CN109113171A - 一种新型螺栓连接预制混凝土框架结构 - Google Patents
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Abstract
本发明的新型螺栓连接预制混凝土框架结构，包括多个预制混凝土柱、多个预制混凝土梁、多个预制混凝土板、后浇混凝土叠合层、多个混凝土节点区，预制混凝土柱的上端具有露出混凝土的多个纵向钢筋，下端设置有多个与外界连通的混凝土柱连接预留孔道，预制混凝土梁的两端分别设置有多个与外界连通的混凝土梁连接预留孔道，预制混凝土梁与混凝土节点区通过多个设置在混凝土梁连接预留孔道内的高强度螺栓进行连接，预制混凝土板设置在相对设置的两个预制混凝土梁上，后浇混凝土叠合层设置在预制混凝土板及混凝土节点区上，下层预制混凝土柱的多个纵向钢筋进入混凝土柱连接预留孔道内与下层预制混凝土柱通过多个连接件进行连接。
Description
技术领域
本发明属于土木工程技术领域，具体涉及一种新型螺栓连接预制混凝土框架结构。
背景技术
预制混凝土框架结构施工速度快、质量好、可大量节省模板和支撑，具有显著的节能减排特点，同时能够实现大跨度，满足用户大开间的要求，是一种符合工业化建筑发展需求的结构形式。
现有的预制混凝土框架结构体系有世构体系、PRESSS体系和预压装配式混凝土框架结构体系。世构体系由预制混凝土柱、预制预应力混凝土叠合梁、板通过现浇混凝土连接而成。其特点在于节点由键槽、U形钢筋和现浇混凝土三部分组成，U形钢筋与预制梁端的预应力筋在键槽即梁端的塑性铰区实现搭接连接，便于采用先张预应力技术。PRESSS体系采用后张无粘结预应力筋和普通钢筋进行连接，预应力筋穿过在梁纵向中轴线位置预留好的预应力筋孔道将柱的两侧横梁连接在一起，梁柱接缝填充砂浆。普通钢筋通过梁上下纵筋位置预留的孔道穿过柱子，并于现场灌浆，也可在部分区段采用无粘结方式。预压装配式混凝土框架结构体系是由后张无粘结预应力拼装的预制预应力混凝土框架结构体系。梁柱均为预制混凝土构件，将预应力筋穿过梁、柱的预留孔道，然后施加预应力。现有预制混凝土框架结构体系中柱的连接通常采用套筒或焊接连接，成本高且施工不便，对构件制作精度要求高。
发明内容
本发明是为了解决上述问题，提出了在制混凝土预框架体系中采用螺栓连接的方案，本发明的目的之一在于提供一种新型螺栓连接预制混凝土框架结构。
本发明提供了一种新型螺栓连接预制混凝土框架结构，具有这样的特征，包括多个预制混凝土柱、多个预制混凝土梁、多个预制混凝土板、后浇混凝土叠合层、多个混凝土节点区以及多个混凝土梁连接灌浆区，其中，底部的多个预制混凝土柱分别竖直地按行设置在地面上，各行相互平行，相邻行且相邻的预制混凝土柱的位置对齐，预制混凝土柱的上端具有露出混凝土的多个纵向钢筋，下端设置有多个与外界连通的混凝土柱连接预留孔道，混凝土节点区设置在预制混凝土柱的上端，混凝土节点区内设置有多根连接钢筋，连接钢筋平行于预制混凝土梁且垂直于预制混凝土柱，连接钢筋的两端露出混凝土且分别设置有螺纹套筒，预制混凝土梁的两端分别设置有多个与外界连通的混凝土梁连接预留孔道，预制混凝土梁与混凝土节点区通过多个设置在混凝土梁连接预留孔道内的高强度螺栓进行连接，混凝土梁连接灌浆区通过安装连接梁灌浆区模板，包括对预制混凝土梁与混凝土节点区之间的间隙进行灌浆，预制混凝土板设置在相对设置的两个预制混凝土梁上，后浇混凝土叠合层设置在预制混凝土板及混凝土节点区上，上层的多个预制混凝土柱分别竖直设置在下层多个预制混凝土柱的上部，下层预制混凝土柱的多个纵向钢筋穿过混凝土节点区后露出后浇混凝土叠合层并进入混凝土柱连接预留孔道内，上层预制混凝土柱与下层预制混凝土柱通过多个纵向钢筋与多个连接件进行连接。
