本發(fā)明屬于裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑領(lǐng)域，特別是一種裝配式混凝土外包鋼板的柱腳節(jié)點(diǎn)及其施工方法。

背景技術(shù)：

在罕遇地震作用下，混凝土框架結(jié)構(gòu)的柱腳節(jié)點(diǎn)部位易屈服并形成塑性鉸，特別是當(dāng)轉(zhuǎn)角較大時(shí)，經(jīng)常會(huì)由于柱箍筋的約束作用不足而使根部混凝土剝落或壓酥。柱腳節(jié)點(diǎn)的這種破壞形式，不但加大了震后修復(fù)的難度，還大大提高了修復(fù)所需的經(jīng)濟(jì)成本。

裝配式混凝土建筑中常用的套筒灌漿連接柱腳節(jié)點(diǎn)雖然具有和現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)相同的受力性能，但也同樣存在震后不易修復(fù)的問題；同時(shí)，在生產(chǎn)預(yù)制混凝土柱的過程中，通常需要設(shè)計(jì)專用的工裝來精確固定灌漿套筒，生產(chǎn)附加成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種外包鋼板的裝配式混凝土柱腳節(jié)點(diǎn)及其施工方法，要解決現(xiàn)有裝配式混凝土柱腳節(jié)點(diǎn)中存在根部箍筋約束不足、震后修復(fù)代價(jià)高、灌漿套筒生產(chǎn)中難以精確固定的技術(shù)問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種外包鋼板的裝配式混凝土柱腳節(jié)點(diǎn)，包括豎向?qū)?yīng)拼接的上部的預(yù)制鋼筋混凝土柱和下部的鋼筋混凝土基礎(chǔ)，所述預(yù)制鋼筋混凝土柱內(nèi)預(yù)埋有沿柱身均布一周的柱內(nèi)縱筋、柱內(nèi)箍筋和灌漿套筒裝置，所述鋼筋混凝土基礎(chǔ)內(nèi)預(yù)埋有基礎(chǔ)錨固插入鋼筋，所述基礎(chǔ)錨固插入鋼筋與柱內(nèi)縱筋通過灌漿套筒裝置內(nèi)充滿的注漿材料連接，鋼筋混凝土基礎(chǔ)和預(yù)制鋼筋混凝土柱拼接縫處也充滿有注漿材料，

節(jié)點(diǎn)還包括在與混凝土柱一體預(yù)制、柱腳處外部圍合的外包鋼板筒，所述外包鋼板筒的頂端低于灌漿套筒裝置的注漿孔和出漿孔的位置，外包鋼板筒的底端與基礎(chǔ)上表面之間留有縫隙，縫隙處外側(cè)補(bǔ)有封堵材料，

節(jié)點(diǎn)還包括四周邊緣與外包鋼板筒的內(nèi)壁水平無縫連接、中部開有肋板洞口的環(huán)形肋板，所述環(huán)形肋板位于外包鋼板筒的底部、高于外包鋼板筒的底端以預(yù)留出鋼板筒邊沿，所述鋼板筒邊沿、環(huán)形肋板、封堵材料以及基礎(chǔ)上表面形成封閉的拼縫腔，所述環(huán)形肋板開有與灌漿套筒裝置相適應(yīng)的套筒洞口，灌漿套筒裝置依次穿過套筒洞口伸入拼縫腔內(nèi)，灌漿套筒裝置的底側(cè)面與外包鋼板筒的底側(cè)面平齊，所述拼縫腔內(nèi)填滿注漿材料。

所述外包鋼板筒的高度為柱截面長(zhǎng)邊長(zhǎng)度的1-3倍，厚度為10-30mm，材質(zhì)為q235b或q345b的鋼材。

所述外包鋼板筒的外側(cè)表面與預(yù)制鋼筋混凝土柱的外側(cè)表面平齊或者凸出。

所述柱內(nèi)箍筋加密區(qū)的設(shè)置范圍為自柱底端直至外包鋼板筒上端以上、柱截面長(zhǎng)邊長(zhǎng)度的0.5-1倍位置處。

所述預(yù)制鋼筋混凝土柱的肋板洞口范圍內(nèi)預(yù)制有與環(huán)形肋板平齊的粗糙面層，或者預(yù)制鋼筋混凝土柱的底部一體預(yù)制有抗剪鍵體，該抗剪鍵體的四周邊沿包裹灌漿套筒裝置、與外包鋼板筒的底端平齊，抗剪鍵體的中部?jī)?nèi)凹斗狀。

