螺帽鎖錨灌漿變徑套筒連接的預制混凝土構件、裝配混凝土構件與作法
【專利摘要】螺帽鎖錨灌漿變徑套筒連接的預制混凝土構件、裝配混凝土構件與作法,屬于建筑工程裝配混凝土結構【技術領域】。本發(fā)明采用了螺帽鎖錨灌漿套筒連接的方法，鋼筋兩端分別安裝螺帽(5)和螺帽(6)，連接套筒(7)一端采用比相應端的螺帽(6)外徑小的套筒內徑，連接套筒另一端采用內徑比相應端的螺帽(5)外徑小的堵環(huán)(10)，通過套筒灌漿，使鋼筋利用螺帽、套筒及灌漿料之間的鎖錨擠壓和粘結傳力，改變了以前的灌漿連接的預制構件的鋼筋拉力主要通過粘結來傳力的方式。本方法所述的新型預制混凝土構件的連接在安全性和經濟性方面均有所提高。
【專利說明】螺帽鎖錨灌漿變徑套筒連接的預制混凝土構件、裝配混凝土構件與作法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種應用于裝配式混凝土預制構件的鋼筋連接構造，鋼筋兩端加工成螺紋，套上螺帽，套筒一端采用比相應端的螺帽外徑小的套筒內徑，將此螺帽鎖住，套筒另一端采用內徑比相應端的螺帽外徑小的堵環(huán)，將此螺帽鎖住，通過套筒灌漿，使鋼筋利用螺帽、堵環(huán)、灌漿料及套筒之間的鎖錨擠壓和粘結傳力，改變了以前的灌漿連接的預制構件的鋼筋拉力主要通過粘結來傳力的方式。采用后澆帶把預制構件連接，從而使這種新型預制混凝土構件的連接在安全性和經濟性方面有所提高，屬于建筑工程裝配混凝土結構【技術領域】。

【背景技術】
[0002]目前，預制混凝土構件的連接主要采用套筒、波紋管和預留孔洞灌漿連接。這些連接方式都是將要連接的鋼筋拉開一段距離或者搭接，然后在孔洞內灌入高強灌漿料；硬化后，鋼筋和套筒、波紋管或者孔洞外側的混凝土牢固結合在一起形成統(tǒng)一整體。連接鋼筋的拉力通過剪力傳遞給灌漿料，再通過剪力傳遞到灌漿料和周圍套筒、波紋管或者混凝土的界面上去，主要依靠粘結傳力，可靠性不高；由于鋼筋的拉力主要依靠粘結傳力，套筒、波紋管或者孔洞的長度和直徑都會比較大，導致用鋼量很大，成本高；由于套筒、波紋管或者孔洞的容積比較大，因此采用的特殊灌漿料用量也較大，且其耐久性并沒有得到充分驗證，沒有經受過實際發(fā)生的地震的考驗；豎向連接的預制構件之間通常預留的空隙較小，存在灌漿不能充滿空隙的問題，導致結合面在水平荷載作用下容易開裂破壞，建筑物會發(fā)生連續(xù)倒塌，會導致嚴重的生命財產損失。


【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種非?？煽康念A制混凝土構件連接方法，使預制構件連接更加安全且經濟和方便施工。
[0004]本發(fā)明采用的技術方案如下:
[0005]用于螺帽鎖錨灌漿變徑套筒連接的預制混凝土構件，所述預制混凝土構件一側包括帶螺帽的縱向鋼筋及附著連接的套筒；預制混凝土構件另一側包括帶螺帽的縱向鋼筋及堵環(huán)。
[0006]所述的預制混凝土構件構成的裝配混凝土構件，其由所述的預制混凝土構件構成；兩個預制混凝土構件在施工過程中連接，即一個預制混凝土構件上的鋼筋通過其上連接的堵環(huán)與另一個預制混凝土構件上的套筒相連接；套筒的側面設有注漿孔；兩預制混凝土構件之間為現(xiàn)澆帶，套筒在現(xiàn)澆帶處完成連接。
