CN110670723A - 大跨度预应力混凝土装配式建筑框架体系 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及装配式建筑技术领域,为大跨度预应力混凝土装配式建筑框架体系,包括多个立柱、多个预制连接节点、多个预制纵梁及多个预制横梁;在相邻立柱的间隔内设置预制横梁,在相互平行的两个预制横梁之间设置多个预制纵梁,预制连接节点设置在立柱顶部,预制横梁与预制连接节点之间通过预应力连接成整体,同列的预制纵梁通过预应力与预制横梁连接成整体;预制连接节点用于连接预制横梁和/或在预制连接节点侧面上设置牛腿后用于承放预制纵梁以及连接上下层立柱。本发明避免了现有技术中各预制构件之间整体性差的问题,同时预应力的应用可增大柱网间距,减少柱子数量,提供空间利用率,适用于地上或地下单层或多层建筑。

Description

大跨度预应力混凝土装配式建筑框架体系
技术领域
本发明涉及装配式建筑技术领域,特别涉及一种大跨度预应力混凝土装配式建筑框架体系。
背景技术
现阶段,我国大部分的建筑仍是以现浇为主。这种施工方式不仅要雇佣大量劳动力而且工期长、成本高,现场管理混乱、预制率、装配率和工业化程度均较低,距离国家大力倡导发展的绿色建筑和优先采用工业化建造方式仍有一定差距。随着可持续发展和环保节能要求的不断加大,劳动成本的提高,以装配式建筑为代表的建筑工业化越来越被重视,其具有广泛的应用前景。
目前行业内装配式建筑结构存在很多问题:柱间距较小,空间布置受限;预制装配率较低,现场支模量较大;构件之间连接整体性较差,施工作业效率低等。市场迫切需要一种能够有效增大柱网间距,增大建筑的跨度,整体性能等同于现浇结构,并且安全、可靠、高效、简便的新型装配式预制结构。
发明内容
为解决现有技术所存在的问题,本发明提供了一种大跨度预应力混凝土装配式建筑框架体系,多种或多个预制构件通过预应力连接成整体,避免了现有技术中各预制构件之间整体性差的问题,同时预应力的应用可增大柱网间距及跨度,减少柱子数量,提供空间利用率。
根据本发明的大跨度预应力混凝土装配式建筑框架体系,包括多个立柱、多个预制连接节点、多个预制纵梁及多个预制横梁;在相邻立柱的间隔内设置预制横梁,在相互平行的两个预制横梁之间设置多个预制纵梁,预制连接节点设置在立柱顶部,预制横梁与预制连接节点之间通过预应力连接成整体,同列的预制纵梁通过预应力与预制横梁连接成整体;预制连接节点用于连接预制横梁和/或在预制连接节点侧面上设置牛腿后用于承放预制纵梁以及连接上下层立柱。
在优选的实施方式中,预制节点与预制横梁之间预留连接缝;预制横梁内布置预应力钢束,预应力钢束锚固于立柱顶部的预制连接节点;预制横梁通过张拉预应力钢束及连接缝与预制连接节点连接成整体;
一部分预制纵梁的两端与预制横梁连接,该部分预制纵梁内布置穿过预制横梁的预应力钢束,预应力钢束锚固于预制横梁另一侧的预制纵梁,该部分预制纵梁通过张拉预应力钢束及施工连接缝与预制横梁连接成整体;另一部分预制纵梁的两端与预制连接节点连接,预制纵梁与预制连接节点之间预留连接缝,该另一部分预制纵梁通过在预制连接节点侧面上设置的牛腿和预制纵梁与预制连接节点之间的连接缝与预制连接节点连接成整体。
预制连接节点可以在单独工厂预制,也可以与立柱一起预制或现浇;预制连接节点与上下层立柱通过预应力和/或设置预埋钢筋套筒等有效方式进行连接。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
