[发明专利]后张预应力装配式混凝土叠合梁钢筋结构及其设计方法

说明书

一种后张预应力装配式混凝土叠合梁钢筋结构及其设计方法，包括梁下部钢筋、腰筋、梁上部钢筋、箍筋和预应力筋束；梁下部钢筋包括有梁下部构造钢筋；梁下部构造钢筋分布在预制层横截面两侧，且沿预制层纵向通长设置；梁上部钢筋包括梁上部耗能钢筋和梁上部构造钢筋；梁上部构造钢筋平行间隔布置在后浇叠合层跨中部位；梁上部耗能钢筋布置在后浇叠合层的两端，其外端超出后浇叠合层的端部外，与钢筋连接器连接，其里端与梁上部构造钢筋搭接；预应力筋束设置在预制层的中轴下方，呈直线型布置；预应力筋束的端部锚固在叠合梁两侧的预制柱中。本发明解决了传统的构件较复杂、施工效率不高、造价相对于传统装配式体系偏高以及抗震性能差的技术问题。

技术领域

本发明属于钢筋混凝土结构设计领域，特别是一种后张预应力装配式混凝土叠合梁钢筋结构及其设计方法。

背景技术

混合连接的后张预应力装配式混凝土框架结构体系具有良好的自复位能力和优异的抗震性能，并已经被美国、新西兰和欧洲的标准所接受。但是从工程建造的角度讲，该体系构造仍较复杂、施工效率不高、造价相对于传统装配式体系偏高，这些因素都极大地影响了其推广和应用。

在混合连接预应力装配式混凝土框架结构体系的基础上，有一种框架梁柱的压接做法(发明专利：一种装配式预应力混凝土大跨度框架体系及其设计方法，公开号：CN108060746A)，其构造上去掉了通过梁柱节点的梁端下部钢筋，仍利用贯穿于预制柱和预制梁的预应力钢铰线将梁柱节点压接在一起，使得安装效率大幅提升。但是这种节点构造的主要创新点在于将梁端损伤模式集中于梁柱接合面，其损伤特点与传统现浇节点不同，需要一种叠合梁配筋构造与设计方法以适应其损伤模式。

发明内容

本发明的目的是提供一种后张预应力装配式混凝土叠合梁钢筋结构及其设计方法，要解决传统的构造仍较复杂、施工效率不高、造价相对于传统装配式体系偏高以及抗震性能差的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种后张预应力装配式混凝土叠合梁钢筋结构，包括有梁下部钢筋、腰筋、梁上部钢筋、箍筋和预应力筋束；所述梁下部钢筋位于叠合梁的预制层的底部，且梁下部钢筋包括有梁下部构造钢筋；所述梁下部构造钢筋分布在预制层的横截面两侧，每侧分别布置至少两根；所述梁下部构造钢筋沿预制层纵向通长设置；所述腰筋有两组，分别布置在预制层的左右两侧；其中，每组腰筋沿竖向间隔设置；所述梁上部钢筋位于叠合梁的后浇叠合层顶部，包括有梁上部耗能钢筋和梁上部构造钢筋；所述梁上部构造钢筋有一组，平行间隔布置在后浇叠合层的跨中部位；并且每根梁上部构造钢筋关于后浇叠合层的短轴对称设置；所述梁上部耗能钢筋有两组，分别布置在后浇叠合层的两端，并且梁上部耗能钢筋的外端超出后浇叠合层的端部外，与预制柱内预埋的钢筋连接器连接，梁上部耗能钢筋的里端与梁上部构造钢筋之间相互搭接；所述预应力筋束设置在预制层的中轴下方，且呈直线型布置；所述预应力筋束的端部超出预制层对应一侧的端面，超出部分用于锚固在叠合梁两侧的预制柱中；其中，预应力筋束位于预制层跨中的部位为有粘接段，预应力筋束位于预制层两端的部位为无粘接段。

优选的，所述后浇叠合层的厚度为150～300mm，预制层的厚度为300～900mm。

优选的，所述梁上部构造钢筋的根数与箍筋的肢数相同且不少于两根；所述梁上部构造钢筋的面积不小于后浇叠合层两端的梁上部耗能钢筋中面积较大值的1/5；所述梁上部耗能钢筋位于后浇叠合层内的长度为叠合梁长度的1/3；梁上部耗能钢筋与梁上部构造钢筋的搭接长度为150～500mm。

优选的，所述预应力筋束与预制层的顶面之间的间距为150～500mm；预应力筋束的端部超出预制层端面的长度为不小于预制柱的厚度。

优选的，所述有粘接段的长度为2000mm～3500mm；无粘接段的长度为0m～10m。

优选的，所述梁下部构造钢筋的根数与箍筋的肢数相同，并且梁下部构造钢筋的面积不小于叠合梁跨中截面的梁下部钢筋总面积的1/5。