CN208502068U - 一种部分预制装配预应力型钢混凝土梁 - Google Patents

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Abstract

一种部分预制装配预应力型钢混凝土梁,采用部分预制装配部分现浇的思想,由预制部分和现浇部分组成,包括预制U型高强混凝土槽;设置于预制U型高强混凝土槽中且长度方向与槽长方向平行的型钢;设置于预制U型高强混凝土槽槽底的若干纵筋一;设置于预制U型高强混凝土槽中且与槽长方向垂直的若干闭合的箍筋;设置于预制U型高强混凝土槽上方且与槽长方向平行的若干纵筋二;设置于预制U型高强混凝土槽槽底且与槽长方向平行的若干预应力筋;填充于预制U型高强混凝土槽中的现浇普通混凝土一;以及设置于预制U型高强混凝土槽顶部的现浇翼缘板,本实用新型可提高梁的承载能力,节省材料,提高梁抗裂及耐火性能。

Description

一种部分预制装配预应力型钢混凝土梁
技术领域
本发明属于建筑技术领域,特别涉及一种部分预制装配预应力型钢混凝土梁。
背景技术
现代钢筋混凝土结构中,最常用的当属现浇钢筋混凝土结构,现场支模,整体浇筑而成,通常具有这些优点:取材方便、整体性好、刚度较大、可模性好。同时这种结构也有很多不足,为设计施工带来很大的困扰,如自重大,施工工序复杂,人工用量大,维护周期长,成本较高,抗裂性能差等,与创建资源节约型、环境友好型社会的目标相违背。
近年来随着技术的发展,由预制构件经装配连接形成的装配式混凝土结构陆续出现。与现浇混凝土结构相比,装配式结构可将构件标准化规格化,使生产工业化成为可能,实现批量生产。构件的制作可以不受季节天气的影响,主要构件工厂组装,比传统工期缩短了1/3,同时减少了模板用量和现场施工对环境的污染。装配式结构本身也有缺点:整体性能差,设计难度大,抗渗性差,不利于抗震,且运输安装也有很大的不便。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种部分预制装配预应力型钢混凝土梁,保留了现浇和装配式结构的优点,同时解决了两者的不足,具有现场施工简便、成本低廉、性能优良的特点。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种部分预制装配预应力型钢混凝土梁,其特征在于,包括:
预制U型高强混凝土槽1;
设置于预制U型高强混凝土槽1中且长度方向与槽长方向平行的型钢2;
设置于预制U型高强混凝土槽1槽底且与槽长方向平行的若干纵筋一4;
设置于预制U型高强混凝土槽1中且与槽长方向垂直的若干闭合的箍筋6;
设置于预制U型高强混凝土槽1上方且与槽长方向平行的若干纵筋二5;
设置于预制U型高强混凝土槽1槽底的若干预应力筋3;
填充于预制U型高强混凝土槽1中的现浇普通混凝土一7;
以及,
设置于预制U型高强混凝土槽1顶部的现浇翼缘板。
所述型钢2的下部位于预制U型高强混凝土槽1的槽底中,所述闭合箍筋6的下部位于预制U型高强混凝土槽1的槽壁与槽底中,纵筋一4位于预制U型高强混凝土槽1的槽底部并焊接在箍筋6闭合圈内的底部,纵筋二5位于预制U型高强混凝土槽1的上方并焊接在箍筋6闭合圈内的顶部,所述预制U型高强混凝土槽1、型钢2、纵筋一4、箍筋6、纵筋二5以及预应力筋3均为预制部分。
所述预制U型高强混凝土槽1可改为矩形截面梁。
所述型钢2在长度方向上,两端伸出预制U型高强混凝土槽1,所述型钢2为H型钢、工字钢或蜂窝钢。
所述预应力筋3为预应力钢筋、高强预应力钢丝、钢绞线或其他能够提供预应力的材料,其位置在型钢2下翼缘之上,其布置样式为直线型或抛物线型。
所述现浇普通混凝土一7和现浇翼缘板均为现浇部分。
所述现浇普通混凝土一7和现浇翼缘板所采用的混凝土强度低于预制U型高强混凝土槽1所采用的混凝土强度。