1、本发明中预应力预制横梁、纵梁和预制连接节点等多预制构件通过预应力连接成整体,避免了现阶段各预制构件之间整体性差的问题,同时预应力的应用可增大柱网间距,减少柱子数量,提供空间利用率。
2、本发明中通过多个预应力预制横梁和多个预应力预制纵梁连接成整体,可以代替传统现浇地上或地下建筑的梁、板。
3、本发明的建筑结构中纵梁、横梁和预制连接节点在工厂进行预制,并采用预应力进行安装连接,不仅制作精度高、效率高,而且整体性好、安全可靠,对装配式建筑的设计、施工提供了指导性方案。
附图说明
图1为根据本发明实施例的总体结构示意图;
图2为根据本发明实施例的柱子与预制连接节点的连接示意图;
图3为根据本发明实施例的预制连接节点与预应力预制横梁的连接示意图;
图4为根据本发明实施例的预应力预制横梁的体外预应力钢束布置的示意图;
图5为根据本发明实施例的放置预应力预制纵梁的示意图;
图6为根据本发明实施例的预应力预制纵梁安装完毕的示意图;
图7为根据本发明实施例的纵梁与横梁的连接处剖面图之一;
图8为根据本发明实施例的单层建筑结构的示意图;
图9为根据本发明实施例的U+口型钢筋示意图。
其中:1-立柱;2-预制连接节点;3-预制横梁;4-横梁牛腿;5-预制纵梁;6-预应力钢束张拉槽口;7-连接缝;8-预应力钢束;9-整体化层混凝土;10-预制连接节点的U型牛腿;11-U型钢筋;12-口型钢筋;13-箍筋。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合实施例及附图对本发明的技术方案进行详细的描述。显然所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它方式,都属于本发明所保护的范围。
实施例
在现有的技术中,单层或多层建筑的顶板或底板通常采用现浇,会导致现场大量的支模量,场地管理混乱,柱网间距较小。本发明提出的结构中,多个预制纵梁、预制横梁连接成整体用以替代现有技术中的梁、板,通过使用预应力解决装配式构件整体性差的问题,同时可以提高柱网间距,提高了空间利用率。
本发明的设计思路首先“化整为零”,将建筑中的梁、板采用预应力预制纵梁、预制横梁结构来代替,单个的预应力预制纵梁、预制横梁体量相对较小且便于运输;在纵梁、横梁连接上应用了预应力,使跨度可以做到最大,立柱有较大的优化空间,可以减少预制构件的数量,同时建筑结构的整体刚度变大,变形相对较小,整体性更好,抗震性能更强。
如图1、8所示,本发明可以应用于地上或地下多层建筑,建筑结构的纵、横向可以是多跨多联,包括多个立柱、多个预制连接节点、多个预制纵梁及多个预制横梁;在相邻立柱的间隔内设置预制横梁,在相互平行的两个预制横梁之间设置预制纵梁,预制横梁与立柱之间通过预应力连接成整体,同列的预制纵梁通过预应力与预制横梁连接成整体;多个预制横梁、多个预制纵梁和多个预制连接节点上面可浇筑混凝土以达到整体化层的效果。预制纵梁、横梁结构可以整孔预制或者分节段块预制,整孔预制可以减少吊装及运输次数,分节段块预制可以减轻吊装及运输重量。