所述灌漿套筒裝置為設(shè)置非獨(dú)立注漿孔和獨(dú)立出漿孔的第一套筒，第一套筒和拼縫腔內(nèi)的注漿材料為一體澆筑，或者設(shè)置獨(dú)立注漿孔和獨(dú)立出漿孔的第二套筒，第二套筒和拼縫腔內(nèi)的注漿材料為分體澆筑，

獨(dú)立注漿孔和獨(dú)立出漿孔均通過相應(yīng)埋設(shè)在柱內(nèi)的注漿管與套筒連通。

所述非獨(dú)立注漿孔位于柱側(cè)壁上，非獨(dú)立注漿孔和拼縫腔之間連通有一條柱內(nèi)漿液流通管道，該柱內(nèi)漿液流通管道位于預(yù)制鋼筋混凝土柱的內(nèi)部，一端連通獨(dú)立注漿孔，另一端穿過環(huán)形肋板連通拼縫腔，所述拼縫腔形成灌漿套筒裝置的柱外漿體流通管道，

所述第一套筒的注漿材料的運(yùn)動(dòng)軌跡自非獨(dú)立注漿孔、柱內(nèi)漿液流通管道、柱外漿體流通管道、各個(gè)套筒通過獨(dú)立出漿孔流出。

所述柱內(nèi)漿液流通管道為埋在柱內(nèi)的金屬波紋管或者與柱一體預(yù)制的管道，柱內(nèi)漿液流通管道呈倒l形，包括水平管道和豎向管道，所述水平管道（91）連通側(cè)壁外部并與側(cè)壁具有傾角，豎向管道連通拼縫腔。

所述粗糙面層的中部或抗剪鍵體的中部均預(yù)留有柱內(nèi)漿液流通管道的注漿孔洞口。

一種外包鋼板裝配式混凝土柱腳節(jié)點(diǎn)的施工方法，施工步驟如下：

步驟一：在工廠內(nèi)將柱內(nèi)縱筋、柱內(nèi)箍筋和套筒灌漿裝置固定連接、綁扎成鋼筋籠。

步驟二：在工廠內(nèi)將四塊鋼板焊接成矩形外包鋼板筒，環(huán)形肋板上開設(shè)有與套筒灌漿裝置相對(duì)應(yīng)的套筒洞口，然后將環(huán)形肋板用角焊縫焊與外包鋼板筒的內(nèi)壁焊接固定。

步驟三：將步驟一制作的鋼筋籠插入到步驟二制作的外包鋼板筒中，灌漿套筒裝置精確插入套筒洞口內(nèi)形成整體后一起放入柱體模板中。

步驟四：向柱體模板內(nèi)澆注混凝土，此時(shí)完成預(yù)制鋼筋混凝土柱的工廠制作，將預(yù)制鋼筋混凝土柱運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)。

步驟五：基礎(chǔ)施工完成后，將基礎(chǔ)錨固插入鋼筋插入到預(yù)制鋼筋混凝土柱中的灌漿套筒裝置中并臨時(shí)固定，然后使用封堵材料封閉拼縫腔，用臨時(shí)支撐固定好預(yù)制鋼筋混凝土柱。

步驟六：配好注漿材料，注漿材料自從注漿孔注入自出漿孔流出，根據(jù)套筒的形式，拼縫腔與套筒內(nèi)的注漿材料一體或分體充滿，注漿結(jié)束。

步驟七：待注漿材料凝結(jié)達(dá)到一定強(qiáng)度后，拆除預(yù)制鋼筋混凝土柱的臨時(shí)支撐，完成此柱腳節(jié)點(diǎn)施工。

與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有以下特點(diǎn)和有益效果：

本發(fā)明公開的是裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑領(lǐng)域的一種柱腳節(jié)點(diǎn)，柱腳節(jié)點(diǎn)在一定高度范圍內(nèi)設(shè)置附加外包鋼板筒以加強(qiáng)對(duì)柱底混凝土的約束作用，外包鋼板筒和柱底的加密箍筋協(xié)同作用更好的起到對(duì)柱腳混凝土的約束作用，降低了柱腳在較大轉(zhuǎn)角時(shí)的破壞程度，提高了柱腳節(jié)點(diǎn)的延性水平。

