低多层免支撑装配式超高性能混凝土框架结构及建筑物
技术领域
本申请涉及装配式结构建筑物领域,特别是涉及一种低多层免支撑装配式超高性能混凝土框架结构及建筑物。
背景技术
目前,装配式建筑中基于套筒灌浆连接及后浇节点连接的装配整体式混凝土结构技术已比较成熟,其中装配整体式混凝土框架结构在民用公共建筑和工业建筑中应用较为广泛。
装配整体式混凝土框架结构的受力性能等同于现浇混凝土框架结构,抗震性能良好,但由于梁柱节点为后浇形式,梁及板一般采用叠合形式,导致现场湿作业较多,施工时需在梁及板下设置较多的临时支撑,使得这种结构体系工业化水平仍然不高,且对环境的不利影响较大,无法充分发挥装配式结构的优势。尤其对于层数不超过3层的低层结构及不超过6层的多层结构而言,上述问题更为突出。
所以针对上述的技术问题还需进一步解决。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于,提供一种低多层免支撑装配式超高性能混凝土框架结构及建筑物,解决上述的技术问题。
为解决上述技术问题,本申请实施例提供如下技术方案:
一方面本申请提供一种低多层免支撑装配式超高性能混凝土框架结构,包括:预制框架柱,所述预制框架柱侧面设置有悬臂梁,所述悬臂梁内部的钢筋伸出端部向远离端部方向延伸形成第一搭接钢筋;
预制框架梁,所述预制框架梁内部的钢筋伸出端部向远离端部方向延伸形成第二搭接钢筋;
连接支承装置,所述连接支承装置为倒双T形钢板形式,两端分别与所述悬臂梁的端部、所述预制框架梁的一端采用可拆卸连接,形成顶部开口的浇筑槽;
临时斜撑,所述临时斜撑两端分别与所述预制框架柱和所述连接支承装置靠近预制框架梁的一端可拆卸连接;
其中,所述第一搭接钢筋和所述第二搭接钢筋均置于浇筑槽内并搭接,通过向浇筑槽内浇筑超高性能混凝土,使所述预制框架柱、所述预制框架梁连接形成整体。
本实用新型的目的还可采用以下技术措施进一步实现。
可选地,前述的低多层免支撑装配式超高性能混凝土框架结构,其中所述第一搭接钢筋的端部弯折成钩状,所述第二搭接钢筋的端部弯折成钩状。
可选地,前述的低多层免支撑装配式超高性能混凝土框架结构,其中所述第一搭接钢筋与所述第二搭接钢筋的搭接长度为1.0倍的钢筋锚固长度。
可选地,前述的低多层免支撑装配式超高性能混凝土框架结构,其中所述第一搭接钢筋与所述第二搭接钢筋的搭接范围内设置有箍筋。
可选地,前述的低多层免支撑装配式超高性能混凝土框架结构,其中所述连接支承装置包括:
底板和间隔且垂直连接在所述底板上的两块侧板,形成所述倒双T形,所述底板和侧板之间设置有加劲肋;
其中,所述两块侧板的净间距等于所述预制框架梁截面宽度,所述侧板沿长度方向的两端分别与所述悬臂梁的端部、所述预制框架梁的一端连接。
可选地,前述的低多层免支撑装配式超高性能混凝土框架结构,其中所述侧板与所述悬臂梁连接的一端为第一端,与所述预制框架梁连接的一端为第二端,所述侧板的第一端和第二端均设置多个螺栓孔,且所述第一端的螺栓孔按两列设置,所述第二端的螺栓孔按一列设置;
所述悬臂梁的端部侧面和所述预制框架梁的一端侧面分别预埋与侧板两端螺栓孔相对应的螺母;
其中,所述侧板通过螺栓与所述悬臂梁的端部侧面的螺母连接,以及与所述预制框架梁的一端侧面的螺母连接。
可选地,前述的低多层免支撑装配式超高性能混凝土框架结构,其中所述悬臂梁的截面宽度和高度与所述预制框架梁相同,所述悬臂梁的长度大于等于0.5倍的截面高度和300mm的较大值。
可选地,所述临时斜撑一端通过第一T形连接件与所述预制框架柱可拆卸连接,所述第一T形连接件与预制框架柱预先采用螺栓连接固定;
所述临时斜撑另一端与所述连接支承装置靠近预制框架梁的一端的底部通过第二T形连接件连接,所述第二T形连接件与所述连接支承装置预先焊接固定;
