CN102418401A - 一种先张法预应力钢筋砼预制梁 - Google Patents

一种先张法预应力钢筋砼预制梁 Download PDF

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Abstract

一种先张法预应力钢筋砼预制梁,包括梁体和埋设于所述梁体中作为主筋的预应力钢绞线,所述梁体设置有箍筋,所述箍筋的部分伸出所述梁体的上表面,所述梁体的至少一个端部设置有适于与外部结构相连接的型钢,所述型钢的部分埋置于所述梁体内,其余部分露置于所述梁体的端部,所述梁体的侧壁上设置有适于与外部梁体端部相连接的通孔。本发明中的预制梁上设置有通孔,其他的预制梁的端部可以直接安装在通孔处,钢绞线直接穿入通孔中,由于设置了通孔可以在该处后浇筑砼,使得预制梁之间能够形成一个整浇的整体,提高了连接强度。

Description

一种先张法预应力钢筋砼预制梁
技术领域
[0001] 本发明涉及一种预制梁,尤其涉及一种用于建筑物中的采用先张法预应力的钢筋砼预制梁。
背景技术
[0002] 现有技术中的预制组合梁主要包括有钢-砼组合梁和钢筋砼叠合梁,预制梁可以大规模的生产,能够有效的降低成本,提高施工效率。但现有预制梁大部分采用端部的齿槽结构连接和非预应力钢筋,新老砼的结合性能较差,正截面抗剪强度低。在安装方面,这种预制梁中钢筋难以弯曲,在许多场合无法安装。而且锚固性能差,限制了预制整浇体系的推广和运用。另外,预制梁之间、预制梁与柱之间的连接节点整体性差,抗震性能也差,在地震多发区限制使用。所以至今工厂化建筑未能大面积应用,这也致使预制梁未能在实际建造中被大量采用。为了解决预制梁在建造过程中的设计和施工问题,现有技术中出现了一些旨在解决局部问题的方案。例如中国专利申请号为CN200810030491.9,公开日为2008年 7月9日,公开了一种组合梁,由钢筋混凝土预制梁、型钢接头组成,所述的钢筋混凝土预制梁两端钢筋上连接有型钢,型钢接头一端预埋在墙柱混凝土内,并与墙柱内的钢筋连接,另一端留在墙柱混凝土外,预制梁两端型钢与型钢接头连接形成组合预制梁。但该方案中主筋采用普通钢筋,焊接工作量,连接节点结构复杂,且为非叠合梁,梁高度大。制造成本高, 施工工序多,进度慢,难以体现工厂化建筑的建造速度快,造价低的优势。上述方案也仅仅给出了梁柱连接的解决方案,根本没有给出梁与梁之间的连接方案,而预制梁与预制梁之间的连接在整个结构体系中是必不可少的,且非常重要。但现有技术还没有一种整体性好, 安装方便的连接方式。
发明内容
[0003] 本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足,提供一种方便预制梁安装、利于后期楼板建造施工、且成本低、利于大规模生产的先张法预应力钢筋砼预制梁。
[0004] 按照本发明提供的一种先张法预应力钢筋砼预制梁,一种先张法预应力钢筋砼预制梁,包括梁体和埋设于所述梁体中作为主筋的预应力钢绞线,所述梁体设置有箍筋,所述箍筋的部分伸出所述梁体的上表面,所述梁体的至少一个端部设置有适于与外部结构相连接的型钢,所述型钢的部分埋置于所述梁体内,其余部分露置于所述梁体的端部,所述梁体的侧壁上设置有适于与外部梁体端部相连接的通孔。
[0005] 按照本发明提供的一种先张法预应力钢筋砼预制梁还具有如下附属技术特征:
[0006] 所述通孔为矩形通孔,所述矩形通孔的中部向中心凸出,形成从矩形通孔中部向端部延伸的喇叭孔。
[0007] 所述梁体在通孔的下方埋设有预埋固定件,所述预埋固定件包括位于所述梁体两侧的固定板和连接所述固定板的连接板。
[0008] 所述固定件上焊接有抗剪板。
