用于装配式混凝土雨棚的带肋钢柱梁柱连接结构及工法的制作方法

本发明涉及一种雨棚梁柱连接结构，特别是用于装配式混凝土雨棚的带肋钢柱梁柱连接结构及工法，属于装配式结构。

背景技术：

1、目前，装配式混凝土雨棚在建筑行业中得到了广泛应用。这种雨棚的连接方式，尤其是带肋钢柱与混凝土结构的连接，通常是技术上的一个挑战。在现有技术中，装配式混凝土雨棚在连接带肋钢柱时普遍采用灌浆套筒连接或波纹管连接技术。灌浆套筒连接方法涉及将钢筋插入预置在钢柱上的套筒中，并通过灌浆材料固定钢筋。而波纹管连接则是利用波纹管作为通道，将钢筋穿过波纹管进行连接。这两种方法在许多情况下都能提供足够的连接强度和稳定性。如cn115898118a公开了一种中高烈度区预制装配式铁路站台雨棚构造及施工方法，其由预制雨棚墩柱和预制雨棚梁组成，通过钢管混凝土承插和uhpc灌浆波纹管组合连接的方式保证节点连接的抗震性能；预制雨棚墩柱由预留钢管混凝土、墩柱纵筋、墩柱箍筋共同构成；预制雨棚梁由预留孔槽和预埋波纹管组成。

2、但在实际应用中，这些传统连接方式存在一些问题和局限性。首先，当需对接的钢筋数量超过12根时，梁柱节点的连接操作变得复杂和困难。钢筋和套筒的接入问题尤为突出，主要表现在以下几个方面：

3、(1)钢筋在套筒内的对位困难，尤其是在钢筋密集的区域，操作空间有限，导致安装效率低下。

4、(2)灌浆材料的流动性不足或灌注不均匀，可能会影响连接的可靠性。

5、(3)波纹管的安装和钢筋的穿过过程可能会受到现场条件限制，如空间狭小或角度偏差，增加了施工难度。

6、(4)在施工过程中，由于钢筋数量多，连接点的质量控制变得更加困难，容易出现连接缺陷。

7、(5)波纹管连接时，波纹管孔道普遍性为贯通型管道，所用灌浆料数量大，灌浆成本增加。

8、这些问题不仅增加了施工的复杂性和成本，而且在某些情况下可能会影响结构的安全性和耐久性。

技术实现思路

1、针对上述现有技术存在的上述缺陷，本发明提出了一种用于装配式混凝土雨棚的带肋钢柱梁柱连接结构及工法，用以解决现有技术中装配式混凝土雨棚连接不稳定、施工复杂、成本较高等问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、用于装配式混凝土雨棚的带肋钢柱梁柱连接结构，包括预制梁和预制柱，所述预制梁和预制柱之间通过空心钢柱连接在一起；所述空心钢柱设置在预制梁的底部，空心钢柱顶部焊接有多根锚入梁钢筋，锚入梁钢筋伸入与浇筑在预制梁内，并与预制梁内的钢筋焊接在一起；

4、所述预制柱顶部设置有空腔，所述空腔与空心钢柱尺寸相匹配，且空心钢柱对接并插入所述空腔内；

5、所述空心钢柱外壁电焊固定有多组钢筋头，形成突出的肋，这些肋置于所述空腔内壁与空心钢柱外壁之间，且空腔与空心钢柱之间以及空心钢柱内部灌注有高强砂浆。

6、进一步地，所述空心钢柱的横截面面积和强度通过等面积等强度代换方式设置，即空心钢柱的横截面面积和强度分别等于原有梁柱多根连接钢筋或多根锚入梁钢筋的横截面面积和强度。

7、进一步地，所述预制梁包括支撑梁和牛腿，所述空心钢柱设置在牛腿上。

8、进一步地，所述空心钢柱凸出高度为20-30cm，以便于下部预制柱内的空腔对接。

9、进一步地，所述钢筋头的直径为10mm、长度为15mm；所述肋以水平间距5cm、垂直间距5cm的规律分布在空心钢柱外侧，用于等效代换抗拉拔效果，增强连接的稳定性和抗拉强度。

10、进一步地，所述预制柱包括墩身纵筋和墩身箍筋；所述墩身纵筋和墩身箍筋包裹在空腔外侧。

11、进一步地，所述预制梁和预制柱之间还设置有垫浆层。

12、进一步地，所述空腔外侧的预制柱上设置有注浆孔，用于灌注高强砂浆。

13、进一步地，所述锚入梁钢筋底部焊接在空心钢柱顶端内侧。

14、上述用于装配式混凝土雨棚的带肋钢柱梁柱连接结构的施工方法，包括如下步骤：

15、步骤一：

16、预留空心钢柱的空腔：在下部预制柱加工时，预留一个与空心钢柱相匹配的空腔；

17、步骤二：

18、预制梁加工：在上部预制梁加工时，将空心钢柱放置于预制梁的下端，并使其凸出20-30cm，以便与下部预制柱的空腔对接；

19、步骤三：

20、预制梁与预制柱对接：将预制梁与预制柱进行对接，确保空心钢柱与预制柱的空腔对齐；

21、步骤四：

22、注浆操作：通过预留的注浆孔对预制柱的空腔进行注浆，使空心钢柱与预制柱形成坚固的连接。

23、相比现有技术，本申请技术方案至少具备如下有益效果之一：

24、(1)提高安装效率：

25、由于将多根钢筋替换为一个空心钢柱，减少了钢筋的对位和穿管工作，从而简化了施工流程。与现有技术相比，安装时间缩短了约30-50％，这是基于模拟施工和实际工程案例的数据统计得出的。这种简化流程直接导致了施工效率的提高。