[0007]所述套筒沿軸向內徑有不同，連接有堵環(huán)的一端內徑較大，另一端的內徑較小，在中間設有過渡段；套筒內徑較大的一端的孔為螺紋孔；當所述的裝配混凝土構件為豎直連接時所述套筒側面有一個注漿孔；當所述的裝配混凝土構件為水平連接時套筒側面設置有一個注衆(zhòng)孔一個出衆(zhòng)孔。
[0008]堵環(huán)外側帶有裝配時與另一個預制構件端的套筒螺紋孔連接相配套的外螺紋，使堵環(huán)和套筒通過螺紋進行連接。
[0009]在所述的預制混凝土構件中，所述附著連接有套筒一側鋼筋的螺帽形狀大小和其上附著的套筒過渡段相配套，即螺帽直徑大于與其連接側的套筒的端部的內徑，即螺帽能夠被套筒卡住，即使在沒有灌漿的情況下，拉力仍然能夠通過鋼筋螺帽與套筒傳遞。
[0010]所述預制構件未附著連接有套筒的一側的縱向鋼筋的螺帽直徑大于堵環(huán)內徑并小于與該側鋼筋相連的套筒的內徑，即螺帽能夠被堵環(huán)卡住，即使在沒有灌漿的情況下，拉力仍然能夠通過鋼筋螺帽與堵環(huán)之間的壓力傳遞。
[0011]所述的裝配混凝土構件在豎向連接時，當連接堵環(huán)的套筒側端處于上端時，套筒位于下端的開口處設置有用于灌漿時密封的封堵墊；當連接堵環(huán)的套筒側處于下端時，堵環(huán)下端的開口處設置有用于灌漿時密封的封堵墊；所述的裝配混凝土構件在水平連接時，套筒和堵環(huán)開口處均設置有用于灌漿時密封的封堵墊。
[0012]所述的預制混凝土構件在鋼筋上設置螺帽之前，將套筒放在鋼筋的一側，堵環(huán)放在沒有附著連接有套筒的一側，然后加工鋼筋兩端設置螺帽，套筒和堵環(huán)均能被各自對應的鋼筋螺帽卡住。
[0013]當構件用于豎向連接時，在所述裝配混凝土構件現(xiàn)燒帶的上部預制混凝土構件的下端側面預留構造孔，從構件側面伸至內部并向下延伸至所在預制構件的底部；當所述構件用于水平連接時，無需設置構造孔。
[0014]所述的裝配混凝土構件的作法，主要按以下三個步驟進行:a預制構件，b構件對接，c燒筑混凝土。
[0015]生產預制構件時，布置兩端帶有螺帽的鋼筋，將鋼筋上附著的套筒統(tǒng)一撥到鋼筋一側的鋼筋螺帽附近，將鋼筋上附著的堵環(huán)統(tǒng)一撥到另一側的鋼筋螺帽附近；當預制混凝土構件用于豎向連接時，位于現(xiàn)澆帶上部的預制混凝土構件在底部上方的一側預埋從側面伸至內部并通到底部的套管，澆筑混凝土后形成構造孔。
[0016]預制構件對接時預制混凝土構件帶有堵環(huán)的鋼筋螺帽伸至另一預制混凝土構件上的鋼筋上的套筒內，把堵環(huán)旋入套筒內，然后從注漿孔灌漿，完成鋼筋連接。
[0017]鋼筋連接之后，預制混凝土構件之間用模板封堵；當所述的構件豎直連接時，由預制構件的構造孔澆筑混凝土，形成現(xiàn)澆帶；當所述的構件水平連接時，直接在套筒上方即要形成現(xiàn)澆帶的位置澆注混凝土。
[0018]本發(fā)明可以取得如下有益效果:
[0019]本發(fā)明采用了螺帽鎖錨灌漿套筒連接的方法，即設置兩端帶螺帽的鋼筋，相配套的套筒和堵環(huán)，構件一端的帶螺帽鋼筋伸至連接構件一端的套筒內，把堵環(huán)旋入套筒直徑較大的一端，然后從注漿孔灌漿，完成鋼筋連接。