所述临时斜撑与所述第一T形连接件、所述第二T形连接件均为螺栓连接。
可选地,前述的低多层免支撑装配式超高性能混凝土框架结构,还包括:
预制楼板,所述预制楼板搁置于所述预制框架梁及所述悬臂梁上方,所述预制框架梁及所述悬臂梁两侧的所述预制楼板之间留有间隙,形成浇筑带;所述预制框架梁及所述悬臂梁同一侧的相邻所述预制楼板之间形成拼缝;所述浇筑带处,所述预制框架梁及所述悬臂梁上方伸出有环形钢筋;所述拼缝中沿长度方向布置环状拉结钢筋;
其中,所述浇筑带和拼缝均用于浇筑混凝土。
另一方面,本申请提供一种建筑物,包括:
低多层免支撑装配式超高性能混凝土框架结构;
所述低多层免支撑装配式超高性能混凝土框架结构包括:预制框架柱,所述预制框架柱侧面设置有悬臂梁,所述悬臂梁内部的钢筋伸出端部向远离端部方向延伸形成第一搭接钢筋;
预制框架梁,所述预制框架梁内部的钢筋伸出端部向远离端部方向延伸形成第二搭接钢筋;
连接支承装置,所述连接支承装置为倒双T形钢板形式,两端分别与所述悬臂梁的端部、所述预制框架梁的一端可拆卸连接,形成顶部开口的浇筑槽;
临时斜撑,所述临时斜撑两端分别与所述预制框架柱和所述连接支承装置靠近预制框架梁的一端可拆卸连接;
其中,所述第一搭接钢筋和所述第二搭接钢筋均置于浇筑槽内,通过向浇筑槽内浇筑超高性能混凝土,使所述预制框架柱、所述预制框架梁连接形成整体。
借由上述技术方案,本实用新型低多层免支撑装配式超高性能混凝土框架结构及建筑物至少具有下列优点:
首先,本实用新型实施例在预制框架柱的侧壁上预设悬臂梁,并在悬臂梁的端部延伸出钢筋以及预制框架梁的端部延伸出钢筋,而连接支承装置、临时斜撑能够将预制框架柱和预制框架梁进行临时连接固定,形成临时框架结构,同时形成浇筑槽;此临时框架结构在浇筑槽未浇筑的状态下便可以承受荷载并支承预制楼板;因此本申请提供的低多层免支撑装配式超高性能混凝土框架结构,在施工时,无需在梁、板下方设置临时支撑,也无需设置模板,总体上可减少施工措施,降低施工费用,提高施工效率;
其次,预制框架柱所带的悬臂梁与预制框架梁通过第一搭接钢筋和第二搭接钢筋在浇筑槽内搭接,并向浇筑槽内浇筑超高性能混凝土的方式连接,连接区域无需设置临时支撑和模板,且能够充分发挥钢筋在超高性能混凝土中搭接长度短的优势,减少湿作业量;
最后,预制框架柱及预制框架梁均采用超高性能混凝土预制而成,与普通混凝土相比,可减少材料用量,减轻结构自重,增大空间使用面积,有效提高结构的耐久性能,具有良好的节能减碳效果。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述,为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
通过参考附图阅读下文的详细描述,本申请示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中,以示例性而非限制性的方式示出了本申请的若干实施方式,相同或对应的标号表示相同或对应的部分,其中:
图1示意性地示出了一种低多层免支撑装配式超高性能混凝土框架结构的结构示意图;
图2示意性地示出了一种低多层免支撑装配式超高性能混凝土框架结构的预制框架柱的结构示意图;
图3示意性地示出了一种低多层免支撑装配式超高性能混凝土框架结构的连接支承装置的结构示意图;
图4示意性地示出了一种低多层免支撑装配式超高性能混凝土框架结构上设置预制楼板的结构示意图。
图1-图4中各标号为:
预制框架柱1、悬臂梁11、第一搭接钢筋111、预制框架梁2、第二搭接钢筋21、连接支承装置3、浇筑槽31、底板32、侧板33、加劲肋34、螺栓孔35、楼板4、环形钢筋5、环状拉结钢筋6、浇筑带7、拼缝8、临时斜撑9、第一T形连接件91。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反,提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
