CN111851786A - 预应力组合墙梁自平衡结构体系及包含该体系的建筑结构 - Google Patents

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胡岩松
秦昊
刘巧玲
张鑫
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Abstract

本公开涉及预应力组合墙梁自平衡结构体系及包含该体系的建筑结构，属于土木工程结构领域，该结构体系包括水平设置的预应力拉杆，预应力拉杆长度方向的两端连接框架柱，所述预应力拉杆的顶部设有砖墙，预应力拉杆与框架柱或砖墙的交汇处形成框架节点或支座节点；所述预应力拉杆包括钢筋混凝梁，所述钢筋混凝内设有若干根预先埋置的可后张法施工的预应力钢筋。本公开的自平衡体系考虑楼房上部砖砌体的拱效应，通过在底部框架梁上设置超高强度(1860MPa以上)预应力钢筋，形成预应力拉杆，进而形成上部拱和底部预应力拉杆的自平衡体系，拉杆内部的预应力抵抗墙梁拱的水平推力。预应力组合墙梁自平衡结构体系具有优异的承载和抗灾性能。

Description

预应力组合墙梁自平衡结构体系及包含该体系的建筑结构
技术领域
本公开属于土木工程结构领域，具体是涉及预应力组合墙梁自平衡结构体系及包含该体系的建筑结构。
背景技术
这里的陈述仅提供与本公开相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。
近年来出现了很多底部框架-上部砖砌体房屋，底层为商业，上层为住宅的多层房屋，底层商业为钢筋混凝土框架结构，在平面布置上满足了灵活的要求，可以实现大跨度(8～15m)结构使用空间布局，上层一般为砖砌体结构。
发明人发现底部框架梁可按墙梁的托梁考虑，按偏拉构件设计的墙梁的托梁，因其上部楼层为砖砌体结构，恒载所占比例较大，截面全部或者大部分处于受拉状态，在正常使用条件下裂缝宽度不易满足规范要求。裂缝宽度过大可造成框架托梁顶部与上部砖砌体的滑移和脱离，拱脚处砖砌体材料性能退化，拱的传力机制失效，框架托梁承担的荷载显著增加，严重时可导致底部框架及上部砖砌体的毁损和倒(坍)塌。砖砌体墙梁底部为普通钢筋混凝土托梁，钢筋混凝土托梁的两端设置在砖墙上，与底部框架柱对托梁轴向约束相比，砖墙对托梁的轴向约束相对较弱，砖砌体墙梁底部的托梁裂缝宽度难以控制，墙梁拱的传力机制易受不同程度的损伤。这类建筑因底部刚度小，上部刚度大，竖向刚度急剧变化，抗震性能差。地震时往往在底部出现变形集中，产生过大侧移而严重破坏，甚至倒塌。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本公开提供了预应力组合墙梁自平衡结构体系及包含该体系的建筑结构；通过在混凝土托梁上设置超高强度(1860MPa以上)预应力钢筋，形成预应力拉杆，进而形成上部拱和底部预应力拉杆的自平衡体系，拉杆内部的预应力抵抗墙梁拱的水平推力，该预应力组合墙梁自平衡结构体系具有优异的承载和抗灾性能。
本公开至少一实施例公开了一种预应力组合墙梁自平衡结构体系，该结构体系包括水平设置的预应力拉杆，预应力拉杆长度方向的两端底部连接框架柱，所述预应力拉杆的顶部堆砌砖墙，预应力拉杆与框架柱或砖墙的交汇处形成框架节点或支座节点；所述预应力拉杆包括钢筋混凝梁，所述钢筋混凝梁内部预先埋置可以后张法施工的若干根直线型预应力钢筋。
进一步地，钢筋混凝梁内沿着轴线方向设有一层或多层直线型预应力筋组成。
进一步地，当钢筋混凝梁内含有三层直线型预应力筋的时候，上层直线型预应力钢筋通长设置于钢筋混凝土梁中和轴以上，下层直线型预应力钢筋通长设置于钢筋混凝土中和轴以下，中间层直线型预应力钢筋设置于钢筋混凝土梁的中和轴处。
进一步地，所述直线型预应力钢筋的数量由上部堆砌的砖墙形成拱的推力和本层荷载组合计算确定。
进一步地，所述直线型预应力钢筋长度方向的两端分别与钢筋混凝土梁固定在一起。
进一步地，所述直线型预应力钢筋长度方向的两端分别设有预应力锚具。
进一步地，钢筋混凝梁上部堆砌的砖墙内部形成拱顶砌体、拱带和拱下砌体。
进一步地，所述若干根预先埋置的直线型预应力钢筋应依据上部楼层施工层数分批张拉锚固。
进一步地，所述预应力拉杆也可设置在混凝土墙内，在混凝土墙的上方堆砌砖墙。
本公开至少一实施例还公开了一种建筑结构，该建筑结构包括上述任一项所述的一种预应力组合墙梁自平衡结构体系。
上述本公开的有益效果如下：
(1)、本公开提供的预应力组合墙梁自平衡结构体系通过在框架柱和堆砌的砖墙之间设置超高强度(1860MPa以上)预应力钢筋和混凝土梁，形成预应力拉杆，进而形成上部拱和底部预应力拉杆的自平衡体系，拉杆内部的预应力抵抗混凝土梁拱的水平推力，该结构体系可以实现大跨度，底层可以作为商场，车库等用途，空间使用率高。
(2)、预应力拉杆内部的预应力筋直线布置可以大幅度减小预应力损失，因为混凝土梁或墙高跨比大，若曲线型布筋，预应力损失大。
