一种基于法兰连接器的预制混凝土圆柱连接节点

本发明涉及装配式建筑领域中预制混凝土柱的连接技术，尤其涉及一种基于法兰连接器的预制混凝土圆柱连接节点。

背景技术：

1、在国家节能环保政策的大力支持下，预制装配式建筑因其具有的标准化设计、工厂化生产、装配式施工等特点在近年来蓬勃发展。预制装配式建筑结构的连接节点一直是预制装配式建筑的研究装配式建筑领域研究的重点、难点，始终制约着预制装配式建筑的应用和发展，特别是预制装配式竖向连接节点，受制于施工难度高、节点容易破坏等困难，发展较缓慢。

2、现有的预制装配式竖向连接节点主要为柱-柱间的节点，采用的节点连接方式主要包括：灌浆套筒连接、螺栓连接和其他连接等。灌浆套筒连接需要现场湿作业，装配连接效率低，且无法保证灌浆质量无法确认连接的有效性；螺栓连接施工简便，但通常需要设置预埋件，且相关施工设计方法尚未成熟。如何在保留螺栓连接施工简易、标准的情况下提升其剪切承载力，并结合两种连接方式的优点发展新型预制装配式竖向连接节点的设计施工方法，对预制装配式建筑的发展至关重要。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种既具有螺栓连接施工简易，又具有后浇混凝土抗剪的基于法兰连接器的预制混凝土圆柱连接节点。

2、为解决上述技术问题，本发明中一种基于法兰连接器的预制混凝土圆柱连接节点的技术方案如下：

3、一种基于法兰连接器的预制混凝土圆柱连接节点，包括上预制柱、下预制构件和位于上预制柱、下预制构件之间的法兰连接器，上预制柱、下预制构件均包括空心结构的预制混凝土圆柱，预制混凝土圆柱内设有钢筋笼，钢筋笼包括多根沿周向间隔分布的竖向钢筋，上预制柱的竖向钢筋下端由对应预制混凝土圆柱下端伸出而构成上侧端部套丝段，下预制柱的竖向钢筋由对应预制混凝土圆柱上端伸出而构成下侧端部套丝段，法兰连接器包括连接筒及固定于连接筒上下两端的上侧法兰板和下侧法兰板，上侧法兰板、下侧法兰板均为环形板，上侧法兰板上于连接筒的外侧设置有与上侧端部套丝段对应设置的上侧螺栓穿孔，下侧法兰板上于连接筒的外侧设置有与下侧端部套丝段对应设置的下侧螺栓穿孔，各上侧端部套丝段穿装于对应的上侧螺栓穿孔中，上侧端部套丝段上于上侧法兰板的下侧螺纹连接有上侧螺母；各下侧端部套丝段穿装于对应的下侧螺栓穿孔中，下侧端部套丝段上于下侧法兰板的上侧螺纹连接有下侧螺母，连接筒的筒壁上开设有筒壁灌浆孔，上预制柱的内孔下端、上侧法兰板的内孔中、连接筒的内孔中、下侧法兰板的内孔中、下预制构件的内孔上端、筒壁灌浆孔的内孔及连接筒外周与上侧法兰板、下侧法兰板之间浇筑有后浇混凝土体。

4、进一步的，上侧端部套丝段上于上侧法兰板的上侧螺纹连接有调节螺母。

5、进一步的，上侧法兰板、下侧法兰板与上预制柱同轴线设置，上侧法兰板、下侧法兰板的直径小于上预制柱的直径。

6、进一步的，筒壁灌浆孔有多个，多个筒壁灌浆孔沿周向间隔设置，连接筒外周与上侧法兰板、下侧法兰板之间焊接固定有加强肋板，加强肋板位于对应相邻两个筒壁灌浆孔之间，各加强肋板以连接筒轴线为中心呈辐射状分布，各加强肋板外侧边缘位置开设有供后浇混凝土沿周向横跨的肋板灌浆通道。

7、进一步的，肋板灌浆通道的为内凹弧形结构或内凹三角形结构。

8、进一步的，预制混凝土圆柱连接节点还包括位于对应相邻两个加强肋板之间的钢筋连接器，钢筋连接器包括上侧连接腿板、下侧连接腿板和连接于上侧连接腿板、下侧连接腿板之间的中间腰板，上侧连接腿板、下侧连接腿板和中间腰板构成u形结构，上侧连接腿板上开设有供对应上侧端部套丝段穿装的上侧腿板穿孔，下侧连接腿板上开设有供对应下侧端部套丝段穿装的下侧腿板穿孔。

9、进一步的，上侧腿板穿孔延伸至上侧连接腿板远离中间腰板一端的端面上，下侧腿板穿孔延伸至下侧连接腿板远离中间腰板一端的端面上。

10、本发明的有益效果为：在使用时，首先利用法兰连接器将上预制柱和下预制构件机械连接在一起，具体的，利用上预制柱自身的竖向钢筋和下预制构件自身的竖向钢筋，上预制柱自身的竖向钢筋的下端伸出而构成上侧端部套丝段，下预制构件自身的竖向钢筋的上端伸出而构成上侧端部套丝段，上侧端部套丝段穿装于上侧法兰板的上侧螺栓穿孔中，然后通过上侧螺母实现上侧端部套丝段与上侧法兰板的连接；下侧端部套丝段穿装于下侧法兰板的下侧螺栓穿孔中，然后通过下侧螺母实现下侧端部套丝段与下侧法兰板的连接。最后通过上预制柱或下预制构件的内孔灌浆，是的在上预制柱的内孔中、上侧法兰板的内孔中、连接筒的内孔中、下侧法兰板的内孔中、下预制构件的内孔中、筒壁灌浆孔的内孔及连接筒外周与上侧法兰板、下侧法兰板之间浇筑成型后浇混凝土体，使上预制柱、法兰连接器和下预制构件形成一个整体，来实现抗剪。当整个连接节点受到拉力时，由法兰连接器来承担和传递竖向拉力；当整个连接节点受竖向压力时，由法兰连接器和后浇混凝土体共同承担和传递竖向拉力，本发明中的预制混凝土圆柱连接节点兼具螺栓连接的施工简易，又具有混凝土结构的抗剪特点。