在本发明提供的新型螺栓连接预制混凝土框架结构中，还可以具有这样的特征：其中，混凝土梁连接预留孔道采用PVC管或金属芯模管制成。
另外，在本发明提供的新型螺栓连接预制混凝土框架结构中，还可以具有这样的特征：其中，预制混凝土梁与混凝土节点区连接后，混凝土梁连接预留孔道使用微膨胀混凝土进行灌浆填充处理。
另外，在本发明提供的新型螺栓连接预制混凝土框架结构中，还可以具有这样的特征：其中，混凝土柱连接预留孔道采用PVC管或金属芯模管制成，上层预制混凝土柱与后浇混凝土叠合层之间的接缝以及混凝土柱连接预留孔道使用微膨胀混凝土进行灌浆填充处理。
另外，在本发明提供的新型螺栓连接预制混凝土框架结构中，还可以具有这样的特征：其中，预制混凝土柱包括多个横向箍筋、多根纵向钢筋、多根搭接钢筋，多根纵向钢筋呈矩形设置，多根所示搭接钢筋分别设置在纵向钢筋围成的矩形内，多个横向箍筋设置在纵向钢筋外部周围进行捆绑连接。
另外，在本发明提供的新型螺栓连接预制混凝土框架结构中，还可以具有这样的特征：其中，横向箍筋间距小于50mm。
另外，在本发明提供的新型螺栓连接预制混凝土框架结构中，还可以具有这样的特征：其中，混凝土柱连接预留孔道的一端与外界连通，另一端设置在混凝土柱内，混凝土柱还设置有与混凝土柱连接预留孔道另一端相连通的预留手孔。
另外，在本发明提供的新型螺栓连接预制混凝土框架结构中，还可以具有这样的特征：其中，多个横向箍筋分别设置在预留手孔左右两侧80-120mm范围内。
另外，在本发明提供的新型螺栓连接预制混凝土框架结构中，还可以具有这样的特征：其中，位于预留手孔一侧的横向箍筋的数量为2-5个。
发明的作用与效果
根据本发明所涉及的新型螺栓连接预制混凝土框架结构，因为预制混凝土梁、预制混凝土柱通过连接钢筋、高强螺栓和钢垫板连接起来。预制混凝土柱与预埋在下层结构的连接钢筋通过高强螺母和钢垫板紧固在一起，预制混凝土柱与底部构件之间的接缝和预留孔道灌注高强灌浆料。
所以，本发明的结构具有突出的承载能力和延性，可适用于大开间住宅、公共建筑和工业厂房等，符合我国绿色建筑和工业化建筑的发展战略，具有十分广阔的应用前景。
另外，本发明的新型螺栓连接预制混凝土框架结构具有施工速度快，制作精度要求较低，环境污染小，节约工期和模板等优点，符合住宅产业化的需求。
进一步地，本发明新型螺栓连接预制混凝土框架结构中梁底纵筋不出筋，能提高预制构件运输效率。
附图说明
图1是本发明的实施例中一榀螺栓连接预制混凝土框架结构的两层两跨示意图；
图2是本发明的实施例中预制混凝土框架中节点示意图；
图3是本发明的实施例中明预制混凝土柱截面示意图；以及
图4是本发明的实施例中预制混凝土梁截面示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明的新型螺栓连接预制混凝土框架结构作具体阐述。
