CN106499051A - 一种柱贯通装配式预应力混凝土框架体系及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
一种柱贯通装配式预应力混凝土框架体系及其施工方法，该体系包括基础、预制钢筋混凝土柱、预制钢筋混凝土梁、叠合楼板和外挂预制墙板，预制钢筋混凝土柱上开有柱预应力孔道，预制钢筋混凝土梁上开有梁预应力孔道，梁预应力孔道与柱预应力孔道内穿入后张无粘结预应力钢筋束，预制钢筋混凝土柱与叠合楼板顶之间锚入耗能钢筋。本发明结构抗震性能好；梁柱节点下部无钢筋连接，构造简单；后张预应力钢筋和可替换柱脚耗能器的使用，使结构在地震中损伤小且易修复；预制叠合空心楼板和预应力组装施工方式，使现场施工方便、快捷，较传统预制装配结构节省大量支撑；本发明结合侧向支撑、剪力墙等抗侧力构件使用，适用于大部分多高层公共建筑。
Description
技术领域
本发明属于预制结构领域，特别是一种柱贯通装配式预应力混凝土框架体系及施工方法。
背景技术
目前，国内的装配式混凝土框架结构体系主要采用梁柱节点区域现浇的装配整体式结构体系。梁柱节点干式连接的仅限于预制柱上设置支撑预制梁的牛腿，两者通常通过钢板预埋件焊接，主要应用于工业厂房结构中。美国和日本有应用于民用建筑中，不带牛腿的预制预应力框架干式连接节点。但已有体系主要存在以下问题，导致应用范围很小：
一、在梁柱连接节点区域在梁的上下部均设置耗能钢筋，导致节点施工复杂，尤其是梁下部的耗能钢筋，安装不方便。
二、在梁柱连接节点区域，仅在梁的上部均设置耗能钢筋，但耗能钢筋的无粘结段设置在柱外侧，置于预制梁的预留槽中。这种节点耗能钢筋在柱内的接头多，成本高；预制梁为耗能钢筋预留槽，造成预制梁制作复杂成本高，且现场施工复杂。同时该种节点未考虑与混凝土楼板的连接关系，该种节点仅有节点实验，且实验表明其连接性能较第一种情形中上下设置耗能钢筋的节点差，待处理的问题较多。
三、在梁柱连接节点区域在梁的上下部均不设置耗能钢筋，仅通过单根或两根后张预应力钢筋连接，结构的耗能性能差，抗震性能不理想。
四、已有的柱贯通无牛腿的后张无粘结预应力装配混凝土框架干式体系，虽然在地震作用下能够形成强柱弱梁的良好抗震体系，但是与基础相连的柱脚在地震中容易最先破坏，且修复成本高。
五、作为一种装配式混凝土框架结构体系，急需一种综合考虑建筑室内美观效果（不露牛腿）、梁、柱、板、节点快速施工连接，水暖电等设备管线预埋，减少施工支撑和脚手架等非实体物资消耗等全方位系统优化并且兼顾结构的抗震性能和可修复性的干式连接的装配式混凝土框架结构体系。
发明内容
本发明的目的是提供一种柱贯通装配式预应力混凝土框架体系及其施工方法，要解决现有的梁柱节点区域现浇的装配整体式结构体系中存在的施工复杂、抗震性能不理想、柱脚易破坏、耗能钢筋设置于梁内成本高制作复杂的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种柱贯通装配式预应力混凝土框架体系，包括基础、预制钢筋混凝土柱、预制钢筋混凝土梁、叠合楼板和外挂预制墙板，所述叠合楼板包括底部预制板和顶部现浇叠合钢筋混凝土层，
所述预制钢筋混凝土柱的柱体上、与预制钢筋混凝土梁连接处的高度范围内开有贯通柱体的柱预应力孔道，所述柱预应力孔道沿柱体的高度方向上交叉错开布置为空间垂直的两层，
所述预制钢筋混凝土梁的梁体上、与预制钢筋混凝土柱连接处的高度范围内、沿梁体的长度方向上开有贯通梁体的单根梁预应力孔道，所述梁预应力孔道与相应的柱预应力孔道尺寸相同并对齐设置，所述预制钢筋混凝土柱与预制钢筋混凝土梁之间、通过在柱预应力孔道与梁预应力孔道内穿入连续的后张无粘结预应力钢筋束上施加的预应力连接，同时预制钢筋混凝土柱与预制钢筋混凝土梁的梁柱接缝处通过灌入粘结砂浆填缝粘结，
所述预制钢筋混凝土柱与顶部现浇叠合钢筋混凝土层之间通过贯穿预制钢筋混凝土柱并锚入顶部现浇叠合钢筋混凝土层的耗能钢筋锚固连接。
所述耗能钢筋为柱体内无粘结钢筋，所述预制钢筋混凝土柱与顶部现浇叠合钢筋混凝土层连接的高度范围内的柱体内设有与柱预应力孔道平行、贯通柱体的柱耗能钢筋孔道，所述柱耗能钢筋孔道与沿柱体的高度方向上交叉错开布置为空间垂直的两层，所述耗能钢筋穿入柱耗能钢筋孔道内、沿预制钢筋混凝土柱的柱体高度方向上交叉错开布置为空间垂直的两层，所述耗能钢筋部分贯穿该柱耗能钢筋孔道的同时另一部分锚入顶部现浇叠合钢筋混凝土层内。
