一种预应力装配整体式混凝土框架结构体系及其施工方法技术

一种预应力装配整体式混凝土框架结构体系及其施工方法，其中，预应力装配整体式混凝土框架结构体系包括预制钢筋混凝土柱、预制预应力混凝土梁、预制预应力混凝土板和浇筑在预制预应力混凝土板上的楼板叠合层；所述预制钢筋混凝土柱上、与预制预应力混凝土梁的连接位置处设有柱第一孔道和柱第二孔道；预制预应力混凝土梁中、靠近底部位置处设有一排先张预应力筋，在预制预应力混凝土梁中设有与柱第一孔道相适应的梁第一孔道和与柱第二孔道相适应的梁第二孔道；预制钢筋混凝土柱与预制预应力混凝土梁的拼缝处填有高强砂浆。本发明专利技术解决了传统装配整体式结构体系结构形式复杂、节点连接困难、湿作业量大以及难以满足不同抗震设防区要求的技术问题。

A Prestressed Assembly Integral Concrete Frame Structure System and Its Construction Method

A prestressing assembled monolithic concrete frame structure system and its construction method, in which the prestressing assembled monolithic concrete frame structure system includes precast reinforced concrete columns, precast prestressing concrete beams, precast prestressing concrete slabs and floor composite layers cast on precast prestressing concrete slabs, precast reinforced concrete columns and precast prestressing concrete mixtures. The connection position of the concrete beam is provided with the first channel and the second channel of the column; a row of pre-tensioned tendons are arranged in the middle and near the bottom of the precast prestressed concrete beam; the first channel of the beam corresponding to the first channel of the column and the second channel of the beam corresponding to the second channel of the column are arranged in the precast prestressed concrete beam; the precast reinforced concrete column and the precast prestressed concrete beam are arranged with the precast reinforced concrete column. The joint is filled with high strength mortar. The invention solves the technical problems of complex structure form, difficult connection of nodes, large amount of wet work and difficult to meet the requirements of different seismic fortification zones of the traditional assembly integral structure.

