装配式整浇混凝土空间盒子穿杆螺栓竖缝连接结构及方法

1.本发明涉及装配式建筑技术领域，尤其涉及一种装配式整浇混凝土空间盒子穿杆螺栓竖缝连接结构及方法。


背景技术：

2.装配式建筑因其质量易于保证、施工建造速度快、绿色低碳环保等优点已成为我国建筑业转型的方向。在现有装配式建筑中，预制模块化建筑是装配率和预制率程度较高的一类装配式建筑，是实现建筑工业化的重要形式。
3.预制模块化建筑也称为盒子建筑，是指将建筑按一定功能划分为数个盒子单元，盒子单元在工厂预制，然后运输至施工现场完成盒子单元间的连接与安装。盒子建筑可采用钢材或混凝土材料，钢材防火防腐性能差、保温性能差、居住的舒适性和安全性降低。而混凝土结构整体性好，居住舒适度高，耐久性好，保温、隔热、隔声性能好，有着广阔的应用前景。但目前的混凝土盒子各单元之间的连接性能不佳，导致竖缝连接节点受拉发生冲切破坏，抗震性能差。


技术实现要素：

4.为解决现有技术中的混凝土盒子各单元之间的连接性能不佳，导致竖缝连接节点受拉发生冲切破坏，抗震性能差的问题，本发明首先设计开发了一种装配式整浇混凝土空间盒子，针对该空间盒子采用了穿杆螺栓竖缝连接结构，大幅度提高施工质量和速度，且具有良好的抗震性能。
5.本发明采用的技术方案是：提供一种装配式整浇混凝土空间盒子穿杆螺栓竖缝连接结构，包括同层相邻的两个整浇盒子单元、螺杆、垫片、螺帽、螺旋箍筋和弯起钢筋，所述整浇盒子单元的墙体的竖缝连接节点位置预设有操作手孔，所述操作手孔内预留有贯穿墙体的螺栓孔，所述螺旋箍筋围绕在所述螺栓孔四周，所述整浇盒子单元在操作手孔位置的墙体内增设双排双向弯起钢筋，所述螺杆穿过所述螺栓孔与垫片和螺帽相连，以实现将同层相邻的两个整浇盒子单元竖缝连接。
6.进一步的，所述操作手孔长
×
宽
×
深的尺寸为100mm
×
100mm
×
30mm。
7.进一步的，所述螺旋箍筋内表面范围的混凝土核心截面面积，大于操作手孔内混凝土的局部受压区面积。
8.进一步的，所述弯起钢筋的折弯部位于所述操作手孔处，且双排双向弯起钢筋应穿过墙体的冲切面，具体构造参考混凝土结构设计规范。
9.进一步的，所述螺杆两端攻外螺纹，与垫片、螺帽相连，以连接同层整浇盒子单元的墙体。
10.进一步的，所述操作手孔、螺杆、垫片、螺帽，螺旋箍筋和弯起钢筋共同组成竖缝连接节点，所述整浇盒子单元的墙体至少设置两个竖缝节点，若设置两个竖缝节点，则分别布置在层高的上、下1/5处。
11.进一步的，所述整浇盒子单元包括位于顶部的楼面板、分布于四周的墙体、上圈梁以及下圈梁，所述墙体外侧的中部以及两侧沿竖直方向做加厚处理，所述整浇盒子单元中的楼面板、墙体、上圈梁和下圈梁的钢筋一起绑扎成钢筋笼，然后同时浇筑成一个整浇结构。
12.进一步的，做加厚处理的墙体处配筋采用双排双向钢筋，在其它位置配筋采用单排双向钢筋，所述竖缝连接节点位于加厚处理的墙体内。
13.进一步的，所述加厚处理的墙体厚度为未加厚处理的墙体厚度的两倍。
14.本发明还提供一种装配式整浇混凝土空间盒子穿杆螺栓竖缝连接方法，包括如下步骤：
15.s1、整浇盒子单元浇筑时预留操作手孔和螺栓孔，并在操作手孔处预埋螺旋箍筋和弯起钢筋；
16.s2、将整浇盒子单元安装就位，保证相邻整浇盒子单元的螺栓孔对齐；
17.s3、螺栓孔中穿入螺杆，两端放入垫片，在操作手孔中拧紧螺帽；
18.s4、待所有螺杆安装就位后，通过扭矩扳手确定预紧力；
19.s5、待所有螺帽拧紧后，采用砂浆封堵操作手孔。
20.本发明的有益效果是：
21.1、本发明的连接结构实现了整浇盒子单元间竖缝的干式连接，从而达到装配化施工，符合国家建筑工业化发展方向。
22.2、该连接结构简化了施工工艺，提高了施工质量。目前住宅工程施工因工人技术熟练程度参差不齐，养护不到位，工程质量得不到有效控制。该连接结构的关键是避免发生拉力作用下的冲切面破坏，因此技术难点有两个：一是避免竖缝连接节点受拉发生冲切破坏，二是保证螺栓拧紧到预紧力进而保证竖缝连接节点有充足的摩擦力。相比其它连接形式，该竖缝连接节点通过在操作手孔墙体内增设双排双向弯起钢筋以及采用扭矩扳手确认预紧力，以保证技术难点的实现，从而较大幅度提高施工质量和速度。