实施例
如图1所示，螺栓连接预制混凝土框架结构包括多个预制混凝土柱2、多个预制混凝土梁1、多个预制混凝土板4、后浇混凝土叠合层5、多个混凝土节点区6以及多个混凝土梁连接灌浆区。
底部的多个预制混凝土柱2呈网格状分布，多个预制混凝土柱2分别竖直地按行设置在地面上，各行相互平行，相邻行且相邻的预制混凝土柱2的位置是对齐的。
如图2、3所示，预制混凝土柱2包括8个混凝土柱连接预留孔道8、8个预留手孔7、4个U形箍筋3、6个横向箍筋17、8根纵向钢筋15、16根搭接钢筋13、8个锚固板16。
实施例中，预制混凝土柱2呈方柱体，其断面呈矩形。8根纵向钢筋15呈矩形设置，16根搭接钢筋13分别设置在两根纵向钢筋15之间，6个横向箍筋17设置在纵向钢筋15外部周围进行捆绑连接，预制混凝土柱2的底部，每两根搭接钢筋13的端部设置有锚固板16，用于实现对搭接钢筋13的锚固，U形箍筋3设置在4根搭接钢筋13的外部，用于约束搭接钢筋13避免其受压鼓屈；另外可以增强此区域混凝土的约束，避免此处应力集中，使得混凝土提前破坏导致结构整体失效。
在预制混凝土柱2的上端，8根纵向钢筋15露出混凝土，在露出混凝土的8根纵向钢筋15顶端设置有螺纹。在预制混凝土柱2的下端设置有8个混凝土柱连接预留孔道8，混凝土柱连接预留孔道8采用PVC管或金属芯模管制成，混凝土柱连接预留孔道8的一端与外界连通，另一端设置在预制混凝土柱2内，预制混凝土柱2还设置有与混凝土柱连接预留孔道另一端相连通的预留手孔7，预留手孔7底部距柱底高度由柱内搭接钢筋13锚固长度确定。实施例中，混凝土柱连接预留孔道8采用金属芯模管制成，预留手孔7的数量为8个。
6个横向箍筋17分别设置在预留手孔7左右两侧80-120mm范围内，预留手孔7一侧的横向箍筋17的数量为2-5个，实施例中，6个横向箍筋17分别设置在预留手孔7左右两侧100mm范围内，预留手孔7一侧的横向箍筋17的数量为3个，横向箍筋17间距小于50mm。
混凝土节点区6设置在预制混凝土柱2的上端，混凝土节点区6内设置有多根连接钢筋14，连接钢筋14平行于预制混凝土梁1且垂直于预制混凝土柱2设置，连接钢筋14的两端露出混凝土且分别设置有螺纹套筒11，预制混凝土梁的两端分别设置有多个与外界连通的混凝土梁连接预留孔道12，实施例中，连接钢筋14以及混凝土梁连接预留孔道12的数量为8个。
预制混凝土梁1采用叠合梁构造，预制混凝土梁1的两端分别设置有多个与外界连通的混凝土梁连接预留孔道12以及与该混凝土梁连接预留孔道12连通的手孔，混凝土梁连接预留孔道12采用PVC管或金属芯模管制成，混凝土梁连接预留孔道12的一端设置在预制混凝土梁1的端部且与外界连通，另一端设置在预制混凝土梁1内且与该手孔连通，高强度螺栓9设置在混凝土梁连接预留孔道12内，一端与螺纹套筒11相连，另一端与垫板10、螺母连接。实施例中，混凝土梁连接预留孔道12采用金属芯模管制成，数量为8个。
如图1所示，预制混凝土梁1与混凝土节点区6通过多个设置在混凝土梁连接预留孔道12内的高强度螺栓9进行连接。混凝土梁连接灌浆区通过安装连接梁灌浆区模板，对预制混凝土梁1与混凝土节点区6之间的间隙进行灌浆，预制混凝土梁1与混凝土节点区6连接后，混凝土梁连接预留孔道12和手孔使用微膨胀混凝土进行灌浆填充处理。