3[0009] 所述钢绞线的端部具有扩大头。
[0010] 露置于所述梁体外的所述型钢上设置有螺栓孔和/或适于外部柱箍筋穿行的穿孔。
[0011] 所述梁体的端部在所述钢绞线伸出部位成形有缺口,所述缺口的深度为 50mm-150mmo
[0012] 所述钢绞线埋设于所述梁体的下部,所述梁体的上部也埋设有采用先张法施工的预应力高强度钢丝或钢绞线,至少部分所述下部钢绞线套有套管,所述套管埋设在所述梁体的端部。
[0013] 所述梁体的端部在所述下部钢绞线伸出部埋设有梳状网片,所述网片弯折成形, 并插入所述钢绞线之间的空隙中。
[0014] 所述梁体的侧壁上沿纵向设置且处于同一水平线上的多个支模孔。
[0015] 按照本发明提供的一种先张法预应力钢筋砼预制梁与现有技术相比具有如下优点:首先,本发明是一种采用先张法预应力钢绞线作为主筋的预制梁,该预制梁能够作为叠合梁的预制部分,采用预应力钢绞线能够保证具有同样强度的情况下,减少主筋的用钢量, 钢绞线能够比较自由的弹性弯曲,大大方便梁的安装,预制梁用先张法预应力技术在工厂制造,可以在工厂大批量生产,从而以规模效应降低造价。同时本发明中的预制梁上设置有通孔,其他的预制梁的钢绞线直接穿入通孔中,从而使钢绞线锚固在通孔的后浇砼中,提高了预制梁与预制梁连接节点的整体性;其次,本发明在通孔处设置有预埋固定件,预埋固定件用于在施工现场焊接抗剪板,从而提高预制梁与预制梁的连接节点的抗剪强度;再次,本发明在预制梁的端部设置型钢,利于预制梁的安装,该型钢兼作为新老砼结合抗剪键,又作为与柱或梁的安装搁置构件。
附图说明
[0016] 图1是本发明的主视图。
[0017] 图2是本发明的立体图。
[0018] 图3是本发明的内部结构示意图。
[0019] 图4是本发明在通孔位置的左视剖视图。
[0020] 图5是本发明的端部左视剖视图,图中示出梳状网片的结构。 [0021 ] 图6是本发明的端部放大图。
[0022] 图7是本发明的端部内部结构放大图。
[0023] 图8是本发明的另一种实施例的主视图。
[0024] 图9是图8中端部的放大图。
具体实施方式
[0025] 参见图1至图3,在本发明给出的一种先张法预应力钢筋砼预制梁的实施例,包括梁体1和埋设于所述梁体1中作为主筋的预应力钢绞线2,所述梁体1上设置有箍筋11,且所述箍筋11的部分伸出所述梁体1的上表面,所述梁体1的至少一个端部设置有适于与外部结构相连接的型钢3,所述型钢3的部分埋置于所述梁体1内,其余部分露置于所述梁体 1的端部,所述梁体1的侧壁上设置适于与外部梁体端部相连接的通孔6。[0026] 本发明所谓的钢绞线2是采用多根钢丝编织而成的,该种钢绞线2强度高,韧性好,在采用先张法拉伸后,梁体的砼能够产生较高的预应力。本发明的梁体1设置有箍筋 11,所述箍筋11与钢绞线2绑扎在一起,留置在梁体上表面的箍筋11用于绑扎梁上部主筋和现浇楼板的施工,从而使梁体与楼板构成整体结构。该种分成两次施工的梁也被叠合梁, 梁分为主梁和次梁,其中主梁主要安装在柱上,而次梁则安装在主梁上。主梁和次梁在端部结构上会略有不同,但其主要的构成却是相同的。对于主梁和次梁的命名主要是以预制梁在安装时所处的位置而定。本发明的预制梁主要是用于在其上安装其他的预制梁,因此,在此将其称为主梁。
[0027] 参见图2、图4和图5,在本发明给出的上述实施例中,所述钢绞线2采用先张法施工埋设于所述梁体1中,且所述钢绞线2的数量为3-18根。具体可以选择为4根、6根、8 根、12根、16根。本实施例为4根。采用先张法能够省去套管、锚具等配件和灌浆施工等工艺,大大节约了造价,施工更加方便,适于大规模生产。采用先张法施工埋设于梁体1中的钢绞线2用量相比于传统的钢筋用钢量明显减少。预应力钢绞线预制梁在放张时,梁体会产生反拱,从而能有效减少叠合梁的挠度,降低梁高,预应力叠合梁不带裂缝工作,梁刚度大,耐久性好。
