本发明涉及装配式建筑技术领域，更具体的说是一种装配式混凝土结构梁柱干湿组合连接构造及实施方法。
背景技术：
装配式建筑由建筑结构构件、建筑构件及部品、机电设备等通过可靠连接方式装配而成的工业化建筑，包括装配式混凝土结构、钢结构、木结构及混合结构等。装配式混凝土建筑是我国目前装配式建筑主要形式之一，是新型工业化的重要构成部分，是实现建筑产业现代化的重要途径。采用装配式建筑，有利于提高建筑工程质量、效率和效益，有利于改善劳动环境，节省劳动力；有利于促进建筑节能减排、节约资源。
装配式混凝土建筑和现浇混凝土建筑相比，装配式混凝土结构的主要构件在工厂或现场预制，采用机械化吊装，具有施工速度快、有效降低成本、有效缩短工程建设周期的特点。随着劳动力短缺、人力成本大幅上升、人力资源成本占比大幅上升，新型工业化、信息化、城镇化国家发展战略的实施，装配式建筑的发展迎来前所未有的机遇与挑战。
装配式混凝土结构包括装配整体式混凝土结构和全装配式混凝土结构，目前，国内大多数多层和全部高层装配式混凝土结构均采用装配整体式混凝土结构。装配整体式混凝土结构的连接以“湿连接”为主要方式，保证装配式结构的整体性能，使其结构性能与现浇混凝土基本等同。现行发布的《装配式混凝土结构技术规程》jgj1-2014、《装配式混凝土建筑技术标准》gb/t51231-2016、装配式混凝土连接节点构造15g310-12，侧重为湿连接为主的装配整体式混凝土结构，而全装配式混凝土结构不满足装配整体式要求的装配混凝土结构，国内工程项目较少采用，没有规范和技术标准可循。
湿法连接的工艺，采用等同现浇的原理，是国内装配式混凝土结构的主要连接节点方式，其优点是等同现浇，整体性和抗震性能较好，但缺点是节点构造复杂、钢筋冲突、钢筋锚固、连接工艺方面的矛盾显著，需要解决模板、钢筋、混凝土、灌浆、吊装、支架、养护等关键工序环节的技术问题，这对于装配式建筑的工业化、现代化、信息化的发展不利，因此迫切需要解决装配式混凝土框架结构、剪力墙结构连接节点构造、工艺、工法等方面的技术难题，促进装配式混凝土结构的健康有序发展。
综上所述，装配式混凝土框架结构中梁柱节点的连接构造采用湿法连接，梁柱节点核心区中存在竖向柱体纵向钢筋、箍筋、梁体中多个方向纵向钢筋等在节点核心区的交汇问题。存在的主要施工不便和难题包括：
一是钢筋位置冲突，钢筋数量多、位置密集、钢筋锚固在节点区长度较大或弯折锚固，特别是纵横向梁体中四个方向的纵向钢筋在节点核心区预制安装存在难于避让等难题；
二是施工中吊运、安装不便，因钢筋位置和安装带来的吊装就位困难；
三是节点区形状复杂，柱纵向钢筋、箍筋、梁体纵横向钢筋等交汇，湿作业施工存在支模板、浇筑混凝土、支撑和架体搭设不方便等问题。湿作业施工存在的问题，不利于装配式混凝土结构工业化、信息化、模块化施工的发展和推进。
技术实现要素：
为了解决装配式混凝土结构节点施工的难题和不足，促进装配式建筑工业化、模块化、集成化、信息化的发展，本发明提供一种装配式混凝土结构梁柱干湿组合连接构造及实施方法。