预制混凝土板4设置在相对设置的两根预制混凝土梁1上。
如图4所示，后浇混凝土叠合层5设置在预制混凝土板4及混凝土节点区6上，预制混凝土梁1的上部纵筋18设置于后浇混凝土叠合层5并现场绑扎。现场现浇后浇混凝土叠合层5，后浇混凝土叠合层5内具有多个分布钢筋19。底层的预制混凝土柱2上端的8根纵向钢筋15露出混凝土节点区6和后浇混凝土叠合层5。
上层的多个预制混凝土柱2分别竖直设置在下层多个预制混凝土柱2的上部，下层预制混凝土柱2的多个纵向钢筋15进入上层的预制混凝土柱2的混凝土柱连接预留孔道8内，上层预制混凝土柱2与下层预制混凝土柱2通过纵向钢筋15与螺母、垫板10进行螺纹连接。
上层预制混凝土柱2与后浇混凝土叠合层5之间的接缝以及混凝土柱连接预留孔道8使用微膨胀混凝土进行灌浆填充处理。预留手孔7使用微膨胀混凝土进行灌浆填充处理。如此重复操作，直至完成所有的预制混凝土框架结构。
新型螺栓连接预制混凝土框架结构的制作方法，包括如下步骤：
步骤1，在预制混凝土构件工厂完成预制混凝土柱、预制混凝土梁、预制混凝土板的制作，并将各构件编号、运输至施工现场；
步骤2，安装相邻柱网的多根预制混凝土柱，预制混凝土柱与基础采用螺栓连接，并对接缝处及预留孔道进行灌浆，填充预留手孔；
步骤3，安装混凝土节点核心区模板，混凝土节点区内设置有多根连接钢筋，现场浇筑混凝土节点核心区，连接钢筋的两端露出混凝土且分别设置螺纹套筒；
步骤4，起吊前，将高强度螺栓穿入预制梁预留孔道中；
步骤5，在完成预制混凝土柱安装的部位开始安装预制混凝土梁，预制梁架设临时支撑上，并将高强度螺栓一端旋入节点区预埋直螺纹套筒中；
步骤6，在将预制混凝土梁调水平，与预制混凝土柱对中后，拧紧高强螺栓，并对接缝处及预留孔道进行灌浆，填充预留手孔；
步骤7，放置预制混凝土板，将预制板搁置在预制梁和支撑上，控制预制板与预制梁的搭接长度、预制板整体尺寸；
步骤8，绑扎梁顶纵向钢筋，绑扎叠合板内分布钢筋；
步骤9，现场浇筑叠合层；
步骤10，待叠合层混凝土强度达到设计强度的50％后，吊装预制上柱，通过纵向钢筋的螺纹连接形成初步连接，然后对上层预制混凝土柱与底部之间的接缝处及预留孔道进行灌浆，填充预留手孔；
步骤11，重复上述步骤2-步骤10，完成整个预制框架结构的施工。
实施例的作用与效果
根据本实施例所涉及的新型螺栓连接预制混凝土框架结构，因为预制混凝土梁、预制混凝土柱通过连接钢筋、高强螺栓和钢垫板连接起来。预制混凝土柱与预埋在下层结构的连接钢筋通过高强螺母和钢垫板紧固在一起，预制混凝土柱与底部构件之间的接缝和预留孔道灌注高强灌浆料。所以，本发明的结构具有突出的承载能力和延性，可适用于大开间住宅、公共建筑和工业厂房等，符合我国绿色建筑和工业化建筑的发展战略，具有十分广阔的应用前景。
另外，本实施例的新型螺栓连接预制混凝土框架结构具有施工速度快，制作精度要求较低，环境污染小，节约工期和模板等优点，符合住宅产业化的需求。
进一步地，本实施例新型螺栓连接预制混凝土框架结构中梁底纵筋不出筋，能提高预制构件运输效率。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种新型螺栓连接预制混凝土框架结构，其特征在于，包括：