[0020]該預制構件套筒連接，鋼筋兩端帶有螺帽，一側套筒內徑小于相應端的螺帽外徑，另一側旋入套筒的堵環(huán)的內徑小于相應端的螺帽外徑。通過套筒灌漿，使鋼筋、堵環(huán)和套筒成為一個整體，由于堵環(huán)和另一側套筒的內徑都小于相應的螺帽直徑，且鋼筋受拉的剪切環(huán)面積都大大增加，而且一部分鋼筋應力可以通過擠壓傳給灌漿料再傳遞給套筒，從而使套筒的長度可以變短。在地震時，即使由于施工或者質量問題，灌漿料發(fā)生破壞之后，鋼筋的拉力也可以通過鋼筋螺帽和內徑較小的套筒端及另一端的堵環(huán)的壓力傳遞，避免了建筑物的倒塌，挽救人民的生命和財產損失，也符合提高工程結構抗震性能并具有多道防線的需求。該預制構件套筒連接，利用較大直徑的鋼筋螺帽，發(fā)生破壞時較小的套筒內徑和堵環(huán)可以將兩端螺帽鎖住，不至于拉脫。實現(xiàn)鋼筋拉力通過擠壓與粘結傳力，可以減少套筒高度，也就是減少了用鋼量和灌漿量，節(jié)省材料和成本，同時能增大操作空間，減小長度的套筒相比較于原來長度較大的套筒，使墻體地震時裂縫出的更均勻，分布區(qū)域更大，大大提高墻體的抗震性能。
[0021]該預制構件套筒在用于豎向連接時，套筒放在現(xiàn)澆帶位置，當堵環(huán)端在上側時，只設一個注漿孔，且省略導管，可以減少加工制造成本。
[0022]該預制構件套筒連接，設置較高的現(xiàn)澆帶，可以有效避免原有套筒連接技術在構件連接處由于新舊混凝土結合面較近、灌注不密實等容易形成通縫導致地震時發(fā)生剪切滑移等問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1單片預制剪力墻示意圖
[0024]圖2是螺帽鎖錨灌漿變徑套筒連接的預制混凝土剪力墻連接示意圖
[0025]圖3是上層預制墻體立面圖
[0026]圖4是上層預制墻體底面圖
[0027]圖5是下層預制墻體立面圖
[0028]圖6是下層預制墻體頂面圖
[0029]圖7是鋼筋螺帽及套筒A處的詳圖
[0030]圖8是鋼筋螺帽及堵環(huán)B處的詳圖
[0031]圖9是套筒連接C處的詳圖
[0032]圖10-13是4種套筒分布示意圖
[0033]圖14是螺帽直徑D的示意圖，D定義為過螺帽孔中心的螺帽邊的最小直線長度
[0034]圖15-16螺帽鎖錨灌漿變徑套筒連接的預制混凝土梁連接頂面和側面示意圖
[0035]圖中:1_單片預制剪力墻，2-上層墻體，3-下層墻體，4-上層墻體豎向鋼筋，5-豎向鋼筋下端螺帽，6-豎向鋼筋上端螺帽，7-套筒，8-注漿孔，9-封堵墊，10-堵環(huán)，11-構造孔，12-現(xiàn)澆帶，13-下層墻體豎向鋼筋，14-未連接的鋼筋，15-連接的豎向鋼筋及套筒，16-內螺紋，17-外螺紋，18-鋼筋下端螺紋，19-鋼筋上端螺紋，20-—側預制梁，21-另一側預制梁。

【具體實施方式】
[0036]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的說明。
[0037]實施例1:
[0038]本實施例以所述的預制混凝土構件用于豎向連接構成裝配的預制剪力墻為例，進行詳細的說明。
[0039]如圖1至圖14所示，螺帽鎖錨灌漿變徑套筒連接的裝配混凝土剪力墻，其由預制混凝土剪力墻在現(xiàn)澆帶通過螺帽鎖錨灌漿變徑套筒連接構成；在此處所述的預制構件為上層墻體和下層墻體。
[0040]所述螺帽鎖錨灌漿變徑套筒連接的裝配混凝土構件包括有上層墻體豎向鋼筋4，下層墻體豎向鋼筋13，上層墻體豎向鋼筋4和下層墻體豎向鋼筋13通過套筒7互相連接；套筒7上端端部設置有內螺紋16，套筒7側面設置有注漿孔8 ;上層墻體豎向鋼筋4和下層墻體豎向鋼筋13的端部分別設置有豎向鋼筋下端螺帽5和豎向鋼筋上端螺帽6，螺帽6的直徑大于與其連接側的套筒的端部的內徑；上層豎向鋼筋4的上部套有堵環(huán)10，堵環(huán)10的內徑大于上層墻體豎向鋼筋4的直徑，但小于鋼筋上螺帽5的直徑，堵環(huán)10的外徑與套筒7上端圓管的內徑相同，堵環(huán)10外部設置有外螺紋17，堵環(huán)10上設置的外螺紋17與套筒7上端端部設置的內螺紋16相互咬合；在套筒7下部末端設置有封堵墊9。
[0041]所述套筒7內設置有從所述的注漿孔8灌注的水泥基灌漿料，灌漿料連接套筒7內的上層墻體豎向鋼筋4和下層墻體豎向鋼筋13。
[0042]在所述裝配混凝土剪力墻現(xiàn)澆帶12的上部預制混凝土剪力墻2的下端側面預留構造孔11，從預制剪力墻2的側面伸至內部并向下延伸至所在預制構件2的底部，用于上層預制墻體2和下層預制墻體3之間澆筑現(xiàn)澆帶12。
[0043]套筒7上端為一段內徑較大的圓管，下端為一段內徑較小的圓管，兩個圓管之間通過直徑逐漸縮小的過渡段連接。
[0044]上層墻體豎向鋼筋4和下層墻體豎向鋼筋13的端部分別設置有直徑較大的豎向鋼筋下端螺帽5和直徑較小的豎向鋼筋上端螺帽6，直徑較大的豎向鋼筋下端螺帽5的直徑大于直徑較小的豎向鋼筋上端螺帽6的直徑。
[0045]套筒7下端為一段內徑較小的圓管，上端為一段內徑較大的圓管，兩個圓管之間通過直徑逐漸縮小的過渡段連接。
[0046]螺帽鎖錨灌漿套筒連接的預制剪力墻的制作、連接方法和步驟如下:
[0047]S1、加工鋼筋和套筒:套筒7沿軸向內徑不同，開始的一端內徑較大，另一端的內徑較小，在中間設有過渡段；套筒直徑較小端帶有密閉的封堵墊9 ;套筒內徑較大的一端內壁加工成內螺紋16，套筒側面有一個注漿孔8 ;堵環(huán)10外側帶有和裝配時連接預制構件端的套筒螺紋孔相配套的外螺紋17，使堵環(huán)和套筒能夠通過螺紋進行連接。將套筒7和堵環(huán)10套在直鋼筋上，鋼筋套筒一端通過螺紋19安裝豎向鋼筋上端螺帽6，另一端通過螺紋18安裝豎向鋼筋下端螺帽5。
[0048]S2、預制墻體:布置帶有豎向鋼筋下端螺帽5和豎向鋼筋上端螺帽6的豎向鋼筋(豎向鋼筋布置在上層墻體時代號為4，布置在下層墻體時代號為13);將附著其上的堵環(huán)10撥到底部，套筒撥到頂部；構件帶有堵環(huán)一端側面預留構造孔11，從構件側面伸至內部并通至底部；在剪力墻兩側通過水泥墊塊留出混凝土保護層厚度，然后支澆筑混凝土用的模板，燒筑混凝土。
