一种基于磷镁材料的预制柱与梁的连接结构及施工方法
阅读：0发布：2020-06-16
专利汇可以提供一种基于磷镁材料的预制柱与梁的连接结构及施工方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于磷镁材料的预制柱与梁的连接结构及施工方法,由预埋C型 钢 卡槽、带锚头的连接 钢筋 、后灌注的磷镁灌浆料、 节点 后浇磷镁细石 混凝土 组成；其中，预埋C型钢卡槽分别埋设在预制柱、预制梁构件中；本发明解决了 现有技术 存在连接节点处钢筋碰撞严重、连接构造复杂、施工 精度 要求高、钢筋套简灌浆技术检测困难、节点后浇混凝土养护时间长等问题，有效避免连接节点核心区钢筋密集、连接处具有安装容差大、可靠性高、施工操作简便，方便检查等。，下面是一种基于磷镁材料的预制柱与梁的连接结构及施工方法专利的具体信息内容。
1.一种基于磷镁材料的预制柱与梁的连接结构，其特征在于：由C型钢卡槽、带锚头的连接钢筋、预制柱、预制梁组成；C型钢卡槽分别预埋于预制柱、预制梁中；带锚头的连接钢筋的两端分别卡入C型钢卡槽内；C型钢卡槽内灌满磷镁灌浆料；节点后浇磷镁细石混凝土。
2.如权利要求1所述一种基于磷镁材料的预制柱与梁的连接结构，其特征在于：所述C型钢卡槽呈长条形，C型钢卡槽背部焊接预制构件内的锚固钢筋或梁内纵筋。
3.如权利要求1所述一种基于磷镁材料的预制柱与梁的连接结构，其特征在于：所述C型钢卡槽开口处安装灌浆封板。
4.如权利要求1所述一种基于磷镁材料的预制柱与梁的连接结构，其特征在于：所述灌浆封板两端的灌或溢浆孔处各安装1根灌浆软管，其中灌浆软管的一端连接有1个漏斗。
5.如权利要求1所述一种基于磷镁材料的预制柱与梁的连接结构的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)预制柱、梁安装：将预制柱、梁安放到预定位置；
2)带锚头的连接钢筋安装：将带锚头的连接钢筋的两端分别卡入预制柱、梁的C型钢卡槽内；
3)磷镁灌浆料灌注：用磷镁灌浆料灌注于由C型钢卡槽和连接钢筋构成的空腔内；
4)箍筋、模板安装：待磷镁灌浆料凝固后，拆除灌浆封板，进行连接钢筋的箍筋绑扎，支设模板；
5)磷镁细石混凝土浇筑：浇筑节点后浇磷镁细石混凝上，使得预制梁、柱形成一个整体。
6.如权利要求5所述一种基于磷镁材料的预制柱与梁的连接结构的施工方法，其特征在于：所述灌浆是将浆液从漏斗中倒入，浆液自然流淌填充C型钢卡槽和带锚头的连接钢筋之间的空腔，直至在另一端部的灌或溢浆孔处有浆液流出为止。
7.如权利要求5或6所述一种基于磷镁材料的预制柱与梁的连接结构的施工方法，其特征在于：所述浆液为磷镁灌浆料，由磷酸镁水泥、外加剂、矿物掺合料和骨料、水以及根据性能确定的其他组分，按适当配比配制而成。
8.如权利要求5所述一种基于磷镁材料的预制柱与梁的连接结构的施工方法，其特征在于：所述磷镁细石混凝土由磷酸镁水泥、外加剂、矿物掺合料、粗或细骨料、水以及根据性能确定的其他组分，按适当配比配制而成。
一种基于磷镁材料的预制柱与梁的连接结构及施工方法
技术领域
[0001] 本发明涉及属于建筑结构领域，特别涉及一种基于磷镁材料的预制柱与梁的连接结构及施工方法。
背景技术