所述耗能钢筋为柱体外无粘结钢筋，包括柱内锚固段、柱外无粘结段和柱外有粘结段，
所述预制钢筋混凝土柱的柱体上、与顶部现浇叠合钢筋混凝土层连接的高度范围内的柱体边部内埋设有耗能钢筋锥螺纹连接接头，
所述柱内锚固段和柱外无粘结段通过该耗能钢筋锥螺纹连接接头在柱边机械连接接长，所述柱外无粘结段和柱外有粘结段为连续的钢筋。
所述预制钢筋混凝土柱的柱内设有钢筋锚板，柱内锚固段沿此钢筋锚板分开并分别固定在钢筋锚板的两侧。
所述预制钢筋混凝土柱的底层柱的底部外侧设有柱脚，该柱脚与基础之间连接有可替换的柱脚耗能器，所述柱脚耗能器是小型屈曲约束支撑、金属耗能器或粘滞阻尼器。
所述预制钢筋混凝土柱中的边柱的外侧设置有钢筋柱外锚板，钢筋柱外锚板紧靠边柱的外侧表面，所述柱体内无粘结钢筋与钢筋柱外锚板为焊接或螺纹连接。
所述预制钢筋混凝土柱中的边柱的外侧设置有预应力筋锚头，所述预应力筋锚头紧靠边柱的外侧表面或者位于边柱的柱体外侧上的预留凹槽内，所述预应力筋锚头与后张无粘结预应力钢筋束伸出柱外的部分锚固连接。
所述底部预制板是空心楼板，该空心楼板是预制圆孔板、预制异形孔板、SP或SD板，所述叠合楼板内设有附加钢筋，该附加钢筋位于空心楼板的孔洞内或设置在底部预制板的板间缝隙处并浇筑在现浇叠合钢筋混凝土层之中。
所述底部预制板沿其长度方向的板端搭接在与该板端垂直的相邻两个预制钢筋混凝土梁上，搭接长度不小于60mm，底部预制板沿其宽度方向的板端侧面平齐于与该板端平行的预制钢筋混凝土梁的侧面。
所述外挂预制墙板为预制轻骨料微孔混凝土外挂板，外挂预制墙板与预制混凝土叠合梁之间的连接构造为干式连接构造或湿式连接构造。
所述湿式连接构造包括上层外挂预制墙板、下层外挂预制墙板、底部预制板、顶部现浇叠合钢筋混凝土层、连接上下两层外挂预制墙板的滑动支撑组件、上层外挂预制墙板与顶部现浇叠合钢筋混凝土层之间可调连接的高度调节支撑组件以及锚固下层外挂预制墙板与顶部现浇叠合钢筋混凝土层之间的挂板外伸钢筋。
所述干式连接构造包括上层外挂预制墙板、下层外挂预制墙板、底部预制板、顶部现浇叠合钢筋混凝土层、连接上层外挂预制墙板与顶部现浇叠合钢筋混凝土层之间的第一转动支撑组件、连接下层外挂预制墙板与底部预制板之间的第二转动支撑组件、埋设于顶部现浇叠合钢筋混凝土层边部的钢牛腿可调高度组件以及与钢牛腿可调高度组件顶紧连接预埋在上层外挂预制墙板底部的竖向支撑组件。
一种柱贯通装配式预应力混凝土框架体系的施工方法，施工步骤如下：
步骤一，在工厂中生产预制构件：生产预制钢筋混凝土柱、底部预制板和外挂预制墙板，所述预制钢筋混凝土柱的接长设计位置避开梁柱节点处，根据生产和吊装条件确定预制钢筋混凝土柱的预制高度，预制高度为单层或多层结构的高度；
步骤二，安装临时支撑牛腿：在预制钢筋混凝土柱上、待安装的预制钢筋混凝土梁的底部位置安装临时支撑牛腿以托住待安装的预制钢筋混凝土梁；
步骤三，安装预制钢筋混凝土柱：
a、当预制钢筋混凝土柱为底层柱时，在底层柱的底部与基础之间的水平接缝连接通过钢筋套筒灌浆连接或螺栓连接，在底层柱的底部外侧的柱脚内竖向穿入使其与基础连接的柱脚耗能器，调整底层柱的轴线位置及垂直度后达到要求强度；
b、当预制钢筋混凝土柱为标准层柱时，在标准层柱的底部与该标准层的下层柱之间的水平接缝连接通过钢筋套筒灌浆连接或螺栓连接，调整标准层柱的轴线位置及垂直度后达到要求强度；
步骤四，安装预制钢筋混凝土梁：在临时支撑牛腿上安装预制钢筋混凝土梁；
步骤五，在预制钢筋混凝土柱的柱预应力孔道与预制钢筋混凝土梁的梁预应力孔道内穿入后张无粘结预应力钢筋束；
步骤六，在步骤五中形成的梁柱接缝处灌入粘结砂浆填缝灌实粘结；
步骤七，待粘结砂浆达到要求强度后，张拉后张无粘结预应力钢筋束；
步骤八，在底部预制板上铺设耗能钢筋、附加钢筋和叠合楼板的板体钢筋网片，附加钢筋和板体钢筋网片的直径和间距由设计确定；
步骤九，重复步骤二至步骤八，在此期间在底部预制板上浇筑顶部现浇叠合钢筋混凝土层；