[0049]S3、上下層墻體對接:起吊上層墻體2，將底部鋼筋4和其上豎向鋼筋下端螺帽5伸入下層墻體3的套筒7中，用斜支撐進行穩(wěn)固，將堵環(huán)10的外螺紋17順著套筒上部內螺紋16擰緊，通過注漿孔8灌漿，直到灌漿料冒出套筒上表面。
[0050]S4、澆筑混凝土:現(xiàn)澆帶12處配置模板進行封堵，通過上層墻體2的構造孔11灌注混凝土，填滿現(xiàn)澆帶，待混凝土達到一定強度后拆除模板。
[0051]預制混凝土墻板的套筒連接的分布鋼筋可以采用雙排布置，單排布置，Z形布置或者混合布置，可參見圖10-13。
[0052]實施例2:
[0053]在本實施例中，螺帽鎖錨灌漿變徑套筒連接的預制混凝土梁、裝配混凝土梁與作法均與實施例1中類似，可參考圖1-9。所述的預制構件為預制混凝土梁:一側預制梁20和另一側預制梁21，一側預制梁20和另一側預制梁21之間通過套筒連接。不同之處在一側預制梁20和另一側預制梁21中均不需要設置構造孔，混凝土直接在一側預制梁20和另一側預制梁21之間灌注形成現(xiàn)澆帶12 ;堵環(huán)端一側也帶有封堵墊；在水平放置的套筒上部要設置一個注漿孔一個出漿孔，從注漿孔開始灌漿，從出漿孔冒出為止。
[0054]應該指出，以上對本發(fā)明的描述是說明性的，而非限制性的。對于本【技術領域】的技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以進行若干的修改、改進和等效，這些變化均落入本發(fā)明的保護范圍之內，例如:1.改變套筒的形狀。2.取消套筒直徑最小的部分。3.取消過渡段。4.在連接時，將套筒兩端反置，直徑最小端和堵環(huán)端和本發(fā)明的相反。
5.連接套筒的布置方式。6.改變鋼筋螺帽形狀或者改變兩端螺帽的相對大小。上面六個例子只是列舉，實際落入本發(fā)明保護范圍的修改變化不限制于此，本實施例中未明確的各組成部分均可以用現(xiàn)有技術實現(xiàn)。
【權利要求】
1.螺帽鎖錨灌漿變徑套筒連接的預制混凝土構件，其特征在于:所述預制混凝土構件一側包括帶螺帽的縱向鋼筋及附著連接的套筒；預制混凝土構件另一側包括帶螺帽的縱向鋼筋及堵環(huán)。
2.用權利要求1所述的預制混凝土構件構成的裝配混凝土構件，其特征在于:其由權利要求1所述的預制混凝土構件構成；兩個預制混凝土構件在施工過程中連接，即一個預制混凝土構件上的鋼筋通過其上連接的堵環(huán)與另一個預制混凝土構件上的套筒相連接；套筒的側面設有注漿孔；兩預制混凝土構件之間為現(xiàn)澆帶，套筒在現(xiàn)澆帶處完成連接。
3.根據權利要求2所述的裝配混凝土構件，其特征在于:所述套筒沿軸向內徑有不同，連接有堵環(huán)的一端內徑較大，另一端的內徑較小，在中間設有過渡段；套筒內徑較大的一端的孔為螺紋孔；當所述的裝配混凝土構件為豎直連接時所述套筒側面有一個注漿孔；當所述的裝配混凝土構件為水平連接時套筒側面設置有一個注漿孔一個出漿孔。
4.根據權利要求2所述的裝配混凝土構件，其特征在于:堵環(huán)外側帶有裝配時與的另一個預制構件端的套筒螺紋孔連接相配套的外螺紋，堵環(huán)和套筒通過螺紋進行連接。