[0002] 预制柱与梁的连接结构是实现建筑产业化发展模式的重要结构形式之一，其经济、便捷、环保的优势得到国内外专业人土的关注。节点连接方式是预制柱与梁的连接结构设计与施工中的关键问题，在当前装配式混凝土实际工程中，框架结构的预制柱梁节点、主次梁节点采用预制构件伸出钢筋在后浇区(梁柱节点核心区)中锚固连接，而在框架结构中的预制柱之间的连接及剪力墙结构中的预制墙体竖向连接多采用钢筋套筒灌浆连接。良好的预制构件连接能实现构件间受力传递的平顺，又有一定的弹塑性，最大程度地接近于现浇混凝土结构，从而保证在外部荷载作用下，建筑物能够实现预定功能，所以处理好套筒连接是装配式建筑的关键所在和根本要求。
[0003] 目前，装配式建筑的钢筋套筒灌浆连接灌浆料及节点后浇混凝土，多采用硅酸盐水泥基、硫铝酸盐水泥基等无机胶凝材料，掺合外加剂、掺合料等配制而成。套筒灌浆连接是在预制混凝土构件中预埋的金属套筒中插入钢筋，并灌注水泥基灌浆料而实现的钢筋连接方式。这种连接方式的关键是灌浆所用的浆液具有较强的粘结能力，能将套筒与钢筋牢固地连接一起，从而实现一端钢筋所受的外力能较顺畅地传递给另一端的钢筋。
[0004] 专利号CN201820766776.8公开了一种装配式混凝土结构球栓灌浆连接件，主要用于装配式混凝土框架结构、装配式混凝土框剪结构、装配式混凝土剪力墙结构等预制竖向构件连接，一种装配式混凝土结构球栓灌浆连接件其特征是由两个锥柱形套筒、锥体螺母及连接螺杆组成，两个锥柱形套筒通过螺杆和螺母连接在一起；所述锥柱形套筒由锥形空腔体、圆柱空腔体组成；锥形空腔体大口与圆柱空腔体连接，圆柱空腔体设置内螺纹；所述锥体螺母设有内螺纹；所述连接螺杆由锥形卡头、连接杆组成；锥形卡头锥尖端焊接连接杆一端，连接杆另一端设置外螺纹。专利号CN201810497269.3公开了一种装配式混凝土结构球栓灌浆连接件，主要用于装配式混凝土框架结构、装配式混凝土框剪结构、装配式混凝土剪力墙结构等预制竖向构件连接，其特征是由两个锥柱形套筒、锥体螺母及连接螺杆组成，首先将锥体螺母从其中一个锥柱形套筒内部穿入，其次将连接螺杆从另一个锥柱形套筒内部穿入，最后将螺杆对准锥体螺母丝扣并将连接螺杆与锥体螺母连接牢固。以上两件发明均简化了施工步骤，降低了预埋钢筋精度要求、灌浆难度、吊装难度、操作强度，提高了吊装效率，避免了质量隐患问题，节约了灌浆料用量，减少了施工成本。
[0005] 又如专利号CN201410652838.9公开了灌浆连接施工方法，用于装配式混凝土结构竖向钢筋的连接，包括以下步骤：首先在待连接的预制混凝土构件的一端预先埋设多个灌浆连接装置，所述灌浆连接装置用于与下方构件上伸出的连接钢筋相连，然后吊装预制混凝土构件，然后制作灌浆围坝；然后水平缝隙灌浆，然后灌浆连接装置灌浆，本发明的灌浆连接施工方法的水平缝隙封堵灌浆和灌浆连接装置的灌浆连接能够在同一天内进行，从而大大提高预制构件安装的工效，甚至在冬季，该发明的灌浆连接施工方法可以在零下的温度环境下进行，把施工难度降低，工作效率提高。专利号CN201510273725.2公开了装配式混凝土结构领域，具体为一种装配式混凝土剪力墙竖向连接构造及施工方法。该预制多孔剪力墙为多孔空心墙，预制多孔剪力墙的竖向贯通孔两侧配有竖向分布钢筋和水平分布钢筋。在施工现场，通过在预制多孔剪力墙的竖向贯通孔和楼板现浇带内设置连接钢筋笼并浇筑混凝土或灌注砂浆，实现上层预制多孔剪力墙和下层预制多孔剪力墙的竖向连接。
[0006] 在当前装配式混凝土实际工程中，框架结构的预制柱梁节点、主次梁节点采用预制构件伸出钢筋在后浇区(梁柱节点核心区)中锚固连接。为了满足构造要求，梁底筋在节点处一般采用直线锚固、弯折锚固或机械锚固，这使得钢筋在节点区排布密集，构件放置困难，以及后浇混凝土不易充分振捣密实。而在框架结构中的预制柱之间的连接及剪力墙结构中的预制墙体竖向连接多采用钢筋套筒灌浆连接。套筒灌浆工艺要求对预制构件中的受力钢筋进行逐一连接，这种连接方式存在施工精度要求高、施工工艺难度大等问题，尤其是到目前为止尚未有可行的对套简灌浆的密实度进行现场检测的方法。
