装配式混凝土节点及其干式连接方法技术领域
本发明属于建筑技术领域，特别是涉及一种装配式混凝土节点及其干式连接方
法。
背景技术
装配式混凝土建筑是指以工厂化生产的混凝土预制构件为主．通过现场装配的方
式设计建造的混凝土结构类房屋建筑。构件的装配方法一般有现场后浇叠合层混凝土、钢
筋锚固后浇混凝土连接等，钢筋连接可采用套筒灌浆连接、焊接、机械连接及预留孔洞搭接
连接等做法。20世纪80年代，在我国流行的装配式预制大板住宅，由于结构整体性差、渗漏、
楼板裂缝等原因，存在许多影响结构安全及正常使用的隐患和缺陷，逐渐被现浇混凝土结
构所取代。但随着当前新兴的装配式混凝土结构的应用，特别是近年来引进了许多国外先
进技术，本土化的装配式混凝土结构建造新技术正逐步形成。
随着我国“建筑工业化、住宅产业化”进程的加快以及中国“人口红利”的不断减
少建筑行业用工荒的出现住宅工业产业化的趋势日渐明显。装配式混凝土结构的应用重
新成为当前研究热点全国各地不断涌现出住宅建筑装配式混凝土结构的新技术、新形式。
装配式钢筋混凝土结构是我国建筑结构发展的重要方向之一，它有利于我国建筑工业化的
发展，提高生产效率节约能源，发展绿色环保建筑，并且有利于提高和保证建筑工程质量。
与现浇施工工法相比，装配式RC结构有利于绿色施工，因为装配式施工更能符合绿色施工
的节地、节能、节材、节水和环境保护等要求，降低对环境的负面影响，包括降低噪音、防止
扬尘、减少环境污染、清洁运输、减少场地干扰、节约水、电、材料等资源和能源，遵循可持续
发展的原则。而且，装配式结构可以连续地按顺序完成工程的多个或全部工序，从而减少进
场的工程机械种类和数量，消除工序衔接的停闲时间，实现立体交叉作业，减少施工人员，
从而提高工效、降低物料消耗、减少环境污染，为绿色施工提供保障。另外，装配式结构在较
大程度上减少建筑垃圾(约占城市垃圾总量的30%―40%)，如废钢筋、废铁丝、废竹木材、废
弃混凝土等。
装配式混凝土建筑依据装配化程度高低可分为全装配和部分装配两大类。全装配
建筑一般限制为低层或抗震设防要求较低的多层建筑；部分装配混凝土建筑主要构件一般
采用预制构件、在现场通过现浇混凝土连接，形成装配整体式结构的建筑。
北美地区主要以美国和加拿大为主．由于预制／预应力混凝土协会(PCI)长期研究
与推广预制建筑，预制混凝土的相关标准规范也很完善．所以其装配式混凝土建筑应用非
常普遍。北美的预制建筑主要包括建筑预制外墙和结构预制构件两大系列，预制构件的共
同特点是大型化和预应力相结合．可优化结构配筋和连接构造。减少制作和安装工作量，缩
短旖工工期，充分体现工业化、标准化和技术经济性特征。在20世纪，北美的预制建筑主要
用于低层非抗震设防地区。由于加州地区的地震影响，近年来非常重视抗震和中高层预制
结构的工程应用技术研究。PCI最近出版了《预制混凝土结构抗震设计》一书，从理论和实践
角度系统地分析了预制建筑的抗震设计问题，总结了许多预制结构抗震设计的最新科研成
果，对指导预制结构设计和工程应用推广具有很强的指导意义。
欧洲是预制建筑的发源地，早在17世纪就开始了建筑工业化之路。第二次世界大
战后，由于劳动力资源短缺，欧洲更进一步研究探索建筑工业化模式。无论是经济发达的北
欧、西欧，还是经济欠发达的东欧，一直都在积极推行预制装配混凝土建筑的设计施工方
式。积累了许多预制建筑的设计施工经验，形成了各种专用预制建筑体系和标准化的通用