技术特征：

1.一种基于法兰连接器的预制混凝土圆柱连接节点，其特征在于：包括上预制柱、下预制构件和位于上预制柱、下预制构件之间的法兰连接器，上预制柱、下预制构件均包括空心结构的预制混凝土圆柱，预制混凝土圆柱内设有钢筋笼，钢筋笼包括多根沿周向间隔分布的竖向钢筋，上预制柱的竖向钢筋下端由对应预制混凝土圆柱下端伸出而构成上侧端部套丝段，下预制柱的竖向钢筋由对应预制混凝土圆柱上端伸出而构成下侧端部套丝段，法兰连接器包括连接筒及固定于连接筒上下两端的上侧法兰板和下侧法兰板，上侧法兰板、下侧法兰板均为环形板，上侧法兰板上于连接筒的外侧设置有与上侧端部套丝段对应设置的上侧螺栓穿孔，下侧法兰板上于连接筒的外侧设置有与下侧端部套丝段对应设置的下侧螺栓穿孔，各上侧端部套丝段穿装于对应的上侧螺栓穿孔中，上侧端部套丝段上于上侧法兰板的下侧螺纹连接有上侧螺母；各下侧端部套丝段穿装于对应的下侧螺栓穿孔中，下侧端部套丝段上于下侧法兰板的上侧螺纹连接有下侧螺母，连接筒的筒壁上开设有筒壁灌浆孔，上预制柱的内孔下端、上侧法兰板的内孔中、连接筒的内孔中、下侧法兰板的内孔中、下预制构件的内孔上端、筒壁灌浆孔的内孔及连接筒外周与上侧法兰板、下侧法兰板之间浇筑有后浇混凝土体。

2.根据权利要求1所述的预制混凝土圆柱连接节点，其特征在于：上侧端部套丝段上于上侧法兰板的上侧螺纹连接有调节螺母。

3.根据权利要求1所述的预制混凝土圆柱连接节点，气特征在于：上侧法兰板、下侧法兰板与上预制柱同轴线设置，上侧法兰板、下侧法兰板的直径小于上预制柱的直径。

4.根据权利要求1~3任意一项所述的预制混凝土圆柱连接节点，其特征在于：筒壁灌浆孔有多个，多个筒壁灌浆孔沿周向间隔设置，连接筒外周与上侧法兰板、下侧法兰板之间焊接固定有加强肋板，加强肋板位于对应相邻两个筒壁灌浆孔之间，各加强肋板以连接筒轴线为中心呈辐射状分布，各加强肋板外侧边缘位置开设有供后浇混凝土沿周向横跨的肋板灌浆通道。

5.根据权利要求4所述的预制混凝土圆柱连接节点，其特征在于：肋板灌浆通道的为内凹弧形结构或内凹三角形结构。

6.根据权利要求4所述的预制混凝土圆柱连接节点，其特征在于：预制混凝土圆柱连接节点还包括位于对应相邻两个加强肋板之间的钢筋连接器，钢筋连接器包括上侧连接腿板、下侧连接腿板和连接于上侧连接腿板、下侧连接腿板之间的中间腰板，上侧连接腿板、下侧连接腿板和中间腰板构成u形结构，上侧连接腿板上开设有供对应上侧端部套丝段穿装的上侧腿板穿孔，下侧连接腿板上开设有供对应下侧端部套丝段穿装的下侧腿板穿孔。

7.根据权利要求6所述的预制混凝土圆柱连接节点，其特征在于：上侧腿板穿孔延伸至上侧连接腿板远离中间腰板一端的端面上，下侧腿板穿孔延伸至下侧连接腿板远离中间腰板一端的端面上。

技术总结
本发明涉及一种基于法兰连接器的预制混凝土圆柱连接节点，包括上预制柱、下预制构件、法兰连接器和钢筋连接器，上预制柱的上侧端部套丝段与法兰连接器的上侧法兰板上的上侧螺栓穿孔连接，下预制柱上的下侧端部套丝段与法兰连接器的下侧法兰板上的下侧螺栓穿孔连接，通过钢筋连接器对法兰连接器薄弱位置处的钢筋进行加固连接，连接空余部分与上预制柱底部和下预制构件顶部浇筑后浇混凝土体，后浇材料使上下预制构件结合位置形成整体结构。本发明通过对预制柱结合处进行所述复合连接，本发明提供了一种既具有螺栓连接施工简易，又具有后浇混凝土抗剪的预制混凝土圆柱连接节点，能够保证所述预制混凝土圆柱连接节点轴向力的有效传递。

技术研发人员：庞瑞,文一茗,高超凡
受保护的技术使用者：河南工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11