一种新增钢管混凝土柱与既有结构的预制连接结构及方法与流程

本发明属于建筑施工技术领域，具体涉及一种新增钢管混凝土柱与既有结构的预制连接结构及方法。

背景技术：

现在的抗震加固工程中很多时候需增加结构柱，目前国内外在新增结构柱中普遍采用现浇钢筋混凝土柱的方式，该方式和普通施工基本相同，在原建筑的梁上钻孔植筋作为新增柱的受力钢筋，再支模板浇筑混凝土，养护拆模后完成新增结构柱施工。

钢管混凝土柱与结构的连接主要是指其与梁的连接。目前，钢管混凝土柱与梁的连接主要通过在柱上端设置环梁形成连接段，该环梁连接段需配置较多钢筋或采用钢骨联系钢筋混凝土梁和钢管混凝土柱，使结构联合整体受力。目前未检索到新增钢管混凝土柱与既有结构的连接技术，更无预制连接技术。

1、采用现浇钢筋混凝土新增结构柱的加固方式存在以下的缺点：

(1)该方法须进行植筋强度检测，增加工艺和工期，增加检测成本。须检测植入在原建筑梁上的钢筋是否有足够粘结强度，如果粘结强度不够不能作为新增柱的受力筋，未通过检测不能进入下一道施工。

(2)工艺需支模板，扎钢筋，工艺较繁琐，施工空间小，增加施工难度，易增加工期。相对钢管混凝土柱施工，现浇钢筋混凝土柱需要支模板和绑钢筋，工艺较多增加了人工和时间成本。既有建筑加固项目相对新建建筑，其施工空间小，不利于作业增加了施工难度，易影响工期。

(3)该技术未实现预制化，常达不到计划工期的要求，影响建筑功能的持续使用。新增结构柱加固工程在单跨教学楼中较常见，计划工期多要求在暑假60内完成，但由于混凝土达到设计强度须28天，并有新做基础的养护和检测、扎钢筋、支模拆模、后期装修等流程工作占据较多时间，常使加固工作无法在计划工期内完成，影响教学楼正常使用。

(4)该技术质量效果较差。新增现浇钢筋混凝土柱普遍采用在该层柱的柱顶模板口灌浆，由于楼板限制施工空间，使浇筑施工面在人工和机械的上方，须仰视灌浆，不利于封灌浆口，且易跑模导致新增钢筋混凝土柱质量较差。

2、现常见钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁连接技术：

(1)适用新建建筑，若在既有结构中使用，须拆除原结构梁，破坏原结构整体性。

(2)该技术实际为柱贯通梁间断，间断梁通过环梁联系起来，但环梁部位钢筋较多，钢筋绑扎较复杂。

技术实现要素：

本发明为了解决在既有建筑中新增混凝土柱空间小，施工困难、施工效率低、施工工期长的技术问题，提供一种可预制的施工质量高、施工效率高的新增钢管混凝土柱与既有结构的预制连接结构及方法。

为了解决上述问题，本发明按以下技术方案予以实现的：

本发明所述新增钢管混凝土柱与既有结构的预制连接结构，包括两块平行设置的加劲垫板、连接所述加劲垫板的连接板，所述加劲垫板上设置有若干连接孔；所述连接孔内设置有对拉螺栓，所述对拉螺栓贯穿平行设置的所有加劲垫板，所述对拉螺栓的两端通过螺母与加劲垫板连接；所述对拉螺栓的两端向外延伸出所述加劲垫板形成连接端；

所述加劲垫板上还设置有浇注孔。

进一步地，设置在上端的加劲垫板的上表面伸出有竖向挡板，所述竖向挡板与所述加劲垫板垂直设置，所述竖向挡板沿所述加劲垫板的四周首尾相接围成一方形空腔。

进一步地，所述连接板上设置有若干第一通孔。

进一步地，所述连接孔为腰形孔。

进一步地，所述加劲垫板上设置有对应楼板开洞的第二通孔。

进一步地，所述浇注孔设置在加劲垫板的两个转角位置，使得所述加劲垫板形成t形结构。

进一步地，所述连接装置可根据现场定制，全部工厂预制完成或现场制作。

一种新增钢管混凝土柱与既有结构的预制连接方法，包括以下步骤：

s1、在需要加固的楼板处于悬挑梁和端梁相交的位置设置加劲垫板，所述加劲垫板设置在楼板的上表面和下表面，并在悬挑梁的端面钻孔使得连接板穿过楼板连接两加劲垫板；所述加劲垫板上设置有若干连接孔、浇注孔；

s2、通过连接孔对既有建筑物钻孔，通过浇注孔对既有建筑物钻浇注孔；

s3、将对拉螺栓贯穿加劲垫板、既有建筑物，并在对拉螺栓的两端套入螺母锁紧；

s4、在安装在楼板底面的加劲垫板的下端设置钢管柱，所述钢管柱与设置在底端的加劲垫板通过接缝进行焊接补缝处理；

s5、通过浇注孔浇筑混凝土至设置在上端的加劲垫板的高度，完成一新增钢管混凝土柱的施工。

进一步地，在所述s1之前，通过现场测量新增柱节点处的几何尺寸，并根据设计图纸和现场实际进行节点建模，根据建模及计算确定新增钢管混凝土柱的尺寸，及对应的预制连接结构的尺寸，并预制加劲垫板。