同時(shí)，在外包鋼板筒的內(nèi)部設(shè)置環(huán)形肋板，既可增加外包鋼板筒的約束作用，同時(shí)環(huán)形肋板上開設(shè)用于鋼筋套筒在澆注時(shí)固定的洞口，省去了構(gòu)件生產(chǎn)過程中套筒的固定工裝，提高了預(yù)制柱的套筒定位精度，構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便。

還有，本發(fā)明的套筒灌漿裝置可采用無獨(dú)立注漿口的形式，也可采用有獨(dú)立注漿口的形式，分別根據(jù)不同的形式設(shè)計(jì)，在環(huán)形肋板、外包鋼板筒還有基礎(chǔ)頂面形成，環(huán)形肋板的設(shè)置使得柱腳底部形成拼縫腔，進(jìn)而在拼縫腔內(nèi)進(jìn)行注漿連接，較現(xiàn)有技術(shù)中的拼縫連接厚度增大，同時(shí)還可以在預(yù)制柱底面設(shè)有粗糙面或抗剪鍵體，進(jìn)一步增強(qiáng)柱腳節(jié)點(diǎn)的抗剪能力。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例一示意圖。

圖2是環(huán)形肋板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例一柱底視圖。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例二示意圖。

圖5是本發(fā)明實(shí)施例二柱底視圖。

圖6是本發(fā)明實(shí)施例三示意圖。

圖7是本發(fā)明實(shí)施例三柱底視圖。

圖8是本發(fā)明實(shí)施例四示意圖。

圖9是本發(fā)明實(shí)施例四柱底視圖。

附圖標(biāo)記：1－鋼筋混凝土基礎(chǔ)、2－預(yù)制鋼筋混凝土柱、3－封堵材料、4－柱內(nèi)縱筋、5－柱內(nèi)箍筋、6－灌漿套筒裝置、61－非獨(dú)立注漿孔、62－獨(dú)立注漿孔、63－獨(dú)立出漿孔、7－外包鋼板筒、8－環(huán)形肋板、81－肋板洞口、82－套筒洞口、9－柱內(nèi)漿液流通管道、91－水平管道、92－豎向管道、10－粗糙面層、11－抗剪鍵體、12－基礎(chǔ)錨固插入鋼筋、13－注漿材料、14－注漿孔洞口。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一參見圖1-3所示，一種外包鋼板的裝配式混凝土柱腳節(jié)點(diǎn)，包括豎向?qū)?yīng)拼接的上部的預(yù)制鋼筋混凝土柱2和下部的鋼筋混凝土基礎(chǔ)1，所述預(yù)制鋼筋混凝土柱2內(nèi)預(yù)埋有沿柱身均布一周的柱內(nèi)縱筋4、柱內(nèi)箍筋5和灌漿套筒裝置6，所述鋼筋混凝土基礎(chǔ)1內(nèi)預(yù)埋有基礎(chǔ)錨固插入鋼筋12，所述基礎(chǔ)錨固插入鋼筋12與柱內(nèi)縱筋4通過灌漿套筒裝置6內(nèi)充滿的注漿材料13連接，鋼筋混凝土基礎(chǔ)1和預(yù)制鋼筋混凝土柱2拼接縫處也充滿有注漿材料13。

節(jié)點(diǎn)還包括在與混凝土柱一體預(yù)制、柱腳處外部圍合的外包鋼板筒7，所述外包鋼板筒7的頂端低于灌漿套筒裝置的注漿孔和出漿孔的位置，外包鋼板筒7的底端與基礎(chǔ)上表面之間留有縫隙，在安裝過程中作為消除安全誤差的措施，縫隙的寬度為20-30mm，縫隙處外側(cè)補(bǔ)有封堵材料3。

節(jié)點(diǎn)還包括四周邊緣與外包鋼板筒7的內(nèi)壁水平無縫連接、中部開有肋板洞口81的環(huán)形肋板8，所述環(huán)形肋板8位于外包鋼板筒的底部、高于外包鋼板筒7的底端以預(yù)留出鋼板筒邊沿，所述鋼板筒邊沿、環(huán)形肋板8、封堵材料3以及基礎(chǔ)上表面形成封閉的拼縫腔，所述環(huán)形肋板開有與灌漿套筒裝置6相適應(yīng)的套筒洞口82，灌漿套筒裝置6依次穿過套筒洞口82伸入拼縫腔內(nèi)，灌漿套筒裝置6的底側(cè)面與外包鋼板筒7的底側(cè)面平齊，所述拼縫腔內(nèi)填滿注漿材料13。所述注漿材料13為無收縮高強(qiáng)灌漿料，可采用抗壓強(qiáng)度45mpa以上的高強(qiáng)快硬水泥基灌漿料、鋼纖維快硬水泥基灌漿料、碳纖維快硬水泥基灌漿料或聚合物砂漿料。

