CN115030383B - 一种全装配式楼盖的螺栓式节点连接装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种全装配式楼盖的螺栓式节点连接装置，梁贯穿若干开间，在每个开间内的梁表面设置若干板，板与梁之间的空间内布设双层钢筋网，若干板并列贴合排布，板与梁连接处通过梁‑板节点连接，板与板连接处通过板‑板节点连接，其中，梁‑板节点包括单孔槽型预埋件，板‑板节点包括双孔槽型预埋件，使装配式楼盖具有双向板的受力特征；在板的边缘处设置折线筋，与双层钢筋网中位于底层的钢筋网产生交集；本发明解决了现场施工量大、对装配工人的技术要求苛刻的问题，同时兼顾良好的承载能力、合理的构造设计、有效的连接方式和高效的工业化生产等优点，以达到安全、高效、经济、环保的目标。

Description

一种全装配式楼盖的螺栓式节点连接装置

技术领域

本发明涉及一种全装配式楼盖的螺栓式节点连接装置，属于预制钢筋混凝土结构工程技术领域。

背景技术

楼盖作为建筑结构的水平传力构件，一方面承担竖向荷载，一方面传递和分配水平地震作用。良好的强度、刚度和整体性可以增强楼盖结构的承载力和舒适度特性，并能增强建筑结构整体的抗震性能，因此楼盖的设计对于整个结构体系具有重要作用。当前，装配建筑发展迅速，逐渐成为建筑领域的主要发展方向之一，因此预制装配式楼盖具有广阔的应用前景。

装配式楼盖体系按照施工方式的不同可分为“湿式楼盖”和“干式楼盖”两种，其中湿式楼盖是需要对连接处进行后浇混凝土处理，存在较多的现场湿作业，而干式楼盖则是通过焊接或者螺栓连接等机械式连接将各个预制构件连接成为整体，不需要大量的现场湿作业。

当前我国应用较多的湿式楼盖是叠合式楼盖，该楼盖是在工厂预制带外露钢筋网的底板，在结构拼装完成后再进行顶部混凝土的浇筑，具有整体性好、连续性好的优点。但是，后浇层对楼盖极限承载力的增强有限，且增加楼盖自重，不利于结构抗震。此外，工厂预制时板面需进行拉毛处理，现场湿作业工业化程度低，受天气影响较大，施工周期长，存在经济、能耗和环保等问题。

应用较多的干式楼盖是双T板楼盖体系，该楼盖是在预制双T板的拼缝处预埋若干个机械连接件，现场拼装完成后通过嵌条或者钢板焊接连接，避免了大量的现场湿作业。双T板楼盖具有良好的结构力学性能，可以满足重载、大跨的设计要求，在工业厂房、地下停车场等建筑中广泛使用。但是双T板楼盖体系存在大量的现场焊接作业，且焊接质量对施工工艺要求较高。板底不平整、结构高度较大也限制了双T板楼盖的应用范围。

综上，装配式楼盖仍存在一些现场施工工艺的问题，经济效益和环境效益不明显。

发明内容

本发明提供一种全装配式楼盖的螺栓式节点连接装置，解决了现场施工量大、对装配工人的技术要求苛刻的问题，同时兼顾良好的承载能力、合理的构造设计、有效的连接方式和高效的工业化生产等优点，以达到安全、高效、经济、环保的目标。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种全装配式楼盖的螺栓式节点连接装置，包括若干开间，梁贯穿若干开间，在每个开间内的梁表面设置若干板，板与梁之间的空间内布设双层钢筋网，若干板并列贴合排布，在同一个开间内定义有一侧空置的板为边板，其余板为非边板；

相邻的开间内，边板空置的一侧与梁通过梁-板节点连接，非边板的端部与梁同样通过梁-板节点连接；

同一个开间内，边板的另一侧与相邻非边板侧边、相邻的非边板侧边通过板-板节点连接；

作为本发明的进一步优选，所述的梁-板节点包括单孔槽型预埋件和U型螺栓预埋件，U型螺栓预埋件设置在梁内，U型螺栓预埋件的开口端伸出梁，且U型螺栓预埋件开口端的两个垂直部分分别位于相邻的开间内，在相邻开间内的边板空置的一侧、非边板的端部分别安装单孔槽型预埋件，且单孔槽型预埋件位于钢筋网的网格内，U型螺栓预埋件开口端的两个垂直部分分别穿设一个单孔槽型预埋件的螺栓孔，两个垂直部分通过螺母紧固；