[0028] 参见图1至图3,在本发明给出的上述实施例中,所述钢绞线2的端部具有扩大头 23,所述扩大头23锚固在连接节点的砼中,能够大大提高钢绞线的锚固性能,从而提高结构的整体性能。
[0029] 参见图3、图4和图7,在本发明给出的上述实施例中,4根所述钢绞线2埋设于所述梁体1的下部,所述梁体1的上部也埋设有采用先张法施工的2根预应力钢绞线21。在本发明中下部4根钢绞线用于使预制梁产生预应力,而上部2根钢绞线21用于平衡下部钢绞线2的放张产生的反弯矩,使梁体1上表面免于在下部钢绞线2放张时产生裂缝。为了减少上部钢绞线21在放张时对砼局部破坏,可以在上部钢绞线21伸出梁体1端部的位置设置螺旋箍22。当然,所述上部钢绞线21也可以为高强度钢丝。
[0030] 参见图1、图6和图7,在本发明给出的上述实施例中,本发明在梁体1的两个端部设置有型钢3,该型钢3作为梁体1安装时的连接件,使得梁体1在初期安装时能够与外部连接,使安装速度大大加快。当预制梁与外部构件浇筑在一起时,该型钢又作为新老砼结合面的抗剪键,大大提高了该处截面的抗剪强度。本发明的型钢3可以为槽钢、钢板、角钢或
工字钢。
[0031] 参见图1、图6和图7,在本发明给出的上述实施例中,露置于所述梁体1外的所述型钢3上设置有螺栓孔31和/或适于外部柱箍筋穿行的穿孔32。所述螺栓孔31可以用于与外部的连接节点进行连接,而穿孔32用于穿柱箍筋,利于柱箍筋的安放。在完成整浇后, 由于型钢与外部构件进行连接,使得型钢成为新老砼结合面的抗剪键。
[0032] 参见图1、图6和图7,在本发明给出的上述实施例中,所述型钢3露置于所述梁体 1的部分占型钢整长度的1/3-1/2,本实施例为1/3。该范围设置能够保证型钢3与梁体1 的连接强度,同时保证与外部构件的连接强度。埋置在梁体1中的所述型钢3为台阶形,在不影响连接强度的前提下,使型钢的用量减少。
[0033] 参见图1至图3,在本发明给出的上述实施例中,所述梁体1上设置有适于与外部梁体(主要是次梁)端部相连接的通孔6,所述通孔6是供次梁安装使用。所述通孔6的数量可以为多个,根据安装次梁数量确定。由于设置了所述通孔6,使得次梁的钢绞线能够伸入所述通孔6中,然后将次梁的端部与通孔6整体浇筑在一起。从而使主梁和次梁整体连接。
[0034] 参见图4,在本发明给出的上述实施例中,所述通孔6为矩形通孔,所述矩形通孔的中部61向中心凸出,形成从矩形通孔中部61向端部62延伸的喇叭孔。将所述通孔6设置成喇叭口能够更好的利于次梁与主梁的连接,并且所述喇叭口成形模板方便脱模。本发明由于设置了双喇叭口形式的通孔6,次梁的钢绞线的端部可以穿过所在的喇叭口到达另外一侧的喇叭口,并将扩大头锚固在另外一侧的喇叭口处。在这种双喇叭口形式的通孔6 中浇筑的砼成形后与梁体结合的整体性好。
[0035] 参见图4和图6,在本发明给出的上述实施例中,所述梁体1在通孔6的下方埋设有预埋固定件7,所述预埋固定件7包括位于所述梁体1两侧的固定板71和连接所述固定板71的连接板72。所述固定件7上焊接有抗剪板73。所述连接板72为竖向设置,固定板 71上焊接所述抗剪板73。所述抗剪板73是在施工现场焊接上去的,预制梁在加工时,该抗剪板73为了运输和安装方便,并不会提前焊接。所述抗剪板73与次梁端部浇筑在一起,抗剪板73增强了连接节点的抗剪性能。
[0036] 参见图6,在本发明提供的上述实施例中,所述通孔6的宽度d为200mm-400mm,具体数值可以选为200mm、250mm、300mm、350mm或400mm。高度h为200mm-400mm,具体数值可以选为200mm、250mm、300mm、350mm或400mm。所述通孔6为了上述尺寸能够满足次梁的安