预制产品系列，并编制了一系列预制混凝土工程标准和应用手册，对推动预制混凝土在全
世界的应用起到了非常重要的作用。
日本和韩国借鉴了欧美的成功经验，在探索预制建筑的标准化设计施工基础上。
结合自身要求。在预制结构体系整体性抗震和隔震设计方面取得了突破性进展。具有代表
性成就的是日本2008年采用预制装配框架结构建成的两栋58层的东京塔。同时，日本的预
制混凝土建筑体系设计、制作和施工的标准规范也很完善，目前使用的预制规范有《预制混
凝土工程}(JASSl0)和《混凝土幕墙)(JASSl4)。
我国从20世纪五六十年代开始研究装配式混凝土建筑的设计施工技术，形成了一
系列装配式混凝土建筑体系，较为典型的建筑体系有装配式单层工业厂房建筑体系、装配
式多层框架建筑体系、装配式大板建筑体系等。到20世纪80年代装配式混凝土建筑的应用
达到全盛时期，全国许多地方都形成了设计、制作和施工安装一体化的装配式混凝土工业
化建筑模式．装配式混凝土建筑和采用预制空心楼板的砌体建筑成为两种最主要的建筑体
系，应用普及率达70％以上。由于装配式建筑的功能和物理性能存在许多局限和不足，我国
的装配式混凝土建筑设计和施工技术研发水平还跟不上社会需求及建筑技术发展的变化，
到20世纪90年代中期，装配式混凝土建筑已逐渐被全现浇混凝土建筑体系取代，目前除装
配式单层工业厂房建筑体系应用较广泛外。其他预制装配式建筑体系的工程应用极少。预
制结构抗震的整体性和设计施工管理的专业化研究不够，造成其技术经济性较差。是导致
预制结构长期处于停滞状态的根本原因。
发明内容
本发明的目的在于提供一种装配式混凝土节点及其干式连接方法，解决装配式混
凝土三明治墙体的整体协同性能，提高节能性能，显著提高抗震性能，并大幅降低连接件数
量，简化施工，显著提升其工业化效率，推动我国装配式混凝土高层住宅产业化发展进程，
降低资源及能源消耗。
本发明采用以下技术方案实现：一种装配式混凝土节点，包括预制阶梯形混凝土
梁、带外伸阶梯梁的预制混凝土柱；
所述带外伸阶梯梁的预制混凝土柱包括上柱、梁端、下阶梯连接架、上阶梯连接架、弧
形安装口和下柱；所述梁端包括阶梯口、下阶梯梁、上阶梯梁；所述上柱下面固定连接有上
阶梯梁，上阶梯梁下面固定连接有下阶梯梁，上阶梯梁的两端均外伸于下柱200mm-300mm之
间，下阶梯梁的两端均外伸于上柱400mm-500mm之间；一端的下阶梯梁与一端的上阶梯梁形
成阶梯口，所述下阶梯梁和上阶梯梁的高度设置为相等；所述上阶梯梁的上端内部设置有
上阶梯连接架，下阶梯梁的下端内部设置有下阶梯连接架；
所述预制阶梯形混凝土梁包括预制梁体、阶梯连接口、下阶梯口、上阶梯口、梁下部连
接架、梁上部连接架和弧形安装口；所述预制阶梯形混凝土梁的一端设置有阶梯连接口、下
阶梯口和上阶梯口，所述下阶梯口和上阶梯口的高度设置为相等；所述阶梯口的下端设置
有梁下部连接架，所述上阶梯口的上端设置有梁上部连接架；
作为一种优选的技术方案，所述上阶梯连接架包括连接钢筋、连接钢板、连接螺孔，连
接钢筋设置在上阶梯连接架的中间，且均匀分布设置，所述连接钢筋的两端分别设置连接
钢板，每隔个连接钢筋设置有个连接螺孔，
所述上阶梯连接架的连接螺孔对应的位置分别设置弧形安装口，弧形安装口的平面投
影为等腰梯形，梁的竖直平面投影优先为弧形。
作为一种优选的技术方案，所述梁下部连接架与带外伸阶梯梁的预制混凝土柱的
