CN109469202A - 一种预应力装配整体式混凝土框架结构体系及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

一种预应力装配整体式混凝土框架结构体系及其施工方法,其中,预应力装配整体式混凝土框架结构体系包括预制钢筋混凝土柱、预制预应力混凝土梁、预制预应力混凝土板和浇筑在预制预应力混凝土板上的楼板叠合层;所述预制钢筋混凝土柱上、与预制预应力混凝土梁的连接位置处设有柱第一孔道和柱第二孔道;预制预应力混凝土梁中、靠近底部位置处设有一排先张预应力筋,在预制预应力混凝土梁中设有与柱第一孔道相适应的梁第一孔道和与柱第二孔道相适应的梁第二孔道;预制钢筋混凝土柱与预制预应力混凝土梁的拼缝处填有高强砂浆。本发明解决了传统装配整体式结构体系结构形式复杂、节点连接困难、湿作业量大以及难以满足不同抗震设防区要求的技术问题。

Description

一种预应力装配整体式混凝土框架结构体系及其施工方法
技术领域
本发明属于建筑施工领域,尤其涉及一种预应力装配整体式混凝土框架结构体系及其施工方法。
背景技术
装配式混凝土结构是实现建筑产业现代化的重要结构体系之一,装配式建造方式有利于提高建筑质量和施工效率。常见的预制装配式混凝土结构体系包括:现浇柱预制梁结构体系、现浇节点结构体系、自复位预应力混凝土框架结构体系、装配整体式预应力混凝土框架结构体系等。
现浇柱预制梁结构体系:梁、板构件工厂预制,混凝土柱现浇。预制楼板放置在梁上,在梁和楼板的表面、节点区以及下面一层的柱子位置上布筋,然后浇捣混凝土。这种做法相对于全现浇结构,虽然减少了梁、板模板工程量,但现浇柱施工仍需模板工程,并且梁底外伸的纵向钢筋在节点部分的锚固比较困难,柱的尺寸要略大于梁。还有一个问题是塑性铰可能出现在梁柱连接的柱面上,即出现在浇混凝土节点核心和预制梁之间。此外,为了保证剪力的传递,预制梁的两端需要进行专门处理。
② 现浇节点结构体系:梁、板、柱构件工厂预制,现场安装后需浇筑梁柱节点区及叠合梁混凝土,结构受力性能与现浇框架结构差别不大,能够满足抗震要求,但在建造过程中,需现场浇筑节点区混凝土及预制梁叠合层,混凝土湿作业量较大,节点区钢筋的连接锚固施工难度较大。
③ 自复位预应力混凝土框架结构体系:相较于装配整体式预应力混凝土框架结构,减少了节点区的现浇混凝土工序,梁柱接触面用高强纤维砂浆填缝,施工工艺有所简化,但该体系主要利用预应力筋的预压力增加梁柱接触面的摩擦抗剪能力,预应力不能最大限度地用于提高梁的跨度和承载能力,该梁柱节点做法,其抗弯及抗震性能不及现浇钢筋混凝土框架结构。
④ 装配整体式预应力混凝土框架结构体系:种类较多,构件形式及装配方式大多与装配整体式混凝土框架结构体系的构件形式和装配方式相同,预应力的加入只是作为一种改善构件内力的方式,也有的将预应力作为装配手段。但梁柱节点区域的做法通常是钢筋绑扎连接并浇筑节点区和叠合梁混凝土,现场混凝土湿作业量大,节点区钢筋连接锚固施工难度大,施工工艺复杂。