作为本发明的进一步优选，单孔槽型预埋件呈U型结构设置，其封闭端贴合边板侧壁或者非边板的端部，中空连接轴的两个端部分别固定在单孔槽型预埋件的两个垂直臂内侧，U型螺栓预埋件开口端的两个垂直部分穿设中空连接轴；

作为本发明的进一步优选，所述的板-板节点包括双孔槽型预埋件、上连接板以及下连接板，边板的另一侧、与边板另一侧相邻非边板侧边、相邻的两块非边板侧边分别安装一个双孔槽型预埋件，双孔槽型预埋件位于钢筋网的网格内，双孔槽型预埋件的封闭端贴合边板的另一侧或者非边板侧壁，两个双孔槽型预埋件拼接形成板-板节点，在双孔槽型预埋件的底部设置下连接板，双孔槽型预埋件的顶部设置上连接板，上连接板、双孔槽型预埋件以及下连接板通过螺母锁紧；

作为本发明的进一步优选，双孔槽型预埋件呈U型结构设置，其封闭端贴合非边板侧壁，每个双孔槽型预埋件的两个垂直臂内侧布设两根中空连接轴，两个拼接的双孔槽型预埋件包含四根中空连接轴；

在上连接板上开设四个螺栓孔，四个螺栓孔的位置与四根中空连接轴的位置匹配；

下连接板表面安装四根螺栓杆，四根螺栓杆的位置与四根中空连接轴的位置匹配；

螺栓杆顺次穿设匹配的中空连接轴以及上连接板的螺栓孔，且螺栓杆伸出上连接板的端部通过螺母锁紧；

作为本发明的进一步优选，下连接板的厚度大于上连接板的厚度；

作为本发明的进一步优选，在双层钢筋网的下层钢筋网内设置折线筋，且折线筋在布设单孔槽型预埋件以及双孔槽型预埋件的位置弯折；

作为本发明的进一步优选，折线筋在布设单孔槽型预埋件以及双孔槽型预埋件的位置弯折，且折线筋相对于钢筋网的纵筋折弯角度为45°。

通过以上技术方案，相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供的节点连接装置中涉及到的所有构件均可在工厂集中化生产，不受季节影响，流水作业线生产速率快，工业化程度高；梁-板节点、板-板节点全部采用螺栓连接，实现了全装配的设计构想，施工便捷，连接质量有保障，避免了大量的现场湿作业和焊接工作量，大大减少了对模板、支撑和脚手架的使用，降低了对技术工人的需求，在大幅提高施工效率的同时降低了人工成本，也减少了对周围环境的污染，符合环保的发展理念。

2、本发明提供的节点连接装置中，下连接板自身附带螺栓杆，上连接板上开设安装螺母的螺栓孔，可有效避免工人抬头作业，进一步提高装配效率；

3、本发明提供的节点连接装置中，梁-板节点、板-板节点的受力特征明确，具有较佳的受力性能；

4、本发明提供的节点连接装置，相较于混凝土后浇和焊接连接，螺栓连接的处理方式可以增强全装配式楼盖的强度、刚度和整体性，使得楼盖具有较佳的抗震性能。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明提供的三维结构示意图；

图2是本发明提供的平面结构示意图；

图3是本发明提供的梁-板节点、板-板节点构造剖视图；

图4a-图4b是本发明提供的节点连接处配筋示意图，其中图4a是梁-板节点配筋图，图4b是板-板节点配筋示意图；

图5是本发明提供的梁-板节点部件示意图；

图6是本发明提供的板-板节点部件示意图。

图中：1为梁，2为边板，3为非边板，4为U型螺栓预埋件，5为单孔槽型预埋件，6为双孔槽型预埋件，7为上连接板，8为下连接板，9为螺母，10为折线筋，11为纵筋。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。本申请的描述中，需要理解的是，术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度，因此不能理解为对本发明的限制。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案，并不限制本发明的保护范围。

