用于整体预应力装配式板柱结构的有限粘结钢绞线制造技术

本设计是一种用于整体预应力装配式板柱结构的有限粘结钢绞线，其由钢绞线１、锚固区混凝土２、有限粘结材料３、保护区混凝土４组成，其施工过程是将铺设就位的钢绞线分为三段，中间段为有限粘结保护区，用有限粘结材料包裹钢绞线，形成有限粘结钢绞线；两端部位为锚固区，沿用有粘结钢绞线的做法，本设计在综合利用有粘结钢绞线和无粘结钢绞线优点的基础上，进一步提高了结构的抗震能力，结构易于拆除，构件可重复利用，是一种符合可持续发展要求的技术。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属建筑工程
二
技术介绍
现有的用于预应力结构的高强钢绞线分为两种一种为有粘结钢绞线，钢绞线穿入铺设就位的波纹管，浇筑主体结构混凝土，待混凝土强度达到设计要求后张拉钢绞线，施加预应力，然后向波纹管内灌注水泥浆，其目的是保护钢绞线，以免锈蚀，并使钢绞线与混凝土构件有效粘结，减轻梁端锚具的负荷。另一种为无粘结钢绞线，其制作采用挤压涂塑工艺，外包聚乙烯或聚丙烯套管，内涂防腐建筑油脂，经过挤出成型机后，塑料包裹层一次成型在钢绞线上。与有粘结钢绞线相比，无粘结钢绞线在施工过程中无须预埋波纹管，也省去了向波纹管内灌浆的工序，施工效率较高。传统的整体预应力装配式板柱结构采用有粘结钢绞线作为预应力钢筋，但施工工艺与上述有粘结钢绞线有所不同。钢绞线直接铺设在预制构件之间的明槽内，待钢绞线张拉完毕后，直接向明槽内浇筑高强微膨胀细石混凝土，混凝土在硬化过程中与钢绞线表面粘结，二者不会发生相对移动，形成有粘结钢绞线。IMS体系采用有粘结钢绞线存在以下不足1、现有结构在承受地震作用而可能产生较大位移时，预应力筋变形集中在接缝砂浆处，不能均匀分布到预应力筋全长上，容易导致预应力筋在接缝砂浆处屈服而失去预应力，使结构产生不可修复的破坏。有粘结预应力的上述缺点，使现有的整体预应力装配式板柱结构不得在抗震设防烈度九度及九度以上地区使用，即使在低烈度区，一般也要求设置剪力墙等抗侧力构件，致使造价增高，施工难度加大，限制了“整体预应力装配式板柱结构”这一工业化体系在地震区的使用；2、有粘结预应力筋施加预应力后，处于高应力状态，通过向明槽内浇筑混凝土对其施加保护，避免其在空气和水分作用下腐蚀。施工时稍不注意，有粘结预应力筋就有可能产生锈斑而导致应力集中，使预应力筋破坏而失去承载能力，因此，现有体系对上述施工环节及材料的选用非常严格，不利于在小城镇建筑、村镇建筑和民居更新中的推广应用；3、重复利用已拆除的建筑的构件，是节约能源与物耗的有效方法，符合可持续发展的要求。但有粘结整体预应力装配式板柱结构在拆除时，必须破坏构件才能将预应力筋与主体结构拆开，构件重复利用率低，浪费材料，并产生不可降解的建筑垃圾。无粘结钢绞线具有施工效率高，抗震性能较好的优点。在地震荷载反复作用下，无粘结预应力筋始终处于受拉状态，不像有粘结预应力筋那样可能由受拉转为受压。无粘结预应力筋与混凝土之间有油脂和塑料套管相隔离，其预应力卸载后，可将无粘结预应力筋抽出套管，进而无损伤的拆除所有预制构件(梁、板、柱、垫块等)，使这些构件能重复使用，有效节约能源与物耗，减少废弃物的产生，这对于降低自然生态系统的破坏、减少环境污染具有重要意义，符合可持续发展的要求。但是，由于无粘结钢绞线的全部预应力负荷都由端部锚具承担，一旦锚具失效，整个结构将一垮到底，正因为如此，国家现行《混凝土结构设计规范》规定抗震结构的框架梁宜采用后张有粘结预应力钢筋，所以，无粘结钢绞线也不能用于整体预应力装配式板柱结构。三
技术实现思路
1、目的本技术拟克服现有技术之不足，综合利用有粘结钢绞线和无粘结钢绞线二者的优点，克服其缺点，提出用于整体预应力装配式板柱结构的有限粘结钢绞线技术。2、技术方案本设计涉及的有限粘结钢绞线由钢绞线1、锚固区混凝土2、有限粘结材料3、有限粘结区混凝土4组成，配合预制边梁5、预制垫块6、预制楼板7、预制柱8组成有限粘结整体预应力装配式板柱结构，其特征是将铺设就位的钢绞线分为三段，中间段为有限粘结区(保护区)，两端部分为锚固区，在已经就位的钢绞线1上做标记，锚固区设于其两端端头1500mm范围内，用锚固区混凝土2捣固，在有限粘结区的钢绞线表面均匀涂上有限粘结材料3，涂层厚度控制在3～5毫米之间，用有限粘结区混凝土4捣固。