[0007] 并且，上述连接方式虽然使得预制柱与梁的连接结构的连接节点在变形和受力性能上基本等同现浇，但部分连接节点的构造措施却给现场安装施工带来新的困难。例如，梁纵筋采用90°弯折锚固于核心区会使得节点核心区钢筋密集，现场难以调整，影响后浇混凝土浇捣密实，有时甚至连构件都难以安装。而套简连接方式虽然降低了钢筋锚固的要求，但对工厂生产的预制构件(钢筋定位)精度要求极高,同时现场需要对每根钢筋进行连接灌浆，对施工效率有一定影响，对现场工人的技能要求也较高。另外，灌浆料性能受环境温度影响明显，必须采取切实可行的特殊灌浆作业工艺，才能保证灌浆质量。节点后浇混凝土需要较长养护时间，会降低工程进度、降低模板及支撑体系的周转频率。
发明内容
[0008] 本发明为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于磷镁材料的预制柱与梁的连接结构及施工方法。
[0009] 具体是通过以下技术方案来实现的：
[0010] 一种基于磷镁材料的预制柱与梁的连接结构，由C型钢卡槽、带锚头的连接钢筋、预制柱、预制梁组成；C型钢卡槽分别预埋于预制柱、预制梁中；带锚头的连接钢筋的两端分别卡入C型钢卡槽内；C型钢卡槽内灌满磷镁灌浆料。
[0011] 所述C型钢卡槽采用钢材料制成，呈长条形，断面呈C字型，C型钢卡槽背部焊接预制构件内的锚固钢筋或梁内纵筋。
[0012] 灌注磷镁灌浆料前，所述C型钢卡槽侧面开口处安装灌浆封板。
[0013] 所述灌浆封板两端的灌(溢)浆孔处各安装1根灌浆软管，其中一端的灌浆软管口接上1个漏斗。
[0014] 所述灌浆是将浆液从漏斗中倒入，浆液自然流淌填充C型钢卡槽和带锚头的连接钢筋之间的空腔，直至在另一端部的灌(溢)浆孔处有浆液流出为止。
[0016] 所述磷镁灌浆料，由以下重量份的原料制成：磷酸镁水泥80～120份、外加剂3～16份、掺合料10～25份、骨料0～130份；本发明的磷镁灌浆料具有抗侵蚀、抗冻融性能好，耐久性好，流动性好，易于灌注，收缩低，粘结性好，自密实性强，对环境温度的适应性强，可随时施工的特点；会在自身表面形成氧化物薄膜，氧化物薄膜具有良好的结合性，与C型钢卡槽及钢筋的亲附性好，粘结强度高；可就地拌制，施工方便，简化了施工程序，灌浆完成10～30min就能凝结硬化，灌注完1.5h后，磷镁灌浆料的抗压强度可达到40MPa以上，无需养护，提高了施工效率，缩短了施工工期，节约成本。
[0017] 所述磷镁细石混凝土，由以下重量份的原料制成：磷酸镁水泥80～120份、外加剂3～18份、掺合料10～40份、骨料100～400份。本发明的磷镁细石混凝土具有抗侵蚀、抗冻融性能好，耐久性好，流动性好，易于灌注，收缩低，不易开裂，自密实性强，对环境温度的适应性强，可随时施工的特点；会在自身表面形成氧化物薄膜，与预制柱梁的亲附性好，粘结强度高；凝结时间短、早期强度高、养护时间短，浇筑完成20～40min后就能凝结硬化，灌注完1.5～3h后，抗压强度可达到40MPa以上，实现了当天浇筑当天便可投入使用，提高了施工效率，节约了成本。
[0018] 本发明还提供了一种基于磷镁材料的预制柱与梁的连接结构的施工方法，包括如下步骤：
[0019] 1)预制梁、柱安装：将预制梁、柱安放到预定位置；