【技术实现步骤摘要】
一种预应力装配整体式混凝土框架结构体系及其施工方法
本专利技术属于建筑施工领域，尤其涉及一种预应力装配整体式混凝土框架结构体系及其施工方法。
技术介绍
装配式混凝土结构是实现建筑产业现代化的重要结构体系之一，装配式建造方式有利于提高建筑质量和施工效率。常见的预制装配式混凝土结构体系包括：现浇柱预制梁结构体系、现浇节点结构体系、自复位预应力混凝土框架结构体系、装配整体式预应力混凝土框架结构体系等。现浇柱预制梁结构体系：梁、板构件工厂预制，混凝土柱现浇。预制楼板放置在梁上，在梁和楼板的表面、节点区以及下面一层的柱子位置上布筋，然后浇捣混凝土。这种做法相对于全现浇结构，虽然减少了梁、板模板工程量，但现浇柱施工仍需模板工程，并且梁底外伸的纵向钢筋在节点部分的锚固比较困难，柱的尺寸要略大于梁。还有一个问题是塑性铰可能出现在梁柱连接的柱面上，即出现在浇混凝土节点核心和预制梁之间。此外，为了保证剪力的传递，预制梁的两端需要进行专门处理。②现浇节点结构体系：梁、板、柱构件工厂预制，现场安装后需浇筑梁柱节点区及叠合梁混凝土，结构受力性能与现浇框架结构差别不大，能够满足抗震要求，但在建造过程中，需现场浇筑节点区混凝土及预制梁叠合层，混凝土湿作业量较大，节点区钢筋的连接锚固施工难度较大。③自复位预应力混凝土框架结构体系：相较于装配整体式预应力混凝土框架结构，减少了节点区的现浇混凝土工序，梁柱接触面用高强纤维砂浆填缝，施工工艺有所简化，但该体系主要利用预应力筋的预压力增加梁柱接触面的摩擦抗剪能力，预应力不能最大限度地用于提高梁的跨度和承载能力，该梁柱节点做法，其抗弯及抗震性能不及现浇钢筋混凝土框架结构。④装配整体式预应力混凝土框架结构体系：种类较多，构件形式及装配方式大多与装配整体式混凝土框架结构体系的构件形式和装配方式相同，预应力的加入只是作为一种改善构件内力的方式，也有的将预应力作为装配手段。但梁柱节点区域的做法通常是钢筋绑扎连接并浇筑节点区和叠合梁混凝土，现场混凝土湿作业量大，节点区钢筋连接锚固施工难度大，施工工艺复杂。装配整体式混凝土框架结构及装配整体式预应力混凝土框架结构的梁柱节点区域的钢筋仍需要构件安装就位后进行现场连接与锚固，再进行梁柱节点区域及叠合梁部位的混凝土浇筑工作，现场用工多，湿作业多，不利于施工现场的环境保护。装配式预应力混凝土自复位框架结构，虽然解决了梁柱节点区二次浇注混凝土的问题，但结构节点受力及抗震性能较差，预应力技术的使用主要为了保障节点区的摩擦抗剪及结构变形后的恢复能力上，预应力的施加未能有效提高框架梁的截面受弯承载力，材料抗力效率较低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种预应力装配整体式混凝土框架结构体系及其施工方法，要解决传统的结构体系结构形式复杂、节点连接困难以及难以满足不同抗震设防区要求的技术问题。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案。一种预应力装配整体式混凝土框架结构体系，包括有预制钢筋混凝土柱、预制预应力混凝土梁、预制预应力混凝土板以及浇筑在预制预应力混凝土板上的楼板叠合层；所述预制钢筋混凝土柱通长设置，在预制钢筋混凝土柱上、与预制预应力混凝土梁的连接位置处设有穿过后张曲线预应力筋的柱第一孔道和穿过后张高强精轧螺纹钢筋的柱第二孔道；所述预制预应力混凝土梁中、靠近底部位置处设有一排先张预应力筋，并且在预制预应力混凝土梁中设有与柱第一孔道相适应的梁第一孔道和与柱第二孔道相适应的梁第二孔道；所述预制钢筋混凝土柱与预制预应力混凝土梁的拼缝处填有高强砂浆；所述预制预应力混凝土梁通过穿设在柱第一孔道和梁第一孔道中的后张曲线预应力筋以及穿设在柱第二孔道和梁第二孔道中的后张高强精轧螺纹钢筋与预制钢筋混凝土柱固定连接。