步骤十，安装外挂预制墙板：所述外挂预制墙板与预制钢筋混凝土梁采用干式连接，并设置临时斜撑，干式连接的外挂预制墙板随层安装或者最后统一安装；
步骤十一、调整外挂预制墙板的轴线位置和标高。
另一种柱贯通装配式预应力混凝土框架体系的施工方法，施工步骤如下：
步骤一，在工厂中生产预制构件：生产预制钢筋混凝土柱、底部预制板和外挂预制墙板，所述预制钢筋混凝土柱的接长设计位置避开梁柱节点处，根据生产和吊装条件确定预制钢筋混凝土柱的预制高度，预制高度为单层或多层结构的高度；
步骤二，安装临时支撑牛腿：在预制钢筋混凝土柱上、待安装的预制钢筋混凝土梁的底部位置安装临时支撑牛腿以托住待安装的预制钢筋混凝土梁；
步骤三，安装预制钢筋混凝土柱：
a、当预制钢筋混凝土柱为底层柱时，在底层柱的底部与基础之间的水平接缝连接通过钢筋套筒灌浆连接或螺栓连接，在底层柱的底部外侧的柱脚内竖向穿入使其与基础连接的柱脚耗能器，调整底层柱的轴线位置及垂直度后达到要求强度；
b、当预制钢筋混凝土柱为标准层柱时，在标准层柱的底部与该标准层的下层柱之间的水平接缝连接通过钢筋套筒灌浆连接或螺栓连接，调整标准层柱的轴线位置及垂直度后达到要求强度；
步骤四，安装预制钢筋混凝土梁：在临时支撑牛腿上安装预制钢筋混凝土梁；
步骤五，在预制钢筋混凝土柱的柱预应力孔道与预制钢筋混凝土梁的梁预应力孔道内穿入后张无粘结预应力钢筋束；
步骤六，在步骤五中形成的梁柱接缝处灌入粘结砂浆填缝灌实粘结；
步骤七，待粘结砂浆达到要求强度后，张拉后张无粘结预应力钢筋束；
步骤八，安装外挂预制墙板：所述外挂预制墙板与预制钢筋混凝土梁采用湿式连接，并设置临时斜撑，湿式连接的外挂预制墙板随层安装；
步骤九、调整外挂预制墙板的轴线位置和标高；
步骤十，在底部预制板上铺设耗能钢筋、附加钢筋和叠合楼板的板体钢筋网片，附加钢筋和板体钢筋网片的直径和间距由设计确定；
步骤十一，重复步骤二至步骤十，在此期间在底部预制板上浇筑顶部现浇叠合钢筋混凝土层。
与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：
本发明的柱贯通装配式预应力混凝土框架体系是一种可高效施工、抗震性能良好、震后易修复的新型柱贯通装配式预应力混凝土框架体系。本发明通过对预制柱、预制梁、叠合板板、外挂墙板的预制构件的选型、连接构造及节点的优化改进、施工工序的合理安排，提高了装配式预应力混凝土框架体系的施工建造速度和绿色施工水平。
本发明通过在装配式预应力混凝土框架中合理位置设置耗能钢筋和耗能器来达到不增加施工建造难度和工序的条件下，提高整个结构体系抗震性能和可修复性的目的。
本发明的柱贯通新型装配式混凝土框架结构体系摒弃了以往在梁的上下部均设置耗能钢筋、仅在梁的上部设置耗能钢筋或者梁的上下部都不设置耗能钢筋的方式，采用在预制梁和预制柱的连接节点处进行柱贯通，预制梁与预制柱之间仅通过穿透两者的后张预应力钢筋同时叠合板与预制柱之间通过穿透预制柱并锚入位于叠合板现浇部分混凝土的耗能钢筋连接，后张预应力钢筋的预应力和耗能钢筋的锚固力使得构件间共同形成了强柱弱梁结构，结构抗震性得到了很大的提高。
本发明的底层预制柱与基础相连的柱脚采用了可替换柱脚耗能器，配合后张预应力钢筋的使用使结构和混凝土构件在地震中损伤小，同时柱脚耗能器位于柱脚外侧破坏时也极易修复。
本发明的结构体系施工时，取消梁的下部耗能钢筋的安装，在柱内的接头少简化节点施工，无需在预制梁内留设高成本并且施工复杂的耗能钢筋预留槽，简化预制装配混凝土节点连接构造，耗能钢筋与叠合板同时施工，考虑到了预制柱与叠合楼板的连接关系，连接性能较好。同时预制叠合空心楼板和预应力组装的施工方式，使现场施工方便、快捷，只需在梁下设置临时的支撑，较传统预制装配结构节省大量支撑，提升目前预制装配式混凝土框架和框架剪力墙结构的施工建造效率、提高抗震性能降低震后结构修复成本。
本发明主要用于装配式混凝土框架和框架剪力墙建筑，还可以结合侧向支撑、剪力墙等抗侧力构件使用，适用于多高层公共建筑，如学校、办公楼、公寓、医院等。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
图1 是本发明柱贯通装配式预应力混凝土框架体系地上部分构件的布置示意图。