[0020] 2)带锚头的连接钢筋安装：将带锚头的连接钢筋的两端分别卡入预制梁、柱的C型钢卡槽内；
[0021] 3)磷镁灌浆料灌注：用磷镁灌浆料灌注于由C型钢卡槽和连接钢筋构成的空腔内；
[0022] 4)箍筋、模板安装：待磷镁灌浆料凝固后，拆除灌浆封板，进行连接钢筋的箍筋绑扎，支设模板；
[0023] 5)磷镁细石混凝土浇筑：浇筑节点后浇磷镁细石混凝上，使得预制梁、柱形成一个整体。
[0024] 所述磷镁细石混凝土由磷酸镁水泥、外加剂、矿物掺合料、粗(细)骨料、水以及根据性能确定的其他组分，按适当配比配制而成。
[0025] 所述模板为钢模板、木模、泡沫板等本领域通用的任一模板即可。
[0026] 本发明的技术原理：
[0027] 本发明将连接区域移至钢筋密集的核心区外，利用C型钢卡槽内较大空间降低现场安装的精度要求。在受力机理上，利用C型钢卡槽和锚固钢筋对磷镁灌浆料的三向围压大幅提高传力磷镁灌浆料的承载力，可保障节点不因砂浆被压坏而退出工作，能提高带有锚头的连接钢筋的连接性能，并且确保磷镁灌浆料的密实性，有效保障结构内力传递。
[0028] 本发明的磷镁灌浆料和磷镁细石混凝土具有凝结硬化快、早期强度高、施工效率高、施工环境适应性强、粘结性好，自密实性强，不易收缩开裂、施工工期短的特点；磷镁灌浆料能在接触物表面和自身表面形成氧化物薄膜，氧化物薄膜具有很好的结合性，可随时施工，不受环境温度的影响。磷镁细石混凝土可实现3-6小时内拆模，极大的缩短工程工期，提高模板及支撑体系的周转频率。
[0029] 本发明的有益效果在于：
[0030] 本发明解决了现有技术存在连接节点处钢筋碰撞严重、连接构造复杂、施工精度要求高、钢筋套简灌浆技术检测困难、节点后浇混凝土养护时间长等问题，有效避免连接节点核心区钢筋密集、连接处具有安装容差大、可靠性高、施工操作简便，方便检查等；具体表现在：
[0031] 1.施工精度要求低；相比于套筒灌浆技术要求每根钢筋都准确插人仅比其直径大10mm的套筒，本发明提出的槽式灌浆连接由于连接钢筋并非预埋在预制构件中，可在一定空间中进行灵活调整，因此具有较大容差性，施工难度大大降低。
[0032] 2.灌浆密实度有保障；灌浆封板两端的灌(溢)浆孔之间水平高度相同，C型钢卡槽内浆液始终充盈，因此不会出现目前装配式结构工程中所使用的套筒灌浆时所出现的浆液回流现象，从而保证了灌浆密实性。
[0033] 3.现场检测方便；由于C型钢卡槽的侧面灌浆封板可打开，因此当灌浆料初步凝结之后可打开灌浆封板对灌浆质量进行检查，如发现质量问题可对连接进行及时修补。
[0034] 4.经济性好；现有技术中对套筒灌浆连接中的套筒所用钢材、加工工艺以及灌浆料的配合比均有严格要求，但本发明连接中的C型钢卡槽的制作加工精度要求不高,对灌浆料的要求也相对较低，因此其成本相对较低，更适宜工程推广。附图说明
[0035] 图1：C型钢卡槽大样图；
[0036] 图2：带锚头的连接钢筋大样图；
[0037] 图3：灌浆封板大样图；
[0038] 图4：预制梁柱连接节点构造图；
[0039] 图5：施工工艺流程图。
[0040] 附图中：1-C型钢卡槽，2-带锚头的连接钢筋，3-磷镁灌浆料，4-预制柱，5-预制梁，6-钢锚板，7-梁内纵筋，8-锚固钢筋，9-箍筋，10-磷镁细石混凝土，11-灌浆封板，12-灌(溢)浆孔。
具体实施方式
[0042] 实施例1
[0043] 一种基于磷镁材料的预制柱与梁的连接结构，由C型钢卡槽1、带锚头的连接钢筋2、预制柱4、预制梁5组成；C型钢卡槽分别预埋于预制柱4、预制梁5中；带锚头的连接钢筋2的两端分别卡入C型钢卡槽1内；C型钢卡槽1内灌满磷镁灌浆料3；
