CN107587605A - 一种全预制预应力装配式结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于土木技术领域，涉及一种全预制预应力装配式结构及其施工方法，其特征在于：结构主体形式为框架结构，柱，梁，板，门窗，墙体，楼梯全部为工厂预制生产。按照总设计图纸在所需的柱、梁、板开设槽和洞口，不仅保证构件质量，而且在施工现场可以省去繁琐的支模，养护，拆卸等缺点，达到省工、效率高、质量好、轻便且施工无污染等优点。对比于现行一些装配式结构，其特征在于：整体装配性和稳定性好，同等承载力设计值要求下，所需的截面尺寸较小，抗震性能可得到保证等。本发明产品绿色、节能、降耗，符合建筑业可持续发展战略要求，可广泛适用于各种多、高层框架结构，具有很好的经济和社会效益。

Description

一种全预制预应力装配式结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及土木工程领域，涉及一种全预制预应力装配式结构及其施工方法。

背景技术

长期以来，建筑业的劳动生产率提高速度慢，与其他行业和国外同行业相比，大多数企业施工技术比较落后，施工效率低，劳动强度大，工程质量和安全事故居高不下，工程质量通病屡见不鲜，建设成本不断增大。在城镇化和城市现代化的进程中，建筑业企业必须从提高施工工效、加快工程进度、降低劳动者工作强度的角度出发，在全面提升施工技术水平上下功夫，尽快接近和赶上国外先进施工技术水平。要实现建筑业的现代化，必须走工业化的道路，依靠科技进步，用设计标准化、构件部品化、施工机械化、管理信息化来实现建筑业的现代化。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种高效、便捷、整体好的预制结构和装配方法，工厂模数化生产设计，现场直接进行简单的组合后进行一些防水的措施就可完成主体工程，不仅保证构件质量，而且施工现场可以省去繁琐的支模，养护，拆卸，，达到省时、效率高、质量好、轻便、施工无污染等优点。大大缩短了工期和节省了大量的人力、物力等资源。

为了解决上述问题及实现上述要求，本发明采取如下技术解决方案。

（1）一种全预制预应力装配式结构及其施工方法，所述装配式结构中预制节点柱，设有预应力孔道，插筋孔洞，插筋，梁连预应力孔道，柱端凹槽，柱侧凹槽，预埋角钢；预制梁，设有柱连预应力孔道，梁侧凹槽，梁端凹槽，板连孔洞；钢筋混凝土板，设有弯头钢筋，钢筋凸键。外墙侧预留封浆槽，柱柱节点，梁柱节点。

（2）本装配式结构主要通过对梁施加预应力和梁的构造设计将梁固定在立柱上，柱通过柱节点上的构造设计和完成后的整体柱垂直施工预应力保证整体稳定性，板通过预留弯头钢筋插入梁中，使之与梁成为一体协同受力。预制墙体则通过板上的预埋钢筋凸键和柱上设置滑槽将其嵌入结构中，可以将两侧设置减震弹簧或者铅芯橡胶阻尼器于墙体上提高抗震性能。

（3）本装配结构的防水做法为预设宽缝，在整体结构张拉完成后，用砂浆完成盖缝。由于所述的缝宽为人工预设、后期整体浇注和缝内受到残余预应力挤压，因此比其他预制结构节点防水处理构造更加可靠。

（4）本装配结构为分段施加预应力，采取措施为在所需要分段施工的位置施加本发明内的半固定式锚具。锚具沿厚度方向一半位于柱侧凹槽，另一半位于梁端凹槽内，为预应力钢筋松弛后与预埋角钢共同提供强度。

（5）本装配结构由于柱节点的组合位置位于每层的中间位置，根据结构力学对于框架模型的计算可知，每层柱中心位置为反弯点，承受弯矩为0的位置，本结构巧妙运用这条规格，使得结合处基本只承受轴力作用，避免了结合处受弯矩破坏的影响。

（6）本装配结构梁的预应力筋可以为预应力螺纹钢筋或者钢绞线形式，柱预应力筋应为钢绞线形式。

本发明具有以下优点。

（1）不仅保证构件质量，而且在施工现场可以省去繁琐的支模，养护，拆卸，施工污染等缺点，达到省时、效率高、质量好、轻便等优点。

（2）整体装配性和稳定性好，同等承载力设计值要求下，所需的截面尺寸较小，抗震性能得到保证等。

（3）绿色、节能、降耗，符合建筑业可持续发展战略要求。

附图说明

图1是节点柱三维示意图。

图2是钢筋混凝土梁三维示意图。

图3是钢筋混凝土梁的俯视和侧视示意图。

图4是钢筋混凝土板的三维示意图。

图5是柱节点组合示意图。

图6是梁柱组合节点示意图。

图7是梁板组合节点示意图。

图8半固定端锚具平面示意图。

图9整体单元装配过程平面示意图。

图10整体装配竣工示意图。

其中1.节点柱、2.预应力孔道、3.插筋孔洞、4.插筋、5.梁连预应力孔道、6.预埋角钢、7.预制梁、8.柱连预应力孔道、9.板连孔洞、10.钢筋混凝土板、11.弯头钢筋、12.钢筋凸键、13.柱侧凹槽、14.梁端凹槽、15.半固定端锚具、16.柱端凹。

