CN110005053A - 一种子结构拼装装配式框架结构及其建造方法 - Google Patents

一种子结构拼装装配式框架结构及其建造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种子结构拼装装配式框架结构及其建造方法,该框架结构,包括多个预制框架柱子结构、多个预制框架梁子结构以及多个预制楼板子结构;所述预制框架柱子结构之间纵向拼接构成框架结构的立柱;在主框架平面,预制框架柱子结构通过悬挑短梁与预制框架梁子结构之间水平向拼接;在水平垂直主框架平面,预制框架柱子结构通过在梁柱节点处外侧预埋连接钢筋与预制框架梁子结构之间水平向拼接;所述预制框架柱子结构中心预留通孔;在梁柱节点处的两个拼接方向均预留穿孔。本申请的框架结构,具有预制构件样式灵活合理、装配位置内力简单明确、连接可靠以及能提高整体抗震性能的优点。

Description

一种子结构拼装装配式框架结构及其建造方法
技术领域
本发明涉及装配式钢筋混凝土框架结构房屋工程技术领域,具体涉及一种子结构拼装装配式结构及其建造方法。
背景技术
目前,我国的装配式框架结构体系大多采用梁、柱构件在工厂预制,再在节点处拼装连接的形式,而框架结构梁柱节点是受力复杂且薄弱的部位,对于抗震是不利的。梁柱节点处钢筋较密,对于预制梁、柱在节点处吊装时钢筋错开位置定位拼装操作难度较高,并且采用传统的施工工艺,节点处后浇混凝土的密实度以及后浇混凝土与预制混凝土接缝处的施工质量难以保证。鉴于上述现有预制装配式钢筋混凝土框架结构体系及建造技术方面的一些不足,有必要研发出一种预制构件样式灵活合理、装配位置内力简单明确、连接可靠的子结构拼装装配式钢筋混凝土框架结构体系及其建造方法。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的是提供一种子结构拼装装配式框架结构及其建造方法,使其具有预制构件样式灵活合理、装配位置内力简单明确、连接可靠以及能提高整体抗震性能的优点。
本发明通过以下技术手段解决上述问题:
一种子结构拼装装配式框架结构,包括多个预制框架柱子结构、多个预制框架梁子结构以及多个预制楼板子结构;
所述预制框架柱子结构之间纵向拼接构成框架结构的立柱,立柱上的拼接节点为框架结构的纵向拼接节点,每个纵向拼接节点均处于对应层立柱段的反弯点附近;
在主框架平面,预制框架柱子结构通过梁柱节点处的悬挑短梁与预制框架梁子结构之间水平向拼接,悬挑短梁与预制框架梁子结构之间的拼接节点为主框架平面水平向拼接节点,每个主框架平面水平向拼接节点均处于对应框架梁的反弯点附近;
在水平垂直主框架平面,预制框架柱子结构通过梁柱节点处外侧的预埋连接钢筋与预制框架梁子结构之间水平向拼接,预制框架柱子结构与预制框架梁子结构之间的拼接节点为垂直主框架平面水平向拼接节点;
所述预制框架柱子结构中心预留用于浇注后浇混凝土的通孔;在梁柱节点处的两个拼接方向均预留用于穿插梁上部纵向受力钢筋的穿孔。
进一步,所述预制框架柱子结构包括单层高度的单层预制框架柱子结构以及双层高度的双层预制框架柱子结构,所述单层预制框架柱子结构上设置有一层梁柱节点,所述双层预制框架柱子结构上设置有两层梁柱节点。
进一步,通过单层预制框架柱子结构和双层预制框架柱子结构的错位拼装使相邻立柱的纵向拼接节点错层布置。
进一步,所述预制框架柱子结构分为顶层预制框架柱子结构、中间层预制框架柱子结构和底层预制框架柱子结构,所述顶层预制框架柱子结构在梁柱节点处无上部立柱段,下部立柱段高度取1/2层高;所述中间层预制框架柱子结构在梁柱节点处的上下部立柱段的高度均为1/2层高;所述底层预制框架柱子结构的上部立柱段的高度取1/2层高,下部立柱段的高度取1/3层高。
进一步,所述预制框架柱子结构分为侧边预制框架柱子结构、角部预制框架柱子结构和内部预制框架柱子结构;所述侧边预制框架柱子结构、角部预制框架柱子结构在非拼接面上均无悬挑短梁或预埋连接钢筋。