图2 是本发明柱贯通装配式预应力混凝土框架体系的结构示意图。
图3 是本发明涉及实例的中柱节点平面示意图。
图4是图3中本发明实施例一的A-A剖面的结构示意图，涉及耗能钢筋柱内无粘结实施例。
图5是图3中本发明实施例二的A´-A´剖面结构示意图，涉及耗能钢筋柱外无粘结实施例。
图6是本发明涉及实例的边柱节点平面示意图。
图7是图6中本发明实施例一的B-B剖面的结构示意图，涉及耗能钢筋柱内无粘结实施例。
图8是图6中本发明实施例二的B´-B´剖面结构示意图，涉及耗能钢筋柱外无粘结实施例。
图9是图3中C-C剖面结构示意图。
图10是图3中D-D剖面结构示意图。
图11是挂板干式连接的结构示意图。
图12是11中E-E剖面结构示意图。
图13是图11中F-F剖面结构示意图。
图14是挂板湿式连接的结构示意图。
图15是图14中G-G剖面结构示意图。
图16是图14中H-H剖面结构示意图。
附图标记：1-预制钢筋混凝土柱、1.1-柱预应力孔道、1.2-柱耗能钢筋孔道、2-预制钢筋混凝土梁、2.1-梁预应力孔道、3-叠合楼板、3.1-底部预制板、3.2-顶部现浇叠合钢筋混凝土层、3.3-板体钢筋网片、3.4-附加钢筋、4-外挂预制墙板、4.1-上层外挂预制墙板、4.2-下层外挂预制墙板、5-基础、6-后张无粘结预应力钢筋束、6.1-预应力筋锚头、7-耗能钢筋、7.1-柱体内无粘结钢筋、7.1a-钢筋柱外锚板、7.2-柱体外无粘结钢筋、7.2a-柱内锚固段、7.2b-柱外无粘结段、7.2c-柱外有粘结段、8-耗能钢筋锥螺纹连接接头、9-钢筋锚板、10-柱脚耗能器、11-粘结砂浆、12-临时支撑牛腿、13-滑动支撑组件、14-高度调节支撑组件、15-挂板外伸钢筋、16-第一转动支撑组件、17-第二转动支撑组件、18-钢牛腿可调高度组件、19-竖向支撑组件。
具体实施方式
本发明提出的柱贯通装配式预应力混凝土框架体系参见图1所示，包括基础5、预制钢筋混凝土柱1、预制钢筋混凝土梁2、叠合楼板3和外挂预制墙板4，参见图2所示，所述叠合楼板3包括底部预制板3.1和顶部现浇叠合钢筋混凝土层3.2。其中，预制钢筋混凝土柱1为单层或多层（2-3层）楼高预制的一节无牛腿预制混凝土柱，预制钢筋混凝土梁2为柱间整根预制的混凝土梁，叠合楼板3为大跨预制预应力空心楼板或屋面板。本发明提出的体系中一般不再设置次梁，大跨预制预应力空心板直接置于主梁之上。预制预应力空心楼板或屋面板的底部预制板3.1上铺设板体钢筋网片，现场浇筑40-150mm厚的顶部现浇叠合钢筋混凝土层3.2，该顶部现浇叠合钢筋混凝土层将底部预制板3.1和预制钢筋混凝土梁连成整体，形成刚性整体楼盖或屋盖。
参见图2所示，预制钢筋混凝土柱1的柱体上、与预制钢筋混凝土梁2连接处的高度范围内开有贯通柱体的柱预应力孔道1.1，所述柱预应力孔道1.1沿柱体的高度方向上交叉错开布置为空间垂直的两层，以便与预制钢筋混凝土柱周围的两根或四根预制钢筋混凝土梁2进行连接。
预制钢筋混凝土梁2的梁体上、与预制钢筋混凝土柱1连接处的高度范围内、沿梁体的长度方向上开有贯通梁体的单根梁预应力孔道2.1，所述梁预应力孔道2.1与相应的柱预应力孔道1.1尺寸相同并对齐设置，所述预制钢筋混凝土柱1与预制钢筋混凝土梁2之间、通过在柱预应力孔道1.1与梁预应力孔道2.1内穿入连续的后张无粘结预应力钢筋束6上施加的预应力连接，同时预制钢筋混凝土柱1与预制钢筋混凝土梁2的梁柱接缝处通过灌入粘结砂浆11填缝粘结。
参见图6-图8所示，若所述预制钢筋混凝土柱1为边柱时，边柱的外侧设置有预应力筋锚头6.1，所述预应力筋锚头6.1紧靠边柱的外侧表面或者位于边柱的柱体外侧上的预留凹槽内，所述预应力筋锚头6.1与后张无粘结预应力钢筋束6伸出柱外的部分锚固连接。
所述预制钢筋混凝土柱1与顶部现浇叠合钢筋混凝土层3.2之间通过贯穿预制钢筋混凝土柱1并锚入顶部现浇叠合钢筋混凝土层3.2的耗能钢筋7锚固连接。耗能钢筋根据无粘结部位的不同分为在柱体内无粘结和柱体外无粘结的两种形式。