具体实施方式

（1）一种全预制预应力装配式结构及其施工方法，所述装配式结构中预制节点柱1，设有预应力孔道2，插筋孔洞3，插筋4，梁连预应力孔道5，柱端凹槽17，柱侧凹槽13，预埋角钢6；预制梁7，设有柱连预应力孔道8，梁侧凹槽20，梁端凹槽14，板连孔洞9；钢筋混凝土板10，设有弯头钢筋11，钢筋凸键12。外墙侧预留封浆槽16，柱柱节点18，梁柱节点19。

（2）本装配式结构主要通过对梁施加预应力和梁的构造设计将梁固定在立柱上，柱通过柱节点上的构造设计和完成后的整体柱垂直施工预应力保证整体稳定性，板通过预留弯头钢筋插入梁中，使之与梁成为一体协同受力。预制墙体则通过板上的预埋钢筋凸键和柱上设置滑槽将其嵌入结构中，可以将两侧设置减震弹簧或者铅芯橡胶阻尼器16于墙体上提高抗震性能。

（3）本装配结构的防水做法为预设宽缝，在整体结构张拉完成后，用砂浆完成盖缝。由于所述的缝宽为人工预设、后期整体浇注和缝内受到残余预应力挤压，因此比其他预制结构节点防水处理构造更加可靠。

（4）本装配结构为分段施加预应力，采取措施为在所需要分段施工的位置施加本发明内的半固定式锚具。锚具沿厚度方向一半位于柱侧凹槽13，另一半位于梁端凹槽14内，为预应力钢筋松弛后与预埋角钢6共同提供强度。

（5）本装配结构由于柱节点的组合位置位于每层的中间位置，根据结构力学对于框架模型的计算可知，每层柱中心位置为反弯点，承受弯矩为0的位置，本结构巧妙运用这条规格，使得结合处基本只承受轴力作用，避免了结合处受弯矩破坏的影响。

（6）本装配结构梁的预应力筋可以为预应力螺纹钢筋或者钢绞线形式，柱预应力筋应为钢绞线形式。

以下结合具体实施例对本发明做进一步的描述,进行房屋的建筑设计，按照施工图进行工厂预制柱、梁、墙等构件的浇筑。工厂标准养护达到强度后，运送至施工现场。

实施例1：现浇楼板装配式预应力结构。

基础按照设计要求浇筑完成后，在各柱基础中心线处，将钢绞线固定于基础的预埋件上，为之后的柱体施加预应力提供固定端。之后再开始吊装底层节点柱，吊装相邻跨的梁构件时，采取以下两种施工工艺：从边角向中心扩散布置，或从中心向边扩散布置。

边角向中心布置：角柱1a装配完成后，运送横纵向相邻一跨的梁构件a、b至层高处，一端架设在柱上预埋角钢6上，另一端先用设备固定住。再架设与纵轴和横轴相邻的两根节点立柱2a、3a，在此之前，在立柱2a、3a上靠近角柱的梁连预应力孔道5上穿设半固定锚具。接下来在梁连预应力孔道5穿设预应力筋，预应力筋需穿过之前柱上的半固定锚具的圆孔。两端张拉后在两端用锚具固定，该锚具置于柱侧凹槽13内，解除之前的梁端固定设备进行下一组的装配。进行节点柱4的装配时，梁c、d先通过之前在节点柱2a、3a上的半固定锚具的预应力筋，将梁架一端架设在2a、3a柱的预埋角钢6上，另一端用设备固定住。再将沿梁c、d方向穿设好半固定锚具的节点柱4a装配就位，之后进行梁c、d两端张拉，锚具固定。一个梁柱方形单元就装配完成，再将上述步骤重复操作，即可完成整层的装配。

本层梁柱装配完成后再梁顶进行板的湿作业，在梁的板连孔洞9处设置钢筋与板筋连接整体现浇，待板的强度达到一定程度后即可进行下一层的装配。

相邻层的装配在完成底层所有构件的装配后，将1b安设在1a上，使得1a顶端的插筋孔洞3与1b底部的插筋4相互咬合，水泥砂浆灌缝处理后完成固定，按照第一层的类似装配方法即可同样完成第二层的装配和板的浇筑，最终完成主体结构的预应力装配。