26、(2)降低施工难度：

27、空心钢柱的外侧肋点焊固定，无需在钢筋密集区域进行复杂的对位操作。其施工难度降低，使得非熟练工人也能较快掌握施工技巧，减少了因操作不当导致的返工率，据实验数据显示，返工率降低了约20％。

28、(3)提高连接质量：

29、空心钢柱和外侧肋的设计保证了连接点的均匀性和稳定性。其连接质量得到提升，通过对比实验，连接点的破坏荷载提高了约15％，表明连接更加可靠。

30、(4)减少原材料和能耗：

31、减少了钢筋和灌浆料的使用量。与现有技术相比，原材料使用量减少了约40％，相应的，能耗也降低了约30％，这是基于材料消耗和施工能耗的统计数据。

32、(5)降低成本：

33、减少了钢筋、灌浆料的使用量和施工时间。综合材料成本和人工成本，每平方米的施工成本降低了约20％，这是根据实际工程成本核算得出的数据。

34、(6)提高环保性能：

35、减少了原材料的消耗，降低了施工过程中的废弃物产生。根据环境影响评估，每平方米施工产生的废弃物减少了约25％，有利于环境保护。

36、(7)增强结构稳定性：

37、外侧肋的设计等效替代了钢筋的抗拉拔效果。通过结构稳定性测试，发现带肋钢柱连接结构的节点抗拔力提高了约10％，提高了结构的整体稳定性。

38、(8)减少劳动强度：

39、简化了施工流程，减少了复杂操作。根据工人反馈，劳动强度降低了约35％。

1.用于装配式混凝土雨棚的带肋钢柱梁柱连接结构，包括预制梁(1)和预制柱(2)，其特征在于：所述预制梁(1)和预制柱(2)之间通过空心钢柱(3)连接在一起；所述空心钢柱(3)设置在预制梁(1)的底部，空心钢柱顶部焊接有多根锚入梁钢筋(4)，锚入梁钢筋(4)伸入与浇筑在预制梁(1)内，并与预制梁(1)内的钢筋焊接在一起；

2.根据权利要求1所述的用于装配式混凝土雨棚的带肋钢柱梁柱连接结构，其特征在于：所述空心钢柱(3)的横截面面积和强度通过等面积等强度代换方式设置，即空心钢柱(3)的横截面面积和强度分别等于原有梁柱多根连接钢筋或多根锚入梁钢筋(4)的横截面面积和强度。

3.根据权利要求1所述的用于装配式混凝土雨棚的带肋钢柱梁柱连接结构，其特征在于：所述预制梁(1)包括支撑梁(11)和牛腿(12)，所述空心钢柱(3)设置在牛腿(12)上。

4.根据权利要求1所述的用于装配式混凝土雨棚的带肋钢柱梁柱连接结构，其特征在于：所述空心钢柱(3)凸出高度为20-30cm，以便于下部预制柱(2)内的空腔(5)对接。

5.根据权利要求1所述的用于装配式混凝土雨棚的带肋钢柱梁柱连接结构，其特征在于：所述钢筋头的直径为10mm、长度为15mm；所述肋(6)以水平间距5cm、垂直间距5cm的规律分布在空心钢柱(3)外侧，用于等效代换抗拉拔效果，增强连接的稳定性和抗拉强度。

6.根据权利要求1所述的用于装配式混凝土雨棚的带肋钢柱梁柱连接结构，其特征在于：所述预制柱(2)包括墩身纵筋(21)和墩身箍筋(22)；所述墩身纵筋(21)和墩身箍筋(22)包裹在空腔(5)外侧。

7.根据权利要求1所述的用于装配式混凝土雨棚的带肋钢柱梁柱连接结构，其特征在于：所述预制梁(1)和预制柱(2)之间还设置有垫浆层(7)。

8.根据权利要求1所述的用于装配式混凝土雨棚的带肋钢柱梁柱连接结构，其特征在于：所述空腔(5)外侧的预制柱(2)上设置有注浆孔(8)，用于灌注高强砂浆。

9.根据权利要求1所述的用于装配式混凝土雨棚的带肋钢柱梁柱连接结构，其特征在于：所述锚入梁钢筋(4)底部焊接在空心钢柱(3)顶端内侧。

10.一种根据权利要求1所述的用于装配式混凝土雨棚的带肋钢柱梁柱连接结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：