进一步,在侧边预制框架柱子结构和角部预制框架柱子结构的穿孔下部均预埋辅助锚固钢筋或辅助锚固钢板,并与穿孔处插入的梁上部纵向受力钢筋焊接。
进一步,在纵向拼接点处拼接时,柱截面角部四根直径较大的柱纵向受力钢筋通过机械连接或焊接连接方式进行连接,柱截面其余柱纵向受力钢筋制作成U形钢筋在后浇区锚固。
进一步,在主框架平面水平向拼接节点处拼接时,预制框架梁子结构与悬挑短梁的拼接采用湿法连接的施工工艺,梁下部角筋采用机械连接或焊接连接方式进行连接,其余梁下部纵向受力钢筋在后浇区搭接锚固;在垂直主框架平面水平向拼接节点处拼接时,预制框架梁子结构与预制框架柱子结构的拼接采用湿法连接的施工工艺,梁下部角筋采用机械连接或焊接连接方式进行连接,其余梁下部纵向受力钢筋在后浇区搭接锚固。
进一步,该框架结构填充的墙体为保温墙体。
一种上述框架结构的建造方法,包括如下步骤:
1)按照设计方案确定预制框架柱子结构、预制框架梁子结构和预制楼板子结构的类型和数目;
2)采用现浇方式完成建筑基础建造,并在基础上现浇完成2/3底层高度的基础框架柱;
3)施工主体架构:
31)竖向逐个吊装搭建预制框架柱子结构,通过单层预制框架柱子结构和双层预制框架柱子结构的错位拼装使相邻立柱的纵向拼接节点错层布置;
32)吊装预制框架梁子结构;
33)吊装预制楼板子结构;
34)通过穿孔穿插梁上部纵向受力钢筋;
35)通过通孔和楼板板面浇筑后浇区混凝土;
4)在框架主体架构装配完成并实现有效连接后,进一步组装预制墙体等围护结构,实现房屋建筑的整个建造过程。
本发明的有益效果:
1)预制框架柱子结构上、下立柱根据内力分布选取在弯矩较小位置(可参考反弯点)断开,此种措施可保证连接部位处于受力较为单纯的区域,即弯矩较小,主要承担剪力和轴力。本发明的这种处理可有效保证连接处的安全可靠,避免在梁柱节点等受力复杂的部位连接,从而保证了该部位的质量,提高了结构的抗震性能。
2)本发明提出的预制框架柱子结构装配工艺,根据实际工程的情况和要求,通过单层和双层预制柱子结构的错位组合拼装可以实现相邻立柱的纵向拼接节点错层布置,从而大大减少了每层预制框架柱子结构的连接节点数量,较大程度上提高了装配效率,并且提升了结构的整体性能和抗震性能。
3)预制框架柱子结构之间在反弯点附近处连接时,柱截面角部四根直径较大的纵向受力钢筋采用机械连接或焊接连接等方式连接,柱截面其余纵向受力钢筋可制作成U形钢筋在后浇区锚固。从而大大减少了预制框架柱子结构之间拼装处的钢筋连接数量,较大程度上提高了施工装配效率。
4)在吊装完成预制楼板子结构之后,再通过预制框架柱子结构梁柱节点处预留的穿孔穿插梁上部纵向受力钢筋或负弯矩钢筋,不仅方便了预制楼板子结构的吊装,避免了预制楼板子结构外伸钢筋与梁上部纵向受力钢筋在吊装时的相互干扰,也加快了施工进度。
5)本发明提出的预制框架柱子结构后浇施工工艺,通过预制框架柱子结构中心预留的适当尺寸的通孔浇筑预制框架柱子结构之间连接部位和预制框架柱子结构中预留通孔的后浇混凝土。将导管伸入通孔内,保证混凝土浇筑时在规范规定的允许自由落差范围内有一定的落差,一边浇筑一边逐渐向上拔出导管,后浇自密实或高流态混凝土在高度落差产生的压力作用下,预制框架柱子结构之间连接部位的后浇混凝土与预制混凝土接缝处更密实,构件连接更可靠。
6)子结构拼装装配式钢筋混凝土框架结构房屋的整个建造过程可实现标准化生产,业主在确定预制框架柱子结构、预制框架梁子结构和预制楼板子结构的类型、数目、样式和尺寸的同时,也选定了设计方案,简化了整个设计过程。从而可见,本发明专利所提出的建造方法具有标准化生产过程、简化设计过程、加速施工过程等显著优势,可避免了业主、设计方、施工方等多方反复沟通,适用于框架结构房屋建筑的建造。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为本发明的装配结构示意图;