装配整体式混凝土框架结构及装配整体式预应力混凝土框架结构的梁柱节点区域的钢筋仍需要构件安装就位后进行现场连接与锚固,再进行梁柱节点区域及叠合梁部位的混凝土浇筑工作,现场用工多,湿作业多,不利于施工现场的环境保护。装配式预应力混凝土自复位框架结构,虽然解决了梁柱节点区二次浇注混凝土的问题,但结构节点受力及抗震性能较差,预应力技术的使用主要为了保障节点区的摩擦抗剪及结构变形后的恢复能力上,预应力的施加未能有效提高框架梁的截面受弯承载力,材料抗力效率较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种预应力装配整体式混凝土框架结构体系及其施工方法,要解决传统的结构体系结构形式复杂、节点连接困难以及难以满足不同抗震设防区要求的技术问题。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案。
一种预应力装配整体式混凝土框架结构体系,包括有预制钢筋混凝土柱、预制预应力混凝土梁、预制预应力混凝土板以及浇筑在预制预应力混凝土板上的楼板叠合层;所述预制钢筋混凝土柱通长设置,在预制钢筋混凝土柱上、与预制预应力混凝土梁的连接位置处设有穿过后张曲线预应力筋的柱第一孔道和穿过后张高强精轧螺纹钢筋的柱第二孔道;所述预制预应力混凝土梁中、靠近底部位置处设有一排先张预应力筋,并且在预制预应力混凝土梁中设有与柱第一孔道相适应的梁第一孔道和与柱第二孔道相适应的梁第二孔道;所述预制钢筋混凝土柱与预制预应力混凝土梁的拼缝处填有高强砂浆;所述预制预应力混凝土梁通过穿设在柱第一孔道和梁第一孔道中的后张曲线预应力筋以及穿设在柱第二孔道和梁第二孔道中的后张高强精轧螺纹钢筋与预制钢筋混凝土柱固定连接。
优选的,所述预制预应力混凝土梁由两端的矩形截面段、中部的工字形截面段以及位于矩形截面段与工字形截面段之间的过渡段构成;所述过渡段的截面呈工字形,并且过渡段的腹板由矩形截面段一侧向工字形截面段一侧逐渐变薄,过渡段的翼缘板厚度大于工字形截面段翼缘板厚度;所述工字形截面段的腹板由两端到中间逐渐变薄。
优选的,所述梁第二孔道开设在预制预应力混凝土梁的矩形截面段和过渡段的翼缘板上;所述后张高强精轧螺纹钢筋对应穿设在柱第二孔道和梁第二孔道,且后张高强精轧螺纹钢筋的端部锚固在对应一侧的过渡段翼缘板超出工字形截面段翼缘板部分的端面上。
优选的,所述预制钢筋混凝土柱上、与预制预应力混凝土梁连接一侧无牛腿;所述预制预应力混凝土梁与预制钢筋混凝土柱通过高强砂浆的粘结以及后张曲线预应力筋和后张高强精轧螺纹钢筋的预压力连接成整体。
优选的,所述预制钢筋混凝土柱上、与预制预应力混凝土梁连接一侧设有明牛腿;所述预制预应力混凝土梁的端部对应搭设在明牛腿上。
优选的,所述预制钢筋混凝土柱上、与预制预应力混凝土梁连接一侧设有暗牛腿;所述预制预应力混凝土梁的端部呈阶梯形,并且该阶梯形的端部对应搭设在暗牛腿上。
一种预应力装配整体式混凝土框架结构体系的施工方法,包括如下步骤。
步骤一:预制钢筋混凝土柱、预制预应力混凝土梁和预制预应力混凝土板的工厂标准化生产:根据设计图纸在工厂进行预制构件生产。
步骤二:构件运输及吊装就位。
步骤三:梁柱接触面的孔道连接及拼缝灌浆:预制预应力混凝土梁和预制钢筋混凝土柱就位后,在梁柱接触面处,分别对柱第一孔道和梁第一孔道、柱第二孔道和梁第二孔道进行连接,采用波纹管进行内套式连接;待所有孔道连接完成后,对梁柱接触面间的缝隙采用高强砂浆进行灌缝处理。