需要注意的是,除非另有说明,本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域技术人员所理解的通常意义。
实施例一
如图1-图3所示,本实用新型的实施例一提出的一种低多层免支撑装配式超高性能混凝土框架结构,包括:预制框架柱1、预制框架梁2、连接支承装置3、临时斜撑9;
所述预制框架柱1采用超高性能混凝土预制而成,侧面设置有悬臂梁11,所述悬臂梁11内部的钢筋伸出端部向远离端部方向延伸形成第一搭接钢筋111;所述预制框架梁2采用超高性能混凝土预制而成,内部的钢筋伸出端部向远离端部方向延伸形成第二搭接钢筋21;所述连接支承装置3为倒双T形钢板形式,两端分别与所述悬臂梁11的端部、所述预制框架梁2的一端采用可拆卸连接,形成顶部开口的浇筑槽31;所述临时斜撑9设置于所述预制框架柱1和连接支承装置3之间,两端分别与所述预制框架柱1和所述连接支承装置3靠近预制框架梁2的一端可拆卸连接;
施工时,预先将所述连接支承装置3与预制框架柱1连接固定;然后安装和固定所述预制框架柱1;再安装预制框架梁2,并将所述临时支撑9与所述预制框架柱1和连接支承装置3连接固定;最后安装楼板4;所述第一搭接钢筋111和所述第二搭接钢筋21均置于浇筑槽31中且形成搭接关系,通过向所述浇筑槽31内浇筑超高性能混凝土,使所述预制框架柱1、所述预制框架梁2连接形成整体;施工完成后拆除所述连接支承装置3和临时斜撑9。
具体地,超高性能混凝土,简称UHPC(Ultra-High Performance Concrete),具有超高的耐久性和超高的力学性能,是过去三十年中最具创新性的水泥基工程材料,也是技术人员所知的材料,此处不再赘述。
预制框架柱1的高度需根据建筑物的需要进行设定,对本实用新型实施例,当结构层数不大于3层时,预制框架柱1采用整体通高预制;当结构层数大于3层时,预制框架柱1可以2~3层为一节进行预制,上、下节预制框架柱采用机械连接或套筒灌浆连接等方式,且通过可调支撑等措施可靠固定。预制框架柱1与基础或地下室之间采用机械连接、套筒灌浆连接或插入式杯口基础,且通过可调支撑等措施可靠固定。预制框架柱1上可以于同一高度位置的多个侧面上设置多个悬臂梁11,以便能够连接多个预制框架梁2,进而组合形成建筑物的框架结构。
悬臂梁11的截面与预制框架梁2的截面相同,即截面尺寸和形状是相同的,悬臂梁11与预制框架柱1是一体预制的。悬臂梁11端部伸出的钢筋与内部钢筋连续,用于与预制框架梁2端部伸出的钢筋搭接。
预制框架梁2需根据建筑物的需要采用合适的尺寸,预制框架梁2的两端可以均设置伸出的钢筋即第二搭接钢筋21。
连接支承装置3需要具有一定的刚度和强度,以保证能够将悬臂梁11和预制框架梁2稳固地临时连接在一起,进而能够承受施工荷载及支承楼板4。连接支承装置3由钢板焊接组成,并通过螺栓与悬臂梁11和预制框架梁2连接。
临时斜撑9采用槽钢或角钢形式,其一端通过第一T形连接件91与预制框架柱1可拆卸连接,第一T形连接件91与预制框架柱1预先通过螺栓连接固定,临时斜撑9与第一T形连接件91在现场采用螺栓连接;临时斜撑9另一端与连接支承装置3靠近预制框架梁2的一端通过第二T连接件(与第一T形连接件91结构相同,图中未示出)连接,第二T形连接件预先与连接支承装置3焊接固定,临时斜撑9与第二T形连接件在现场采用螺栓连接。
