CN110424534A - 一种预制装配式无筋混凝土框架及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种预制装配式无筋混凝土框架，预制混凝土节点柱、预制混凝土梁、钢制连接件和灌浆管；所述预制混凝土节点柱和预制混凝土梁均由聚乙烯纤维混凝土浇筑而成；所述聚乙烯纤维混凝土由水泥、沙子、水、粉煤灰、减水剂和聚乙烯纤维混合而成。本发明还提供了上述预制装配式无筋混凝土框架的施工方法，在确保构件强度和延性的同时避免钢筋的使用，并采用拼接节点和施工方法，可有效节约资源并提高现场施工效率和质量安全水平。

Description

一种预制装配式无筋混凝土框架及其施工方法

技术领域

本发明涉及建筑结构，尤其涉及一种预制装配式无筋混凝土框架及其施工方法。

背景技术

现有预制装配式钢筋混凝土框架的预制构件施工工序多，施工现场连接装配程序繁琐，施工质量较难保证；另外，由于钢筋混凝土构件多处于带裂缝工作状态，腐蚀性介质易于侵入构件内部，腐蚀受力钢筋，破坏结构承载力和耐久性，危及人民生命财产安全。因此，传统预制装配式钢筋混凝土框架在生产效率、质量安全等方面存在诸多不足。若能避免钢筋在混凝土框架构件中的使用，则由混凝土带裂缝工作而产生的耐久性和承载力损失问题就可以得到解决，制造工序和现场装配程序也可得到简化。

发明内容

本发明所要解决的主要技术问题是旨在克服传统预制装配式钢筋混凝土框架的缺点和不足，提出一种预制装配式无筋混凝土框架及其施工方法。该框架构件由超高延性聚乙烯纤维混凝土浇筑而成，在确保构件强度和延性的同时避免钢筋的使用，并采用拼接节点和施工方法，可有效节约资源并提高现场施工效率和质量安全水平。

本发明的技术方案如下：一种预制装配式无筋混凝土框架，包括：预制混凝土节点柱、预制混凝土梁、钢制连接件和灌浆管；

所述预制混凝土节点柱和预制混凝土梁均由聚乙烯纤维混凝土浇筑而成；所述聚乙烯纤维混凝土由水泥、沙子、水、粉煤灰、减水剂和聚乙烯纤维混合而成；

所述预制混凝土节点柱中部预制有用于连接预制混凝土梁的小段梁；每个小段梁均留有用于连接钢制连接件的螺栓孔；所述螺栓孔平行于梁断面并贯穿小段梁，螺栓孔的布置方向分为竖直方向和水平方向两类；小段梁上部留有连通小段梁上表面和断面的“L形”灌浆孔；

所述预制混凝土节点柱上端和下端均留有用于连接钢制连接件的螺栓孔；所述螺栓孔平行于节点柱断面并贯穿节点柱，螺栓孔的布置方向分为前后方向和左右方向两类。节点柱下端，除留有用于连接钢制连接件的螺栓孔之外，在正背两面还分别留有一个连通节点柱正面和底面的“L形”灌浆孔；

所述预制混凝土梁两端分别留有用于连接钢制连接件的螺栓孔，以及连通预制梁顶面和断面的“L形”灌浆孔；所述螺栓孔平行于梁断面并贯穿预制梁，螺栓孔的布置方向分为竖直方向和水平方向两类；

所述钢制连接件包括梁-梁接板组和柱-柱连接板；其中梁-梁连接板组包含梁-梁侧面和梁-梁顶面两种连接板；三种连接板均开有螺栓孔，用于连接预制混凝土节点柱和预制混凝土梁；