本发明通过以下技术方案实现：一种装配式混凝土结构梁柱干湿组合连接构造，包括横向梁、纵向梁，所述横向梁、纵向梁相交处设有筒腔结构；所述筒腔结构包括外筒和内筒；所述外筒和内筒围成方形环状腔体，方形环状腔体四角位置设有柱角部纵向钢筋ⅰ、柱角部纵向钢筋ⅱ；所述横向梁、纵向梁中的横向梁纵向钢筋、纵向梁纵向钢筋依次穿过外筒和内筒，横向梁纵向钢筋、纵向梁纵向钢筋内端连接有锚固头。
优选的：所述外筒包括l型的外筒板ⅰ和外筒板ⅱ，外筒板ⅰ和外筒板ⅱ拼接成矩形；所述外筒板ⅰ和外筒板ⅱ对应横向梁、纵向梁截面位置开设u型槽；每一侧的所述u型槽的数量与对应的横向梁纵向钢筋、纵向梁纵向钢筋一致，u型槽的宽度比对应的横向梁纵向钢筋、纵向梁纵向钢筋直径大10mm，u型槽的深度不小于保护层厚度 30mm；所述横向梁纵向钢筋、纵向梁纵向钢筋穿过对应的u型槽。
优选的：所述外筒板ⅰ和外筒板ⅱ的最小厚度不低于5mm，外筒板ⅰ和外筒板ⅱ采用q235钢加工或者高性能uhpc混凝土模塑浇筑制造。
优选的：所述内筒包括结构相似的两个内横向子板和两个内纵向子板，两个内横向子板和两个内纵向子板相交成“井”字状；
所述内横向子板包括腹板；腹板上边两侧连接有上翼缘板，腹板下边两侧连接有下翼缘板；腹板上下边为凹凸格栅板；所述凹凸格栅板与对应的横向梁纵向钢筋、纵向梁纵向钢筋相对，横向梁纵向钢筋、纵向梁纵向钢筋穿过对应的凹凸格栅板中的凹槽。
优选的：所述凹凸格栅板两端设有接销键；内横向子板两端通过接销键对应连接有内横向扣板、内纵向扣板。
优选的：所述方形环状腔体中设有连接外筒和内筒的连接件，连接件为直径不小于20mm的hpb300钢筋；所述连接件两端通过焊接或机械连接方式与外筒、内筒连接；连接件竖向安装间距不小于300mm。
优选的：所述横向梁纵向钢筋、纵向梁纵向钢筋采用大直径钢筋，钢筋净距不小于30mm和钢筋直径的较大值；梁体中钢筋的长度为外筒和内筒外边截面尺寸l1 锚固头长度l2 施工允许偏差l3，梁体中钢筋的长度不小于15d，d为钢筋直径。
优选的：所述柱角部纵向钢筋ⅰ、柱角部纵向钢筋ⅱ在方形环状腔体四角位置集中配置；柱角部纵向钢筋ⅰ、柱角部纵向钢筋ⅱ采用大直径钢筋，柱角部纵向钢筋ⅰ、柱角部纵向钢筋ⅱ长度满足节点核心区截面高度h1 锚固连接长度h2，方形环状腔体角部区域配置的钢筋不少于截面配筋量的50%且不少于4根。
一种装配式混凝土结构梁柱干湿组合连接构造的实施方法，
步骤1：混凝土框架结构预制构件拆分；
根据设计图纸，利用revit或planbar的bim信息模型，将混凝土框架结构拆分为横向梁体、纵向梁体、上部主体、下部主体、核心节点区域的可以制作、施工的部品件；
步骤2：构件与梁柱核心节点深化设计；
根据结构柱、结构梁的组合形式，划分为边柱节点、中柱节点、角柱节点，然后结合柱、梁和节点的有关信息，进一步优化和整合；节点类型优化整合，归并和合并；
步骤3：筒腔结构体加工制作；
结合优化的节点和连接构造类型，制作加工方案，控制加工精度，复核加工部品件的质量，然后进行拼装验证，其加工的内部和外部尺寸偏差控制在1-2mm之内；
检查的内容包括尺寸偏差、截面位置、u型槽、凹凸格栅板、角部区域、连接件位置、内部筒体和外部筒体的材料强度、厚度；
加工制作的筒腔结构，分类码放，植芯编号使用；
步骤4：干湿组合连接节点施工；
流程为：