在施工时,预先将连接支承装置3通过螺栓拧入螺母的方式固定于悬臂梁11,然后吊装预制框架梁2,待预制框架梁2吊入连接支承装置31内后,通过螺栓拧入螺母的方式将连接支承装置与预制框架梁2端部固定。此时预制框架梁2与预制框架柱1即可形成临时框架结构,预制框架梁2和预制框架柱1为铰接连接。当预制框架梁2跨度较大时,根据受力计算需要,可在预制框架柱1和连接支承装置3之间设置临时斜撑9,临时斜撑9的安装在连接支承装置3与预制框架梁2端部固定后进行,现场将临时斜撑9与预先通过螺栓固定于预制框架柱1上的第一T形连接板、预先焊接固定于连接支承装置3上的第二T形连接板采用螺栓连接即可。在预制框架梁2安装并连接完毕后,即可吊装楼板4,楼板4搁置于预制框架梁2及悬臂梁11上。最后向浇筑槽31浇筑超高性能混凝土,向相邻楼板4之间的浇筑带及拼缝内浇筑普通混凝土即可。
本实用新型实施例在预制框架柱的侧壁上预设悬臂梁,并在悬臂梁的端部延伸出钢筋以及预制框架梁的端部延伸出钢筋,而连接支承装置能够将悬臂梁和预制框架梁进行临时连接固定,形成临时框架结构,同时形成浇筑槽;对于预制框架梁跨度较大的情况,还可根据受力计算需要在预制框架柱和连接支承装置之间设置临时斜撑,进一步提高临时框架结构的整体性和稳固性;所形成的临时框架结构在浇筑槽未浇筑的状态下便可以承受施工荷载并支承预制楼板;因此本申请提供的低多层免支撑装配式超高性能混凝土框架结构,在施工时,无需在梁、板下方设置临时支撑,也无需设置模板,总体上可减少施工措施,降低施工费用,提高施工效率;预制框架柱所带的悬臂梁与预制框架梁通过第一搭接钢筋和第二搭接钢筋在浇筑槽内搭接,并向浇筑槽内浇筑超高性能混凝土的方式连接,连接区域无需设置临时支撑和模板,且能够充分发挥钢筋在超高性能混凝土中搭接长度短的优势,减少湿作业量;预制框架柱及预制框架梁均采用超高性能混凝土预制而成,与普通混凝土相比,可减少材料用量,减轻结构自重,增大空间使用面积,有效提高结构的耐久性能,具有良好的节能减碳效果。
如图1-图3所示,在具体实施中,第一搭接钢筋111和第二搭接钢筋21的搭接长度由搭接钢筋的直径和端部构造确定,本实用新型实施例优选的将第一搭接钢筋111的端部弯折成钩状,以及将所述第二搭接钢筋21的端部弯折成钩状,搭接长度可取为1.0倍的钢筋锚固长度。此外,搭接范围需设置箍筋,浇筑槽31的长度需大于钢筋搭接长度,保证悬臂梁11段外伸钢筋端部与预制框架梁2端面、预制框架梁2外伸钢筋端部与悬臂梁11段端面之间的间隙满足施工安装偏差要求和安装箍筋的要求。
在具体实施中,其中所述连接支承装置3包括:一块底板32和两块间隔连接在所述底板32上的侧板33,形成所述倒双T形,所述底板32和侧板33之间设置有加劲肋34;
其中,所述两块侧板33的净间距等于预制框架梁2的截面宽度,所述侧板33的两端分别与所述悬臂梁11的端部、所述预制框架梁2的一端连接,所述底板32、侧板33、悬臂梁11端部、预制框架梁2端部围合形成浇筑槽31。
进一步地,所述侧板33与所述悬臂梁11连接的一端为第一端,与所述预制框架梁2连接的一端为第二端,所述侧板33的第一端和第二端均设置多个螺栓孔35,且所述第一端的螺栓孔35按两列设置,所述第二端的螺栓孔按一列设置;
所述述悬臂梁11的端部侧面和所述预制框架梁2的一端侧面分别预埋与侧板33两侧螺栓孔35相对应的螺母;其中,所述侧板33通过螺栓与所述悬臂梁11的端部侧面的螺母连接,以及与所述预制框架梁2的一端侧面的螺母连接。
在具体实施中,其中所述悬臂梁11的截面宽度和高度与所述预制框架梁2相同,长度大于等于0.5倍的截面高度和300mm的较大值。连接支承装置3与悬臂梁11的连接长度需通过螺栓连接计算确定,且不小于150mm。连接支承装置3与预制框架梁2的连接长度,也即预制框架梁2的搁置长度需通过计算确定,且不小于100mm。