所述灌浆管分为“直形”和“L形”两种，灌浆管两端分别为灌注端和收缩端。

在一较佳实施例中：所述灌浆管的中段外径与灌浆孔内径相等，收缩端管的外径渐缩以便于将其插入灌浆孔，灌注端外径渐扩以便于灌浆。

在一较佳实施例中：所述“L形”灌浆孔均不与预留的螺栓孔相交且不会被连接板遮盖。

在一较佳实施例中：所述螺栓孔的中距和边距均取不小于3倍孔径，相互垂直的螺栓孔孔道距离亦取不小于3倍孔径。

在一较佳实施例中：所述钢制连接件的开孔位置与其所用于的构件面上螺栓孔位置一一对应。

本发明还提供了一种如上所述的预制装配式无筋混凝土框架的施工方法，包括以下步骤：

1)预制如权利要求1-6中任一项所述的混凝土节点柱、混凝土梁、钢制连接件和灌浆管；

2)对接预制混凝土节点柱：保证小段梁处“L形”灌浆孔在上部；将一预制混凝土节点柱起吊与下一节点柱位于同一竖直方向，控制柱-柱对接面距离为30mm左右，并用4个柱-柱连接板四面围住对接端，通过螺栓将连接板和上下节点柱固定；

3)灌注超高延性聚乙烯纤维混凝土：将“L形”灌浆管收缩端和适当长度中段插入上预制混凝土节点柱底部预留的任一灌浆孔，保证灌注端开口向上，从灌注端灌注超高延性聚乙烯纤维混凝土，当另一侧灌浆孔均匀溢浆时，停止灌浆，拔出灌浆管并蜡封两侧灌浆孔。

4)对接预制混凝土节点柱与预制混凝土梁：保证梁端处“L形”灌浆孔在上部，起吊预制混凝土梁与接合小段梁对齐，用梁-梁连接板组围住对接端，通过螺栓将连接板和小段梁与梁端固定；

5)灌注超高延性聚乙烯纤维混凝土：将“直形”灌浆管收缩端和适当长度中段插入梁端或小段梁处预留的灌浆孔，从灌注端灌注超高延性聚乙烯纤维混凝土，当另一侧灌浆孔均匀溢浆时，停止灌浆，拔出灌浆管并蜡封两侧灌浆孔。

相较于现有技术，本发明的优点和突出效果为：

1.直接使用超高延性聚乙烯纤维混凝土浇筑预制装配式无筋混凝土框架体系的构件，充分发挥了超高延性聚乙烯纤维混凝土强度高、延性好、耐腐蚀的优越特性，保证了结构的质量安全并且极大地简化了预制构件的制造工序。

2.无筋混凝土框架避免了钢筋在框架构件中的使用，完美的解决了因其带裂缝工作、钢筋锈蚀而带来的耐久性下降和承载力损失问题，并且极大地节约了钢材。

3.本发明在技术上具备良好的可行性，且施工方法简单，保证了现场施工质量，提高了现场施工效率及安全性。

附图说明

图1为本发明的预制混凝土节点柱示意图；

图2为本发明的预制混凝土梁示意图；

图3为本发明的梁-梁连接板组示意图；

图4为本发明的柱-柱连接板示意图；

图5为本发明的灌浆管示意图；

图6为本发明的梁-梁灌浆方法示意图；

图7为本发明的柱-柱灌浆方法示意图；

图8为本发明的施工成品示意图；

图中：1－螺栓孔；2－小段梁；3－“L形”灌浆孔；4－梁-梁侧面板；5－梁-梁顶(底)面板；6－“直形”灌浆管；7－“L形”灌浆管；8－柱-柱连接板；9－螺母；10－预制混凝土节点柱；11－预制混凝土梁；12－灌注端；13－收缩端；14－中段；15－预制混凝土节点柱；16－预制混凝土梁；17－钢制连接件；18－梁-梁连接板组；19－柱-柱连接板；20－灌浆管。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的具体实施方法作进一步描述。

参考图1-图8，一种预制装配式无筋混凝土框架，包括预制混凝土节点柱15、预制混凝土梁16、钢制连接件17和灌浆管20。

所述预制混凝土节点柱15和预制混凝土梁16均由超高延性聚乙烯纤维混凝土(配合比可参考表1)浇筑而成，经试验验证具有强度高、延性好、耐腐蚀等优点，且可直接应用于工程结构。

表1超高延性聚乙烯纤维混凝土参考配合比(kg/m3)