装需要。
[0037] 参见图1、图2、图3和图6,在本发明给出的上述实施例中,所述梁体1的端部在所述钢绞线2伸出部位成形有缺口 12。本发明的钢绞线2位于所述梁体1的下部,从而使梁体具有预应力。由于梁体的端部与外部构件的间隙很小,钢绞线与外部钢筋相碰后无法使预制梁准确就位。为此,本发明在钢绞线2伸出部位设置了缺口 12,钢绞线2在缺口 12内微量弯曲,从而使钢绞线在与外部钢筋相碰时,其能够弯曲避开外部钢筋。所述缺口 12的深度Ll为50mm-150mm。本实施例为100mm。该缺口为小缺口,该小缺口能够满足钢绞线微量弯曲所需要的空间。
[0038] 参见图3、图5和图7,在本发明给出的上述实施例中,所述缺口 12的根部埋设有梳状网片13,所述网片13由单根钢筋连续弯折成形,并插入所述钢绞线2之间的空隙中。 本发明给出的上述实施例中,由于下部钢绞线2在放张时对梁体砼产生局部破坏,所述网片13能够防止该部位砼产生裂缝。该网片13至少为两片,以此来满足强度要求。将网片弯折成梳状,并插入钢绞线2之间的空隙中。该结构能够使钢绞线2无需穿过该网片,在制造梁体时,可以先将钢绞线张拉,然后再安放网片,方便施工。
[0039] 参见图3、图5和图7,本发明在所述梁体1的端部埋设套管5,使得部分下部钢绞线2穿过套管5。设置套管5在制作阶段时能够有效的降低梁体端部的局部预应力过大,避免该处产生裂缝,由于能够降低梁体端部的反弯矩,使得梁体的端部上表面的预拉应力减小,从而防止产生裂缝。而在使用阶段,由于梁体的端部下部产生的预压应力被套管部分释放,使得与梁的支座负弯矩产生的压应力叠加后能小于砼的抗压强度,防止梁体端部下部砼被破坏。
[0040] 本实施例中在梁体1的两个端部均设置套管5,从而消除梁体两个端部的下部钢
6绞线2对砼所造成的破坏。使得本发明的预制梁能够在地震区使用,扩大了使用范围。
[0041] 参见图3、图5和图7,在本发明给出的上述实施例中,所述套管5为塑料套管,或者由外包材料包裹形成的套管结构。套有所述套管5的下部钢绞线2的数量少于总数,即并不是所有下部钢绞线2均套有套管。为了满足本发明的要求,套管5的数量可以为钢绞线数量的1/3-2/3,本实施例则在四根下部钢绞线2中的2根的两端设置了套管5。
[0042] 参见图5,在本发明给出的上述实施例中,套有套管5的所述下部钢绞线2在所述梁体1的宽度方向上以中心线对称布置。上述设置能够保证梁体1的左右两侧受力平衡, 不会产生梁体1受力不均。
[0043] 参见图3,在本发明给出的上述实施例中,所述套管5的总长度为所述梁体1的总长度的5% -15%。所述套管5的长度过大,则会影响梁体1所具有的预应力,因此,将两端的套管5总长度限定在梁体1的总长度的5% -15%能够很好的解决上述问题。本实施例为7%。
[0044] 参见图8和图9,在本发明给出的另外一种实施例中,本发明在前述实施例的梁体 1的两个侧面上增加设置了支模孔4,所述支模孔4用于安装支承构件,楼板模板及支撑架或者是外部其他构件可以安装在支承构件上,使得现浇楼板模板无需设置落地承重架,另外,因上层楼板的自重及施工荷载不会通过落地承重架传递到下层,因此,下层楼板模板在砼达到一定强度后可以提前拆除。从而大大提高模板的周转效率,降低模板费用。由于无需设置密集的落地脚手架等承重架,使得楼面空旷,利于其他工序的同步进行和施工设备运行,提高了房屋的建造速度。