步骤四:待高强砂浆的强度满足设计要求后,在柱第二孔道及梁第二孔道内穿入后张高强精轧螺纹钢筋,并按设计要求进行张拉、锚固。
步骤五:所有后张高强精轧螺纹钢筋张拉锚固完成后,在柱第一孔道及梁第一孔道内穿入后张曲线预应力筋,并按设计要求进行张拉、锚固。
步骤六:进行后张高强精轧螺纹钢筋和后张曲线预应力筋的孔道灌浆与封锚。
步骤七:预制预应力混凝土板的吊装。
步骤八:楼板叠合层的混凝土浇筑:预制预应力混凝土板吊装完成后,吊装绑扎楼板叠合层的钢筋网,然后按设计要求浇筑楼板叠合层的混凝土,至此,完成主体结构施工。
优选的,步骤一中的预制钢筋混凝土柱根据设计图纸在工厂进行生产;预制钢筋混凝土柱采用通长预制生产,柱总长度为主体结构的总高度;首先安装预制钢筋混凝土柱的模板和钢筋笼,同时按设计位置安装柱第二孔道和柱第一孔道的成孔管道,然后进行混凝土浇筑与养护,完成预制钢筋混凝土柱的生产;
步骤一中的预制预应力混凝土板采用预应力圆孔板或预应力双T板。
优选的,步骤一中的预制预应力混凝土梁根据设计图纸在工厂进行生产;预制预应力混凝土梁在工厂生产时采用先张法工艺,首先在预制台座上安装预制预应力混凝土梁的模板和吊装钢筋笼,同时按设计位置安装梁第一孔道和梁第二孔道的成孔管道,然后进行梁底先张预应力筋的张拉和锚固,最后进行混凝土浇筑、养护和先张预应力筋放张工序,完成预制预应力混凝土梁的生产。
优选的,步骤二中构件吊装就位时,当预制钢筋混凝土柱为有牛腿柱时,预制钢筋混凝土柱安装就位后,预制预应力混凝土梁吊装前,对牛腿进行坐浆处理,然后进行预制预应力混凝土梁的吊装;
当预制钢筋混凝土柱为无牛腿柱时,在对应预制预应力混凝土梁的梁底位置处设置临时支撑,使梁柱相交位置对应的孔道对齐,并且使预制预应力混凝土梁的两端与预制钢筋混凝土柱之间留有缝隙。
与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果。
1、本发明的预应力装配整体式混凝土框架结构体系及其施工方法与现有技术的不同之处在于:本发明采用通长的预制钢筋混凝土柱生产,取消竖向构件的连接,保证竖向构件在地震作用下的良好的抗震性能,提高了构件生产、运输和安装效率,简化了竖向构件安装过程,显著缩短施工工期。
2、本发明中的梁柱节点的连接构造方法可根据结构的使用要求和受荷情况,选择无牛腿、明牛腿和暗牛腿形式的梁柱节点连接构造;其中,无牛腿形式的梁柱节点连接构造,采用后张预应力在梁柱节点处产生的压力实现梁柱节点的摩擦连接;本发明涉及的三种节点连接构造,相对于现有装配整体式预应力混凝土框架结构,不但取消了梁柱节点区钢筋连接、锚固以及后浇混凝土等施工作业工序;而且还简化施工作业过程,缩短施工工期和降低了现场湿作业量,显著改善施工现场作业环境,减少模板使用和周转材料损耗。
3、本发明中的框架梁下部设置先张预应力筋、先张预应力筋的上方设置后张曲线预应力筋和后张高强精轧螺纹钢筋,这种采用先张法与后张法相结合的生产施工工艺,不仅很好的适应构件的运输和安装阶段受力,同时能够适应使用阶段对梁刚度和承载力的要求,并且后张曲线预应力筋及后张高强精轧螺纹钢筋的应用不但起到连接结构构件的作用,而且能明显提升梁柱节点区的抗剪、抗弯承载力;另外,后张高强精轧螺纹钢筋的应用能有效提高节点区的延性,提高结构抗震性能,满足抗震设防区对结构抗震性能的要求。