实施例一如图3和图4所示，所述耗能钢筋为柱体内无粘结钢筋7.1，所述预制钢筋混凝土柱1与顶部现浇叠合钢筋混凝土层3.2连接的高度范围内的柱体内设有与柱预应力孔道1.1平行、贯通柱体的柱耗能钢筋孔道1.2，所述柱耗能钢筋孔道1.2与沿柱体的高度方向上交叉错开布置为空间垂直的两层，所述耗能钢筋7穿入柱耗能钢筋孔道1.2内、沿预制钢筋混凝土柱1的柱体高度方向上交叉错开布置为空间垂直的两层，所述耗能钢筋部分贯穿该柱耗能钢筋孔道1.2的同时另一部分锚入顶部现浇叠合钢筋混凝土层3.2内。
若所述预制钢筋混凝土柱1为边柱时，边柱的外侧设置有钢筋柱外锚板7.1a，钢筋柱外锚板7.1a紧靠边柱的外侧表面，所述柱体内无粘结钢筋7.1与钢筋柱外锚板7.1a为焊接或螺纹连接。
实施例二如图3和图5所示，所述耗能钢筋为柱体外无粘结钢筋7.2，包括柱内锚固段7.2a、柱外无粘结段7.2b和柱外有粘结段7.2c，所述预制钢筋混凝土柱1的柱体上、与顶部现浇叠合钢筋混凝土层3.2连接的高度范围内的柱体边部内埋设有耗能钢筋锥螺纹连接接头8，所述柱内锚固段7.2a和柱外无粘结段7.2b通过该耗能钢筋锥螺纹连接接头8在柱边机械连接接长，所述柱外无粘结段7.2b和柱外有粘结段7.2c为连续的钢筋。所述预制钢筋混凝土柱1的柱内设有钢筋锚板9，柱内锚固段7.2a沿此钢筋锚板分开并分别固定在钢筋锚板9的两侧。
若所述预制钢筋混凝土柱1为边柱时，柱内锚固段7.2a的端部在柱内弯折锚固。
参见图2所示，所述预制钢筋混凝土柱1的底层柱的底部外侧设有柱脚，该柱脚与基础5之间连接有可替换的柱脚耗能器10，所述柱脚耗能器10是小型屈曲约束支撑、金属耗能器或粘滞阻尼器。
参见图9和图10所示，所述底部预制板3.1是空心楼板，该空心楼板是预制圆孔板、预制异形孔板、SP或SD板，所述叠合楼板3内设有附加钢筋3.4，该附加钢筋位于空心楼板的孔洞内或设置在底部预制板3.1的板间缝隙处并浇筑在现浇叠合钢筋混凝土层3.2之中。
所述底部预制板沿其长度方向的板端搭接在与该板端垂直的相邻两个预制钢筋混凝土梁上，搭接长度不小于60mm，底部预制板沿其宽度方向的板端侧面平齐于与该板端平行的预制钢筋混凝土梁的侧面。
本发明提出的柱贯通装配式预应力混凝土框架体系的外挂预制墙板采用保温、结构和装饰一体化的大型轻骨料微孔混凝土外挂板，外挂预制墙板与预制混凝土叠合梁之间的连接构造为干式连接构造或湿式连接构造。
参见图11-13所示，所述干式连接构造包括上层外挂预制墙板4.1、下层外挂预制墙板4.2、底部预制板3.1、顶部现浇叠合钢筋混凝土层3.2、连接上层外挂预制墙板与顶部现浇叠合钢筋混凝土层之间的第一转动支撑组件16、连接下层外挂预制墙板与底部预制板之间的第二转动支撑组件17、埋设于顶部现浇叠合钢筋混凝土层边部的钢牛腿可调高度组件18以及与钢牛腿可调高度组件顶紧连接预埋在上层外挂预制墙板底部的竖向支撑组件19。外挂预制墙板在主体结构施工完毕后安装。第一转动支撑组件16和第二转动支撑组件17的结构相同。
其中，第一转动支撑组件16和第二转动支撑组件17用于外挂预制墙板的平面外位移，并保证外挂预制墙板平面内的转动；外挂预制墙板的下端设置有竖向支撑组件19，竖向支撑组件19放置在钢牛腿可调高度组件18上，用于支撑并调节外挂预制墙板的标高；钢牛腿可调高度组件18包括埋入主体结构的预埋部和外露于主体结构侧部的可调牛腿露出部，可调牛腿露出部上下可调顶紧竖向支撑组件19。
这种柱贯通装配式预应力混凝土框架体系的施工方法，参见图1-9所示，施工步骤如下：
步骤一，在工厂中生产预制构件：生产预制钢筋混凝土柱1、底部预制板3.1和外挂预制墙板4，所述预制钢筋混凝土柱1的接长设计位置避开梁柱节点处，根据生产和吊装条件确定预制钢筋混凝土柱1的预制高度，预制高度为单层或多层结构的高度；
步骤二，安装临时支撑牛腿：在预制钢筋混凝土柱1上、待安装的预制钢筋混凝土梁2的底部位置安装临时支撑牛腿12以托住待安装的预制钢筋混凝土梁2；
步骤三，安装预制钢筋混凝土柱：
a、当预制钢筋混凝土柱1为底层柱时，在底层柱的底部与基础之间的水平接缝连接通过钢筋套筒灌浆连接或螺栓连接，在底层柱的底部外侧的柱脚1.3内竖向穿入使其与基础连接的柱脚耗能器10，调整底层柱的轴线位置及垂直度后达到要求强度；
b、当预制钢筋混凝土柱1为标准层柱时，在标准层柱的底部与该标准层的下层柱之间的水平接缝连接通过钢筋套筒灌浆连接或螺栓连接，调整标准层柱的轴线位置及垂直度后达到要求强度；