锚固区2混凝土保证钢绞线1与混凝土产生有效粘结，减轻梁端锚具的负荷，位于此区域内的钢绞线为有粘结钢绞线；有限粘结材料3是憎水性的粘弹性材料，涂在钢绞线的表面上，该材料允许钢绞线1与混凝土4发生相对移动，但移动过程中须克服一定的粘性阻力，不同于无粘结钢绞线在孔道内的自由移动，其性质既不是有粘结，也不是无粘结，而是有限粘结。其具体施工方法如下(1)、将预制柱、预制楼板、预制垫块和预制边梁吊装就位，预制板与预制板之间、预制板与预制边梁之间形成明槽，将钢绞线穿入预制柱和预制垫块上的预留孔铺设在明槽中；(2)、将接缝用快硬早强微膨胀砂浆填充密实，养护；(3)、在已经就位的钢绞线上做标记，锚固区设于其两端端头1500mm范围内，其余部分为有限粘结区；(4)、把有限粘结材料均匀涂在位于有限粘结区内的钢绞线表面，涂层厚度控制在3～5毫米之间；(5)、待接缝砂浆达到设计强度后，张拉钢绞线，对结构施加预应力；(6)、张拉工作结束后，先对预制构件上的预留孔实施灌浆，灌浆材料为微膨胀水泥砂浆，然后，浇灌明槽内的细石混凝土并养护； (7)、在明槽内细石混凝土硬化过程中，锚固区内钢绞线成为有粘结钢绞线，有限粘结区的钢绞线成为有限粘结钢绞线。3、有限粘结钢绞线的优点(1)由于锚固区的存在，有限粘结钢绞线的结构可靠性不低于有粘结钢绞线；(2)抗震性能好。在地震荷载反复作用下，有限粘结预应力筋应力变化幅度小，并可将局部变形均匀分散到预应力筋整个有限粘结区内；同时，由于有限粘结材料的阻尼作用，在变形过程中可以消耗一部分能量，提高了结构体系的消能减震能力；(3)由于钢绞线表面有限粘结材料的存在，降低了钢绞线在压折点处的摩擦系数，减少了钢绞线的预应力损失；(4)可采用电加热法消除钢绞线的预应力，建筑易于拆除，建筑构件可重复利用。在电加热过程中，有效粘结材料升温软化，粘结力降低，用切割机切断钢绞线时，钢绞线中蕴藏的能量能得到彻底释放，不但可以在不破坏预制构件的前提下对主体结构予以拆除，拆除工作也更加安全，构件重复利用率高，建筑垃圾少，符合可持续发展要求；(5)有限粘结材料具有憎水性，可以有效防止钢绞线锈蚀，结构可靠性更高。有限粘结材料具有一定的弹性，能够适应结构变形，克服了有粘结钢绞线一旦混凝土开裂，钢绞线就直接暴露于空气中而易于锈蚀的弊端；(6)有限粘结材料可选用沥青，价格低廉，材料易得，造价低于无粘结钢绞线，对施工设备要求不高。四附图说明图1为采用有限粘结钢绞线的整体预应力装配式板柱结构轴测示意图，图中1为钢绞线，5是预制边梁，6是预制垫块，7是预制楼板，8是预制柱；图2为图1的I-I剖视图，系明槽内有限粘结钢绞线构造示意图，1是钢绞线，2是锚固区混凝土，3是有限粘结材料，4是有限粘结区混凝土。A是锚固区，B是有限粘结区。五具体实施方式有限粘结钢绞线的整体预应力装配式板柱结构的实施过程如下1、将预制柱、预制楼板、预制垫块和预制边梁吊装就位，预制板与预制板之间、预制板与预制边梁之间形成明槽，预制垫块、预制柱和预制楼板、预制边梁之间形成接缝，将接缝用快硬早强微膨胀砂浆填充密实，养护；2、待接缝砂浆达到设计强度后，将钢绞线穿入预制柱和预制垫块上的预留孔铺设在明槽中；3、在已经就位的钢绞线上做标记，锚固区设于其两端端头1500mm范围内，其余部分为有限粘结区(保护区)；4、把有限粘结材料均匀涂在位于有限粘结区内的钢绞线表面，涂层厚度控制在3-5毫米之间；5、张拉钢绞线，对结构施加预本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于整体预应力装配式板柱结构的有限粘结钢绞线，其是由钢绞线（１）、预制边梁（５）、预制垫块（６）、预制楼板（７）、预制柱（８）构成的装配式板柱结构中的钢绞线（１）施工而成，预制楼板、预制垫块和预制边梁吊装就位，预制板与预制板之间、预制板与预制边梁之间形成明槽，将钢绞线（１）穿入预制柱和预制垫块上的预留孔铺设在明槽中，将接缝用砂浆填充密实，养护，其特征在于：将铺设就位的钢绞线分为三段，两端部分为锚固区，其余部分为有限粘结区，锚固区设于其两端部份１５００ｍｍ范围内，用锚固区混凝土（２）捣固，在有限粘结区的钢绞线表面均匀涂上有限粘结材料（３），涂层厚度控制在３～５毫米，用有限粘结区混凝土（４）捣固。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：柏文峰，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：实用新型
国别省市：53[中国|云南]