4、本发明适用于抗震设防区的预应力装配整体式混凝土框架结构体系、构件形式、连接构造和建造方法。
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是本发明的预应力装配整体式混凝土框架结构体系的结构示意图。
图2是本发明中预制钢筋混凝土柱不设牛腿的结构示意图。
图3是本发明中预制钢筋混凝土柱设明牛腿的结构示意图。
图4是本发明中预制钢筋混凝土柱设暗牛腿的结构示意图。
图5是本发明中预制预应力混凝土梁的端面采用平直端面的结构示意图。
图6是本发明中预制预应力混凝土梁的端部呈阶梯形的结构示意图。
图7是本发明中预制预应力混凝土梁的矩形截面段的横截面结构示意图。
图8是本发明中预制预应力混凝土梁的过渡段的横截面结构示意图。
图9是本发明中梁第一孔道开设在工字形截面段腹板上的横截面结构示意图。
图10是本发明中梁第一孔道开设在工字形截面段下翼缘板上的横截面结构示意图。
图11是本发明中不设牛腿的预制钢筋混凝土柱与预制预应力混凝土梁连接结构示意图。
图12是本发明中设有明牛腿的预制钢筋混凝土柱与预制预应力混凝土梁连接结构示意图。
图13是本发明中设有暗牛腿的预制钢筋混凝土柱与预制预应力混凝土梁连接结构示意图。
附图标记:1—预制钢筋混凝土柱、2-预制预应力混凝土梁、2.1-矩形截面段、2.2-工字形截面段、2.3-过渡段、3-预制预应力混凝土板、4-楼板叠合层、5-柱第二孔道、6-柱第一孔道、7—明牛腿、8—暗牛腿、9—梁第一孔道、10—梁第二孔道、11—先张预应力筋、12—后张曲线预应力筋、13—后张高强精轧螺纹钢筋、14—高强砂浆。
具体实施方式
如图1-13所示,这种预应力装配整体式混凝土框架结构体系,包括有预制钢筋混凝土柱1、预制预应力混凝土梁2、预制预应力混凝土板3以及浇筑在预制预应力混凝土板3上的楼板叠合层4;所述预制钢筋混凝土柱1通长设置,在预制钢筋混凝土柱1上、与预制预应力混凝土梁2的连接位置处设有穿过后张曲线预应力筋12的柱第一孔道6和穿过后张高强精轧螺纹钢筋13的柱第二孔道5;所述预制预应力混凝土梁2中、靠近底部位置处设有一排先张预应力筋11,并且在预制预应力混凝土梁2中设有与柱第一孔道6相适应的梁第一孔道9和与柱第二孔道5相适应的梁第二孔道10;所述预制钢筋混凝土柱1与预制预应力混凝土梁2的拼缝处填有高强砂浆14;所述预制预应力混凝土梁2通过穿设在柱第一孔道6和梁第一孔道9中的后张曲线预应力筋12以及穿设在柱第二孔道5和梁第二孔道10中的后张高强精轧螺纹钢筋13与预制钢筋混凝土柱1固定连接。
本实施例中,所述预制预应力混凝土梁2由两端的矩形截面段2.1、中部的工字形截面段2.2以及位于矩形截面段2.1与工字形截面段2.2之间的过渡段2.3构成;所述过渡段2.3的截面呈工字形,并且过渡段2.3的腹板从矩形截面段2.1一侧向工字形截面段2.2一侧逐渐变薄,过渡段2.3的翼缘板厚度大于工字形截面段2.2翼缘板厚度,并且过渡段2.3的翼缘板超出工字形截面段2.2翼缘板的部分形成台阶;所述工字形截面段2.2的腹板由两端到中间逐渐变薄,工字形截面段2.2的翼缘板的厚度由侧边到根部逐渐变厚,如图9所示。