多个预制混凝土柱、多个预制混凝土梁、多个预制混凝土板、后浇混凝土叠合层、多个混凝土节点区以及多个混凝土梁连接灌浆区，
其中，底部的多个所述预制混凝土柱分别竖直地按行设置在地面上，各行相互平行，相邻行且相邻的所述预制混凝土柱的位置对齐，
所述预制混凝土柱的上端具有露出混凝土的多个纵向钢筋，下端设置有多个与外界连通的混凝土柱连接预留孔道，
所述混凝土节点区设置在所述预制混凝土柱的上端，所述混凝土节点区内设置有多根连接钢筋，所述连接钢筋平行于所述预制混凝土梁且垂直于所述预制混凝土柱，所述连接钢筋的两端露出混凝土且分别设置有螺纹套筒，
所述预制混凝土梁的两端分别设置有多个与外界连通的混凝土梁连接预留孔道，所述预制混凝土梁与所述混凝土节点区通过多个设置在所述混凝土梁连接预留孔道内的高强度螺栓进行连接，
所述混凝土梁连接灌浆区通过安装连接梁灌浆区模板，包括对所述预制混凝土梁与所述混凝土节点区之间的间隙进行灌浆，
所述预制混凝土板设置在相对设置的两个所述预制混凝土梁上，
所述后浇混凝土叠合层设置在所述预制混凝土板及所述混凝土节点区上，
上层的多个所述预制混凝土柱分别竖直设置在下层多个所述预制混凝土柱的上部，下层所述预制混凝土柱的多个所述纵向钢筋穿过所述混凝土节点区后露出所述后浇混凝土叠合层并进入所述混凝土柱连接预留孔道内，上层所述预制混凝土柱与下层所述预制混凝土柱通过多个所述纵向钢筋与多个连接件进行连接。
2.根据权利要求1所述的新型螺栓连接预制混凝土框架结构，其特征在于：
其中，所述混凝土梁连接预留孔道采用PVC管或金属芯模管制成。
3.根据权利要求1所述的新型螺栓连接预制混凝土框架结构，其特征在于：
其中，所述预制混凝土梁与所述混凝土节点区连接后，所述混凝土梁连接预留孔道使用微膨胀混凝土进行灌浆填充处理。
4.根据权利要求1所述的新型螺栓连接预制混凝土框架结构，其特征在于：
其中，所述混凝土柱连接预留孔道采用PVC管或金属芯模管制成，上层所述预制混凝土柱与所述后浇混凝土叠合层之间的接缝以及所述混凝土柱连接预留孔道使用微膨胀混凝土进行灌浆填充处理。
5.根据权利要求1所述的新型螺栓连接预制混凝土框架结构，其特征在于：
其中，所述预制混凝土柱包括多个横向箍筋、多根纵向钢筋、多根搭接钢筋，
多根所述纵向钢筋呈矩形设置，多根所示搭接钢筋分别设置在所述纵向钢筋围成的矩形内，多个所述横向箍筋设置在所述纵向钢筋外部周围进行捆绑连接。
6.根据权利要求1所述的新型螺栓连接预制混凝土框架结构，其特征在于：
其中，所述混凝土柱连接预留孔道的一端与外界连通，另一端设置在所述混凝土柱内，所述混凝土柱还设置有与所述混凝土柱连接预留孔道另一端相连通的预留手孔。
7.根据权利要求6所述的新型螺栓连接预制混凝土框架结构，其特征在于：
其中，多个所述横向箍筋分别设置在所述预留手孔左右两侧80-120mm范围内。
8.根据权利要求7所述的新型螺栓连接预制混凝土框架结构，其特征在于：
其中，所述横向箍筋间距小于50mm。
9.根据权利要求1所述的新型螺栓连接预制混凝土框架结构，其特征在于：
其中，位于所述预留手孔一侧的所述横向箍筋的数量为2-5个。
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