[0044] 所述C型钢卡槽1采用钢材料制成，呈长条形，断面呈C字型，C型钢卡槽1背部焊接预埋在预制构件内的钢锚板6、锚固钢筋8或梁内纵筋7；
[0045] 在灌注磷镁灌浆料3前，所述C型钢卡槽1侧面开口处安装灌浆封板11；
[0046] 所述灌浆封板11两端的灌(溢)浆孔12处各安装1根灌浆软管，其中一端的灌浆软管口接上1个漏斗；
[0047] 所述灌浆是将浆液从漏斗中倒入，浆液自然流淌填充C型钢卡槽1和带锚头的连接钢筋2之间的空腔，直至在另一端部的灌(溢)浆孔12处有浆液流出为止；
[0048] 所述浆液为磷镁灌浆料3，由磷酸镁水泥、外加剂、矿物掺合料和骨料、水以及根据性能确定的其他组分，按适当配比配制而成以确保磷镁灌浆料的密实性；
[0049] 所述磷镁细石混凝土10由磷酸镁水泥、外加剂、矿物掺合料、粗(细)骨料、水以及根据性能确定的其他组分，按适当配比配制而成。
[0050] 实施例2
[0051] 一种基于磷镁材料的预制柱与梁的连接结构，是将C型钢卡槽1分别埋设在预制柱4和预制梁5中，C型钢卡槽1开口相对设置；将带锚头的连接钢筋2的两端分别卡入梁柱的C型钢卡槽1内,在C型钢卡槽1和带锚关的连接钢筋2之间的空隙中灌入磷镁灌浆料3；然后在C型钢卡槽1间的带锚头的连接钢筋2上安装箍筋9并支模，在节点处浇筑磷镁细石混凝土10而得到的连接结构。
[0052] 实施例3
[0053] 一种基于磷镁材料的预制柱与梁的连接结构的施工方法，包括如下步骤：
[0054] 1.材料、构件及机具准备
[0055] 1.1按照工程设计要求及进度，在工厂内制作C型钢卡槽1、带锚头的钢筋2、灌浆封板11、箍筋9，制作预制柱4、梁5等构配件，并运输至工程现场；
[0056] 1.2按照工程设计要求及进度，将模板、磷镁灌浆料3、磷镁细石混凝土10混合干料、灌浆及浇筑机具等运输至工程现场；
[0057] 其中，C型钢卡槽1由钢材料制作，如图2所示，呈长条形，断面呈C字型，C型钢卡槽1背部焊接预埋在预制构件内的钢锚板6、锚固钢筋8或梁内纵筋7；如图4所示；
[0058] 其中，梁端C型钢卡槽1在其腹板外侧焊接1排钢锚板6，用以与梁内纵筋7进行焊接；柱中C型钢卡槽1除了在其外壁焊接若干钢锚板6外，还在钢锚板6焊接1排锚固钢筋8,用于C型钢卡槽1与预制柱4间的拉结，以免C型钢卡槽1过早被拉出预制柱4体，柱4端与梁5端的C型钢卡槽1截面尺寸保持相同；如图4所示；
[0059] 其中，连接用钢筋可采用带锚头的连接钢筋2，如图2所示，将其两端分别放入待连接预制构件中的C型钢卡槽1内；在用磷镁灌浆料3灌注于由C型钢卡槽1和带锚头的连接钢筋2构成的空腔并待浆料凝固后，成为C型钢卡槽1和带锚头的连接钢筋2之间的传力介质；如图4所示；
[0060] 2.预制柱4、梁5安装：将预制柱4、梁5安放到预定位置；
[0061] 3.带锚头的连接钢筋2安装：将带锚头的连接钢筋2的两端分别卡入预制柱4、梁5的C型钢卡槽1内；
[0062] 4.磷镁灌浆料3灌注：用磷镁灌浆料3灌注于由C型钢卡槽1和带锚头的连接钢筋2构成的空腔内；
[0063] 5.箍筋9、模板安装：待磷镁灌浆料3凝固后进行带锚头的连接钢筋2的箍筋9绑扎，支设模板；
[0064] 6.磷镁细石混凝土10浇筑：浇筑节点后浇磷镁细石混凝上10，使得预制柱4、梁5形成一个整体。
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