如背景技术中阐述的，当前我国应用较多的湿式盖楼，需要在结构拼装完成后进行混凝土浇筑，导致楼盖自重增加，不利于抗震效果，而对于干式楼盖，在结构拼装完成后需要通过现场大量的焊接作业实现结构之间的连接，由于焊接对施工工艺要求较高，因此无法保证节点处的力学性能，基于此本申请提供一种全装配式楼盖的螺栓式节点连接装置。

在对本申请提供的连接装置做具体阐述前，需要描述一下本申请提供的各个节点连接所处的环境，首先包括若干开间，梁1贯穿若干开间，在每个开间内的梁表面设置若干板，板与梁之间的空间内布设双层钢筋网；若干板并列贴合排布，在同一个开间内定义有一侧空置的板为边板2，其余板为非边板3，即以图1-图2为示例，位于图示方向最左边以及最右边的板为边板，位于中间位置的板为非边板，而所谓的边板只是位于在此开间的边缘，从整体结构来看，相邻开间的边板同样是拼接形成整体，而非边板的端部同样是与相邻开间的非边板端部拼接，因此相邻的开间内，边板空置的一侧与梁通过梁-板节点连接，非边板的端部与梁同样通过梁-板节点连接；同一个开间内，边板的另一侧与相邻非边板侧边、相邻的非边板侧边通过板-板节点连接。由于梁-板节点以及板-板节点的存在，使得原本互相独立的板与板可以沿着横板缝方向传力，使其具有双向板的受力特性，各块板协同发挥作用，提高了整个结构的承载力。

接下来对梁-板节点以及板-板节点做具体的结构阐述，所述的梁-板节点包括单孔槽型预埋件5和U型螺栓预埋件4，从图1和图2中可以明显看出，边板的三边与梁相连，非边板的端部与梁相连，因此在边板的三边以及非边板的端部均布设单孔槽型预埋件，具体的，图3所示，U型螺栓预埋件设置在梁内，U型螺栓预埋件的开口端伸出梁，且U型螺栓预埋件开口端的两个垂直部分分别位于相邻的开间内，在相邻开间内的边板空置的一侧、非边板的端部分别安装单孔槽型预埋件，且单孔槽型预埋件位于钢筋网的网格内，U型螺栓预埋件开口端的两个垂直部分分别穿设一个单孔槽型预埋件的螺栓孔，两个垂直部分通过螺母9紧固。

所述的板-板节点包括双孔槽型预埋件6、上连接板7以及下连接板8，图中还可以看出，边板的剩余一边与相邻非边板侧边、相邻的非边板均是板与板进行连接，因此在边板的另一侧边与相邻非边板侧边、相邻的非边板之间布设双孔槽型预埋件；具体的，边板的另一侧、与边板另一侧相邻非边板侧边、相邻的两块非边板侧边分别安装一个双孔槽型预埋件，双孔槽型预埋件位于钢筋网的网格内，双孔槽型预埋件的封闭端贴合非边板侧壁，两个双孔槽型预埋件拼接形成板-板节点，在双孔槽型预埋件的底部设置下连接板，双孔槽型预埋件的顶部设置上连接板，上连接板、双孔槽型预埋件以及下连接板通过螺母锁紧。

接着针对单孔槽型预埋件、双孔槽型预埋件做具体的结构阐述，首先如图5所示，单孔槽型预埋件呈U型结构设置，其封闭端贴合边板侧壁或者非边板的端部，中空连接轴的两个端部分别固定在单孔槽型预埋件的两个垂直臂内侧，U型螺栓预埋件开口端的两个垂直部分穿设中空连接轴。U型螺栓预埋件与梁中的钢筋网垂直绑扎，强化锚固，实现精准定位、定向。

图6所示，双孔槽型预埋件呈U型结构设置，其封闭端贴合非边板侧壁，每个双孔槽型预埋件的两个垂直臂内侧布设两根中空连接轴，两个拼接的双孔槽型预埋件包含四根中空连接轴；在上连接板上开设四个螺栓孔，四个螺栓孔的位置与四根中空连接轴的位置匹配；下连接板表面安装四根螺栓杆，四根螺栓杆的位置与四根中空连接轴的位置匹配；螺栓杆顺次穿设匹配的中空连接轴以及上连接板的螺栓孔，且螺栓杆伸出上连接板的端部通过螺母锁紧。在板-板节点连接中，下连接板的厚度大于上连接板的厚度，这是因为板缝处底部的拉力只由下连接板承担，而顶部的压力可以由顶部混凝土和上连接板共同承担，因此下连接板承受的压力更大，在设计时其厚度需要更大，才可以充分发挥节点连接的性能。