步骤四，安装预制钢筋混凝土梁：在临时支撑牛腿12上安装预制钢筋混凝土梁2；
步骤五，在预制钢筋混凝土柱1的柱预应力孔道1.1与预制钢筋混凝土梁2的梁预应力孔道2.1内穿入后张无粘结预应力钢筋束6；
步骤六，在步骤五中形成的梁柱接缝处灌入粘结砂浆11填缝灌实粘结，所述梁柱接缝的宽度为10mm-30mm，粘结砂浆为聚合物砂浆；
步骤七，待粘结砂浆11达到要求强度后，张拉后张无粘结预应力钢筋束6，初步形成稳定承载体系；
步骤八，在底部预制板3.1上铺设耗能钢筋7、附加钢筋3.4和叠合楼板的板体钢筋网片3.3，附加钢筋3.4和板体钢筋网片3.3的直径和间距由设计确定；
步骤九，重复步骤二至步骤八，在此期间在底部预制板3.1上浇筑顶部现浇叠合钢筋混凝土层3.2，所述顶部现浇叠合钢筋混凝土层的厚度为40mm-150mm；
步骤十，安装外挂预制墙板4：所述外挂预制墙板4与预制钢筋混凝土梁2采用干式连接，并设置临时斜撑，干式连接的外挂预制墙板4随层安装或者最后统一安装；
步骤十一、调整外挂预制墙板4的轴线位置和标高。
参见图14-16所示，所述湿式连接构造包括上层外挂预制墙板4.1、下层外挂预制墙板4.2、底部预制板3.1、顶部现浇叠合钢筋混凝土层3.2、连接上下两层外挂预制墙板的滑动支撑组件13、上层外挂预制墙板4.1与顶部现浇叠合钢筋混凝土层之间3.2可调连接的高度调节支撑组件14以及锚固下层外挂预制墙板4.2与顶部现浇叠合钢筋混凝土层3.2之间的挂板外伸钢筋15。外挂预制墙板与主体结构同时施工。
其中，滑动支撑组件用于限制外挂预制墙板的平面外位移，并保证外挂预制墙板平面内的平动；高度调节支撑组件用于安装阶段临时调整外挂预制墙板的标高；挂板外伸钢筋预埋在外挂预制墙板，外伸的部分与顶部现浇叠合钢筋混凝土层浇筑为一体。
当外挂预制墙板4与预制钢筋混凝土梁2采用湿式连接时，需要调换施工步骤十、步骤十一插入步骤七与步骤八之间。
这种柱贯通装配式预应力混凝土框架体系的施工方法，施工步骤如下：
步骤一，在工厂中生产预制构件：生产预制钢筋混凝土柱1、底部预制板3.1和外挂预制墙板4，所述预制钢筋混凝土柱1的接长设计位置避开梁柱节点处，根据生产和吊装条件确定预制钢筋混凝土柱1的预制高度，预制高度为单层或多层结构的高度；
步骤二，安装临时支撑牛腿：在预制钢筋混凝土柱1上、待安装的预制钢筋混凝土梁2的底部位置安装临时支撑牛腿12以托住待安装的预制钢筋混凝土梁2；
步骤三，安装预制钢筋混凝土柱：
a、当预制钢筋混凝土柱1为底层柱时，在底层柱的底部与基础之间的水平接缝连接通过钢筋套筒灌浆连接或螺栓连接，在底层柱的底部外侧的柱脚1.3内竖向穿入使其与基础连接的柱脚耗能器10，调整底层柱的轴线位置及垂直度后达到要求强度；
b、当预制钢筋混凝土柱1为标准层柱时，在标准层柱的底部与该标准层的下层柱之间的水平接缝连接通过钢筋套筒灌浆连接或螺栓连接，调整标准层柱的轴线位置及垂直度后达到要求强度；
步骤四，安装预制钢筋混凝土梁：在临时支撑牛腿12上安装预制钢筋混凝土梁2；
步骤五，在预制钢筋混凝土柱1的柱预应力孔道1.1与预制钢筋混凝土梁2的梁预应力孔道2.1内穿入后张无粘结预应力钢筋束6，初步形成稳定承载体系；
步骤六，在步骤五中形成的梁柱接缝处灌入粘结砂浆11填缝灌实粘结，所述梁柱接缝的宽度为10mm-30mm，粘结砂浆为聚合物砂浆；
步骤七，待粘结砂浆11达到要求强度后，张拉后张无粘结预应力钢筋束6；
步骤八，安装外挂预制墙板4：所述外挂预制墙板4与预制钢筋混凝土梁2采用湿式连接，并设置临时斜撑，湿式连接的外挂预制墙板4随层安装；
步骤九、调整外挂预制墙板4的轴线位置和标高；
步骤十，在底部预制板3.1上铺设耗能钢筋7、附加钢筋3.4和叠合楼板的板体钢筋网片3.3，附加钢筋3.4和板体钢筋网片3.3的直径和间距由设计确定；
步骤十一，重复步骤二至步骤十，在此期间在底部预制板3.1上浇筑顶部现浇叠合钢筋混凝土层3.2，所述顶部现浇叠合钢筋混凝土层的厚度为40mm-150mm。
Claims (10)