如图2所示,立柱1顶部与预制连接节点2连接,预制连接节点用于连接预制横梁和/或在预制连接节点上设置牛腿11后用于承放预制纵梁。如图3、4所示,预制纵梁与预制横梁之间预留连接缝7;预制横梁3内部布置预应力钢束8,预应力钢束8锚固于若干跨两端的立柱1顶部的预制连接节点2;预制横梁通过张拉预应力钢束8及连接缝7与预制连接节点2连接成整体。如图5所示,预制纵梁5通过放置在预制横梁的横梁牛腿4上先达到“简支梁”状态,预应力钢束张拉槽口6在工厂预制预应力预制纵梁时形成;预制纵梁5的两端也可以通过连接缝7与预制连接节点2连接成一体,预制连接节点2的两侧设有预制连接节点牛腿10,用于承接预应力预制纵梁。如图6、7所示,预制纵梁5内部布置预应力钢束8,预应力钢束8穿过预应力预制横梁3,并锚固于预应力预制横梁3另一侧的预应力预制纵梁5。预制纵梁5通过连接缝7、张拉预应力钢束8与预应力预制横梁3连接成整体,最终达到预制纵、横梁整体连续体系。如图8所示,多个柱子和多个预应力预制纵梁、横梁连接成为整体后浇筑整体化层混凝土9以达到整体化层。立柱1和预制连接节点2可采用现浇,也可采用预制或分段预制。预制连接节点2可以工厂预制,也可以与立柱共同预制或现浇。预制横梁3、预应力预制纵梁5也可采用分节段预制。
如图7所示,预制纵梁两端预留实心段与横梁临时简支搭接,顶板设置预应力钢束8,施工连接缝7后,在预制纵梁5的顶板槽口完成张拉封锚,形成连续结构。预制纵梁5的腹板设置预应力钢束,在工厂预制时完成张拉灌浆封锚。根据结构的跨度需求,预制横梁的截面形式可以选择箱形,预制纵梁的截面形式可选择箱形、T形、I形和双T形等常规形式。
预制纵梁、横梁所形成的整体连续结构,内力分配合理,并设置力预应力钢束;另外,截面效率较高,相较于普通钢筋混凝土框架结构可以提高较大的跨度,立柱也有较大的优化空间;同时相对与预应力纵梁、横梁简支体系又具有较好的整体性及抗震性能。
预制横梁也可采用空心截面以减轻重量。预制纵梁、横梁的空心部分可以进行空间的利用,梁内部可以放置电缆、排水管道等设备。预制纵梁与预制横梁采用预应力进行连接时,应避免横梁预应力钢束管道与纵梁预应力钢束管道产生碰撞。预制横梁应用预应力钢束,同列多个横梁可以同时张拉预应力连接成一体,整体性好。
预制连接节点与立柱的连接可采用预留钢筋套筒或其他有效连接方式。横梁牛腿上设置姿态调整钢垫片或其他有效调整措施,用以调整调整所述预制纵梁姿态;预制纵梁在牛腿上姿态调整后施工连接缝。
预制连接节点侧面上的牛腿可根据纵梁或横梁的截面形式进行设置,可以为U型牛腿或者梯形牛腿,并连同预制连接节点在工厂一起预制。如图2所示,预制连接节点的一种构造,预制连接节点2的一相对面设置了一对预制连接节点U型牛腿10,两个U型牛腿用以连接2个预应力预制纵梁,预制纵梁截面形式可以为T形或I形截面;另一向对面连接预制横梁,预制横梁截面形式可以为箱形截面,预制横梁与预制连接节点可通过连接缝连接,然后通过张拉预应力钢束后连接成整体。
预制纵梁、预制横梁之间的连接装置,可以采用图7所示的结构,预制纵梁与预制横梁之间预留的连接缝7布置有接缝钢筋,接缝钢筋一部分设置在预制横梁或预制横梁牛腿4内,一部分设置在预制纵梁内。预制纵梁与预制横梁之间预留的连接缝宽度为350mm左右,预制纵梁与预制横梁两侧的牛腿搭接厚度至少为200mm。
在图7所示的结构中,接缝钢筋包括预埋在预制横梁与预制纵梁连接处的U形钢筋11,以及用于连接U型钢筋的口型钢筋12,同时也在连接缝7内布置多个箍筋13;所述U型钢筋设有多个,一部分U型钢筋预埋在预制横梁或横梁牛腿内,一部分U型钢筋预埋在预制纵梁端部,两部分U型钢筋通过口型钢筋连接。接缝钢筋安装完毕后对连接缝浇筑混凝土,待混凝土达到张拉强度后,张拉预应力钢束并锚固,使预制纵梁与预制横梁连接为一整体。预制纵梁和预制横梁在工厂预制时预留预应力钢束张拉槽口6。预应力钢束8布置在预制横梁、预制纵梁内部,以抵抗连接为一整体后产生的内力。
