一种钢筋混凝土叠合柱结构

本技术涉及装配式建筑，特别是涉及一种钢筋混凝土叠合柱结构。

背景技术：

1、钢筋混凝土柱是一种常见的工程结构构件，广泛应用超高层、大跨度建筑以及桥梁等。传统技术中钢筋混凝土柱均为分楼层现浇，柱身与基础(承台)连接、柱身上下分段连接、柱与梁连接等节点由于现场施工条件限制，这些节点均设置在楼面附近，该处往往是受力最不利的部位。在现浇钢筋混凝土柱基础上出现了预制叠合柱，而预制叠合柱基本沿用了现浇钢筋混凝土柱的设计思路，但预制叠合柱的钢筋延伸、连接无法按现浇钢筋混凝土柱的施工操作，因而目前可靠性存疑，未能推广，需要进一步完善。

2、现有预制叠合柱连接节点设置部位均楼面附近，在建筑结构设计中该处往往是受力最不利的部位，现有技术未进行有效强化。同时其结构形式的内力传递机制也有缺陷：第一种利用钢法兰螺栓连接，螺栓配置的强度及数量小于柱身钢筋，空间位置相对柱身钢筋靠内侧导致抵抗弯矩的力臂缩小，增加了螺栓实际应力，因而弯矩、轴向拉力无法可靠传递；第二种仅利用注浆(砂浆，相当于胶水)粘结上下分段柱身的钢筋，其它无实质连接，砂浆(脆性)在受动力荷载(地震作用)下会容易开裂失效，又没备用传力途径，可靠性较低；第二种利用凸隼+注浆(砂浆，相当于胶水)粘结上下分段柱身及钢筋，但本质上砂浆(脆性)在受动力荷载(地震作用)下会容易开裂失效，可靠性较低。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种钢筋混凝土叠合柱结构，以解决上述现有技术存在的不足，提高预制叠合柱的力学性能。

2、为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

3、本实用新型提供一种预制钢筋混凝土叠合柱结构，其特征在于：包括：预制柱模壳、柱纵向钢筋、上下柱分段预制柱模壳连接部、梁柱连接部。预制柱模壳柱身区域带有混凝土肋条，可加强预制柱模壳的承载力、与中心空腔后浇注混凝土的机械咬合连接力。上下柱分段预制柱模壳连接部通过三重连接路径确保连接可靠度：高强螺栓紧固搭接钢管；柱纵向钢筋锚固；上下分段柱中心空腔一同浇注混凝土形成整体。梁柱连接部通过三重连接路径确保连接可靠度：高强螺栓紧固搭接钢管；柱纵向钢筋锚固；梁柱内部空腔一同浇注混凝土形成整体。

4、优选的，预制柱模壳柱身区域带有混凝土肋条及柱身受力所需的钢筋。

5、优选的，所述上下柱分段预制柱模壳连接部，位于楼层高度中间的1/3区段内(避开外力作用下，反应强烈的位置)，通过三重连接路径确保连接可靠度：第一连接路径其特征在于，连接部下柱端为第一连接钢管，所述第一连接钢管的内侧壁与所述下柱柱纵向钢筋焊焊接固定连接，所述第一连接钢管伸出所述预制柱模壳的部分设置有所述第一螺纹孔，连接部上柱端为第二连接钢管，所述第二连接钢管的内侧壁与所述上柱柱纵向钢筋焊焊接固定连接，所述第二连接钢管设置第二螺纹孔，第二连接钢管嵌合连接于第一连接钢管，并用高强螺栓穿套紧固第一、第二螺纹孔；第二连接路径其特征在于，所述下柱柱纵向钢筋焊焊接于第一连接钢管后继续向上延伸插入上柱，当上、下柱中心空腔一同浇注混凝土，混凝土固结后下柱柱纵向钢筋即实现锚固于上柱内，实现上下柱的内力自由传导，即形成整体钢筋混凝土实体；第三连接路径其特征在于，上下分段柱中心空腔一同浇注混凝土形成整体。

6、优选的，所述上下柱分段预制柱模壳连接部，所述第一连接钢管伸入所述预制柱模壳的一端内部设有两个第一h型钢，两个所述第一h型钢的两端分别与所述第一连接钢管的内壁固定连接，两个所述第一h型钢十字交叉设置，所述第二连接钢管伸入所述预制柱模壳的一端内部设有两个第二h型钢，两个所述第二h型钢的两端分别与所述第二连接钢管的内壁固定连接，两个所述第二h型钢十字交叉设置。

7、优选的，所述上下柱分段预制柱模壳连接部，完成高强螺栓紧固后用环保钢丝网包裹，再涂抹防火防腐砂浆层用于设置于所述环保钢丝网的外侧。

8、优选的，梁柱连接部位于楼层楼面或其上下附近，通过三重连接路径确保连接可靠度：第一连接路径其特征在于，第一连接钢管的中部埋置于柱身，通过钢筋混凝土包裹使之与柱身形成整体，外端伸出柱身，第一连接钢管外端侧面设置有所述第一螺纹孔及孔洞，第二连接钢管嵌固于梁本体,第二连接钢管侧面设置有所述第二螺纹孔及孔洞。第二连接钢管嵌合连接于第一连接钢管，并用高强螺栓穿套紧固第一、第二螺纹孔；第二连接路径其特征在于，所述梁纵向钢筋焊焊接于第二连接钢管后继续向前延伸插入预制柱模壳内空腔，当预制柱模壳内空腔与预制梁模壳内空腔一同浇注混凝土，混凝土固结后梁纵向钢筋即实现锚固于柱内，实现梁柱的内力自由传导，即形成整体钢筋混凝土实体；第三连接路径其特征在于，梁柱内部空腔一同浇注混凝土形成整体。