23.3、该连接结构具有良好的整体性能，使装配式整浇混凝土空间盒子结构具有良好的抗震性能。
附图说明
24.图1为本发明公开的整浇盒子单元的结构示意图；
25.图2为本发明公开的整浇盒子结构体系中同层整浇盒子单元之间竖缝连接示意图；
26.图3a为本发明公开的操作手孔附近配筋正立面图；
27.图3b为本发明公开的操作手孔附近配筋侧立面图。
28.附图标记：1-厚墙体，2-薄墙体，3-竖缝，4-操作手孔，5-螺杆，6-垫片，7-螺帽，8-竖缝连接节点，9-水平分布钢筋，10-竖向分布钢筋，11-冲切破坏面，12-弯起钢筋，13-螺旋箍筋，14-墙体，15-螺栓孔，16-整浇盒子单元。
具体实施方式
29.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进
一步详细描述，但本发明的实施方式不限于此。
30.实施例1：
31.参见图1-3b，本实施例公开一种装配式整浇混凝土空间盒子穿杆螺栓竖缝连接结构，包括同层相邻的两个整浇盒子单元16、螺杆5、垫片6、螺帽7、螺旋箍筋13和弯起钢筋12，所述整浇盒子单元16的墙体的竖缝3连接节点位置预设有操作手孔4，所述操作手孔4内预留有贯穿墙体14的螺栓孔15，所述螺旋箍筋13围绕在所述螺栓孔15四周，所述整浇盒子单元16在操作手孔4位置的墙体14内增设双排双向弯起钢筋12，所述螺杆5穿过所述螺栓孔15与垫片6和螺帽7相连，以实现将同层相邻的两个整浇盒子单元16竖缝3连接，使盒子之间协同受力。
32.具体的，参见图1，所述整浇盒子单元16包括位于顶部的楼面板、分布于四周的墙体、上圈梁以及下圈梁，所述墙体外侧的中部以及两侧沿竖直方向做加厚处理，所述整浇盒子单元16中的楼面板、墙体、上圈梁和下圈梁的钢筋一起绑扎成钢筋笼，然后同时浇筑成一个整浇结构。
33.做加厚处理的墙体(厚墙体1)处配筋采用双排双向钢筋，在其它位置配筋采用单排双向钢筋，所述竖缝3连接节点位于加厚处理的墙体内。所述加厚处理的墙体(厚墙体1)厚度为未加厚处理的墙体(薄墙体2)厚度的两倍。
34.参见图2，所述操作手孔4、螺杆5、垫片6、螺帽7，螺旋箍筋13和弯起钢筋12共同组成竖缝3连接节点，所述整浇盒子单元16的厚墙体1设置两个竖缝3节点，分别布置在层高的上、下1/5处。所述螺杆5两端攻外螺纹，与垫片6、螺帽7相连，以连接同层整浇盒子单元16的墙体14。
35.所述操作手孔4开设在整浇盒子单元16间需要进行竖缝3连接的墙体上，形状若设置为正方形，建议尺寸为100mm
×
100mm
×
30mm，30mm为操作手孔4深度，所述操作手孔4墙体14预留贯穿螺栓孔15，螺栓孔15长度需要通过力学分析后确定。
36.如图3a、3b所示，所述螺旋箍筋13围绕在操作手孔4里的螺栓孔15四周，以提高竖缝3连接节点局部抗压能力，避免局部混凝土压溃丧失承载力，所述螺旋箍筋13内表面范围的混凝土核心截面面积，应大于手孔内混凝土的局部受压区面积。所述整浇盒子单元16在操作手孔4墙体内增设双排双向弯起钢筋12，弯起钢筋的折弯部位于所述操作手孔处，以防相邻整浇盒子单元16在地震作用下产生反向运动导致竖缝3连接节点承受拉力，导致节点沿冲切破坏面11(45
°
)发生破坏。
37.本发明公开的一种装配式整浇混凝土空间盒子穿杆螺栓竖缝连接结构，具有良好的抗震性能、整体性能、工业化的生产方式等特点，能有效提高材料的利用率，减少建筑垃圾，保护环境。
38.实施例2
39.本实施例公开一种装配式整浇混凝土空间盒子穿杆螺栓竖缝连接方法，包括如下步骤：
40.s1、整浇盒子单元16浇筑时预留操作手孔4和螺栓孔15，并在操作手孔4处预埋螺旋箍筋13和弯起钢筋12；
41.s2、将整浇盒子单元16安装就位，保证相邻整浇盒子单元16的螺栓孔15对齐；
42.s3、螺栓孔15中穿入螺杆5，两端放入垫片6，在操作手孔4中拧紧螺帽7；
43.s4、待所有螺杆5安装就位后，通过扭矩扳手确定预紧力；
44.s5、待所有螺帽7拧紧后，采用砂浆封堵操作手孔4。
45.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。