[0045] 参见图8和图9,在本发明给出的上述实施例中,所述梁体1上的所有支模孔4位于同一水平线上,所述支模孔4为通孔,从而使梁体1的两侧均具有支模孔。将所有支模孔 4设置在同一水平线上,能够保证安装在支模孔4处的模板处于同一平面,从而保证整个楼板的平整性。所述支模孔4为通孔,模板的支撑件可以直接穿过,并在梁体的两侧设置搁置杆,搁置杆用于安装模板或模板支撑架。当然该支模孔4也可以设置成盲孔,并且在梁体的两侧分别设置,该盲孔也可以用于安装模板。但设置通孔是最优的方案,加工方便,使用也更加简单。
[0046] 参见图9,在本发明给出的上述实施例中,所述支模孔4中设置有中空管件41,所述管件41利于所述支模孔4的成形。在制造预制梁时,将中空管件41预先设置好,将管件 41的两端封堵。浇筑完成后,形成所述支模孔4。所述管件41 一同埋设与梁体1中。所述管件41不仅利于支模孔4的成形,降低支模孔4的成孔成本。而且在后期使用时起到了对梁体1的保护作用,防止支撑模板件对于梁体1砼的磨损。
[0047] 参见图8和图9,在本发明给出的上述实施例中,所述支模孔4的直径a为 2cm-8cm,可以选为2cm3cm、5cm、6cm、8cm。所述支模孔4的设置不能太大,如果太大则不利于模板组件的安装。相邻所述支模孔4之间的间距c为80cm-200cm,可以选为80cm、90cm、 100cm、110cm、120cm、160cm、180cm、200cm,该间距的选择能够保证整个模板支撑的强度。所述支模孔4的中心与所述梁体1的顶面的距离b为8cm-20cm。可以选为8cm、10cm、13cm、 15Cm、17Cm、20Cm。所述支模孔4不能离梁体1的顶面太近,如果太近则会影响施工阶段梁体1的抗弯强度。

Claims (10)

1. 一种先张法预应力钢筋砼预制梁,包括梁体和埋设于所述梁体中作为主筋的预应力钢绞线,所述梁体设置有箍筋,所述箍筋的部分伸出所述梁体的上表面,其特征在于:所述梁体的至少一个端部设置有适于与外部结构相连接的型钢,所述型钢的部分埋置于所述梁体内,其余部分露置于所述梁体的端部,所述梁体的侧壁上设置有适于与外部梁体端部相连接的通孔。
2.如权利要求1所述的一种先张法预应力钢筋砼预制梁,其特征在于:所述通孔为矩形通孔,所述矩形通孔的中部向中心凸出,形成从矩形通孔中部向端部延伸的喇叭孔。
3.如权利要求1所述的一种先张法预应力钢筋砼预制梁,其特征在于:所述梁体在通孔的下方埋设有预埋固定件,所述预埋固定件包括位于所述梁体两侧的固定板和连接所述固定板的连接板。
4.如权利要求3所述的一种先张法预应力钢筋砼预制梁,其特征在于:所述固定件上焊接有抗剪板。
5.如权利要求1所述的一种先张法预应力钢筋砼预制梁,其特征在于:露置于所述梁体外的所述型钢上设置有螺栓孔和/或适于外部柱箍筋穿行的穿孔。
6.如权利要求1所述的一种先张法预应力钢筋砼预制梁,其特征在于:所述梁体的端部在所述钢绞线伸出部位成形有缺口,所述缺口的深度为50mm-150mm。
7.如权利要求1所述的一种先张法预应力钢筋砼预制梁,其特征在于:所述钢绞线埋设于所述梁体的下部,所述梁体的上部也埋设有采用先张法施工的预应力高强度钢丝或钢绞线,至少部分所述下部钢绞线套有套管,所述套管埋设在所述梁体的端部。
8.如权利要求1所述的一种先张法预应力钢筋砼预制梁,其特征在于:所述钢绞线的端部具有扩大头。
9.如权利要求1所述的一种先张法预应力钢筋砼预制梁,其特征在于:所述梁体的端部在所述下部钢绞线伸出部埋设有梳状网片,所述网片弯折成形,并插入所述钢绞线之间的空隙中。
10.如权利要求1所述的一种先张法预应力钢筋砼预制梁,其特征在于:所述梁体的侧壁上沿纵向设置且处于同一水平线上的多个支模孔。
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