图2为预制框架柱子结构之间的拼接示意图;
图3为图2的局部示意图;
图4为预制框架柱子结构与预制框架梁子结构拼接示意图;
图5为本发明的剖视图;
图6为双层预制框架柱子结构的示意图;
图7为内部预制框架柱子结构的示意图;
图8为侧边预制框架柱子结构的示意图;
图9为角部预制框架柱子结构的示意图。
图中:1--底层预制框架柱子结构,2--中间层预制框架柱子结构,3--顶层预制框架柱子结构,4--预制框架梁子结构,5--基础框架柱,6--通孔,7--梁下部纵向受力钢筋,8--梁下部角筋,9--穿孔,10--内部预制框架柱子结构,11--侧边预制框架柱子结构,12--角部预制框架柱子结构,13--柱纵向受力钢筋,14--U形钢筋;15--双层预制框架柱子结构。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下文将结合较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述,但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
如图1-9所示,一种子结构拼装装配式框架结构,包括多个预制框架柱子结构、多个预制框架梁子结构4以及多个预制楼板子结构;其中纵向受力构件为预制框架柱子结构,水平受力构件为预制框架柱子结构和预制楼板子结构。
所述预制框架柱子结构之间纵向拼接构成框架结构的立柱,立柱上的拼接节点为框架结构的纵向拼接节点,每个纵向拼接节点均处于对应层立柱段的反弯点附近;这样,纵向拼接节点就设置在内力简单、明确的位置,弯矩小,克服了现有技术存在的一些缺陷,提高结构的整体性能和抗震性能。
在主框架平面,预制框架柱子结构通过梁柱节点处的悬挑短梁与预制框架梁子结构之间水平向拼接,悬挑短梁与预制框架梁子结构之间的拼接节点为主框架平面水平向拼接节点,每个主框架平面水平向拼接节点均处于对应框架梁的反弯点附近;具体来说,悬挑短梁与预制框架柱一体预制成型,悬挑短梁的长度约为框架梁梁高的1.5-2倍,此种措施可保证连接部位处于受力较为单纯的区域,即弯矩较小,主要承担剪力,且避开了梁端剪力最大的位置。
在水平垂直主框架平面,预制框架柱子结构通过梁柱节点处外侧的预埋连接钢筋与预制框架梁子结构之间水平向拼接,预制框架柱子结构与预制框架梁子结构之间的拼接节点为垂直主框架平面水平向拼接节点。
所述预制框架柱子结构中心预留用于浇注后浇混凝土的通孔6,具体浇注时,将导管伸入预制柱预留通孔内,保证混凝土浇筑时在规范规定的允许自由落差范围内有一定的落差,一边浇筑一边逐渐向上拔出导管。采用这种施工工艺,后浇混凝土在高度落差产生的压力作用下,预制框架柱子结构之间连接部位的后浇混凝土与预制混凝土接缝处更密实,构件连接更可靠;在梁柱节点处的两个拼接方向均预留用于穿插梁上部纵向受力钢筋的穿孔9。其中梁上部纵向受力钢筋可实现多跨连续穿插,施工速度得到提高。
本框架结构,通过上部预制框架柱子结构下部立柱段和下部框架柱子结构上部立柱段的拼装,实现房屋在高度方向的层层搭建。通过预制框架柱子结构-预制框架梁子结构-预制框架柱子结构的拼装,实现房屋在水平方向的扩展。
作为对上述技术方案的进一步改进,所述预制框架柱子结构包括单层高度的单层预制框架柱子结构以及双层高度的双层预制框架柱子结构15,所述单层预制框架柱子结构上设置有一层梁柱节点,所述双层预制框架柱子结构上设置有两层梁柱节点。通过单层预制框架柱子结构和双层预制框架柱子结构的错位拼装使相邻立柱的纵向拼接节点错层布置,从而不仅减少了每层柱的拼接节点数量,提高了装配效率,而且提升了结构的整体性能和抗震性能。