所述外包鋼板筒7的高度為柱截面長(zhǎng)邊長(zhǎng)度的1-3倍，厚度為10-30mm，材質(zhì)為q235b或q345b的鋼材。所述外包鋼板筒7的外側(cè)表面與預(yù)制鋼筋混凝土柱2的外側(cè)表面平齊或者凸出。本實(shí)施例中為平齊。所述柱內(nèi)箍筋5加密區(qū)的設(shè)置范圍為自柱底端直至外包鋼板筒7上端以上、柱截面長(zhǎng)邊長(zhǎng)度的0.5-1倍位置處。

參見圖2所示，本實(shí)施例中，外包鋼板筒7為矩形，因此環(huán)形肋板也為矩形，中部開有矩形的肋板洞口81，套筒洞口82沿環(huán)形肋板與套筒對(duì)應(yīng)均布一周。套筒洞口82的直徑比套筒直徑大2-4mm。

灌漿套筒裝置6為設(shè)置非獨(dú)立注漿孔61和獨(dú)立出漿孔63的第一套筒，第一套筒和拼縫腔內(nèi)的注漿材料13為一體澆筑，獨(dú)立出漿孔63通過相應(yīng)埋設(shè)在柱內(nèi)的注漿管與套筒連通，

非獨(dú)立注漿孔61位于柱側(cè)壁上，非獨(dú)立注漿孔61和拼縫腔之間連通有一條柱內(nèi)漿液流通管道9，該柱內(nèi)漿液流通管道位于預(yù)制鋼筋混凝土柱2的內(nèi)部，一端連通獨(dú)立注漿孔61，另一端穿過環(huán)形肋板連通拼縫腔，所述拼縫腔形成灌漿套筒裝置6的柱外漿體流通管道，所述第一套筒的注漿材料13的運(yùn)動(dòng)軌跡自非獨(dú)立注漿孔61、柱內(nèi)漿液流通管道9、柱外漿體流通管道、各個(gè)套筒通過獨(dú)立出漿孔63流出。

所述柱內(nèi)漿液流通管道9為埋在柱內(nèi)的金屬波紋管。柱內(nèi)漿液流通管道9呈倒l形，包括水平管道91和豎向管道92，所述水平管道91連通側(cè)壁外部并與側(cè)壁具有傾角，方便漿液流入，豎向管道92連通拼縫腔。

所述預(yù)制鋼筋混凝土柱2的肋板洞口81范圍內(nèi)預(yù)制有與環(huán)形肋板8平齊的粗糙面層10。粗糙面層10的凸凹不小于6mm，中部預(yù)留有柱內(nèi)漿液流通管道的注漿孔洞口14。

實(shí)施例二參見圖4-5所示，與實(shí)施例一不同的是，灌漿套筒裝置6為設(shè)置獨(dú)立注漿孔62和獨(dú)立出漿孔63的第二套筒，第二套筒和拼縫腔內(nèi)的注漿材料13為分體澆筑，獨(dú)立注漿孔62和獨(dú)立出漿孔63均通過相應(yīng)埋設(shè)在柱內(nèi)的注漿管與套筒連通。

實(shí)施例三參見圖6-7所示，與實(shí)施例一不同的是，所述柱內(nèi)漿液流通管道9為與柱一體預(yù)制的管道，所示預(yù)制鋼筋混凝土柱2的底部一體預(yù)制有抗剪鍵體11，該抗剪鍵體11的四周邊沿包裹灌漿套筒裝置6、與外包鋼板筒7的底端平齊，抗剪鍵體11的中部?jī)?nèi)凹斗狀，內(nèi)凹斗狀與基礎(chǔ)頂面形成空腔，空腔內(nèi)注滿注漿材料13，所述抗剪鍵體11的中部均預(yù)留有柱內(nèi)漿液流通管道的注漿孔洞口14。

實(shí)施例四參見圖8-9所示，與實(shí)施例二不同的是，所示預(yù)制鋼筋混凝土柱2的底部一體預(yù)制有抗剪鍵體11，該抗剪鍵體11的四周邊沿包裹灌漿套筒裝置6、與外包鋼板筒7的底端平齊，抗剪鍵體11的中部?jī)?nèi)凹斗狀，內(nèi)凹斗狀與基礎(chǔ)頂面形成空腔，空腔內(nèi)注滿注漿材料13。所述抗剪鍵體11的中部均預(yù)留有柱內(nèi)漿液流通管道的注漿孔洞口14。

