[发明专利]一种预应力装配式框架结构体系

说明书

本发明公开了一种预应力装配式框架结构体系，包括框架柱，所述框架柱上端连接梁柱节点，所述梁柱节点外侧连接框架主梁，所述框架柱底端连接基础柱脚系统，所述框架主梁中部与框架次梁连接。该发明具有类似钢结构的工业化生产、节点强度高、结构稳定可靠等特点，同时减少了现浇钢筋混凝土因结构工作机理导致的裂缝、干缩等问题，并具有高耐久度，充分发挥框架结构跨度及可利用空间大、抗震性能好的优点。

技术领域

本发明涉及工业与民用装配式建筑技术领域，具体来说，涉及一种预应力装配式框架结构体系。

背景技术

装配式建筑是指将传统建造方式的大量现场作业转移到工厂进行，在工厂加工制作建筑物各种构配件（柱、墙、梁、板、楼梯等），运输至施工现场通过可靠的连接方式装配而成的新型建筑，随着国家政策对绿色建筑的支持及全产业链协同发展的日益成熟，未来装配式建筑将成为行业发展的重心和主流生产方式。

目前装配式建筑虽然已经广泛推行，但尚未完全取代现浇整体式建筑。尤其是装配式框架结构，因其构件截面尺寸较小、结构跨度大，预制构件间的连接质量至关重要，现有技术工艺的节点构造不同程度的存在连接强度薄弱、结构整体稳定性较差等不足，构造节点抗剪与抗裂性能、抗疲劳能力以及整体结构的抗震性能明显逊于现浇框架结构，结构节点自复位性能难以承受荷载的反复作用，不能充分发挥框架结构可利用空间大、抗震性能好的优点，限制了其在地震区域的广泛应用，除此之外，装配式框架结构产业模式现存的不足具体还体现于以下方面。

1、现有的装配式框架结构预制构件连接通常采用套筒灌浆连接技术，其技术原理是将预制构件端部的受力钢筋插入内腔为凹凸表面的金属套筒，套筒与钢筋的间隙灌注专用高强水泥基灌浆料，通过套筒对固化后灌浆料的约束作用，在钢筋表面与套筒内侧产生正向作用力，钢筋借助该力在其粗糙带肋的表面产生摩擦力，从而实现受力钢筋之间应力的传递。

对于套筒灌浆连接技术，钢筋接头性能主要取决于钢筋与灌浆料间粘结强度与钢筋抗拉强度的相对大小，粘结强度主要受灌浆料饱满程度的影响。现场进行套筒灌浆时，一般认为从下部灌浆孔注入的灌浆料从上部溢浆孔流出时即为灌浆完成，但实际上套筒内部的灌浆饱满程度难以准确判定，由于灌浆孔堵塞等原因，灌浆料有可能未填满套筒就已经出现溢浆，若此时误判为作业完成而停止灌浆，套筒内部则出现一部分空隙，降低了套筒对灌浆料的约束作用，同时受力钢筋在灌浆料中的锚固长度减小，钢筋与灌浆料以及灌浆料与套筒之间的粘结强度被削弱，直接影响钢筋连接的变形性能及抗拉强度，从而导致结构承载力降低，造成安全隐患；同时，构件钢筋与预留套筒的精确对位问题一直是装配式建筑现场施工的重难点，尤其是柱、墙等竖向构件，纵向钢筋数量多，预埋钢筋及套筒的位置与角度精确性要求极高，由于工艺条件的局限，其相互位置经常产生错位偏移，预制构件装配时“对不齐、装不上、灌不满”的现象时有发生。施工现场处理这种情况经常采取切断或弯折位置有偏差的钢筋，或者在钢筋的对应位置现场钻孔，强行将钢筋插入，对装配式建筑的安全、质量造成隐患。

2、目前国内装配式建筑的应用领域主要集中在装配式剪力墙住宅板块，框架结构及其他建筑类型的装配式发展并不均衡，推广应用的渠道单一，未能真正实现装配式建筑产业的全面发展；现有装配式结构一般采取预制构件受力钢筋利用套筒灌浆或浆锚搭接连接、节点核心区及边缘构件现浇的技术工艺，其他构造体系研究及应用较少，装配式建筑关键部位的构件连接技术是装配式框架结构设计中最为关键的环节，节点构造措施及施工质量对结构整体性影响很大，按现阶段的装配式技术工艺水平，结构的抗震性能很难完全等同于现浇结构。但《装配式混凝土结构技术规程》指出“装配整体式框架结构可按现浇混凝土框架结构进行设计”的设计概念，因此形成了按照现浇设计之后再进行构件拆分、搬套标准图集或规范节点图的出图模式，大量的设计工作留给供应商二次深化，并由此引发大量的反复变更设计，而后期变更往往不符合模数化、标准化、一体化的装配式设计理念。