在整体结构装配完成后，在顶层节点柱上进行柱体的预应力张拉锚固，完成节点柱的紧密结合，之后将其所有外表面的预设宽缝进行水泥砂浆的灌缝处理完成结构防水。

中心向边布置：与上述固定原则是一致的，但基于工期和场地的要求不同可以采取如下实施方式。

选取整体结构中心的立柱1a，四周所有的梁连预应力孔道5穿设半固定锚具，对角交替穿插，置于基础上。同时进行四根梁的架设，梁a，b，c，d分别穿过所在的半固定锚具筋，架设在柱1a的预埋角钢6上，另一端用四台设备进行固定。再将周围的立柱2a、3a、4a、5a靠近柱1a的梁连预应力孔道5上穿设半固定锚具，并放置于基础中。接下来即可两端张拉梁a、b、c、d后在两端用锚具固定，该锚具置于柱侧凹槽13内。解除之前的梁端固定设备，完成十字单元装配。之后的布置如上述步骤重复操作合参照边向中心布置方法既可完成整体装配和结构防水处理。

实施例2：预制楼板（带门窗墙体）装配式预应力结构。

前期工序与实例1相同，直到完成梁柱体系的装配。梁柱体系的装配方法也可采取上述边向中心和中心向边两种施工工艺，接下来再进行预制板与梁的装配，采取如下方法：将预制板的弯头钢筋对其插入梁中的板连孔洞9，在两的底端进行弯头钢筋的基本固定即可完成梁板的组合。接下来如果还有预制的墙体，将墙体构件由上而下沿着柱侧滑槽将墙体嵌入板上，同时板上的钢筋凸键12对墙体的下部起固定作用。完成底层的整体装配，对于相邻层的装配方法，参照本层梁板墙装配方法和实例一的梁柱装配方法即可完成相邻层的整体装配。直至结构整体完成装配。

在整体结构装配完成后，在顶层节点柱上进行柱体的预应力张拉锚固，完成节点柱的紧密结合，之后将其所有外表面的预设宽缝进行水泥砂浆的灌缝处理完成结构防水。本实例方法能更加满足快速拼装的要求，基本上脱离湿作业工序。具有很好的应用前景。

Claims (7)

1.一种全预制预应力装配式结构，其特征在于：本装配式结构中预制节点柱1设有预应力孔道2，插筋孔洞3，插筋4，梁连预应力孔道5，柱端凹槽16，柱侧凹槽13，预埋角钢6；预制梁7设有柱连预应力孔道8，梁端凹槽14，板连孔洞9；钢筋混凝土板10设有弯头钢筋11，钢筋凸键12。

2.根据权利要求1所述的一种全预制预应力装配式结构，其特征在于：所述所有的预应力孔道建议孔径为50mm，普通孔道为30mm。

3.根据权利要求1所述的一种全预制预应力装配式结构，其特征在于：半固定锚具15为两孔锚固式，其中一孔洞已经固结预应力筋14，固结筋长度为每跨长度再加1m，成为一跨的张拉固定端；另外一孔洞等待相邻跨预应力梁筋的张拉。

4.根据权利要求所述的一种全预制预应力装配式结构，其特征在于：柱侧凹槽13，梁端凹槽14的开槽深度为半固定端锚具15厚度的一半，开槽形状与所选用的锚具形状像吻合，锚具形状不定。

5.一种全预制预应力装配式结构的其施工方法，其特征在于：所述钢筋混凝土节点柱1的每节长度为设计层高，其中每根立柱最底层一节为1.5倍层高，并且最底层节柱与基础固结设计可按照普通房屋结构设计；

预应力孔道2需要提前在基础处施加预埋件作为张拉的固定端，柱施加预应力在整根立柱连接完成后进行；

梁通过孔道5和柱连预应力孔道8沿梁所在方向对齐且全长贯通，开孔中心点位于梁截面中性轴处，在两端进行后张法施工固定，当跨数不多时，可沿建筑物通长张拉；当跨数较多时，可沿一跨或者几跨分段张拉；

预埋角钢6所在平面内可开设一圆孔与上方板件的弯头钢筋相互贯穿。

6.根据权利要求5所述的一种全预制预应力装配式结构的施工方法，其特征在于：所述钢筋混凝土板10，若为内板，四端伸出距离为梁宽的一半；若为边板或者角板，该段伸出长度为梁宽。

7.根据权利要求5所述的一种全预制预应力装配式结构的施工方法，其特征在于：所述所有结构相互连接的部位如果与外界环境直接接触时，需在单个构件连接处设置宽为100mm，深为20mm的凹槽，凹槽的填充材料为水泥砂浆或者混合砂浆，并且统一在整体结构拼装完成后进行。