所述预制混凝土节点柱15中部预制有用于连接预制混凝土梁的小段梁2。每个小段梁2均留有用于连接钢制连接件17的螺栓孔1；所述螺栓孔1平行于梁断面并贯穿小段梁2，螺栓孔1的布置方向分为竖直方向和水平方向两类。小段梁2上部留有连通小段梁2上表面和断面的“L形”灌浆孔3。预制混凝土节点柱15上端和下端均留有用于连接钢制连接件17的螺栓孔1；所述螺栓孔1平行于节点柱15断面并贯穿节点柱15，螺栓孔1的布置方向分为前后方向和左右方向两类。节点柱15下端，除留有用于连接钢制连接件17的螺栓孔1之外，在正背两面还分别留有一个连通节点柱15正(背)面和底面的“L形”灌浆孔3。

所述预制混凝土梁16两端分别留有用于连接钢制连接件17的螺栓孔1，以及连通预制梁顶面和断面的“L形”灌浆孔3；所述螺栓孔1平行于梁断面并贯穿预制梁16，螺栓孔1的布置方向分为竖直方向和水平方向两类。

所述钢制连接件包括梁-梁连接板组18和柱-柱连接板19。其中梁-梁连接板组18包含梁-梁侧面4和梁-梁顶(底)面5两种连接板。三种连接板17均开有螺栓孔1用于连接预制混凝土节点柱15和预制混凝土梁16。通过确定合适的连接板尺寸使连接后的框架柱-柱对接面和梁-梁对接面的距离在30mm左右。

所述灌浆管20分为“直形”6和“L形”7两种，灌浆管两端分别为灌注端12和收缩端13，灌浆管中段14外径与灌浆孔3内径相等，收缩端13管的外径渐缩4mm以便于将其插入灌浆孔3，灌注端12外径渐扩60mm以便于灌浆。

所述“L形”灌浆孔3均不与预留的螺栓孔1相交且不会被连接板遮盖。

所述螺栓孔1的中距和边距均取不小于3倍孔径，相互垂直的螺栓孔1孔道距离亦取不小于3倍孔径。

所述钢制连接件17的开孔位置与其所用于的构件面上螺栓孔1位置一一对应。

本发明还提供了一种预制装配式无筋混凝土框架的施工方法，该方法包括以下步骤：

预制混凝土节点柱15、混凝土梁16、钢制连接件17和灌浆管，按照上述说明预留好灌浆孔3、螺栓孔1，确保灌浆孔3不与预留的螺栓孔1相交且不会在连接件17安装后被其遮盖，并确保钢制连接件17的开孔位置与其所用于的构件面螺栓孔位置一一对应。

对接预制混凝土节点柱15：保证小段梁2处“L形”灌浆孔3在上部。将一预制混凝土节点柱15起吊与下一节点柱15位于同一竖直方向，控制柱-柱对接面距离为30mm左右，并用4个柱-柱连接板8四面围住对接端，通过螺栓将连接板8和上下节点柱15固定。

灌注超高延性聚乙烯纤维混凝土：将“L形”灌浆管7收缩端13和适当长度中段14插入上预制混凝土节点柱15底部预留的任一灌浆孔3，保证灌注端12开口向上，从灌注端12灌注超高延性聚乙烯纤维混凝土，当另一侧灌浆孔3均匀溢浆时，停止灌浆，拔出灌浆管7并蜡封两侧灌浆孔3。

对接预制混凝土节点柱15与预制混凝土梁16：保证梁端处“L形”灌浆孔3在上部，起吊预制混凝土梁16与接合小段梁2对齐，用梁-梁连接板组18围住对接端，通过螺栓将连接板18和小段梁2与梁端固定。

灌注超高延性聚乙烯纤维混凝土：将“直形”灌浆管6收缩端13和适当长度中段14插入梁端或小段梁2处预留的灌浆孔3，从灌注端12灌注超高延性聚乙烯纤维混凝土，当另一侧灌浆孔3均匀溢浆时，停止灌浆，拔出灌浆管6并蜡封两侧灌浆孔3。

上文所述，仅为本发明较佳的实施范例，不能依此限定本发明实施的范围。即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (6)