以上實(shí)施例一、三所述的外包鋼板裝配式混凝土柱腳節(jié)點(diǎn)的施工方法，施工步驟如下：

步驟一：將柱內(nèi)縱筋4、柱內(nèi)箍筋5和套筒灌漿裝置6固定連接、綁扎成鋼筋籠。

步驟二：在工廠內(nèi)將四塊鋼板焊接成矩形外包鋼板筒7，環(huán)形肋板8上開設(shè)有與套筒灌漿裝置6相對(duì)應(yīng)的套筒洞口82，然后將環(huán)形肋板8用角焊縫焊與外包鋼板筒7的內(nèi)壁焊接固定。

步驟三：將步驟一制作的鋼筋籠插入到步驟二制作的外包鋼板筒7中，灌漿套筒裝置6精確插入套筒洞口82內(nèi)形成整體后一起放入柱體模板中。

步驟四：向柱體模板內(nèi)澆注混凝土，此時(shí)完成預(yù)制鋼筋混凝土柱2的工廠制作，將預(yù)制鋼筋混凝土柱2運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)。

步驟五：基礎(chǔ)施工完成后，將基礎(chǔ)錨固插入鋼筋12插入到預(yù)制鋼筋混凝土柱2中的灌漿套筒裝置6中并臨時(shí)固定，然后使用封堵材料3封閉拼縫腔，用臨時(shí)支撐固定好預(yù)制鋼筋混凝土柱2。

步驟六：配好注漿材料13，從非獨(dú)立注漿孔61注入，流經(jīng)柱內(nèi)漿液流通管道9將柱外漿體流通管道填滿，然后注漿材料13上行填滿各個(gè)套筒，套筒內(nèi)充滿漿液后通過獨(dú)立出漿孔63流出，然后逐個(gè)將出漿孔封閉，直至所有出漿孔都封閉完，注漿結(jié)束。

步驟七：待注漿材料13凝結(jié)達(dá)到一定強(qiáng)度后，拆除預(yù)制鋼筋混凝土柱的臨時(shí)支撐，完成此柱腳節(jié)點(diǎn)施工。

以上實(shí)施例二、四所述的外包鋼板裝配式混凝土柱腳節(jié)點(diǎn)的施工方法，施工步驟如下：

步驟一：將柱內(nèi)縱筋4、柱內(nèi)箍筋5和套筒灌漿裝置6固定連接、綁扎成鋼筋籠。

步驟二：在工廠內(nèi)將四塊鋼板焊接成矩形外包鋼板筒7，環(huán)形肋板8上開設(shè)有與套筒灌漿裝置6相對(duì)應(yīng)的套筒洞口82，然后將環(huán)形肋板8用角焊縫焊與外包鋼板筒7的內(nèi)壁焊接固定。

步驟三：將步驟一制作的鋼筋籠插入到步驟二制作的外包鋼板筒7中，灌漿套筒裝置6精確插入套筒洞口82內(nèi)形成整體后一起放入柱體模板中。

步驟四：向柱體模板內(nèi)澆注混凝土，此時(shí)完成預(yù)制鋼筋混凝土柱2的工廠制作，將預(yù)制鋼筋混凝土柱2運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)。

步驟五：基礎(chǔ)施工完成后，將基礎(chǔ)錨固插入鋼筋12插入到預(yù)制鋼筋混凝土柱2中的灌漿套筒裝置6中并臨時(shí)固定，然后使用封堵材料3封閉拼縫腔，隨后在拼縫腔內(nèi)填滿注漿材料13，用臨時(shí)支撐固定好預(yù)制鋼筋混凝土柱2。

步驟六：配好注漿材料13，從獨(dú)立注漿孔62注入，流經(jīng)注漿管填滿各個(gè)套筒，套筒內(nèi)充滿漿液后通過獨(dú)立出漿孔63流出，然后逐個(gè)將出漿孔封閉，直至所有出漿孔都封閉完，注漿結(jié)束。

步驟七：待注漿材料13凝結(jié)達(dá)到一定強(qiáng)度后，拆除預(yù)制鋼筋混凝土柱的臨時(shí)支撐，完成此柱腳節(jié)點(diǎn)施工。