1.一种柱贯通装配式预应力混凝土框架体系，包括基础（5）、预制钢筋混凝土柱（1）、预制钢筋混凝土梁（2）、叠合楼板（3）和外挂预制墙板（4），所述叠合楼板（3）包括底部预制板（3.1）和顶部现浇叠合钢筋混凝土层（3.2），其特征在于：
所述预制钢筋混凝土柱（1）的柱体上、与预制钢筋混凝土梁（2）连接处的高度范围内开有贯通柱体的柱预应力孔道（1.1），所述柱预应力孔道（1.1）沿柱体的高度方向上交叉错开布置为空间垂直的两层，
所述预制钢筋混凝土梁（2）的梁体上、与预制钢筋混凝土柱（1）连接处的高度范围内、沿梁体的长度方向上开有贯通梁体的单根梁预应力孔道（2.1），所述梁预应力孔道（2.1）与相应的柱预应力孔道（1.1）尺寸相同并对齐设置，所述预制钢筋混凝土柱（1）与预制钢筋混凝土梁（2）之间通过在柱预应力孔道（1.1）与梁预应力孔道（2.1）内穿入连续的后张无粘结预应力钢筋束（6）上施加的预应力连接，同时预制钢筋混凝土柱（1）与预制钢筋混凝土梁（2）的梁柱接缝处通过灌入粘结砂浆（11）填缝粘结,
所述预制钢筋混凝土柱（1）与顶部现浇叠合钢筋混凝土层（3.2）之间通过贯穿预制钢筋混凝土柱（1）并锚入顶部现浇叠合钢筋混凝土层（3.2）的耗能钢筋（7）锚固连接。
2.根据权利要求1所述的柱贯通装配式预应力混凝土框架体系，其特征在于：所述耗能钢筋为柱体内无粘结钢筋（7.1），所述预制钢筋混凝土柱（1）与顶部现浇叠合钢筋混凝土层（3.2）连接的高度范围内的柱体内设有与柱预应力孔道（1.1）平行、贯通柱体的柱耗能钢筋孔道（1.2），所述柱耗能钢筋孔道（1.2）与沿柱体的高度方向上交叉错开布置为空间垂直的两层，所述耗能钢筋（7）穿入柱耗能钢筋孔道（1.2）内、沿预制钢筋混凝土柱（1）的柱体高度方向上交叉错开布置为空间垂直的两层，所述耗能钢筋部分贯穿该柱耗能钢筋孔道（1.2）的同时另一部分锚入顶部现浇叠合钢筋混凝土层（3.2）内。
3.根据权利要求1所述的柱贯通装配式预应力混凝土框架体系，其特征在于：所述耗能钢筋为柱体外无粘结钢筋（7.2），包括柱内锚固段（7.2a）、柱外无粘结段（7.2b）和柱外有粘结段（7.2c），
所述预制钢筋混凝土柱（1）的柱体上、与顶部现浇叠合钢筋混凝土层（3.2）连接的高度范围内的柱体边部内埋设有耗能钢筋锥螺纹连接接头（8），
所述柱内锚固段（7.2a）和柱外无粘结段（7.2b）通过该耗能钢筋锥螺纹连接接头（8）在柱边机械连接接长在柱边机械连接接长，所述柱外无粘结段（7.2b）和柱外有粘结段（7.2c）为连续的钢筋。
4.根据权利要求3所述的柱贯通装配式预应力混凝土框架体系，其特征在于：所述预制钢筋混凝土柱（1）的柱内设有钢筋锚板（9），柱内锚固段（7.2a）沿此钢筋锚板分开并分别固定在钢筋锚板（9）的两侧。
5.根据权利要求1所述的柱贯通装配式预应力混凝土框架体系，其特征在于：所述预制钢筋混凝土柱（1）的底层柱的底部设有柱脚（1.3），该柱脚与基础（5）之间连接有可替换的柱脚耗能器（10），所述柱脚耗能器（10）是小型屈曲约束支撑、金属耗能器或粘滞阻尼器。
6.根据权利要求2所述的柱贯通装配式预应力混凝土框架体系，其特征在于：所述预制钢筋混凝土柱（1）中的边柱的外侧设置有钢筋柱外锚板（7.1a），钢筋柱外锚板（7.1a）紧靠边柱的外侧表面，所述柱体内无粘结钢筋（7.1）与钢筋柱外锚板（7.1a）为焊接或螺纹连接。
7.根据权利要求1-3任意一项所述的柱贯通装配式预应力混凝土框架体系，其特征在于：所述预制钢筋混凝土柱（1）中的边柱的外侧设置有预应力筋锚头（6.1），所述预应力筋锚头（6.1）紧靠边柱的外侧表面或者位于边柱的柱体外侧上的预留凹槽内，所述预应力筋锚头（6.1）与后张无粘结预应力钢筋束（6）伸出柱外的部分锚固连接。
8.根据权利要求1所述的柱贯通装配式预应力混凝土框架体系，其特征在于：所述底部预制板（3.1）是空心楼板，该空心楼板是预制圆孔板、预制异形孔板、SP或SPD板，所述叠合楼板（3）内设有附加钢筋（3.4），该附加钢筋位于空心楼板的孔洞内或设置在底部预制板（3.1）的板间缝隙处并浇筑在现浇叠合钢筋混凝土层（3.2）之中。
9.一种根据权利要求1-8任意一项所述的柱贯通装配式预应力混凝土框架体系的施工方法，其特征在于，施工步骤如下：