进一步地，所述s1中，设置在上端的加劲垫板的上表面伸出有竖向挡板，所述竖向挡板与所述加劲垫板垂直设置，所述竖向挡板沿所述加劲垫板的四周首尾相接围成一方形空腔，所述混凝土浇筑至所述竖向档板的高度。

进一步地，在所述s1前，还包括对原建筑的附属部件进行清除，留出相应的工作面后，对新增柱节点部位进行凿毛清洗。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中的钢管柱和连接结构均可在工厂中预制，提高了施工效率，缩短了施工工期。不需要装拆模板，节省了施工成本。在钢管柱上预先开螺栓洞口，采用螺栓连接，减少现场焊接作业，方便施工。在浇筑混凝土时，可在板洞处可增加竖向钢筋，可加强下层柱与上层柱的连接；确保了施工的质量。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1是本发明所述新增钢管混凝土柱与既有结构的预制连接结构的结构示意图；

图2是本发明所述新增钢管混凝土柱与既有结构的预制连接结构的主视图；

图3是本发明所述新增钢管混凝土柱与既有结构的预制连接结构的俯视图；

图4是本发明所述新增钢管混凝土柱与既有结构的预制连接结构的施工示意图；

图5是本发明所述新增钢管混凝土柱与既有结构的预制连接结构与钢管柱的安装示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1～图5所示，本发明所述新增钢管混凝土柱与既有结构的预制连接结构，包括两块平行设置的第一加劲垫板1、第二加劲垫板2、连接所述第一加劲垫板1和第二加劲垫板2的连接板4，所述第一加劲垫板1和第二加劲垫板2为形状、结构、尺寸一样的加劲垫板，所述加劲垫板上设置有若干连接孔6；本实施例中，所述连接孔6为腰形孔。

所述连接孔6内设置有对拉螺栓5，所述对拉螺栓5贯穿平行设置的第一加劲垫板1和第二加劲垫板2，所述对拉螺栓5的两端通过螺母51与加劲垫板连接；所述对拉螺栓5的两端向外延伸出所述加劲垫板形成连接端，可预埋在新增钢管混凝土柱内，增加连接的稳固性。所述加劲垫板上设置有对应楼板开洞的浇注孔7。所述浇注孔7设置在加劲垫板的两个转角位置，使得所述加劲垫板形成t形结构。

所述第一加劲垫板1的上表面伸出有竖向挡板3，所述竖向挡板3与所述第一加劲垫板1垂直设置，所述竖向挡板3沿所述第一加劲垫板1的四周首尾相接围成一方形空腔。

所述连接板4上设置有若干第一通孔41。所述第一加劲垫板1和第二加劲垫板2上设置有第二通孔11，减轻加劲垫板和连接板4的重量，节约材料。

所述第一加劲垫板1和竖向档板3稍微大于钢管柱8，使钢管柱8直接插入到竖向档板3围成的空腔内，利于上层钢管柱8的定位。所述对拉螺栓5为竖直长条形，可采用端部弯折或端部增加锚板锚栓的方式增加对拉螺栓5与混凝土的粘结，增强钢管混凝土柱的竖向整体联系。第一加劲垫板与第二加劲垫板之间的连接板可替换为耗能板，在未震情况下等同普通钢板，在地震作用下优先耗能减震，使地震破坏主要发生在新增的钢管混凝土柱处，减小对原结构的破坏。若新增结构柱在结构的内侧，无法安装竖向连接板时可省去。

一种新增钢管混凝土柱与既有结构的预制连接方法，包括以下步骤：

s1、通过现场测量新增柱节点处的几何尺寸，并根据设计图纸和现场实际进行节点建模，根据建模及计算确定新增钢管混凝土柱的尺寸，及对应的预制连接结构的尺寸，并预制加劲垫板。在第一加劲垫板的上表面设置竖向挡板3。

s2、对原建筑92的附属部件进行清除，留出相应的工作面后，对新增柱节点部位进行凿毛清洗。

s3、在需要加固的楼板处于悬挑梁9和端梁91相交的位置设置加劲垫板，所述第一加劲垫板1设置在楼板的上表面，所述第二加劲垫板2设置在楼板的下表面，并在悬挑梁9的端面钻孔使得连接板穿过楼板连接第一加劲垫板1和第二加劲垫板2。

s4、通过连接孔6对既有建筑物钻孔，通过浇注孔7对既有建筑物钻浇注孔。

s5、将对拉螺栓贯穿加劲垫板、既有建筑物，并在对拉螺栓的两端套入螺母锁紧。

s6、在安装在楼板底面的第二加劲垫板2的下端设置钢管柱8，所述钢管柱8与第二加劲垫板2通过接缝进行焊接补缝处理。

s7、通过浇注孔浇筑混凝土至所述竖向档板3的高度，完成一新增钢管混凝土柱的施工。

本发明采用巧妙的结构，可预制连接结构，使得施工工人按照施工步骤施工即可，能适应空间小的既有建筑物的加固中，标准化的流程，质量的保证，施工效率高，确保工期按时完成。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。