本实施例中,所述梁第二孔道10开设在预制预应力混凝土梁2的矩形截面段2.1和过渡段2.3的翼缘板上,并且在上下翼缘板上分别开设有一组;所述后张高强精轧螺纹钢筋13对应穿设在柱第二孔道5和梁第二孔道10,且后张高强精轧螺纹钢筋13的端部锚固在对应一侧的过渡段2.3翼缘板超出工字形截面段2.2翼缘板部分的台阶端面上;所述梁第一孔道9有一组,一组梁第一孔道9在矩形截面段2.1中和过渡段2.3中沿横向布置,在工字形截面段2.2的腹板中沿竖向布置,在工字形截面段2.2中间位置处布置在工字形截面段2.2的下翼缘板上、且沿横向布置。
如图2、5和11所示,当预制钢筋混凝土柱1上、与预制预应力混凝土梁2连接一侧无牛腿;所述预制预应力混凝土梁2的端面采用平直端面,不设企口或键槽;预制预应力混凝土梁2与预制钢筋混凝土柱1通过高强砂浆14、后张曲线预应力筋12和后张高强精轧螺纹钢筋13的预压力形成梁柱节点的摩擦连接;现场安装时,梁柱接触面留约20mm的缝隙,在缝隙内采用比预留孔道孔径低一级别的波纹管对柱第一孔道6和梁第一孔道9以及柱第二孔道5和梁第二孔道10进行连接,然后采用高强砂浆14对梁柱拼缝进行灌缝,灌缝砂浆达到设计规定的强度后,在梁第一孔道9内穿入后张曲线预应力筋12,在梁第二孔道10中穿入后张高强精轧螺纹钢筋13,并先张拉后张高强精轧螺纹钢筋13,再张拉后张曲线预应力筋12,最后进行孔道灌浆与封锚;通过后张曲线预应力筋12和后张高强精轧螺纹钢筋13施加的预压力以及高强砂浆14的粘结使预制预应力混凝土梁2和预制钢筋混凝土柱1连接成整体。
如图3、5和12所示,当所述预制钢筋混凝土柱1上、与预制预应力混凝土梁2连接一侧设有明牛腿7;所述预制预应力混凝土梁2的端面采用平直端面,不设企口或键槽,并且该端部对应搭设在明牛腿7上;后张曲线预应力筋12及后张高强精轧螺纹钢筋13提供节点区的抗弯承载力,明牛腿7提供梁柱节点的抗剪承载力。现场安装时,明牛腿7与梁接触面以20mm厚高强砂浆14坐浆,预制预应力混凝土梁2吊装就位后,在梁柱拼装缝隙内采用比预留孔道孔径低一级别的波纹管对柱第一孔道6和梁第一孔道9以及柱第二孔道5和梁第二孔道10进行连接,然后采用高强砂浆14对梁柱拼缝进行灌缝,高强砂浆14达到设计规定的强度后,在梁第一孔道9内穿入后张曲线预应力筋12,在梁第二孔道10中穿入后张高强精轧螺纹钢筋13,分别张拉后张高强精轧螺纹钢筋13和后张曲线预应力筋12、并锚固,最后进行孔道灌浆与封锚;通过后张曲线预应力筋12和后张高强精轧螺纹钢筋13施加的预压力以及高强砂浆14的粘结使预制预应力混凝土梁2与预制钢筋混凝土柱1连接成整体。
如图4、6和13所示,当梁柱节点位置处的牛腿为暗牛腿8时,暗牛腿8的节点连接构造与明牛腿7的节点连接构造相似,暗牛腿8提供梁柱节点的抗剪承载力,后张曲线预应力筋12和后张高强精轧螺纹钢筋13提供梁柱节点的抗弯承载力,暗牛腿8提供梁受剪承载力;现场安装的工序及方法与明牛腿7的节点连接方法相同,通过暗牛腿8表面坐浆、孔道连接、穿束与张拉锚固及孔道灌浆等工序使预制预应力混凝土梁2与预制钢筋混凝土柱1连接成整体;此处暗牛腿8的横截面呈矩形,预制预应力混凝土梁2的端部呈阶梯形,阶梯的高度与并且矩形的高度相适应,且阶梯形的端部对应搭设在暗牛腿8上。