步骤一，在工厂中生产预制构件：生产预制钢筋混凝土柱（1）、底部预制板（3.1）和外挂预制墙板（4），所述预制钢筋混凝土柱（1）的接长设计位置避开梁柱节点处，根据生产和吊装条件确定预制钢筋混凝土柱（1）的预制高度，预制高度为单层或多层结构的高度；
步骤二，安装临时支撑牛腿：在预制钢筋混凝土柱（1）上、待安装的预制钢筋混凝土梁（2）的底部位置安装临时支撑牛腿（12）以托住待安装的预制钢筋混凝土梁（2）；
步骤三，安装预制钢筋混凝土柱：
a、当预制钢筋混凝土柱（1）为底层柱时，在底层柱的底部与基础之间的水平接缝连接通过钢筋套筒灌浆连接或螺栓连接，在底层柱的底部外侧的柱脚（1.3）内竖向穿入使其与基础连接的柱脚耗能器（10），调整底层柱的轴线位置及垂直度后达到要求强度；
b、当预制钢筋混凝土柱（1）为标准层柱时，在标准层柱的底部与该标准层的下层柱之间的水平接缝连接通过钢筋套筒灌浆连接或螺栓连接，调整标准层柱的轴线位置及垂直度后达到要求强度；
步骤四，安装预制钢筋混凝土梁：在临时支撑牛腿（12）上安装预制钢筋混凝土梁（2）；
步骤五，在预制钢筋混凝土柱（1）的柱预应力孔道（1.1）与预制钢筋混凝土梁（2）的梁预应力孔道（2.1）内穿入后张无粘结预应力钢筋束（6）；
步骤六，在步骤五中形成的梁柱接缝处灌入粘结砂浆（11）填缝灌实粘结；
步骤七，待粘结砂浆（11）达到要求强度后，张拉后张无粘结预应力钢筋束（6）；
步骤八，在底部预制板（3.1）上铺设耗能钢筋（7）、附加钢筋（3.4）和叠合楼板的板体钢筋网片（3.3），附加钢筋（3.4）和板体钢筋网片（3.3）的直径和间距由设计确定；
步骤九，重复步骤二至步骤八，在此期间在底部预制板（3.1）上浇筑顶部现浇叠合钢筋混凝土层（3.2）；
步骤十，安装外挂预制墙板（4）：所述外挂预制墙板（4）与预制钢筋混凝土梁（2）采用干式连接，并设置临时斜撑，干式连接的外挂预制墙板（4）随层安装或者最后统一安装；
步骤十一、调整外挂预制墙板（4）的轴线位置和标高。
10.根据权利要求1-8所述的柱贯通装配式预应力混凝土框架体系的施工方法，其特征在于，施工步骤如下：
步骤一，在工厂中生产预制构件：生产预制钢筋混凝土柱（1）、底部预制板（3.1）和外挂预制墙板（4），所述预制钢筋混凝土柱（1）的接长设计位置避开梁柱节点处，根据生产和吊装条件确定预制钢筋混凝土柱（1）的预制高度，预制高度为单层或多层结构的高度；
步骤二，安装临时支撑牛腿：在预制钢筋混凝土柱（1）上、待安装的预制钢筋混凝土梁（2）的底部位置安装临时支撑牛腿（12）以托住待安装的预制钢筋混凝土梁（2）；
步骤三，安装预制钢筋混凝土柱：
a、当预制钢筋混凝土柱（1）为底层柱时，在底层柱的底部与基础之间的水平接缝连接通过钢筋套筒灌浆连接或螺栓连接，在底层柱的底部外侧的柱脚（1.3）内竖向穿入使其与基础连接的柱脚耗能器（10），调整底层柱的轴线位置及垂直度后达到要求强度；
b、当预制钢筋混凝土柱（1）为标准层柱时，在标准层柱的底部与该标准层的下层柱之间的水平接缝连接通过钢筋套筒灌浆连接或螺栓连接，调整标准层柱的轴线位置及垂直度后达到要求强度；
步骤四，安装预制钢筋混凝土梁：在临时支撑牛腿（12）上安装预制钢筋混凝土梁（2）；
步骤五，在预制钢筋混凝土柱（1）的柱预应力孔道（1.1）与预制钢筋混凝土梁（2）的梁预应力孔道（2.1）内穿入后张无粘结预应力钢筋束（6）；
步骤六，在步骤五中形成的梁柱接缝处灌入粘结砂浆（11）填缝灌实粘结；
步骤七，待粘结砂浆（11）达到要求强度后，张拉后张无粘结预应力钢筋束（6）；
步骤八，安装外挂预制墙板（4）：所述外挂预制墙板（4）与预制钢筋混凝土梁（2）采用湿式连接，并设置临时斜撑，湿式连接的外挂预制墙板（4）随层安装；
步骤九、调整外挂预制墙板（4）的轴线位置和标高；
步骤十，在底部预制板（3.1）上铺设耗能钢筋（7）、附加钢筋（3.4）和叠合楼板的板体钢筋网片（3.3），附加钢筋（3.4）和板体钢筋网片（3.3）的直径和间距由设计确定；
步骤十一，重复步骤二至步骤十，在此期间在底部预制板（3.1）上浇筑顶部现浇叠合钢筋混凝土层（3.2）。
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