在梁-板节点以及板-板节点中，槽型预埋件均是采用的U型结构，其截面特性可以满足板缝处顶部受压、底部受拉和竖向受剪的受力要求，从而提高了板缝节点连接处的力学性能。

在对梁-板节点以及板-板节点进行施工时，从图3中可以看出，单孔槽型预埋件底面与预制板底面平齐或者高于预制板底面，单孔槽型预埋件顶面低于预制板顶面，预留出螺母的槽位；双孔槽型预埋件底面高于预制板底面，预留出下连接板的槽位，双孔槽型预埋件顶面低于预制板顶面，预留出上连接板和螺母的槽位。整个结构中，均是采用螺栓与螺母的连接方式，因此在水平荷载作用下，梁-板节点以及板-板节点的破坏形态为连接板或者螺栓变形屈服，可以耗散荷载产生的能量，增强整个结构的韧性，而预埋件未发生较大破坏的话，有利于结构的可修复性以及部件的可替代性。

由于节点连接处拉、压、剪的复杂受力状态，往往会在斜截面上出现最大的拉应力导致预埋件附近的混凝土被局部拉坏，因此如图4a-图4b所示，在双层钢筋网的下层钢筋网内设置折线筋10，且折线筋在布设单孔槽型预埋件以及双孔槽型预埋件的位置弯折，折线筋布置在板边缘的底层钢筋网上，与边缘处的纵筋11一起穿过单孔槽型预埋件或者双孔槽型预埋件。在经过多次试验后发现，折线筋在布设单孔槽型预埋件以及双孔槽型预埋件的位置弯折，且折线筋相对于钢筋网的纵筋折弯角度为45°时，可以有效增强预埋件附近混凝土的斜向抗拉性能，同时折线筋与纵筋均穿设单孔槽型预埋件或者双孔槽型预埋件，可以进一步提高预埋件的抗拉性能以及抗扭转性能。

图4a中针对的是单孔型槽预埋件的折线筋设置方式，折线筋在单孔位置折弯，形成W型结构，图4b中针对的是双孔型槽预埋件的折线筋设置方式，折线筋顺次穿过两个孔洞，形成扩张的W型结构。

在对上述螺栓式节点连接装置进行施工时，首先边板与非边板都是提前预制的，单孔槽型预埋件以及双孔槽型预埋件均是定位在预先设定好的节点连接处，单孔槽型预埋件以及双孔槽型预埋件的底面采用与预留槽位同尺寸的磁性模具与钢制台模相固定，单孔槽型预埋件以及双孔槽型预埋件的顶面亦可与磁性模具相连，一方面预留槽位，一方面防止混凝土堵塞单孔槽型预埋件以及双孔槽型预埋件的螺栓孔，磁性模具四周应涂抹脱模剂。然后进行钢筋网的布置，宜采用双层双向钢筋网的构造，单孔槽型预埋件以及双孔槽型预埋件在钢筋网格中，不能影响钢筋的分布，边板与非边板边缘处的纵筋应穿过单孔槽型预埋件以及双孔槽型预埋件，不应少于2束，折线筋的直径宜比纵筋直径大一号；最后进行浇筑，浇筑时应振捣均匀，尤其是单孔槽型预埋件以及双孔槽型预埋件附近应振捣充分，保证浇筑质量，之后养护、脱模、存放、吊运、安装等均应满足规范要求。

预制的边板与非边板装配时，采用吊机将每个板按照对应位置吊装平铺，使单孔槽型预埋件与梁中的U型螺栓预埋件相连，从而使边板与非边板进行初始的固定，整个铺板过程宜从一侧到另一侧依次进行铺装，由于单孔槽型预埋件的螺栓孔直径比U型螺栓预埋件的螺栓直径大3mm，因此铺装时应使预制板紧凑相连，避免拼缝过大；所有预制板铺装完成后，进行板-板节点连接的安装，一个工人在楼下托举下连接板，使之穿过双孔槽型预埋件的螺栓孔，另一个工人在楼上安装上连接板，同时固定螺母，此项工作高效便捷，操作简单；板-板节点连接安装完成后，再安装梁-板节点连接的螺栓，从而完成干式楼盖的全装配安装。