本实施例中的预制预应力混凝土梁2采用先张法和后张法预应力并用的生产工艺,工厂预制阶段是先张法预应力混凝土梁,且按设计要求预留穿过后张曲线预应力筋12的梁第一孔道9和穿设后张高强精轧螺纹钢筋13的梁端部梁第二孔道10,现场安装就位后进行后张曲线预应力筋12和后张高强精轧螺纹钢筋13的安装和张拉施工;预制钢筋混凝土柱1采用通长预制生产(最高四层),无需进行竖向柱间连接,生产时在与预制预应力混凝土梁2相交的位置预留柱第一孔道6和柱第二孔道5,用于现场安装后张曲线预应力筋12和后张高强精轧螺纹钢筋13。
这种预应力装配整体式混凝土框架结构体系的施工方法,包括如下步骤。
步骤一:预制钢筋混凝土柱1、预制预应力混凝土梁2和预制预应力混凝土板3的工厂标准化生产:根据设计图纸在工厂进行预制构件生产:
预制钢筋混凝土柱1根据设计图纸在工厂进行生产;预制钢筋混凝土柱1采用通长预制生产,柱总长度为主体结构的总高度;首先安装预制钢筋混凝土柱1的模板和钢筋笼,同时按设计位置安装柱第二孔道5和柱第一孔道6的成孔管道,然后进行混凝土浇筑与养护,完成预制钢筋混凝土柱1的生产;
预制预应力混凝土板3采用预应力圆孔板或预应力双T板,预制预应力混凝土板3的连接构造采用现行标准图集做法;
预制预应力混凝土梁2根据设计图纸在工厂进行生产;预制预应力混凝土梁2在工厂生产时采用先张法工艺,首先在预制台座上安装预制预应力混凝土梁2的模板和吊装钢筋笼,同时按设计位置安装梁第一孔道9和梁第二孔道10的成孔管道,然后进行梁底先张预应力筋11的张拉和锚固,最后进行混凝土浇筑、养护和先张预应力筋11放张工序,完成预制预应力混凝土梁2的生产。
步骤二:构件运输及吊装就位。
步骤三:梁柱接触面的孔道连接及拼缝灌浆:预制预应力混凝土梁2和预制钢筋混凝土柱1就位后,在梁柱接触面处,分别对柱第一孔道6和梁第一孔道9、柱第二孔道5和梁第二孔道10进行连接,采用比被连接孔道的孔径小一级的波纹管进行内套式连接;待所有孔道连接完成后,对梁柱接触面间的缝隙采用高强砂浆14进行灌缝处理。
步骤四:待高强砂浆14的强度满足设计要求后,在柱第二孔道5及梁第二孔道10内穿入后张高强精轧螺纹钢筋13,并按设计要求进行张拉、锚固。
步骤五:所有后张高强精轧螺纹钢筋13张拉锚固完成后,在柱第一孔道6及梁第一孔道9内穿入后张曲线预应力筋12,并按设计要求进行张拉、锚固。
步骤六:进行后张高强精轧螺纹钢筋13和后张曲线预应力筋12的孔道灌浆与封锚。
步骤七:预制预应力混凝土板3的吊装。
步骤八:楼板叠合层4的混凝土浇筑:预制预应力混凝土板3吊装完成后,吊装绑扎楼板叠合层4的钢筋网,然后按设计要求浇筑楼板叠合层4的混凝土,至此,完成主体结构施工。
本实施例中,步骤二中构件吊装就位时,当预制钢筋混凝土柱1为有牛腿柱时,预制钢筋混凝土柱1安装就位后,预制预应力混凝土梁2吊装前,对牛腿进行坐浆处理,然后进行预制预应力混凝土梁2的吊装。
当预制钢筋混凝土柱1为无牛腿柱时,在对应预制预应力混凝土梁2的梁底位置处设置临时支撑,使梁柱相交位置对应的孔道对齐,并且使预制预应力混凝土梁2的两端与预制钢筋混凝土柱1之间留有缝隙。
