【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及预制预应力装配式建筑施工，具体地说，特别涉及到一种uhpc连接的预制预应力混凝土开孔梁框架结构体系及其设计、施工方法。
技术介绍
1、现浇结构的施工效率低、能源损耗高等诸多局限性，逐渐难以适应建筑工业化的发展要求。预制装配式建筑因其施工速度快、构件工厂化生产、减少现场湿作业和减少环境污染等优势，已经成为建筑工业化的发展方向。经过多年的发展和推广，预制装配式混凝土结构已得到广泛的研究和使用。
2、预制装配式混凝土框架结构是指梁柱构件在预制厂预制，运输至施工现场进行连接形成整体结构的结构。与现浇混凝土结构相比，它具备施工速度快、构件质量易保障、质量好、对环境污染小、节省人工费、节省大量模板和支撑等优点，是具有十分广阔前景的结构形式。对湿连接装配式混凝土框架结构来说，易施工且有效保证整体性的节点构造形式是其推广应用的关键。但是从以往的地震灾害来看，装配式结构在地震中破坏较为严重，很难达到和现浇结构相同的抗震性能。为提高装配式混凝土框架节点连接的整体性和可靠性，达到甚至超过现浇混凝土结构的抗震性能，在装配式结构中引进了预应力技术和uhpc(ultra high performance concrete，超高性能混凝土)材料。
3、预应力装配式混凝土结构分为先张预应力装配式混凝土结构和后张预应力装配式混凝土结构，先张预应力装配式混凝土结构，是在制作构件之前就张拉预应力筋而后浇筑构件，后张预应力装配式混凝土结构，是在制作构件时先预埋预应力筋或波纹管再浇筑混凝土而后再张拉预应力筋，最后再将各个构件组装在一
4、uhpc具有优良的粘结性能，能大幅减少钢筋、预应力筋在其中的锚固长度；其强度高，可减少节点核心区箍筋用量，将uhpc用于节点核心区，可使构造简单且框架整体性好。预应力结构具有优异的受力性能，将uhpc应用于节点核心区，形成预制预应力框架结构。对该结构进行深入研究，有利于进一步推广和应用预制预应力混凝土框架结构。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于针对现有技术存在的不足，结合uhpc的优良性能，提出了一种uhpc连接的预制预应力混凝土开孔梁框架结构体系及其设计、施工方法。其结合了先张或后张预应力结构和装配式结构以及叠合结构这三种传统结构，并采用了uhpc高性能材料，从而达到改善预制装配式混凝土框架结构的抗震性能的目的。
2、本专利技术的优势主要体现在预制混凝土梁柱构件的连接技术和构件之间的钢筋连接技术两个方面。在构件连接技术方面，梁柱构件之间通过具有优良性能的uhpc进行连接，形成uhpc节点核心区，更容易实现强节点弱构件的抗震设防要求，从而提升梁柱节点的延性，进而改善整体框架结构的抗震性能。在钢筋连接技术方面，梁柱构件之间的钢筋仅需要简单的搭接，且搭接长度很小，从而大大节省了预制构件的制作时间和现场安装时间。
3、本专利技术所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
4、一种uhpc连接的预制预应力混凝土开孔梁框架结构体系，包括预制混凝土上柱、预制混凝土下柱、预制预应力混凝土开孔叠合梁、uhpc节点核心区以及叠合板；
5、所述预制混凝土上柱内设有上纵向主筋，预制混凝土下柱内设有下纵向主筋，预制预应力混凝土开孔叠合梁内设有预制预应力混凝土开孔梁和梁叠合层，预制预应力混凝土开孔梁设有预应力筋和普通钢筋，梁叠合层内设有顶部通长钢筋，叠合板由预制混凝土板和浇筑在板上的板叠合层组成；
6、所述上纵向主筋伸出预制上柱底面并直接锚固在uhpc节点核心区内，下纵向主筋伸出预制下柱顶面并直接锚固在uhpc节点核心区内，预应力筋和普通钢筋伸出预制预应力混凝土开孔梁端面并直接锚固或间接锚固在uhpc节点核心区内；
7、所述预制预应力混凝土开孔叠合梁；所述预应力筋包括先张直线或折线形预应力筋；