作为对上述技术方案的进一步改进,所述预制框架柱子结构分为顶层预制框架柱子结构3、中间层预制框架柱子结构2和底层预制框架柱子结构1,所述顶层预制框架柱子结构在梁柱节点处无上部立柱段,下部立柱段高度取1/2层高;所述中间层预制框架柱子结构在梁柱节点处的上下部立柱段的高度均为1/2层高;所述底层预制框架柱子结构的上部立柱段的高度取1/2层高,下部立柱段的高度取1/3层高。
作为对上述技术方案的进一步改进,所述预制框架柱子结构分为侧边预制框架柱子结构11、角部预制框架柱子结构12和内部预制框架柱子结构10;所述侧边预制框架柱子结构、角部预制框架柱子结构和内部预制框架柱子结构在非拼接面上均无悬挑短梁或预埋连接钢筋。具体来说,侧边预制框架柱子结构在梁柱节点处外侧单边无悬挑短梁或预埋连接钢筋;角部预制框架柱子结构在梁柱节点处两个外侧边无悬挑短梁或预埋连接钢筋;内部预制框架柱子结构在梁柱节点处各方向均存在悬挑短梁或预埋连接钢筋。
作为对上述技术方案的进一步改进,在侧边预制框架柱子结构和角部预制框架柱子结构的穿孔下部均预埋辅助锚固钢筋或辅助锚固钢板,与后插入的梁上部纵向受力钢筋焊接,以增加其锚固长度。
作为对上述技术方案的进一步改进,在纵向拼接点处拼接时,柱截面角部四根直径较大的柱纵向受力钢筋13通过机械连接或焊接连接方式进行连接,柱截面其余柱纵向受力钢筋制作成U形钢筋14在后浇区锚固;在主框架平面水平向拼接节点处拼接时,预制框架梁子结构与悬挑短梁的拼接采用湿法连接的施工工艺,梁下部角筋8采用机械连接或焊接连接方式进行连接,其余梁下部纵向受力钢筋7在后浇区搭接锚固;在垂直主框架平面水平向拼接节点处拼接时,预制框架梁子结构与预制框架柱子结构的拼接采用湿法连接的施工工艺,梁下部角筋采用机械连接或焊接连接方式进行连接,其余梁下部纵向受力钢筋在后浇区搭接锚固。
进一步,该框架结构填充的墙体为保温墙体,以便建成节能环保的建筑结构。
此外,后浇混凝土采用自密实混凝土或高流态混凝土,后浇混凝土强度等级比预制构件的混凝土强度等级至少提高一个等级;预制楼板子结构采用一种周边叠合整体装配式楼板及其施工方法,具体参照专利ZL 201511029078.7。
本申请还提供了一种上述框架结构的建造方法,包括如下步骤:
1)按照设计方案确定预制框架柱子结构、预制框架梁子结构和预制楼板子结构的类型和数目;
2)采用现浇方式完成建筑基础建造,并在基础上现浇完成2/3底层高度的基础框架柱5;
3)施工主体架构:
31)竖向逐个吊装搭建预制框架柱子结构,通过单层预制框架柱子结构和双层预制框架柱子结构的错位拼装使相邻立柱的纵向拼接节点错层布置;
32)吊装预制框架梁子结构;
33)吊装预制楼板子结构;
34)通过穿孔穿插梁上部纵向受力钢筋;
35)通过通孔和楼板板面浇筑后浇区混凝土;纵向拼接节点处的后浇混凝土浇筑的过程为:将导管伸入预制柱预留通孔内,保证混凝土浇筑时在规范规定的允许自由落差范围内有一定的落差,一边浇筑一边逐渐向上拔出导管。采用这种施工工艺,后浇混凝土在高度落差产生的压力作用下,预制框架柱子结构之间连接部位的后浇混凝土与预制混凝土接缝处更密实,构件连接更可靠。主框架平面水平向拼接节点以及垂直主框架平面水平向拼接节点处的后浇混凝土的浇筑过程为:装模板后在节点处浇筑混凝土。
4)在框架主体架构装配完成并实现有效连接后,进一步组装预制墙体等围护结构,实现房屋建筑的整个建造过程。
综上所述,本申请的框架结构,具有预制构件样式灵活合理、装配位置内力简单明确、连接可靠以及能提高整体抗震性能的优点。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种子结构拼装装配式框架结构,其特征在于:
包括多个预制框架柱子结构、多个预制框架梁子结构以及多个预制楼板子结构;
所述预制框架柱子结构之间纵向拼接构成框架结构的立柱,立柱上的拼接节点为框架结构的纵向拼接节点,每个纵向拼接节点均处于对应层立柱段的反弯点附近;