上述实施例并非具体实施方式的穷举,还可有其它的实施例,上述实施例目的在于说明本发明,而非限制本发明的保护范围,所有由本发明简单变化而来的应用均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种预应力装配整体式混凝土框架结构体系,包括有预制钢筋混凝土柱(1)、预制预应力混凝土梁(2)、预制预应力混凝土板(3)以及浇筑在预制预应力混凝土板(3)上的楼板叠合层(4);其特征在于:所述预制钢筋混凝土柱(1)通长设置,在预制钢筋混凝土柱(1)上、与预制预应力混凝土梁(2)的连接位置处设有穿过后张曲线预应力筋(12)的柱第一孔道(6)和穿过后张高强精轧螺纹钢筋(13)的柱第二孔道(5);所述预制预应力混凝土梁(2)中、靠近底部位置处设有一排先张预应力筋(11),并且在预制预应力混凝土梁(2)中设有与柱第一孔道(6)相适应的梁第一孔道(9)和与柱第二孔道(5)相适应的梁第二孔道(10);所述预制钢筋混凝土柱(1)与预制预应力混凝土梁(2)的拼缝处填有高强砂浆(14);所述预制预应力混凝土梁(2)通过穿设在柱第一孔道(6)和梁第一孔道(9)中的后张曲线预应力筋(12)以及穿设在柱第二孔道(5)和梁第二孔道(10)中的后张高强精轧螺纹钢筋(13)与预制钢筋混凝土柱(1)固定连接。
2.根据权利要求1所述的预应力装配整体式混凝土框架结构体系,其特征在于:所述预制预应力混凝土梁(2)由两端的矩形截面段(2.1)、中部的工字形截面段(2.2)以及位于矩形截面段(2.1)与工字形截面段(2.2)之间的过渡段(2.3)构成;所述过渡段(2.3)的截面呈工字形,并且过渡段(2.3)的腹板由矩形截面段(2.1)一侧向工字形截面段(2.2)一侧逐渐变薄,过渡段(2.3)的翼缘板厚度大于工字形截面段(2.2)翼缘板厚度;所述工字形截面段(2.2)的腹板由两端到中间逐渐变薄。
3.根据权利要求2所述的预应力装配整体式混凝土框架结构体系,其特征在于:所述梁第二孔道(10)开设在预制预应力混凝土梁(2)的矩形截面段(2.1)和过渡段(2.3)的翼缘板上;所述后张高强精轧螺纹钢筋(13)对应穿设在柱第二孔道(5)和梁第二孔道(10),且后张高强精轧螺纹钢筋(13)的端部锚固在对应一侧的过渡段(2.3)翼缘板超出工字形截面段(2.2)翼缘板部分的端面上。
4.根据权利要求3所述的预应力装配整体式混凝土框架结构体系,其特征在于:所述预制钢筋混凝土柱(1)上、与预制预应力混凝土梁(2)连接一侧无牛腿;所述预制预应力混凝土梁(2)与预制钢筋混凝土柱(1)通过高强砂浆(14)的粘结以及后张曲线预应力筋(12)和后张高强精轧螺纹钢筋(13)的预压力连接成整体。
5.根据权利要求3所述的预应力装配整体式混凝土框架结构体系,其特征在于:所述预制钢筋混凝土柱(1)上、与预制预应力混凝土梁(2)连接一侧设有明牛腿(7);所述预制预应力混凝土梁(2)的端部对应搭设在明牛腿(7)上。
6.根据权利要求3所述的预应力装配整体式混凝土框架结构体系,其特征在于:所述预制钢筋混凝土柱(1)上、与预制预应力混凝土梁(2)连接一侧设有暗牛腿(8);所述预制预应力混凝土梁(2)的端部呈阶梯形,并且该阶梯形的端部对应搭设在暗牛腿(8)上。
