明的可实现节点现浇连接的自带空间钢桁架平台的预制柱时，预制柱的结构可以为：

制作柱体2的混凝土的强度等级为c35，钢筋牌号为hrb400，纵向受力钢筋直径为25mm，柱内箍筋及节点箍筋的直径为8mm，通过节点的梁的截面尺寸为200mm×500mm。

如图1至图8所示，本实施例的预制柱包括柱体2、预埋在柱体2中的十二条纵向受力钢筋3和多条柱内箍筋4，纵向受力钢筋3沿柱体的侧边均匀分布，纵向受力钢筋4与柱体2的侧面之间有一定距离。纵向受力钢筋3的两端分别从柱体2的两端穿出，其中，从柱体2上端面穿出的位置距离柱体最近的侧边28mm，从柱体2下端面穿出的位置距离柱体最近的侧边53mm。柱内箍筋4套于纵向受力钢筋3上，柱内箍筋4纵向均匀排列。

在柱体2的上端设有钢桁架连接结构1，纵向受力钢筋3分别向对应侧倾斜，呈上部张开、下部收窄状，使得纵向受力钢筋3的从柱体2的设有钢桁架连接结构1的端部穿出的部分32所围成的空间大于纵向受力钢筋3的从柱体2的另一端部穿出的部分31所围成的空间，使得在上、下预制柱连接时，纵向受力钢筋3的从上预制柱下端穿出的部分可以直接插入下预制柱上端的钢桁架连接结构中。

根据钢筋锚固的构造要求以及节点浇筑时的空间要求，纵向受力钢筋3从柱体2的两端穿出的部分的长度为700mm。

本实施例的钢桁架连接结构1包括钢板带箍、四条纵向支撑钢筋16、钢筋连接结构、若干条节点箍筋14和十二块连接钢板15。节点箍筋14套设在纵向受力钢筋的从柱体的上端部穿出的部分32上，节点箍筋14纵向均匀分布，相邻节点箍筋14之间的距离为100mm。纵向支撑钢筋16纵向设置在纵向受力钢筋3的从柱体的上端部穿出的部分32所围成的空间的中部，四条纵向支撑钢筋16矩阵排列，纵向支撑钢筋16的下端部预埋入柱体2内，纵向受力钢筋的从柱体穿出的部分32的端部分别通过连接钢板15与纵向支撑钢筋16连接，纵向支撑钢筋16的端部之间也分别通过连接钢板15连接，连接后，十二块连接钢板15组成井字型，连接钢板15的连接方式为电焊。其中，纵向支撑钢筋16的直径为20mm，从柱体2穿出的部分的长度也为700mm，预埋入柱体中的长度为450mm。

其中，钢板带箍包括端部钢板带箍11和底部钢板带箍12，端部钢板带箍11和底部钢板带箍12分别套设在纵向受力钢筋的从柱体的上端部穿出的部分32的端部和底部，且纵向受力钢筋3分别与端部钢板带箍11的内侧面固定连接，连接的方式为焊接。端部钢板带箍11和底部钢板带箍12的高度为50mm、厚度为8mm。

相邻纵向受力钢筋3的从柱体的上端部穿出的部分32之间及纵向受力钢筋3的从柱体上端部穿出的部分32与纵向支撑钢筋16之间通过钢筋连接结构连接，从而形成四个纵向的钢桁架18，四个钢桁架18分别位于四个角。

钢筋连接结构包括若干钢筋组13，钢筋组13包括两条横向钢筋132和两条斜向钢筋131，两条斜向连接钢筋131两两交叉连接，两横向钢筋132上下对应设置。钢筋组的四个角分别与对应的纵向受力钢筋或纵向支撑钢筋连接。

如图1和图2所示，四个角形成的钢桁架18中分别通过上中下三组钢筋组13进行连接，上下相邻钢筋组13之间共用一条横向钢筋132，钢桁架18之间只通过一组钢筋组13连接中部。

对于施工时的进料，如图7所示，本实施例在柱体2的下端部设有入料通道22，入料通道22为斜向的直线通道，在柱体2的下端面的中部设有凹槽21，凹槽21的尺寸为150mm×150mm×100mm，入料通道22的入料口222设置在柱体2的侧面上，出料口221设置在凹槽221的底面中部。

为了使得连接更牢固，本实施例在纵向支撑钢筋16的预埋在柱体2内的端部设有第一锚头17，在纵向受力钢筋3的下端部设有第二锚头33。这里的第一锚头17和第二锚头33为螺纹连接在钢筋端部的螺母，其中，第一锚头和第二锚头的规格为m50。

如图9和图10所示，在进行上预制柱101、下预制柱102和梁103的连接施工过程中，将上预制柱101的从下端穿出的纵向受力钢筋部分直接对应插入下预制柱102上端的钢桁架连接结构中，下预制柱102直接通过钢桁架连接结构支撑住上预制柱101，形成高度为800mm的框架节点区域104，然后通过侧边和入料通道22往节点区域104浇筑混凝土，完成该框架节点的施工。上预制柱101的从下端穿出的纵向受力钢筋部分为直接对应插入下预制柱102上端的钢桁架连接结构中，对精度要求大大降低，只要上、下预制柱不要偏差太大即可进行浇筑。

实施例二：

如图11至图15所示，实施例二的预制柱与实施例一的预制柱的区别主要在于：实施例二的预制柱的钢桁架连接结构只设置一条纵向支撑钢筋16，纵向支撑钢筋16设置在纵向受力钢筋3的从柱体的上端部穿出的部分32所围成的空间的中间。另外，四个角形成的钢桁架18中分别通过纵向排列的四组钢筋组13进行连接，上下相邻钢筋组13之间共用一条横向钢筋132，钢桁架18之间只通过两组钢筋组13连接中部。还有就是纵向受力钢筋3从柱体2的两端穿出的部分的长度为800mm，纵向支撑钢筋16的直径为22mm，纵向支撑钢筋16的从柱体2穿出的部分的长度也为800mm，预埋入柱体中的长度为500mm。

本发明的上述实施例并不是对本发明保护范围的限定，本发明的实施方式不限于此，凡此种种根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，对本发明上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本发明的保护范围之内。