[发明专利]一种钢筋混凝土柱与柱的钢板界面螺栓连接结构及连接方法

权利要求书

1.一种钢筋混凝土柱与柱的钢板界面螺栓连接结构，其特征在于：通过上柱钢板组件(3)、夹层组件(5)和下柱钢板组件(4)实现上柱(1)和下柱(2)的连接，所述上柱(1)和下柱(2)均为矩形截面的钢筋混凝土预制柱；

所述上柱(1)主要由上柱混凝土(1-1)和上柱纵筋(1-2)组成，上柱纵筋(1-2)伸出上柱(1)底端面，伸出长度超出上柱界面钢板(3-1)厚度和上柱螺帽(1-3)厚度之和，上柱纵筋(1-2)伸出部分的末端设置有螺纹；

所述下柱(2)主要由下柱混凝土(2-1)和下柱纵筋(2-2)组成，下柱纵筋(2-2)伸出下柱(2)顶端面，伸出长度超出下柱界面钢板(4-1)厚度和下柱螺帽(2-3)厚度之和，下柱纵筋(2-2)伸出部分的末端设置有螺纹；

所述上柱钢板组件(3)包括一块上柱界面钢板(3-1)，上柱界面钢板(3-1)的长宽均大于上柱(1)底端面的长宽，上柱(1)底端面贴合在上柱钢板组件(3)顶面的中部，并且长宽各自平行；在上柱界面钢板(3-1)顶面和底面各焊接有一组上板抗剪键(3-2)，上柱界面钢板(3-1)顶面的上板抗剪键(3-2)预埋在上柱(1)内，上柱界面钢板(3-1)底面的上板抗剪键(3-2)埋设在夹层组件(5)的砂浆(5-2)内；在上柱界面钢板(3-1)上设置有上板内圈圆孔(3-3)，上柱纵筋(1-2)通过上板内圈圆孔(3-3)伸出后与上柱螺帽(1-3)通过螺纹结构连接；在上柱界面钢板(3-1)超出上柱(1)底端面区域环绕上柱(1)底端面设置有一圈上板外圈圆孔(3-4)；

所述下柱钢板组件(4)包括一块下柱界面钢板(4-1)，下柱界面钢板(4-1)的长宽均大于下柱(2)顶端面的长宽，下柱(2)顶端面贴合在下柱界面钢板(4-1)底面的中部，并且长宽各自平行；在下柱界面钢板(4-1)顶面和底面各焊接有一组下板抗剪键(4-2)，下柱界面钢板(4-1)底面的下板抗剪键(4-2)预埋在下柱(2)内，下柱界面钢板(4-1)顶面的下板抗剪键(4-2)埋设在夹层组件(5)的砂浆(5-2)内；在下柱界面钢板(4-1)上设置有下板内圈圆孔(4-3)，下柱纵筋(2-2)通过下板内圈圆孔(4-3)伸出后与下柱螺帽(2-3)通过螺纹结构连接；在下柱界面钢板(4-1)超出下柱(2)顶端面区域环绕下柱(2)顶端面设置有一圈下板外圈圆孔(4-4)；

所述上板外圈圆孔(3-4)与下板外圈圆孔(4-4)的位置一一对应；

所述夹层组件(5)包括钢板箍(5-1)，钢板箍(5-1)是一个由四块立放的钢板合围焊接而成的矩形截面筒，在矩形截面筒内填充砂浆(5-2)；夹层组件(5)放置在上柱界面钢板(3-1)底面和下柱界面钢板(4-1)顶面之间，连接螺栓(6)贯穿对应的上板外圈圆孔(3-4)与下板外圈圆孔(4-4)并固定。

2.根据权利要求1所述的钢筋混凝土柱与柱的钢板界面螺栓连接结构，其特征在于：所述上板抗剪键(3-2)和下板抗剪键(4-2)均为带肋钢筋；所有同一平面上的上板抗剪键(3-2)纵横正交、均匀对称分布，平行于上柱(1)底端面的长宽方向；所有同一平面上的下板抗剪键(4-3)纵横正交、均匀对称分布，平行于下柱(2)顶端面长宽方向。

3.根据权利要求2所述的钢筋混凝土柱与柱的钢板界面螺栓连接结构，其特征在于：所述同一平面上的上板抗剪键(3-2)的数量为7根，纵横正交形成田字格形；所述同一平面上的下板抗剪键(4-3)的数量为7根，纵横正交形成田字格形。

4.根据权利要求1所述的钢筋混凝土柱与柱的钢板界面螺栓连接结构，其特征在于：上柱界面钢板(3-1)的侧边距离上柱(1)底端面对应侧边的距离为50～100mm；下柱界面钢板(4-1)的侧边距离下柱(2)底端面对应侧边的距离为50～100mm。

5.根据权利要求1所述的钢筋混凝土柱与柱的钢板界面螺栓连接结构，其特征在于：上柱(1)底端面、下柱(2)底端面和夹层组件(5)横截面的外形尺寸一致，且对应边在同一竖直面上。

6.一种基于权利要求1～5任意所述钢筋混凝土柱与柱的钢板界面螺栓连接结构的连接方法，其特征在于：包括如下步骤：

(a)制作和准备上柱钢板组件、下柱钢板组件、钢板箍以及连接螺栓；

(b)制作上柱钢筋笼和下柱钢筋笼，并将其放置到各自的模板内；其中，上柱柱底模板和下柱柱顶模板分别用上柱界面钢板和下柱界面钢板充当；

(c)在上柱纵筋和下柱纵筋分别伸出上柱界面钢板和下柱界面钢板的部位带上上柱螺帽和下柱螺帽；

(d)浇筑上柱和下柱混凝土并养护完成；

(e)将上柱组件及下柱组件运输到装配现场；

(f)将钢板箍就位到下柱界面钢板顶面，并在其内填充砂浆；

(g)将上柱组件通过上柱界面钢板落座到钢板箍顶边上，并挤出多余砂浆；

(h)将连接螺栓的上、下端分别穿过上板外圈圆孔和下板外圈圆孔后拧紧，上柱与下柱的连接完成。