下阶梯连接架水平相对应设置，且在对应设置处的梁下部连接架上设置有弧形安装口，所
述梁上部连接架与带外伸阶梯梁的预制混凝土柱的上阶梯连接架水平相对应设置，且在对
应设置处的上部连接架设置有弧形安装口。
结合图6，一种装配式混凝土节点的干式连接方法，预制阶梯形混凝土梁的阶梯连
接口搭接在带外伸阶梯梁的预制混凝土柱的下阶梯梁上，下阶梯梁的外伸长度与阶梯连接
口的外伸长度相等；
带外伸阶梯梁的预制混凝土柱的上阶梯梁与预制阶梯形混凝土梁的上阶梯口采用弧
形螺栓连接，带外伸阶梯梁的预制混凝土柱的下阶梯梁与预制阶梯形混凝土梁的下阶梯口
采用弧形螺栓连接，
弧形螺栓均分别通过带外伸阶梯梁的预制混凝土柱上的弧形安装口和预制阶梯形混
凝土梁上的弧形安装口安装并紧固；
阶梯口和阶梯连接口相互契合，带外伸阶梯梁的预制混凝土柱的上阶梯梁与预制阶梯
形混凝土梁的上阶梯口的间隙设置为10mm，带外伸阶梯梁的预制混凝土柱的下阶梯梁与预
制阶梯形混凝土梁的下阶梯口采用弧形螺栓连接的间隙设置为10mm，连接竖直缝填充密封
材料。
作为优选的技术方案，所述密封材料包括发泡聚乙烯棒和建筑结构防水胶，建筑
结构防水胶设置在发泡聚乙烯棒的外侧。
与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：（1）抗震性能强，刚度显著提升，并降
低连接件数量，显著提升其工业化效率，降低资源及能源消耗，并可以实现通用化，标准化，
（2）连接方式采用干作业施工，简化施工，连接可靠，整体性好。
附图说明
图1为带外伸阶梯梁的预制混凝土柱的柱立面示意图；
图2为带外伸阶梯梁的预制混凝土柱的柱俯视示意图；
图3为带外伸阶梯梁的预制混凝土柱的柱仰视示意图；
图4为预制阶梯形混凝土梁的立面示意图；
图5为上阶梯连接架示意图；
图6为图5B-B剖面示意图；
图7为装配式节点的干式连接方法平面示意图。
图中序号说明：1为带外伸阶梯梁的预制混凝土柱；2为预制阶梯形混凝土梁；3为
弧形螺栓；4为发泡聚乙烯棒；5为建筑结构防水胶；1-1为上柱；1-2为阶梯口；1-3为下阶梯
梁；1-4为上阶梯梁；1-5为下阶梯连接架；1-6为上阶梯连接架；1-7为弧形安装口；1-8为下
柱；2-1为预制梁体；2-2为阶梯连接口；2-3为下阶梯口；2-4为上阶梯口；2-5为梁下部连接
架；2-6为梁上部连接架；2-7为弧形安装口。
具体实施方式
为了进一步说明本发明，下面结合附图及实施例对本发明进行详细地描述，但不
能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
结合图1-图5，一种装配式混凝土节点，包括预制阶梯形混凝土梁2、带外伸阶梯梁
的预制混凝土柱1；
所述带外伸阶梯梁的预制混凝土柱1包括上柱1-1、梁端、下阶梯连接架1-5、上阶梯连
接架1-6、弧形安装口1-7和下柱1-8；所述梁端包括阶梯口1-2、下阶梯梁1-3、上阶梯梁1-4；
所述上柱1-1下面固定连接有上阶梯梁1-4，上阶梯梁1-4下面固定连接有下阶梯梁1-3，上
阶梯梁1-4的两端均外伸于下柱1-8 200mm-300mm之间，下阶梯梁1-3的两端均外伸于上柱1
-1 1400mm-500mm之间；一端的下阶梯梁1-3与一端的上阶梯梁1-4形成阶梯口1-2，所述下
阶梯梁1-3和上阶梯梁1-4的高度设置为相等；所述上阶梯梁1-4的上端内部设置有上阶梯