所述现浇普通混凝土一7和现浇翼缘板所采用的混凝土为再生混凝土、轻骨料混凝土、橡胶混凝土、吸声混凝土或保温隔热混凝土,所述现浇翼缘板采用压型钢板-混凝土组合板或叠合楼板。
所述压型钢板-混凝土组合板由压型钢板或预制混凝土板8和现浇普通混凝土二9组成,其中压型钢板或预制混凝土板8与预制U型高强混凝土槽1的顶部连接。
本发明还提供了所述部分预制装配预应力型钢混凝土梁的施工方法,步骤如下:
1、在工厂,将纵筋一4焊接在箍筋6圈内的底部,纵筋二5焊接在箍筋6圈内的顶部,预应力筋3采用先张或后张法置于型钢2下翼缘以上位置,将预应力筋3、箍筋6的下部、纵筋一4、及型钢2的下部浇筑于预制U型高强混凝土槽1中,完成预制部分;
2、在现场,将型钢2的两端与组合柱或钢柱直接连接,或与混凝土柱过渡连接;
3、向预制U型高强混凝土槽1中浇筑现浇普通混凝土一7;
4、向预制U型高强混凝土槽1上方浇筑现浇翼缘板。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1)施工简便。
梁下部纵筋、梁中箍筋、型钢、预应力筋和下部混凝土构成PPPSRC梁的预制型钢骨架部分,该部分均在工厂预制生产完成,然后运输到工地将预制部分的型钢与组合柱或钢柱直接连接(或与混凝土柱过渡连接),再浇筑混凝土楼板就完成了PPPSRC梁施工安装。与传统现浇混凝土梁施工相比,施工现场不用绑扎钢筋、支模和架设梁下临时支撑。如果楼板使用压型钢板-混凝土组合板或叠合楼板,则整个楼盖施工过程中均无需支模、拆模和临时支撑,现场施工工序大幅减少,将极大缩短工期。通过合理设计,PPPSRC梁的安装也会与钢梁或钢-混凝土组合梁同样方便、快捷,施工效率得到大幅加强。
2)设计灵活。
在PPPSRC梁中,正弯矩作用下,梁跨中预制部分处于受拉区,预制部分采用带预应力筋的U型高强混凝土可以提高梁的施工阶段刚度、抗裂性能、受剪承载能力、耐久性和耐火性能,受压区的现浇部分由于有型钢上翼缘和混凝土翼缘板作用,可以不采用高强混凝土,使用普通强度混凝土即可;负弯矩作用下,梁端处于受压区,由于梁端混凝土强度较高,导致截面受压区高度较小,再结合箍筋加密约束高强混凝土,能够有效提高截面塑性转动能力。在PPPSRC梁中,预制部分与现浇部分可以采用不同强度等级的混凝土,致使设计变得更加灵活。因此,本发明具有良好的社会经济效应和广阔的推广前景。
3)功能提升。
上述PPPSRC梁可以在预制部分采用高强混凝土,现浇部分采用普通强度混凝土,二者混凝土强度等级可以不同。因此,在实际工程应用中,楼板混凝土选择时可以不受梁的混凝土强度限制,选用各种不同类型的混凝土,使结构的功能得到提升。譬如为节约资源能源,PPPSRC梁的现浇部分混凝土和楼板混凝土可采用再生混凝土;采用轻骨料混凝土可减轻楼盖自重;采用橡胶混凝土或吸声混凝土可提高楼盖减振隔音效果;采用保温隔热混凝土可以提高楼盖的保温性能。
4)节约成本。
在传统SRC梁施工中,一般情况下梁混凝土与楼板混凝土一起浇筑,导致梁混凝土和楼板混凝土必须为同一品种和强度等级混凝土。如果跨度较大的型钢混凝土梁多采用高强混凝土,那么楼板也要采用高强混凝土,建设成本也会随之增加;同时采用高强混凝土,还会明显提高楼板的最小配筋率限值,楼板钢筋用量也会增加,进一步加大建造成本。而在PPPSRC梁中,可以仅在梁预制部分采用高强混凝土,而现浇部分和楼板均可以采用普通混凝土、再生混凝土或轻骨料混凝土,楼板混凝土强度等级不需同梁混凝土一致,楼板最小配筋率限值降低,整个楼盖用筋量也会减少。
5)施工质量好。
传统SRC梁施工工序多、难度大,经常出现由振捣引起的混凝土强度不足和梁中钢筋错位等质量问题,施工质量难以控制。而在PPPSRC梁中,腹板部分的构件大多为工厂预制,混凝土在浇筑时振捣方便还能可采用蒸汽养护,混凝土施工质量容易控制,特别是在采用高强混凝土时,PPPSRC梁在施工质量控制方面优势尤为明显。