优选的，所述预制预应力混凝土梁由两端的矩形截面段、中部的工字形截面段以及位于矩形截面段与工字形截面段之间的过渡段构成；所述过渡段的截面呈工字形，并且过渡段的腹板由矩形截面段一侧向工字形截面段一侧逐渐变薄，过渡段的翼缘板厚度大于工字形截面段翼缘板厚度；所述工字形截面段的腹板由两端到中间逐渐变薄。优选的，所述梁第二孔道开设在预制预应力混凝土梁的矩形截面段和过渡段的翼缘板上；所述后张高强精轧螺纹钢筋对应穿设在柱第二孔道和梁第二孔道，且后张高强精轧螺纹钢筋的端部锚固在对应一侧的过渡段翼缘板超出工字形截面段翼缘板部分的端面上。优选的，所述预制钢筋混凝土柱上、与预制预应力混凝土梁连接一侧无牛腿；所述预制预应力混凝土梁与预制钢筋混凝土柱通过高强砂浆的粘结以及后张曲线预应力筋和后张高强精轧螺纹钢筋的预压力连接成整体。优选的，所述预制钢筋混凝土柱上、与预制预应力混凝土梁连接一侧设有明牛腿；所述预制预应力混凝土梁的端部对应搭设在明牛腿上。优选的，所述预制钢筋混凝土柱上、与预制预应力混凝土梁连接一侧设有暗牛腿；所述预制预应力混凝土梁的端部呈阶梯形，并且该阶梯形的端部对应搭设在暗牛腿上。一种预应力装配整体式混凝土框架结构体系的施工方法，包括如下步骤。步骤一：预制钢筋混凝土柱、预制预应力混凝土梁和预制预应力混凝土板的工厂标准化生产：根据设计图纸在工厂进行预制构件生产。步骤二：构件运输及吊装就位。步骤三：梁柱接触面的孔道连接及拼缝灌浆：预制预应力混凝土梁和预制钢筋混凝土柱就位后，在梁柱接触面处，分别对柱第一孔道和梁第一孔道、柱第二孔道和梁第二孔道进行连接，采用波纹管进行内套式连接；待所有孔道连接完成后，对梁柱接触面间的缝隙采用高强砂浆进行灌缝处理。步骤四：待高强砂浆的强度满足设计要求后，在柱第二孔道及梁第二孔道内穿入后张高强精轧螺纹钢筋，并按设计要求进行张拉、锚固。步骤五：所有后张高强精轧螺纹钢筋张拉锚固完成后，在柱第一孔道及梁第一孔道内穿入后张曲线预应力筋，并按设计要求进行张拉、锚固。步骤六：进行后张高强精轧螺纹钢筋和后张曲线预应力筋的孔道灌浆与封锚。步骤七：预制预应力混凝土板的吊装。步骤八：楼板叠合层的混凝土浇筑：预制预应力混凝土板吊装完成后，吊装绑扎楼板叠合层的钢筋网，然后按设计要求浇筑楼板叠合层的混凝土，至此，完成主体结构施工。优选的，步骤一中的预制钢筋混凝土柱根据设计图纸在工厂进行生产；预制钢筋混凝土柱采用通长预制生产，柱总长度为主体结构的总高度；首先安装预制钢筋混凝土柱的模板和钢筋笼，同时按设计位置安装柱第二孔道和柱第一孔道的成孔管道，然后进行混凝土浇筑与养护，完成预制钢筋混凝土柱的生产；步骤一中的预制预应力混凝土板采用预应力圆孔板或预应力双T板。优选的，步骤一中的预制预应力混凝土梁根据设计图纸在工厂进行生产；预制预应力混凝土梁在工厂生产时采用先张法工艺，首先在预制台座上安装预制预应力混凝土梁的模板和吊装钢筋笼，同时按设计位置安装梁第一孔道和梁第二孔道的成孔管道，然后进行梁底先张预应力筋的张拉和锚固，最后进行混凝土浇筑、养护和先张预应力筋放张工序，完成预制预应力混凝土梁的生产。优选的，步骤二中构件吊装就位时，当预制钢筋混凝土柱为有牛腿柱时，预制钢筋混凝土柱安装就位后，预制预应力混凝土梁吊装前，对牛腿进行坐浆处理，然后进行预制预应力混凝土梁的吊装；当预制钢筋混凝土柱为无牛腿柱时，在对应预制预应力混凝土梁的梁底位置处设置临时支撑，使梁柱相交位置对应的孔道对齐，并且使预制预应力混凝土梁的两端与预本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预应力装配整体式混凝土框架结构体系，包括有预制钢筋混凝土柱（1）、预制预应力混凝土梁（2）、预制预应力混凝土板（3）以及浇筑在预制预应力混凝土板（3）上的楼板叠合层（4）；其特征在于：所述预制钢筋混凝土柱（1）通长设置，在预制钢筋混凝土柱（1）上、与预制预应力混凝土梁（2）的连接位置处设有