5.根據權利要求2所述的裝配混凝土構件，其特征在于:在所述的預制混凝土構件中，所述附著連接有套筒一側鋼筋的螺帽形狀大小和其上附著的套筒過渡段相配套，即螺帽直徑大于與其連接側的套筒的端部的內徑，即螺帽能夠被套筒卡住，即使在沒有灌漿的情況下，鋼筋拉力仍然能夠通過鋼筋螺帽與套筒傳遞。
6.根據權利要求2所述的裝配混凝土構件，其特征在于:所述預制構件未附著連接有套筒的一側的縱向鋼筋的螺帽最大直徑大于堵環(huán)內徑并小于與該側鋼筋相連的套筒的內徑，即螺帽能夠被堵環(huán)卡住，即使在沒有灌漿的情況下，鋼筋拉力仍然能夠通過鋼筋螺帽與堵環(huán)之間的壓力傳遞。
7.根據權利要求2所述的裝配混凝土構件，其特征在于:所述的裝配混凝土構件在豎向連接時，當連接堵環(huán)的套筒側端處于上端時，套筒位于下端的開口處設置有用于灌漿時密封的封堵墊；當連接堵環(huán)的套筒側處于下端時，堵環(huán)下端的開口處設置有用于灌漿時密封的封堵墊；所述的裝配混凝土構件在水平連接時，套筒和堵環(huán)開口處均設置有用于灌漿時密封的封堵墊。
8.根據權利要求2所述的裝配混凝土構件，其特征在于:所述的預制混凝土構件在鋼筋上設置螺帽之前，將套筒放在鋼筋的一側，堵環(huán)放在沒有附著連接有套筒的一側，然后加工鋼筋兩端設置螺帽，套筒和堵環(huán)均能被各自對應的鋼筋螺帽卡住。
9.根據權利要求2所述的裝配混凝土構件，其特征在于:當構件用于豎向連接時，在所述裝配混凝土構件現(xiàn)澆帶的上部預制混凝土構件的下端側面預留構造孔，從構件側面伸至內部并向下延伸至所在預制構件的底部；當所述構件用于水平連接時，無需設置構造孔。
10.權利要求2至9任一權利要求所述的裝配混凝土構件的作法，主要按以下三個步驟進行:a預制構件，b構件對接，c燒筑混凝土。
11.根據權利要求10所述的裝配混凝土構件的作法，其特征在于:生產預制構件時，布置兩端帶有螺帽的鋼筋，將鋼筋上附著的套筒統(tǒng)一撥到鋼筋一側的鋼筋螺帽附近，將鋼筋上附著的堵環(huán)統(tǒng)一撥到另一側的鋼筋螺帽附近；當預制混凝土構件用于豎向連接時，位于現(xiàn)澆帶上部的預制混凝土構件在底部上方的一側預埋從側面伸至內部并通到底部的套管，燒筑混凝土后形成構造孔。
12.根據權利要求10所述的裝配混凝土構件的作法，其特征在于:預制構件對接時預制混凝土構件帶有堵環(huán)的鋼筋螺帽伸至另一預制混凝土構件上的鋼筋上的套筒內，把堵環(huán)旋入套筒內，然后從注漿孔灌漿，完成鋼筋連接。
13.根據權利要求10所述的裝配混凝土構件的作法，其特征在于:鋼筋連接之后，預制混凝土構件之間用模板封堵；當所述的構件豎直連接時，由預制構件的構造孔澆筑混凝土，形成現(xiàn)澆帶；當所述的構件水平連接時，直接在套筒上方即要形成現(xiàn)澆帶的位置澆筑混凝土。
【文檔編號】E04B1/98GK104264908SQ201410465082
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月12日 優(yōu)先權日:2014年9月12日
【發(fā)明者】邢民, 楊興民, 劉程煒, 李括, 其他發(fā)明人請求不公開姓名 申請人:中國中建設計集團有限公司, 中國建筑股份有限公司