在预制横梁3与预制连接节点2之间的连接缝7中的接缝钢筋也可以通过设置“U+口型钢筋”用于二者的连接。接缝钢筋包括预埋在预制横梁两端与预制连接节点连接处的U形钢筋11,以及用于连接U型钢筋的口型钢筋12,同时也在连接缝7内布置多个箍筋13;所述U型钢筋设有多个,一部分U型钢筋预埋在预制横梁或横梁牛腿内,一部分U型钢筋预埋在预制纵梁端部,两部分U型钢筋通过口型钢筋连接。接缝钢筋安装完毕后对连接缝浇筑混凝土,待混凝土达到张拉强度后,张拉预应力钢束并锚固,使预制横梁与预制连接节点连接为一整体。
同样地,在预制纵梁与预制连接节点之间预留的连接缝处,也可以安装如预制纵梁与预制横梁之间预留的连接缝处的接缝钢筋。因此,在本发明的连接缝处布置有接缝钢筋,接缝钢筋一部分设置在预制横梁、预制横梁的牛腿、预制连接节点或预制连接节点的牛腿内,一部分设置在预制纵梁内。
其中所述连接缝可以为湿接缝、干接缝等其他有效接缝方式,本实施例中仅描述了一种构件之间的连接缝采用湿接缝的方案。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例,并不用来限制本发明,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.大跨度预应力混凝土装配式建筑框架体系,其特征在于,包括多个立柱、多个预制连接节点、多个预制纵梁及多个预制横梁;在相邻立柱的间隔内设置预制横梁,在相互平行的两个预制横梁之间设置多个预制纵梁,预制连接节点设置在立柱顶部,预制横梁与预制连接节点之间通过预应力连接成整体,同列的预制纵梁通过预应力与预制横梁连接成整体;预制连接节点用于连接预制横梁和/或在预制连接节点侧面上设置牛腿后用于承放预制纵梁以及连接上下层立柱。
2.根据权利要求1所述的大跨度预应力混凝土装配式建筑框架体系,其特征在于,预制节点与预制横梁之间预留连接缝;预制横梁内布置预应力钢束,预应力钢束锚固于立柱顶部的预制连接节点;预制横梁通过张拉预应力钢束及连接缝与预制连接节点连接成整体;
一部分预制纵梁的两端与预制横梁连接,该部分预制纵梁内布置穿过预制横梁的预应力钢束,预应力钢束锚固于预制横梁另一侧的预制纵梁,该部分预制纵梁通过张拉预应力钢束及施工连接缝与预制横梁连接成整体;另一部分预制纵梁的两端与预制连接节点连接,预制纵梁与预制连接节点之间预留连接缝,该另一部分预制纵梁通过在预制连接节点侧面上设置的牛腿和预制纵梁与预制连接节点之间的连接缝与预制连接节点连接成整体。
3.根据权利要求1所述的大跨度预应力混凝土装配式建筑框架体系,其特征在于,在预制连接节点侧面上设置的牛腿为U型牛腿或者梯形牛腿。
4.根据权利要求2所述的大跨度预应力混凝土装配式建筑框架体系,其特征在于,所述预应力钢束布置在预制横梁、预制纵梁的内部。
5.根据权利要求2所述的大跨度预应力混凝土装配式建筑框架体系,其特征在于,在所述连接缝处布置接缝钢筋,或不布置接缝钢筋。
6.根据权利要求5所述的大跨度预应力混凝土装配式建筑框架体系,其特征在于,在布置接缝钢筋的情况下,所述接缝钢筋包括预埋在预制横梁与预制纵梁连接处的多个U形钢筋,一部分U型钢筋预埋在预制横梁或预制横梁的牛腿内,一部分U型钢筋预埋在预制纵梁端部,预埋在预制横梁或预制横梁的牛腿内的U型钢筋与预埋在预制纵梁端部的U型钢筋通过口型钢筋连接。
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