施工准备→柱体安装→筒腔结构体安装→安装位置、标高、截面信息检查→梁体支撑结构安装→横向梁体安装→横向梁体钢筋插入筒腔结构体→纵向梁体安装→纵向梁体钢筋插入筒腔结构体→梁体安装质量检查→安装内横向扣板、内纵向扣板→隐蔽验收→灌浆浇筑。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过内筒和外筒的构造方式，形成梁柱节点核心区的骨架结构，通过准确一致的留设梁体钢筋，采用机械和挤压锚固连接方式，形成模块化的梁柱节点核心区连接构造结构，
其有益的效果包括：
(1)利于梁柱节点核心区域形成内筒和外筒双重环箍效应，锚固端头的机械锚固效应，子母连接件的内支撑效应；
(2)其叠加耦合效应的作用，提高了节点核心区混凝土的强度，增强了钢筋混凝土粘结作用，可有效降低钢筋在节点核心区的锚固长度，避免锚固长度不够采取弯折锚固的复杂做法，提高了节点装配化施工效率；
(3)解决梁体多方向钢筋的锚固连接、柱体纵向钢筋、箍筋穿越以及安装方面的不便与难题，节省了支模板和支撑的工序环节和施工费用，形成模块化、集成化、一体化、信息化的装配式混凝土结构梁柱干湿组合连接构造。
附图说明
图1为本发明实施例一一种装配式混凝土结构梁柱干湿组合连接构造的平面图；
图2为本发明实施例一内横向子板组成示意图；
图3为本发明实施例一内横向扣板示意图；
图中，1-外筒，2-内横向子板，3-内纵向子板，4-内横向扣板，5-内纵向扣板，6-子母连接件，7-横向梁，8-纵向梁，9-横向梁纵向钢筋，10-纵向梁纵向钢筋，11-柱角部纵向钢筋ⅰ，12-柱角部纵向钢筋ⅱ，13-锚固头；1-1外筒板ⅰ，1-2外筒板ⅱ；2-1腹板，2-2上翼缘板，2-3下翼缘板，2-4凹凸格栅板，2-5连接销键；4-1扣板上部复位盖板，4-1扣板下部复位盖板。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，现结合附图对本发明作进一步说明。
实施例一
以装配式混凝土框架结构为例，梁采用装配式叠合梁，梁截面最大尺寸为300×900，柱采用预制柱，柱截面尺寸600-800mm，梁柱纵向受力钢筋采用hrb400,直径为22-28，梁柱节点采用本发明的一种装配式混凝土结构梁柱干湿组合连接构造。
如图1-图3所示，一种装配式混凝土结构梁柱干湿组合连接构造，横向梁7、纵向梁8相交处为节点核心区，节点核心区包括一个筒腔结构。筒腔结构包括外筒1和内筒，外筒1和内筒围成方形环状腔体，方形环状腔体四角位置设有柱角部纵向钢筋ⅰ11、柱角部纵向钢筋ⅱ12，横向梁7、纵向梁8中的横向梁纵向钢筋9、纵向梁纵向钢筋10依次穿过外筒1和内筒，横向梁纵向钢筋9、纵向梁纵向钢筋10内端连接有锚固头13。
进一步的：外筒1包括l型的外筒板ⅰ1-1和外筒板ⅱ1-2，外筒板ⅰ1-1和外筒板ⅱ1-2拼接成矩形。外筒板ⅰ1-1和外筒板ⅱ1-2对应横向梁7、纵向梁8截面位置开设u型槽；每一侧的u型槽的数量与对应的横向梁纵向钢筋9、纵向梁纵向钢筋10一致，u型槽的宽度比对应的横向梁纵向钢筋9、纵向梁纵向钢筋10直径大10mm，u型槽的深度不小于保护层厚度 30mm,保护层为钢筋混凝土中钢筋的保护层厚度，根据环境类别和设计选用；横向梁纵向钢筋9、纵向梁纵向钢筋10穿过对应的u型槽。