8、所述预制预应力混凝土开孔叠合梁在浇筑梁叠合层、板叠合层和uhpc节点核心区之前按预应力混凝土开孔简支梁进行施工验算，在浇筑uhpc节点核心区、梁叠合层和板叠合层之后，按照框架梁进行计算；预制预应力混凝土开孔叠合梁在浇筑梁叠合层、板叠合层和uhpc节点核心区之前与浇筑之后在孔口处上弦杆截面不同，受力状态也不同，应对预制预应力混凝土开孔梁孔口处上、下弦杆进行施工验算；对于无粘结预应力开孔梁，在正常使用极限状态时，按有效预应力进行计算，在极限承载极限状态时，考虑无粘结筋的应力增量；对于缓粘结预应力开孔梁，在施工阶段时按无粘结预应力开孔梁进行计算，在正常使用极限状态时按有粘结预应力开孔梁进行计算。
9、进一步的，预制预应力混凝土开孔叠合梁由预制预应力混凝土开孔梁和梁叠合层组成；叠合板由预制混凝土板和浇筑在板上的板叠合层组成。
10、进一步的，预制混凝土上柱的底面、预制混凝土下柱的顶面、预制预应力混凝土开孔叠合梁的端面均设有内陷的凹槽。
11、进一步的，用可靠支撑将预制混凝土上柱固定在相应位置。
12、进一步的，所述预制混凝土上柱、预制混凝土下柱、预制预应力混凝土开孔叠合梁内的箍筋分为加密区和非加密区，所述uhpc节点核心区内的箍筋根据设计需求布置。
13、进一步的，所述预制预应力混凝土开孔梁和所述预制混凝土板的顶面设置毛面层。
14、与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
15、1.本专利技术将预制装配式混凝土结构和预应力结构结合在一起，利用预制装配式结构施工方便快速、构建质量好、节能环保的优点的基础上，结合预应力结构能够改善结构使用性能、减小构件截面高度，减轻自重、提高构件抗裂性能的优势，从而改善整体框架结构的抗震性能。
16、2.本专利技术采用了具有优良性能的uhpc材料，将其应用在节点核心区，能够实现预制梁柱构件的可靠连接，不仅可以提升节点的承载能力和抗震性能，还能大幅度减少钢筋、预应力筋的锚固长度，并能显著减少节点核心区箍筋用量，从而避免了节点核心区钢筋拥挤，并且大大提高了预制梁柱构件的制作、运输以及安装效率。
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1.一种UHPC连接的预制预应力混凝土开孔梁框架结构体系，包括预制混凝土上柱(1)、预制混凝土下柱(2)、预制预应力混凝土开孔叠合梁(3)、UHPC节点核心区(4)以及叠合板(5)；
2.根据权利要求1所述的UHPC连接的预制预应力混凝土开孔梁框架结构体系，其特征在于，预制预应力混凝土开孔叠合梁(3)由预制预应力混凝土开孔梁(8)和梁叠合层(9)组成；叠合板(5)由预制混凝土板(13)和浇筑在板上的板叠合层(14)组成。
3.根据权利要求1所述的UHPC连接的预制预应力混凝土开孔梁框架结构体系，其特征在于，预制混凝土上柱(1)的底面、预制混凝土下柱(2)的顶面、预制预应力混凝土开孔叠合梁(3)的端面均设有内陷的凹槽。
4.根据权利要求1所述的UHPC连接的预制预应力混凝土开孔梁框架结构体系，其特征在于，用可靠支撑(15)将预制混凝土上柱(1)固定在相应位置。
5.根据权利要求1所述的UHPC连接的预制预应力混凝土开孔梁框架结构体系，其特征在于，所述预制混凝土上柱(1)、预制混凝土下柱(2)、预制预应力混凝土开孔叠合梁(3)内的非加密
6.根据权利要求1所述的UHPC连接的预制预应力混凝土开孔梁框架结构体系，其特征在于，所述预制预应力混凝土开孔梁(8)和所述预制混凝土板(13)的顶面设置毛面层。
...【技术特征摘要】
1.一种uhpc连接的预制预应力混凝土开孔梁框架结构体系，包括预制混凝土上柱(1)、预制混凝土下柱(2)、预制预应力混凝土开孔叠合梁(3)、uhpc节点核心区(4)以及叠合板(5)；
2.根据权利要求1所述的uhpc连接的预制预应力混凝土开孔梁框架结构体系，其特征在于，预制预应力混凝土开孔叠合梁(3)由预制预应力混凝土开孔梁(8)和梁叠合层(9)组成；叠合板(5)由预制混凝土板(13)和浇筑在板上的板叠合层(14)组成。
3.根据权利要求1所述的uhpc连接的预制预应力混凝土开孔梁框架结构体系，其特征在于，预制混凝土上柱(1)的底面、预制混凝土下柱(2)的顶面、预制预应力混凝土开孔叠合梁(3)...
【专利技术属性】
技术研发人员：熊学玉，颜阳，熊斌，陈景斌，冯传山，
申请(专利权)人：上海同吉建筑工程设计有限公司，
类型：新型
国别省市：
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