最后需要说明的是，本申请中涉及到的U型螺栓预埋件、单孔槽型预埋件、双孔槽型预埋件、上连接板、下连接板以及螺母等部件的尺寸、数量、钢材强度等级等参数均可根据实际需要进行调整，此外本申请提供的螺栓式节点连接装置亦可用于装配式剪力墙、大跨桥梁等结构的拼缝连接，可显著提高结构的使用功能，且便于维修，维修成本低廉。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本申请中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。

本申请中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (3)

1.一种全装配式楼盖的螺栓式节点连接装置，包括若干开间，梁（1）贯穿若干开间，在每个开间内的梁（1）表面设置若干板，板与梁（1）之间的空间内布设双层钢筋网，其特征在于：若干板并列贴合排布，在同一个开间内定义有一侧空置的板为边板（2），其余板为非边板（3）；

相邻的开间内，边板（2）空置的一侧与梁（1）通过梁-板节点连接，非边板（3）的端部与梁（1）同样通过梁-板节点连接；

同一个开间内，边板（2）的另一侧与相邻非边板（3）侧边、相邻的非边板（3）侧边通过板-板节点连接；

所述的梁-板节点包括单孔槽型预埋件（5）和U型螺栓预埋件（4），U型螺栓预埋件（4）设置在梁（1）内，U型螺栓预埋件（4）的开口端伸出梁（1），且U型螺栓预埋件（4）开口端的两个垂直部分分别位于相邻的开间内，在相邻开间内的边板（2）空置的一侧、非边板（3）的端部分别安装单孔槽型预埋件（5），且单孔槽型预埋件（5）位于钢筋网的网格内，U型螺栓预埋件（4）开口端的两个垂直部分分别穿设一个单孔槽型预埋件（5）的螺栓孔，两个垂直部分通过螺母（9）紧固；

所述的板-板节点包括双孔槽型预埋件（6）、上连接板（7）以及下连接板（8），边板（2）的另一侧、与边板（2）另一侧相邻非边板（3）侧边、相邻的两块非边板（3）侧边分别安装一个双孔槽型预埋件（6），双孔槽型预埋件（6）位于钢筋网的网格内，双孔槽型预埋件（6）的封闭端贴合边板（2）的另一侧或者非边板（3）侧壁，两个双孔槽型预埋件（6）拼接形成板-板节点，在双孔槽型预埋件（6）的底部设置下连接板（8），双孔槽型预埋件（6）的顶部设置上连接板（7），上连接板（7）、双孔槽型预埋件（6）以及下连接板（8）通过螺母（9）锁紧；

在双层钢筋网的下层钢筋网内设置折线筋（10），且折线筋（10）在布设单孔槽型预埋件（5）以及双孔槽型预埋件（6）的位置弯折，有效增强预埋件附近混凝土的斜向抗拉性能；

单孔槽型预埋件（5）呈U型结构设置，其封闭端贴合边板（2）侧壁或者非边板（3）的端部，中空连接轴的两个端部分别固定在单孔槽型预埋件（5）的两个垂直臂内侧，U型螺栓预埋件（4）开口端的两个垂直部分穿设中空连接轴；

双孔槽型预埋件（6）呈U型结构设置，其封闭端贴合非边板（3）侧壁，每个双孔槽型预埋件（6）的两个垂直臂内侧布设两根中空连接轴，两个拼接的双孔槽型预埋件（6）包含四根中空连接轴；

在上连接板（7）上开设四个螺栓孔，四个螺栓孔的位置与四根中空连接轴的位置匹配；

下连接板（8）表面安装四根螺栓杆，四根螺栓杆的位置与四根中空连接轴的位置匹配；

螺栓杆顺次穿设匹配的中空连接轴以及上连接板（7）的螺栓孔，且螺栓杆伸出上连接板（7）的端部通过螺母（9）锁紧。

2.根据权利要求1所述的全装配式楼盖的螺栓式节点连接装置，其特征在于：下连接板（8）的厚度大于上连接板（7）的厚度。

3.根据权利要求2所述的全装配式楼盖的螺栓式节点连接装置，其特征在于：折线筋（10）相对于钢筋网的纵筋（11）折弯角度为45°。