外筒板ⅰ1-1和外筒板ⅱ1-2的最小厚度不低于5mm，外筒板ⅰ1-1和外筒板ⅱ1-2采用q235钢加工或者高性能uhpc混凝土模塑浇筑制造。
进一步的：结合图2所示，内筒包括结构相似的两个内横向子板2和两个内纵向子板3，两个内横向子板2和两个内纵向子板3相交成“井”字状；
以内横向子板2为例：
内横向子板2包括腹板2-1；腹板2-1上边两侧连接有上翼缘板2-2，腹板2-1下边两侧连接有下翼缘板2-3；腹板2-1上下边为凹凸格栅板2-4。凹凸格栅板2-4与对应的横向梁纵向钢筋9、纵向梁纵向钢筋10相对，横向梁纵向钢筋9、纵向梁纵向钢筋10穿过对应的凹凸格栅板2-4中的凹槽。
凹凸格栅板2-4两端设有接销键2-5；内横向子板2两端通过接销键2-5对应连接有内横向扣板4、内纵向扣板5。梁体中的纵向钢筋，搁置在凹凸格栅板的凹槽和u型槽内后，通过内横向扣板4、内纵向扣板5盖封。
进一步的：方形环状腔体中设有连接外筒1和内筒的连接件6，连接件6为直径不小于20mm的hpb300钢筋；连接件6两端通过焊接或机械连接方式与外筒1、内筒连接，使内筒、外筒加强连接，其位置和偏差符合设计要求。连接件6竖向安装间距不小于300mm。
进一步的：横向梁纵向钢筋9、纵向梁纵向钢筋10采用大直径钢筋，钢筋净距不小于30mm和钢筋直径的较大值；梁体中钢筋的长度为外筒1和内筒外边截面尺寸l1 锚固头13长度l2 施工允许偏差l3，梁体中钢筋的长度不小于15d，d为钢筋直径。
进一步的：柱角部纵向钢筋ⅰ11、柱角部纵向钢筋ⅱ12配置在内筒、外筒、连接件在节点核心区的四周形成四块柱钢筋集中连接区内。柱角部纵向钢筋ⅰ11、柱角部纵向钢筋ⅱ12采用大直径钢筋，柱角部纵向钢筋ⅰ11、柱角部纵向钢筋ⅱ12长度满足节点核心区截面高度h1 锚固连接长度h2，方形环状腔体角部区域配置的钢筋不少于截面配筋量的50%且不少于4根。
装配式混凝土结构梁柱干湿组合连接构造的应用的关键过程为：根据柱子位置，安装内外筒，安装纵横向梁体（梁体纵向钢筋依次插入u型凹槽），安装内横向扣板、内纵向扣板。
具体使用和操作流程为：
施工准备（材料、锚固头、部品、制品、机具等）→柱体安装→筒腔结构体安装→安装位置、标高、截面信息检查→梁体支撑结构安装→横向梁体安装→横向梁体钢筋插入筒腔结构体→纵向梁体安装→纵向梁体钢筋插入筒腔结构体→梁体安装质量检查→安装内横向扣板、内纵向扣板→隐蔽验收→灌浆浇筑。
实施例二
以装配式混凝土框架结构为例，梁采用装配式梁，梁截面最大尺寸为300×1200，柱采用预制柱，柱截面尺寸700-1000mm，梁柱纵向受力钢筋采用hrb500,直径为22-28，梁柱节点采用本发明的一种装配式混凝土结构梁柱干湿组合连接构造。
一种装配式混凝土结构梁柱干湿组合连接构造的实施方法，采用实施例一中的一种装配式混凝土结构梁柱干湿组合连接构造；
步骤1：混凝土框架结构预制构件拆分；
根据设计图纸，利用revit或planbar的bim信息模型，将混凝土框架结构拆分为横向梁体、纵向梁体、上部主体、下部主体、核心节点区域等准确的、可以制作、施工的部品件；
步骤2：构件与梁柱核心节点深化设计；
节点核心区，特别是梁柱节点核心区，根据结构柱、结构梁等的组合形式，划分为边柱节点、中柱节点、角柱节点，然后结合柱、梁和节点的有关信息，进一步优化和整合，节点类型尽量的优化整合，归并和合并，提高精度，降低成本；