附图说明
构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
图1是本公开实施例提供的预应力组合墙梁自平衡结构体系；
图2是本公开实施例提供的现有的墙梁结构体系；
图3是本公开实施例1提供的预应力组合墙梁自平衡结构体系；
图4是本公开实施例2提供的预应力组合墙梁自平衡结构体系。
图中：1、预应力拉杆，2、砖墙，3、框架柱，4、混凝土墙，5、拱带。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本公开使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
在本公开的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。
名词解释：后张法施工，是指构件或块体制作时，在放置预应力筋的部位预先留有孔道，待混凝土达到规定强度后，孔道内穿入预应力筋，并用张拉机具夹持预应力筋将其张拉至设计规定的控制应力，然后借助锚具将预应力筋锚固在构件端部，最后进行孔道灌浆(亦有不灌浆者)的施工方法。
如图1所示，本实施例中的预应力组合墙梁自平衡结构体系主要包括预应力拉杆1、设置在预应力拉杆1上部的砌墙2以及设置在预应力拉杆1下部的框架柱3。
其中所述的预应力拉杆1的两端穿过框架柱或砖墙2，预应力拉杆1与框架柱3或砖墙2的交汇处形成框架节点或支座节点。
需要说明的就是，正如背景技术所述，近年来出现了很多底部框架-上部砖砌体房屋，底层为商业，上层为住宅的多层房屋，底层商业为钢筋混凝土框架结构，在平面布置上满足了灵活的要求，可以实现大跨度(8～15m)结构使用空间布局，如图2所示，现有的结构都是在混凝土梁上设置砖墙，但是混凝土梁上方的砖墙在堆砌的过程中会自动形成一种拱带5，其中拱带5上部是拱顶砌体，拱带5下部供下砌体，因为拱带是将竖向力转变成水平推力的一种结构，最终设在拱带下方的混凝土梁变成一个受拉件，即混凝土梁的截面全部或者大部分处于受拉状态，在正常使用条件下裂缝宽度不易满足规范要求，容易出现裂缝。
为了解决该技术问题，本实施将混凝土梁替换成预应力拉杆1，其中预应力拉杆包括预应力混凝土梁，其中预应力混凝土梁内预先埋置了可以后张法施工的预应力钢筋，优选的，所述预应力钢筋由一层或者多层直线型预应力钢筋组成。
具体的，对于两层直线型预应力钢筋设置方式是以预应力混凝土梁长度方向中间的水平面为界限，水平面上部在一定高度范围内设置一层直线型预应力钢筋，水平面下部在一定高度范围内设置另一侧直线型预应力钢筋。
对于三层直线型预应力钢筋设置方式，是在预应力混凝土梁长度方向中间的水平面也就是中和轴上设置一侧直线型预应力钢筋，同样水平面上部在一定高度范围内设置一层直线型预应力钢筋，水平面下部在一定高度范围内设置另一侧直线型预应力钢筋。
需要说明的就是，所述直线型预应力钢筋的数量由上部堆砌砖墙形成拱的推力和本层荷载组合计算确定，张拉预应力钢筋可实现组合墙梁结构的自平衡，完全消除拱脚对框架柱或砖墙支座的推力。
同时，所述若干根预先拉拔后的直线型预应力钢筋应依据上部楼层施工高度分批张拉安装，比如在预应力预应力混凝土梁每多盖一层就通过拉力机将其中一根预应力钢筋拉拔然后通过钢筋两端的预应力锚具固定在预应力混凝土梁上，这样就形成了分批张拉安装。
所以，为了实现预应力混凝土梁平衡体系，本实施例中在将直线型预应力钢筋装入混凝土梁之后，是通过拉力机拉住钢筋的两端，此时预应力钢筋受拉，然后将钢筋的两端与混凝土梁固定柱，此时预应力钢筋因为失去拉力的作用会收缩，然后在预应力压缩的作用下，混凝土梁会变成受压件，这样当拱受压向两侧拱脚传力的时候，这样在两个拱脚之间加上预应力混凝土梁，预应力混凝土梁的两端会承受拉力，由于预应力混凝土梁本身内部设置了钢筋形成了受压件，这样就抵消了预应力混凝土梁两端所受的拉力，形成自平衡体系。
除此之外，本公开实施例一还公开了另外自平衡体系一种形式，如图3所示，其中将直线型预应力钢筋设置在混凝土墙4的下方，这种形式可以适用于底部框架柱2之间大跨度的情况，实现12～15m的跨度，适用于大空间结构，框架底层为地下室作为车库，一层为大型商场，商场上部为砖房住宅，具体的是，底部框架柱2之间作为停车场，混凝土墙4的一层作为商场，混凝土墙4上层为住宅房。
如图4所示的自平衡体系体系可实现8～12m的跨度，无地下室，一层为框架结构，作为小型门市或者公共活动区域，二层及以上为砖房，住宅。
所以，上述实施例一公开的预应力混凝土梁平衡体系可实现大跨度墙梁结构在施工和使用过程中的自平衡，消除拱脚对支座的推力，确保墙梁结构的安全和正常使用，施工工艺简单，可操作性强，节约建筑材料，降低工程造价。
上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (10)