9、本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

10、本实用新型新型提供的钢筋混凝土叠合柱结构：1、预制柱模壳柱身区域带有梁身受力所需钢筋(包括纵筋、箍筋等)，节省了现场绑扎钢筋的工作，在工厂由自动化完成绑扎钢筋，减少了人力劳动量，提高了生产效率；2、上下柱分段预制柱模壳连接部、梁柱连接部均采用三重连接路径确保连接可靠度，提高了结构整体性，内力(弯矩、剪力、扭矩、拉力、压力)均能实现有效传递。通过以上设计可实现此种钢筋混凝土叠合柱结构同时具备良好的力学性能以及预制装配便利。

技术特征：

1.一种钢筋混凝土叠合柱结构，其特征在于：包括：预制柱模壳、柱纵向钢筋、上下柱分段预制柱模壳连接部和梁柱连接部，预制柱模壳柱身区域带有混凝土肋条及柱身受力所需的钢筋，上下柱分段预制柱模壳连接部通过三重连接路径：高强螺栓紧固搭接钢管、柱纵向钢筋锚固和上下分段柱中心空腔一同浇注混凝土形成整体，梁柱连接部通过三重连接路径：高强螺栓紧固搭接钢管、柱纵向钢筋锚固和梁柱内部空腔一同浇注混凝土形成整体。

2.根据权利要求1所述的钢筋混凝土叠合柱结构，其特征在于：所述上下柱分段预制柱模壳连接部，位于楼层高度中间的1/3区段内，通过三重连接路径确保连接可靠度：第一连接路径其特征在于，连接部下柱端为第一连接钢管，所述第一连接钢管的内侧壁与下柱柱纵向钢筋焊焊接固定连接，所述第一连接钢管伸出所述预制柱模壳的部分设置有第一螺纹孔，连接部上柱端为第二连接钢管，所述第二连接钢管的内侧壁与上柱柱纵向钢筋焊焊接固定连接，所述第二连接钢管设置第二螺纹孔，第二连接钢管嵌合连接于第一连接钢管，并用高强螺栓穿套紧固所述第一螺纹孔、所述第二螺纹孔；第二连接路径其特征在于，所述下柱柱纵向钢筋焊焊接于第一连接钢管后继续向上延伸插入上柱，当上、下柱中心空腔一同浇注混凝土，混凝土固结后下柱柱纵向钢筋即实现锚固于上柱内，实现上下柱的内力自由传导，即形成整体钢筋混凝土实体；第三连接路径其特征在于，上下分段柱中心空腔一同浇注混凝土形成整体。

3.根据权利要求2所述的钢筋混凝土叠合柱结构，其特征在于：所述梁柱连接部位于楼层楼面或其上下附近，通过三重连接路径确保连接可靠度：第一连接路径其特征在于，第一连接钢管的中部埋置于柱身，通过钢筋混凝土包裹使之与柱身形成整体，外端伸出柱身，第一连接钢管外端侧面设置有所述第一螺纹孔及孔洞，第二连接钢管嵌固于梁本体，第二连接钢管侧面设置有所述第二螺纹孔及孔洞，第二连接钢管嵌合连接于第一连接钢管，并用高强螺栓穿套紧固第一、第二螺纹孔；第二连接路径其特征在于，所述梁纵向钢筋焊焊接于第二连接钢管后继续向前延伸插入预制柱模壳内空腔，当预制柱模壳内空腔与预制梁模壳内空腔一同浇注混凝土，混凝土固结后梁纵向钢筋即实现锚固于柱内，实现梁柱的内力自由传导，即形成整体钢筋混凝土实体；第三连接路径其特征在于，梁柱内部空腔一同浇注混凝土形成整体。

技术总结
本技术公开了一种钢筋混凝土叠合柱结构，涉及装配式建筑技术领域，包括：预制柱模壳、柱纵向钢筋、上下柱分段预制柱模壳连接部、梁柱连接部。预制柱模壳柱身区域带有混凝土肋条，可加强预制柱模壳的承载力、与中心空腔后浇注混凝土的机械咬合连接力。上下柱分段预制柱模壳连接部通过三重连接路径确保连接可靠度：高强螺栓紧固搭接钢管；柱纵向钢筋锚固；上下分段柱中心空腔一同浇注混凝土形成整体。梁柱连接部通过三重连接路径确保连接可靠度：高强螺栓紧固搭接钢管；梁纵向钢筋锚固；梁柱内部空腔一同浇注混凝土形成整体。通过以上设计可实现此种钢筋混凝土叠合柱结构同时具备良好的力学性能以及预制装配便利。

技术研发人员：陈力嘉,吴兵,李伟文,陈贤川,冯叶文
受保护的技术使用者：深圳大学建筑设计研究院有限公司
技术研发日：20221228
技术公布日：2024/1/13