在主框架平面,预制框架柱子结构通过梁柱节点处的悬挑短梁与预制框架梁子结构之间水平向拼接,悬挑短梁与预制框架梁子结构之间的拼接节点为主框架平面水平向拼接节点,每个主框架平面水平向拼接节点均处于对应框架梁的反弯点附近;
在水平垂直主框架平面,预制框架柱子结构通过梁柱节点处外侧的预埋连接钢筋与预制框架梁子结构之间水平向拼接,预制框架柱子结构与预制框架梁子结构之间的拼接节点为垂直主框架平面水平向拼接节点;
所述预制框架柱子结构中心预留用于浇注后浇混凝土的通孔;在梁柱节点处的两个拼接方向均预留用于穿插梁上部纵向受力钢筋的穿孔。
2.根据权利要求1所述的子结构拼装装配式框架结构,其特征在于:所述预制框架柱子结构包括单层高度的单层预制框架柱子结构以及双层高度的双层预制框架柱子结构,所述单层预制框架柱子结构上设置有一层梁柱节点,所述双层预制框架柱子结构上设置有两层梁柱节点。
3.根据权利要求2所述的子结构拼装装配式框架结构,其特征在于:通过单层预制框架柱子结构和双层预制框架柱子结构的错位拼装使相邻立柱的纵向拼接节点错层布置。
4.根据权利要求1所述的子结构拼装装配式框架结构,其特征在于:所述预制框架柱子结构分为顶层预制框架柱子结构、中间层预制框架柱子结构和底层预制框架柱子结构,所述顶层预制框架柱子结构在梁柱节点处无上部立柱段,下部立柱段高度取1/2层高;所述中间层预制框架柱子结构在梁柱节点处的上下部立柱段的高度均为1/2层高;所述底层预制框架柱子结构的上部立柱段的高度取1/2层高,下部立柱段的高度取1/3层高。
5.根据权利要求1所述的子结构拼装装配式框架结构,其特征在于:所述预制框架柱子结构分为侧边预制框架柱子结构、角部预制框架柱子结构和内部预制框架柱子结构;所述侧边预制框架柱子结构、角部预制框架柱子结构在非拼接面上均无悬挑短梁或预埋连接钢筋。
6.根据权利要求5所述的子结构拼装装配式框架结构,其特征在于:在侧边预制框架柱子结构和角部预制框架柱子结构的穿孔下部均预埋辅助锚固钢筋或辅助锚固钢板,并与穿孔处插入的梁上部纵向受力钢筋焊接。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的子结构拼装装配式框架结构,其特征在于:在纵向拼接点处拼接时,柱截面角部四根直径较大的柱纵向受力钢筋通过机械连接或焊接连接方式进行连接,柱截面其余柱纵向受力钢筋制作成U形钢筋在后浇区锚固。
8.根据权利要求7所述的子结构拼装装配式框架结构,其特征在于:在主框架平面水平向拼接节点处拼接时,预制框架梁子结构与悬挑短梁的拼接采用湿法连接的施工工艺,梁下部角筋采用机械连接或焊接连接方式进行连接,其余梁下部纵向受力钢筋在后浇区搭接锚固;在垂直主框架平面水平向拼接节点处拼接时,预制框架梁子结构与预制框架柱子结构的拼接采用湿法连接的施工工艺,梁下部角筋采用机械连接或焊接连接方式进行连接,其余梁下部纵向受力钢筋在后浇区搭接锚固。
9.根据权利要求3所述的子结构拼装装配式框架结构,其特征在于:该框架结构填充的墙体为保温墙体。
10.一种如权利要求9所述框架结构的建造方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)按照设计方案确定预制框架柱子结构、预制框架梁子结构和预制楼板子结构的类型和数目;
2)采用现浇方式完成建筑基础建造,并在基础上现浇完成2/3底层高度的基础框架柱;
3)施工主体架构:
31)竖向逐个吊装搭建预制框架柱子结构,通过单层预制框架柱子结构和双层预制框架柱子结构的错位拼装使相邻立柱的纵向拼接节点错层布置;
32)吊装预制框架梁子结构;
33)吊装预制楼板子结构;
34)通过穿孔穿插梁上部纵向受力钢筋;
35)通过通孔和楼板板面浇筑后浇区混凝土;
4)在框架主体架构装配完成并实现有效连接后,进一步组装预制墙体等围护结构,实现房屋建筑的整个建造过程。
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