1.预应力组合墙梁自平衡结构体系，其特征在于，包括水平设置的预应力拉杆，预应力拉杆长度方向的两端底部连接框架柱，所述预应力拉杆的顶部堆砌砖墙，预应力拉杆与框架柱或砖墙的交汇处形成框架节点或支座节点；所述预应力拉杆包括钢筋混凝梁，所述钢筋混凝梁内部预先埋置可以后张法施工的若干根直线型预应力钢筋。
2.如权利要求1所述的预应力组合墙梁自平衡结构体系，其特征在于，钢筋混凝梁内沿着轴线方向设有一层或多层直线型预应力筋组成。
3.如权利要求2所述的预应力组合墙梁自平衡结构体系，其特征在于，当钢筋混凝梁内含有三层直线型预应力筋的时候，上层直线型预应力钢筋通长设置于钢筋混凝土梁中和轴以上，下层直线型预应力钢筋通长设置于钢筋混凝土中和轴以下，中间层直线型预应力钢筋设置于钢筋混凝土梁的中和轴处。
4.如权利要求1所述的预应力组合墙梁自平衡结构体系，其特征在于，所述直线型预应力钢筋的数量由上部堆砌的砖墙形成拱的推力和本层荷载组合计算确定。
5.如权利要求1所述的预应力组合墙梁自平衡结构体系，其特征在于，所述直线型预应力钢筋长度方向的两端分别与钢筋混凝土梁固定在一起。
6.如权利要求1所述的预应力组合墙梁自平衡结构体系，其特征在于，所述直线型预应力钢筋长度方向的两端分别设有预应力锚具。
7.如权利要求1所述的预应力组合墙梁自平衡结构体系，其特征在于，钢筋混凝梁上部堆砌的砖墙内部形成拱顶砌体、拱带和拱下砌体。
8.如权利要求1所述的预应力组合墙梁自平衡结构体系，其特征在于，所述若干根预先拉拔后的直线型预应力钢筋应依据上部楼层施工层数分批张拉锚固。
9.如权利要求1所述的预应力组合墙梁自平衡结构体系，其特征在于，所述预应力拉杆也可设置在混凝土墙内，在混凝土墙的上方堆砌砖墙。
10.一种建筑结构，其特征在于，该建筑结构包括上述权利要求1-9任一项所述的预应力组合墙梁自平衡结构体系。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114164938A (zh) * 2021-09-23 2022-03-11 郑州辉昂装饰设计工程有限公司 一种自平衡装配式框架薄壳结构体系及其构建方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6988337B1 (en) * 2002-03-22 2006-01-24 Bebotech Corporation Means and method for constructing a fully precast top arch overfilled system
CN1740473A (zh) * 2005-09-13 2006-03-01 北京航空航天大学 用于高层建筑中的拱式转换梁
CN201588300U (zh) * 2009-12-30 2010-09-22 浙江鸿翔建设集团有限公司 一种大型悬挑式建筑物的自平衡支承结构
CN104213718A (zh) * 2014-09-29 2014-12-17 郑州大学 拱券式农房拱脚滑移控制系统及施工工艺

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6988337B1 (en) * 2002-03-22 2006-01-24 Bebotech Corporation Means and method for constructing a fully precast top arch overfilled system
CN1740473A (zh) * 2005-09-13 2006-03-01 北京航空航天大学 用于高层建筑中的拱式转换梁
CN201588300U (zh) * 2009-12-30 2010-09-22 浙江鸿翔建设集团有限公司 一种大型悬挑式建筑物的自平衡支承结构
CN104213718A (zh) * 2014-09-29 2014-12-17 郑州大学 拱券式农房拱脚滑移控制系统及施工工艺

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114164938A (zh) * 2021-09-23 2022-03-11 郑州辉昂装饰设计工程有限公司 一种自平衡装配式框架薄壳结构体系及其构建方法

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