连接架1-6，下阶梯梁(1-3)的下端内部设置有下阶梯连接架1-5；
所述预制阶梯形混凝土梁2包括预制梁体2-1、阶梯连接口2-2、下阶梯口2-3、上阶梯口
2-4、梁下部连接架2-5、梁上部连接架2-6和弧形安装口2-7；所述预制阶梯形混凝土梁(2)
的一端设置有阶梯连接口2-2、下阶梯口2-3和上阶梯口2-4，所述下阶梯口2-3和上阶梯口
(2-4)的高度设置为相等；所述阶梯口2-3的下端设置有梁下部连接架2-5，所述上阶梯口2-
4的上端设置有梁上部连接架2-6；
作为一种优选的技术方案，所述上阶梯连接架1-6包括连接钢筋1-6-1、连接钢板1-6-
2、连接螺孔1-6-3，连接钢筋1-6-1设置在上阶梯连接架1-6的中间，且均匀分布设置，所述
连接钢筋1-6-1的两端分别设置连接钢板1-6-2，每隔1-2个连接钢筋1-6-1设置有2-5个连
接螺孔1-6-3，
所述上阶梯连接架1-6的连接螺孔1-6-3对应的位置分别设置弧形安装口1-7，弧形安
装口1-7的平面投影为等腰梯形，梁的竖直平面投影优先为弧形。
作为一种优选的技术方案，所述梁下部连接架2-5与带外伸阶梯梁的预制混凝土
柱1的下阶梯连接架1-5水平相对应设置，且在对应设置处的梁下部连接架2-5上设置有弧
形安装口2-7，所述梁上部连接架2-6与带外伸阶梯梁的预制混凝土柱1的上阶梯连接架1-6
水平相对应设置，且在对应设置处的上部连接架2-6设置有弧形安装口2-7。
结合图6，一种装配式混凝土节点的干式连接方法，预制阶梯形混凝土梁2的阶梯
连接口2-2搭接在带外伸阶梯梁的预制混凝土柱1的下阶梯梁1-3上，下阶梯梁1-3的外伸长
度与阶梯连接口2-2的外伸长度相等；
带外伸阶梯梁的预制混凝土柱1的上阶梯梁1-4与预制阶梯形混凝土梁2的上阶梯口2-
4采用弧形螺栓3连接，带外伸阶梯梁的预制混凝土柱1的下阶梯梁1-3与预制阶梯形混凝土
梁2的下阶梯口2-3采用弧形螺栓3 连接，
弧形螺栓3均分别通过带外伸阶梯梁的预制混凝土柱1上的弧形安装口1-7和预制阶梯
形混凝土梁2上的弧形安装口2-7安装并紧固；
阶梯口1-2和阶梯连接口2-2相互契合，带外伸阶梯梁的预制混凝土柱1的上阶梯梁1-4
与预制阶梯形混凝土梁2的上阶梯口2-4的间隙设置为10mm，带外伸阶梯梁的预制混凝土柱
1的下阶梯梁1-3与预制阶梯形混凝土梁2的下阶梯口2-3采用弧形螺栓3连接的间隙设置为
10mm，连接竖直缝填充密封材料。
作为优选的技术方案，所述密封材料包括发泡聚乙烯棒4和建筑结构防水胶5，建
筑结构防水胶5设置在发泡聚乙烯棒4的外侧。
本发明位于柱两侧的上阶梯梁1-4优先采用同一组上阶梯连接架1-6，上阶梯连接
架1-6穿过节点核心区；下阶梯梁1-3的下端内部设置有下阶梯连接架1-5，位于柱两侧的下
阶梯梁1-3优先采用同一组下阶梯连接架1-5，下阶梯连接架(1-5)穿过节点核心区。
本发明抗震性能强，刚度显著提升，并降低连接件数量，显著提升其工业化效率，
降低资源及能源消耗，并可以实现通用化，标准化。
本发明连接方式采用干作业施工，简化施工，连接可靠，整体性好。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人
员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应
视为本发明的保护范围。