7.一种权利要求1-6中任意一项所述的预应力装配整体式混凝土框架结构体系的施工方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤一:预制钢筋混凝土柱(1)、预制预应力混凝土梁(2)和预制预应力混凝土板(3)的工厂标准化生产:根据设计图纸在工厂进行预制构件生产;
步骤二:构件运输及吊装就位;
步骤三:梁柱接触面的孔道连接及拼缝灌浆:预制预应力混凝土梁(2)和预制钢筋混凝土柱(1)就位后,在梁柱接触面处,分别对柱第一孔道(6)和梁第一孔道(9)、柱第二孔道(5)和梁第二孔道(10)进行连接,采用波纹管进行内套式连接;待所有孔道连接完成后,对梁柱接触面间的缝隙采用高强砂浆(14)进行灌缝处理;
步骤四:待高强砂浆(14)的强度满足设计要求后,在柱第二孔道(5)及梁第二孔道(10)内穿入后张高强精轧螺纹钢筋(13),并按设计要求进行张拉、锚固;
步骤五:所有后张高强精轧螺纹钢筋(13)张拉锚固完成后,在柱第一孔道(6)及梁第一孔道(9)内穿入后张曲线预应力筋(12),并按设计要求进行张拉、锚固;
步骤六:进行后张高强精轧螺纹钢筋(13)和后张曲线预应力筋(12)的孔道灌浆与封锚;
步骤七:预制预应力混凝土板(3)的吊装;
步骤八:楼板叠合层(4)的混凝土浇筑:预制预应力混凝土板(3)吊装完成后,吊装绑扎楼板叠合层(4)的钢筋网,然后按设计要求浇筑楼板叠合层(4)的混凝土,至此,完成主体结构施工。
8.根据权利要求7所述的预应力装配整体式混凝土框架结构体系的施工方法,其特征在于:步骤一中的预制钢筋混凝土柱(1)根据设计图纸在工厂进行生产;预制钢筋混凝土柱(1)采用通长预制生产,柱总长度为主体结构的总高度;首先安装预制钢筋混凝土柱(1)的模板和钢筋笼,同时按设计位置安装柱第二孔道(5)和柱第一孔道(6)的成孔管道,然后进行混凝土浇筑与养护,完成预制钢筋混凝土柱(1)的生产;
步骤一中的预制预应力混凝土板(3)采用预应力圆孔板或预应力双T板。
9.根据权利要求7所述的预应力装配整体式混凝土框架结构体系的施工方法,其特征在于:步骤一中的预制预应力混凝土梁(2)根据设计图纸在工厂进行生产;预制预应力混凝土梁(2)在工厂生产时采用先张法工艺,首先在预制台座上安装预制预应力混凝土梁(2)的模板和吊装钢筋笼,同时按设计位置安装梁第一孔道(9)和梁第二孔道(10)的成孔管道,然后进行梁底先张预应力筋(11)的张拉和锚固,最后进行混凝土浇筑、养护和先张预应力筋(11)放张工序,完成预制预应力混凝土梁(2)的生产。
10.根据权利要求7所述的预应力装配整体式混凝土框架结构体系的施工方法,其特征在于:步骤二中构件吊装就位时,当预制钢筋混凝土柱(1)为有牛腿柱时,预制钢筋混凝土柱(1)安装就位后,预制预应力混凝土梁(2)吊装前,对牛腿进行坐浆处理,然后进行预制预应力混凝土梁(2)的吊装;
当预制钢筋混凝土柱(1)为无牛腿柱时,在对应预制预应力混凝土梁(2)的梁底位置处设置临时支撑,使梁柱相交位置对应的孔道对齐,并且使预制预应力混凝土梁(2)的两端与预制钢筋混凝土柱(1)之间留有缝隙。
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