步骤3：筒腔结构体加工制作；
结合优化的节点和连接构造类型，制作加工方案，控制加工精度，复核加工部品件的质量，然后进行拼装验证，其加工的内部和外部尺寸偏差控制在1-2mm之内；
检查的内容包括尺寸偏差、截面位置、u型槽、凹凸格栅板、角部区域、连接件位置、内部筒体和外部筒体的材料强度、厚度等。加工制作的筒腔结构，分类码放，植芯编号使用；
步骤4：干湿组合连接节点施工；
流程为：
施工准备（材料、锚固头、部品、制品、机具等）→柱体安装→筒腔结构体安装→安装位置、标高、截面信息检查→梁体支撑结构安装→横向梁体安装→横向梁体钢筋插入筒腔结构体→纵向梁体安装→综向梁体钢筋插入筒腔结构体→梁体安装质量检查→安装内横向扣板、内纵向扣板→隐蔽验收→灌浆浇筑。
本实施例提供的梁柱节点连接构造做法，以干法安装为主，湿法灌浆为辅，其最大的优点是节点安装、钢筋就位、连接固定、混凝土施工等，满足模块化、集成化安装的优点。与湿法节点构造施工相比，梁体钢筋直接安装就位，节省钢筋，解决了节点核心区钢筋锚固连接、钢筋冲突的难题；连接节点不需要支设模板，直接浇筑混凝土，省去了湿法施工中支模板、架设支架等工序环节和施工难题；梁体和柱体直接成型，提高了装配化率；节点核心区，内筒和外筒协作一致，省去了节点核心区配置箍筋和箍筋密集配置的施工交错问题；柱体钢筋在角部区域集中连接配置，解决了装配式湿法连接中灌浆数量多、施工繁琐和质量难于保证难题。
1.一种装配式混凝土结构梁柱干湿组合连接构造，包括横向梁（7）、纵向梁（8），其特征在于：所述横向梁（7）、纵向梁（8）相交处设有筒腔结构；所述筒腔结构包括外筒（1）和内筒；所述外筒（1）和内筒围成方形环状腔体，方形环状腔体四角位置设有柱角部纵向钢筋ⅰ（11）、柱角部纵向钢筋ⅱ（12）；所述横向梁（7）、纵向梁（8）中的横向梁纵向钢筋（9）、纵向梁纵向钢筋（10）依次穿过外筒（1）和内筒，横向梁纵向钢筋（9）、纵向梁纵向钢筋（10）内端连接有锚固头（13）。
2.根据权利要求1所述的一种装配式混凝土结构梁柱干湿组合连接构造，其特征在于：所述外筒（1）包括l型的外筒板ⅰ（1-1）和外筒板ⅱ（1-2），外筒板ⅰ（1-1）和外筒板ⅱ（1-2）拼接成矩形；所述外筒板ⅰ（1-1）和外筒板ⅱ（1-2）对应横向梁（7）、纵向梁（8）截面位置开设u型槽；每一侧的所述u型槽的数量与对应的横向梁纵向钢筋（9）、纵向梁纵向钢筋（10）一致，u型槽的宽度比对应的横向梁纵向钢筋（9）、纵向梁纵向钢筋（10）直径大10mm，u型槽的深度不小于保护层厚度 30mm；所述横向梁纵向钢筋（9）、纵向梁纵向钢筋（10）穿过对应的u型槽。
3.根据权利要求2所述的一种装配式混凝土结构梁柱干湿组合连接构造，其特征在于：所述外筒板ⅰ（1-1）和外筒板ⅱ（1-2）的最小厚度不低于5mm，外筒板ⅰ（1-1）和外筒板ⅱ（1-2）采用q235钢加工或者高性能uhpc混凝土模塑浇筑制造。
4.根据权利要求3所述的一种装配式混凝土结构梁柱干湿组合连接构造，其特征在于：所述内筒包括结构相似的两个内横向子板（2）和两个内纵向子板（3），两个内横向子板（2）和两个内纵向子板（3）相交成“井”字状；