穿过后张曲线预应力筋（12）的柱第一孔道（6）和穿过后张高强精轧螺纹钢筋（13）的柱第二孔道（5）；所述预制预应力混凝土梁（2）中、靠近底部位置处设有一排先张预应力筋（11），并且在预制预应力混凝土梁（2）中设有与柱第一孔道（6）相适应的梁第一孔道（9）和与柱第二孔道（5）相适应的梁第二孔道（10）；所述预制钢筋混凝土柱（1）与预制预应力混凝土梁（2）的拼缝处填有高强砂浆（14）；所述预制预应力混凝土梁（2）通过穿设在柱第一孔道（6）和梁第一孔道（9）中的后张曲线预应力筋（12）以及穿设在柱第二孔道（5）和梁第二孔道（10）中的后张高强精轧螺纹钢筋（13）与预制钢筋混凝土柱（1）固定连接。

【技术特征摘要】
1.一种预应力装配整体式混凝土框架结构体系，包括有预制钢筋混凝土柱（1）、预制预应力混凝土梁（2）、预制预应力混凝土板（3）以及浇筑在预制预应力混凝土板（3）上的楼板叠合层（4）；其特征在于：所述预制钢筋混凝土柱（1）通长设置，在预制钢筋混凝土柱（1）上、与预制预应力混凝土梁（2）的连接位置处设有穿过后张曲线预应力筋（12）的柱第一孔道（6）和穿过后张高强精轧螺纹钢筋（13）的柱第二孔道（5）；所述预制预应力混凝土梁（2）中、靠近底部位置处设有一排先张预应力筋（11），并且在预制预应力混凝土梁（2）中设有与柱第一孔道（6）相适应的梁第一孔道（9）和与柱第二孔道（5）相适应的梁第二孔道（10）；所述预制钢筋混凝土柱（1）与预制预应力混凝土梁（2）的拼缝处填有高强砂浆（14）；所述预制预应力混凝土梁（2）通过穿设在柱第一孔道（6）和梁第一孔道（9）中的后张曲线预应力筋（12）以及穿设在柱第二孔道（5）和梁第二孔道（10）中的后张高强精轧螺纹钢筋（13）与预制钢筋混凝土柱（1）固定连接。2.根据权利要求1所述的预应力装配整体式混凝土框架结构体系，其特征在于：所述预制预应力混凝土梁（2）由两端的矩形截面段（2.1）、中部的工字形截面段（2.2）以及位于矩形截面段（2.1）与工字形截面段（2.2）之间的过渡段（2.3）构成；所述过渡段（2.3）的截面呈工字形，并且过渡段（2.3）的腹板由矩形截面段（2.1）一侧向工字形截面段（2.2）一侧逐渐变薄，过渡段（2.3）的翼缘板厚度大于工字形截面段（2.2）翼缘板厚度；所述工字形截面段（2.2）的腹板由两端到中间逐渐变薄。3.根据权利要求2所述的预应力装配整体式混凝土框架结构体系，其特征在于：所述梁第二孔道（10）开设在预制预应力混凝土梁（2）的矩形截面段（2.1）和过渡段（2.3）的翼缘板上；所述后张高强精轧螺纹钢筋（13）对应穿设在柱第二孔道（5）和梁第二孔道（10），且后张高强精轧螺纹钢筋（13）的端部锚固在对应一侧的过渡段（2.3）翼缘板超出工字形截面段（2.2）翼缘板部分的端面上。4.根据权利要求3所述的预应力装配整体式混凝土框架结构体系，其特征在于：所述预制钢筋混凝土柱（1）上、与预制预应力混凝土梁（2）连接一侧无牛腿；所述预制预应力混凝土梁（2）与预制钢筋混凝土柱（1）通过高强砂浆（14）的粘结以及后张曲线预应力筋（12）和后张高强精轧螺纹钢筋（13）的预压力连接成整体。5.根据权利要求3所述的预应力装配整体式混凝土框架结构体系，其特征在于：所述预制钢筋混凝土柱（1）上、与预制预应力混凝土梁（2）连接一侧设有明牛腿（7）；所述预制预应力混凝土梁（2）的端部对应搭设在明牛腿（7）上。6.根据权利要求3所述的预应力装配整体式混凝土框架结构体系，其特征在于：所述预制钢筋混凝土柱（1）上、与预制预应力混凝土梁（2）连接一侧设有暗牛腿（8）；所述预制预应力混凝土梁（2）的端部呈阶梯形，并且该阶梯形的端部对应搭设在暗牛腿（8）上。7.一种权利要求1-6中...

【专利技术属性】
技术研发人员：李东彬，李伟龙，周宜虎，谢靓宇，
申请(专利权)人：中国建筑技术集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11