总体来讲,采用预制装配技术的PPPSRC梁与传统SRC梁相比,简化了施工工序,降低了施工难度,长期制约传统SRC梁推广应用的关键难题得以有效解决,并且能充分发挥和改善传统SRC梁在受力性能、抗裂性能、耐久性能、耐火性能和经济性能等方面的优势,可以广泛应用于各类钢筋混凝土和组合结构建筑中,特别是大跨度、重荷载、不规则、复杂程度高的高层建筑或超高层建筑。因此,PPPSRC梁的深入研究具有极大的应用价值。
附图说明
图1是本发明预制装配钢筋混凝土梁截面示意图,截面为U型。
图2是本发明预制部分的立体示意图,梁截面为U型,预应力筋为直线型布置样式。
图3是本发明预制部分的立体示意图,梁截面为矩形,预应力筋为抛物线型布置样式。
图4是本发明预制部分的侧视图,梁截面为U型,预应力筋为直线型布置样式。
图5是本发明预制部分的侧视图,梁截面为矩形,预应力筋为抛物线型布置样式。
图6是本发明预制部分的俯视图。
图7是图6中A-A剖面图。
图8是图6中B-B剖面图。
图9是本发明现浇部分的立体示意图。
图10是本发明现浇部分的俯视图。
图11是图7中B-B向视图,即预制U型高强混凝土槽截面图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
本发明一种部分预制装配型钢混凝土梁,采用部分预制装配部分现浇的思想,由预制部分和现浇部分组成,如图1至图11所示,包括:预制U型高强混凝土槽1;设置于预制U型高强混凝土槽1中且长度方向与槽长方向平行的型钢2;设置于预制U型高强混凝土槽1槽底且与槽长方向平行的若干纵筋一4;设置于预制U型高强混凝土槽1中且与槽长方向垂直的若干闭合的箍筋6;设置于预制U型高强混凝土槽1上方且与槽长方向平行的若干纵筋二5;设置于预制U型高强混凝土槽1槽底的若干预应力筋3;填充于预制U型高强混凝土槽1中的现浇普通混凝土一7;设置于预制U型高强混凝土槽1顶部的现浇翼缘板。
其中,如图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8所示,型钢2的下部埋于预制U型高强混凝土槽1的槽底中,纵筋一4焊接在箍筋6圈内的底部,箍筋6的下部埋在预制U型高强混凝土槽1的槽壁以及槽底中且上部悬空,纵筋二5焊接在箍筋6悬空部分的圈内顶部且与纵筋一4平行,预制U型高强混凝土槽1、型钢2、纵筋一4、箍筋6、纵筋二5以及预应力筋3均为预制部分。
图2和图4中,预制U型高强混凝土槽1中,预应力筋3采用了直线型的布置样式。
图3和图5中,预制U型高强混凝土槽1改为矩形截面梁,预应力筋3采用了抛物线型的布置样式。
预应力筋直线型布置安装简单,方便张拉;预应力钢绞线采用抛物线型布置与主拉应力迹线相符,能有效提高梁的斜截面承载力,防止梁沿斜截面发生破坏。
如图9、图10和图11所示,现浇普通混凝土一7和现浇翼缘板组成现浇部分。现浇翼缘板可以采用压型钢板-混凝土组合板或叠合楼板。本实施例中用压型钢板-混凝土组合板由压型钢板或预制混凝土板8和现浇普通混凝土二9组成,其中压型钢板或预制混凝土板8与预制U型高强混凝土槽1的顶部连接。现浇后,型钢2的上部、箍筋6的上部以及纵筋二5均处于现浇部分中。
其中:
1)预制部分所涉及的混凝土采用高强混凝土,可提高预制装配钢筋混凝土梁的抗裂性能、耐久性能和耐火性能。
2)型钢2在长度方向上,两端伸出预制U型高强混凝土槽1,即在预制型钢骨架部分外伸小段型钢,在施工安装时与预埋柱外伸型钢螺栓进行连接,从而便于预制高强混凝土钢筋骨架。
3)本发明预应力筋所涉及的长度、数量、材料、布置形式等设计参数可以根据相应的设计计算方法和具体施工案例进行优化设计。
4)型钢2可以采用H型钢或工字钢,而对于有使用要求梁内预埋横向管道,可以将H型钢或工字钢换成蜂窝钢,调整蜂窝钢空洞大小以满足实际使用需求。
具体施工方法为:
首先在工厂预制PPPSRC梁的下部腹板部分,然后在工地现场安装PPPSRC梁的下部腹板部分,最后与混凝土楼板一起整浇PPPSRC梁的上部翼缘板部分。PPPSRC梁预制部分中的全部型钢上翼缘、上部纵筋、部分型钢腹板和箍筋外露。PPPSRC梁的下部预制腹板部分为U型高强混凝土槽(即腹板)的高强混凝土钢筋骨架;梁的上部现浇翼缘板部分可以为钢筋混凝土板、压型钢板-混凝土组合板和预制混凝土叠合板等形式,其中现浇混凝土可以为普通混凝土、再生混凝土、轻骨料混凝土等不同类型混凝土。通过不同形式的预制腹板部分和不同形式的现浇翼缘板的相互组合,可以优化组合成各种类型PPPSRC梁,并各具性能特点和优点,适用于不同工程情况需求。
本发明在传统U型预制梁基础上,预制部分采用型钢、高强混凝土和预应力筋起浇筑,大幅降低预制部分自重,满足现场吊装要求,是一种良好的预制方法。根据本发明提出设计方法,可以进一步优化预制底座的截面形式、预应力筋的长度、数量、材料、布置形式,型钢种类(波纹腹板H型钢,蜂窝钢等),预制混凝土内表面纹路,预制部分混凝土强度等各个参数,现浇混凝土强度和种类(再生混凝土、轻骨料混凝土等)以实现本实例优化设计。

Claims (9)

1.一种部分预制装配预应力型钢混凝土梁,其特征在于,包括:
预制U型高强混凝土槽(1);
设置于预制U型高强混凝土槽(1)中且长度方向与槽长方向平行的型钢(2);
设置于预制U型高强混凝土槽(1)槽底且与槽长方向平行的若干纵筋一(4);
设置于预制U型高强混凝土槽(1)中且与槽长方向垂直的若干闭合的箍筋(6);
设置于预制U型高强混凝土槽(1)上方且与槽长方向平行的若干纵筋二(5);
设置于预制U型高强混凝土槽(1)槽底的若干预应力筋(3);
填充于预制U型高强混凝土槽(1)中的现浇普通混凝土一(7);
以及,
设置于预制U型高强混凝土槽(1)顶部的现浇翼缘板。
2.根据权利要求1所述部分预制装配预应力型钢混凝土梁,其特征在于,所述型钢(2)的下部位于预制U型高强混凝土槽(1)的槽底中,所述闭合箍筋(6)的下部位于预制U型高强混凝土槽(1)的槽壁与槽底中,纵筋一(4)位于预制U型高强混凝土槽(1)的槽底部并焊接在箍筋(6)闭合圈内的底部,纵筋二(5)位于预制U型高强混凝土槽(1)的上方并焊接在箍筋(6)闭合圈内的顶部,所述预制U型高强混凝土槽(1)、型钢(2)、纵筋一(4)、箍筋(6)、纵筋二(5)以及预应力筋(3)均为预制部分。
3.根据权利要求1所述部分预制装配预应力型钢混凝土梁,其特征在于,所述预制U型高强混凝土槽(1)可改为矩形截面梁。
4.根据权利要求1所述部分预制装配预应力型钢混凝土梁,其特征在于,所述型钢(2)在长度方向上,两端伸出预制U型高强混凝土槽(1),所述型钢(2)为H型钢、工字钢或蜂窝钢。
5.根据权利要求1所述部分预制装配预应力型钢混凝土梁,其特征在于,所述预应力筋(3)为预应力钢筋、高强预应力钢丝、钢绞线或其他能够提供预应力的材料,其位置在型钢(2)下翼缘之上,其布置样式为直线型或抛物线型。
6.根据权利要求1所述部分预制装配预应力型钢混凝土梁,其特征在于,所述现浇普通混凝土一(7)和现浇翼缘板均为现浇部分。
7.根据权利要求1所述部分预制装配预应力型钢混凝土梁,其特征在于,所述现浇普通混凝土一(7)和现浇翼缘板所采用的混凝土强度低于预制U型高强混凝土槽(1)所采用的混凝土强度。
8.根据权利要求1所述部分预制装配预应力型钢混凝土梁,其特征在于,所述现浇普通混凝土一(7)和现浇翼缘板所采用的混凝土为再生混凝土、轻骨料混凝土、橡胶混凝土、吸声混凝土或保温隔热混凝土,所述现浇翼缘板采用压型钢板-混凝土组合板或叠合楼板。
9.根据权利要求8所述部分预制装配预应力型钢混凝土梁,其特征在于,所述压型钢板-混凝土组合板由压型钢板或预制混凝土板(8)和现浇普通混凝土二(9)组成,其中压型钢板或预制混凝土板(8)与预制U型高强混凝土槽(1)的顶部连接。
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