如图4所示,在具体实施中,还包括:预制楼板,所述预制楼板4搁置于预制框架梁2及悬臂梁11上方,且预制框架梁2及悬臂梁11两侧的预制楼板之间留有间隙,形成浇筑带7;预制框架梁2及悬臂梁11同一侧的相邻预制楼板之间形成拼缝8;所述浇筑带7处,预制框架梁2及悬臂梁11上方伸出有环形钢筋5;所述拼缝8中沿长度方向布置环状拉结钢筋6;其中,所述浇筑带7和拼缝8均用于浇筑普通混凝土。
具体地,楼板4可以是预制预应力混凝土空心板,采用普通混凝土和预应力钢绞线制作,并且通过设计可实现施工阶段大跨度免支撑的目的。
实施例二
本实用新型的实施例二提出的一种建筑物,包括:
如图1-图3所示,低多层免支撑装配式超高性能混凝土框架结构;
所述低多层免支撑装配式超高性能混凝土框架结构,包括:
预制框架柱1、预制框架梁2、连接支承装置3、临时斜撑9;
所述预制框架柱1采用超高性能混凝土预制而成,侧面设置有悬臂梁11,所述悬臂梁11内部的钢筋伸出端部向远离端部方向延伸形成第一搭接钢筋111;所述预制框架梁2采用超高性能混凝土预制而成,内部的钢筋伸出端部向远离端部方向延伸形成第二搭接钢筋21;所述连接支承装置3为倒双T形钢板形式,两端分别与所述悬臂梁11的端部、所述预制框架梁2的一端采用可拆卸连接,形成顶部开口的浇筑槽31;所述临时斜撑9设置于所述预制框架柱1和连接支承装置3之间,两端分别与所述预制框架柱1和所述连接支承装置3靠近预制框架梁2的一端可拆卸连接;
其中,施工时,预先将所述连接支承装置3与预制框架柱1连接固定;然后安装和固定所述预制框架柱1;再安装预制框架梁2,并将所述临时支撑9与所述预制框架柱1和连接支承装置3连接固定;最后安装楼板4;所述第一搭接钢筋111和所述第二搭接钢筋21均置于浇筑槽31中且形成搭接关系,通过向所述浇筑槽31内浇筑超高性能混凝土,使所述预制框架柱1、所述预制框架梁2连接形成整体;施工完成后拆除所述连接支承装置3和临时斜撑9。
具体地,本实施例二中所述的低多层免支撑装配式超高性能混凝土框架结构可直接使用上述实施例一提供的低多层免支撑装配式超高性能混凝土框架结构,具体的实现结构可参见上述实施例一中描述的相关内容,此处不再赘述。
本实用新型实施例提供的建筑物使用上述低多层免支撑装配式超高性能混凝土框架结构,该结构在预制框架柱的侧壁上预设悬臂梁,并在悬臂梁的端部延伸出钢筋以及预制框架梁的端部延伸出钢筋,而连接支承装置能够将悬臂梁和预制框架梁进行临时连接固定,形成临时框架结构,同时形成浇筑槽;对于预制框架梁跨度较大的情况,还可根据受力计算需要在预制框架柱和连接支承装置之间设置临时斜撑,进一步提高临时框架结构的整体性和稳固性;所形成的临时框架结构在浇筑槽未浇筑的状态下便可以承受施工荷载并支承预制楼板;因此本申请提供的低多层免支撑装配式超高性能混凝土框架结构,在施工时,无需在梁、板下方设置临时支撑,也无需设置模板,总体上可减少施工措施,降低施工费用,提高施工效率;预制框架柱所带的悬臂梁与预制框架梁通过第一搭接钢筋和第二搭接钢筋在浇筑槽内搭接,并向浇筑槽内浇筑超高性能混凝土的方式连接,连接区域无需设置临时支撑和模板,且能够充分发挥钢筋在超高性能混凝土中搭接长度短的优势,减少湿作业量;预制框架柱及预制框架梁均采用超高性能混凝土预制而成,与普通混凝土相比,可减少材料用量,减轻结构自重,增大空间使用面积,有效提高结构的耐久性能,具有良好的节能减碳效果。
可以理解的是,上述装置中的相关特征可以相互参考。另外,上述实施例中的“第一”、“第二”等是用于区分各实施例,而并不代表各实施例的优劣。
在此处所提供的说明书中,说明了大量具体细节。然而,能够理解,本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中,并未详细示出公知的结构和技术,以便不模糊对本说明书的理解。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。