1.一种预制装配式无筋混凝土框架，其特征在于包括：预制混凝土节点柱、预制混凝土梁、钢制连接件和灌浆管；

所述预制混凝土节点柱和预制混凝土梁均由聚乙烯纤维混凝土浇筑而成；所述聚乙烯纤维混凝土由水泥、沙子、水、粉煤灰、减水剂和聚乙烯纤维混合而成；

所述预制混凝土节点柱中部预制有用于连接预制混凝土梁的小段梁；每个小段梁均留有用于连接钢制连接件的螺栓孔；所述螺栓孔平行于梁断面并贯穿小段梁，螺栓孔的布置方向分为竖直方向和水平方向两类；小段梁上部留有连通小段梁上表面和断面的“L形”灌浆孔；

所述预制混凝土节点柱上端和下端均留有用于连接钢制连接件的螺栓孔；所述螺栓孔平行于节点柱断面并贯穿节点柱，螺栓孔的布置方向分为前后方向和左右方向两类。节点柱下端，除留有用于连接钢制连接件的螺栓孔之外，在正背两面还分别留有一个连通节点柱正面和底面的“L形”灌浆孔；

所述预制混凝土梁两端分别留有用于连接钢制连接件的螺栓孔，以及连通预制梁顶面和断面的“L形”灌浆孔；所述螺栓孔平行于梁断面并贯穿预制梁，螺栓孔的布置方向分为竖直方向和水平方向两类；

所述钢制连接件包括梁-梁接板组和柱-柱连接板；其中梁-梁连接板组包含梁-梁侧面和梁-梁顶面两种连接板；三种连接板均开有螺栓孔，用于连接预制混凝土节点柱和预制混凝土梁；

所述灌浆管分为“直形”和“L形”两种，灌浆管两端分别为灌注端和收缩端。

2.根据权利要求1所述的一种预制装配式无筋混凝土框架，其特征在于：所述灌浆管的中段外径与灌浆孔内径相等，收缩端管的外径渐缩以便于将其插入灌浆孔，灌注端外径渐扩以便于灌浆。

3.根据权利要求1所述的一种预制装配式无筋混凝土框架，其特征在于：所述“L形”灌浆孔均不与预留的螺栓孔相交且不会被连接板遮盖。

4.根据权利要求1所述的一种预制装配式无筋混凝土框架，其特征在于：所述螺栓孔的中距和边距均取不小于3倍孔径，相互垂直的螺栓孔孔道距离亦取不小于3倍孔径。

5.根据权利要求1所述的一种预制装配式无筋混凝土框架，其特征在于：所述钢制连接件的开孔位置与其所用于的构件面上螺栓孔位置一一对应。

6.一种如权利要求1-6中任一项所述的预制装配式无筋混凝土框架的施工方法，其特征在于包括以下步骤：

1)预制如权利要求1-6中任一项所述的混凝土节点柱、混凝土梁、钢制连接件和灌浆管；

2)对接预制混凝土节点柱：保证小段梁处“L形”灌浆孔在上部；将一预制混凝土节点柱起吊与下一节点柱位于同一竖直方向，控制柱-柱对接面距离为30mm左右，并用4个柱-柱连接板四面围住对接端，通过螺栓将连接板和上下节点柱固定；

3)灌注超高延性聚乙烯纤维混凝土：将“L形”灌浆管收缩端和适当长度中段插入上预制混凝土节点柱底部预留的任一灌浆孔，保证灌注端开口向上，从灌注端灌注超高延性聚乙烯纤维混凝土，当另一侧灌浆孔均匀溢浆时，停止灌浆，拔出灌浆管并蜡封两侧灌浆孔。

4)对接预制混凝土节点柱与预制混凝土梁：保证梁端处“L形”灌浆孔在上部，起吊预制混凝土梁与接合小段梁对齐，用梁-梁连接板组围住对接端，通过螺栓将连接板和小段梁与梁端固定；

5)灌注超高延性聚乙烯纤维混凝土：将“直形”灌浆管收缩端和适当长度中段插入梁端或小段梁处预留的灌浆孔，从灌注端灌注超高延性聚乙烯纤维混凝土，当另一侧灌浆孔均匀溢浆时，停止灌浆，拔出灌浆管并蜡封两侧灌浆孔。