所述内横向子板（2）包括腹板（2-1）；腹板（2-1）上边两侧连接有上翼缘板（2-2），腹板（2-1）下边两侧连接有下翼缘板（2-3）；腹板（2-1）上下边为凹凸格栅板（2-4）；所述凹凸格栅板（2-4）与对应的横向梁纵向钢筋（9）、纵向梁纵向钢筋（10）相对，横向梁纵向钢筋（9）、纵向梁纵向钢筋（10）穿过对应的凹凸格栅板（2-4）中的凹槽。
5.根据权利要求4所述的一种装配式混凝土结构梁柱干湿组合连接构造，其特征在于：所述凹凸格栅板（2-4）两端设有接销键（2-5）；内横向子板（2）两端通过接销键（2-5）对应连接有内横向扣板（4）、内纵向扣板（5）。
6.根据权利要求5所述的一种装配式混凝土结构梁柱干湿组合连接构造，其特征在于：所述方形环状腔体中设有连接外筒（1）和内筒的连接件（6），连接件（6）为直径不小于20mm的hpb300钢筋；所述连接件（6）两端通过焊接或机械连接方式与外筒（1）、内筒连接；连接件（6）竖向安装间距不小于300mm。
7.根据权利要求5所述的一种装配式混凝土结构梁柱干湿组合连接构造，其特征在于：所述横向梁纵向钢筋（9）、纵向梁纵向钢筋（10）采用大直径钢筋，钢筋净距不小于30mm和钢筋直径的较大值；梁体中钢筋的长度为外筒（1）和内筒外边截面尺寸l1 锚固头（13）长度l2 施工允许偏差l3，梁体中钢筋的长度不小于15d，d为钢筋直径。
8.根据权利要求5所述的一种装配式混凝土结构梁柱干湿组合连接构造，其特征在于：所述柱角部纵向钢筋ⅰ（11）、柱角部纵向钢筋ⅱ（12）在方形环状腔体四角位置集中配置；柱角部纵向钢筋ⅰ（11）、柱角部纵向钢筋ⅱ（12）采用大直径钢筋，柱角部纵向钢筋ⅰ（11）、柱角部纵向钢筋ⅱ（12）长度满足节点核心区截面高度h1 锚固连接长度h2，方形环状腔体角部区域配置的钢筋不少于截面配筋量的50%且不少于4根。
9.一种装配式混凝土结构梁柱干湿组合连接构造的实施方法，采用权利要求5至8中任一一种装配式混凝土结构梁柱干湿组合连接构造；
步骤1：混凝土框架结构预制构件拆分；
根据设计图纸，利用revit或planbar的bim信息模型，将混凝土框架结构拆分为横向梁体、纵向梁体、上部主体、下部主体、核心节点区域的可以制作、施工的部品件；
步骤2：构件与梁柱核心节点深化设计；
根据结构柱、结构梁的组合形式，划分为边柱节点、中柱节点、角柱节点，然后结合柱、梁和节点的有关信息，进一步优化和整合；节点类型优化整合，归并和合并；
步骤3：筒腔结构体加工制作；
结合优化的节点和连接构造类型，制作加工方案，控制加工精度，复核加工部品件的质量，然后进行拼装验证，其加工的内部和外部尺寸偏差控制在1-2mm之内；
检查的内容包括尺寸偏差、截面位置、u型槽、凹凸格栅板、角部区域、连接件位置、内部筒体和外部筒体的材料强度、厚度；
加工制作的筒腔结构，分类码放，植芯编号使用；
步骤4：干湿组合连接节点施工；
流程为：
施工准备→柱体安装→筒腔结构体安装→安装位置、标高、截面信息检查→梁体支撑结构安装→横向梁体安装→横向梁体钢筋插入筒腔结构体→纵向梁体安装→纵向梁体钢筋插入筒腔结构体→梁体安装质量检查→安装内横向扣板、内纵向扣板→隐蔽验收→灌浆浇筑。
技术总结