[发明专利]一种采用钢筋混凝土环梁节点的钢管混凝土柱有粘结预应力框架梁结构的施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及土木工程中的结构领域，尤指一种采用“钢筋混凝土环梁节点”的钢管混凝土柱有粘结预应力框架梁结构的施工方法。 

背景技术

某些大型公建项目，由于建筑使用的要求，柱跨和荷载会相对较大，对于构件的截面尺寸又需要控制，钢管混凝土柱和粘结有预应力筋的框架梁结合的结构形式能较好的满足要求。根据《预应力混凝土结构抗震设计规程》（JGJ 140-2004）的相关规定，在抗震区对于梁截面受限的情况下，无粘结有预应力筋的框架梁无法满足截面尺寸或正常使用极限状态要求，框架梁宜采用有粘结预应力筋的形式。由此，出现了钢管混凝土柱和有粘结预应力筋的框架梁结合的新型结构形式，其节点常采用制作简单且施工和经济性能优越的钢筋混凝土环梁节点。对于采用钢筋混凝土环梁节点的这种全新结构形式，在施工过程中，需要在保证钢管混凝土柱截面承载能力的前提下，解决框架梁中的有粘结预应力筋如何有效地在钢管混凝土柱处搭接锚固的问题，以确保有粘结预应力筋的混凝土框架梁和钢管混凝土柱的有效连接，实现结构设计要求。 

发明内容

针对上述新型结构的施工，深化设计结构连接节点，本发明的目的是提供一种“结构中有粘结预应力筋的铺放技术”以及“节点有粘结预应力筋的布置技术”， 即采用“钢筋混凝土环梁节点”的钢管混凝土柱与有粘结预应力框架梁结构的施工方法，从而解决有粘结预应力筋穿过钢管混凝土柱时截面削弱难题和解决有粘结预应力筋在新型结构体系中有效锚固问题。 

本发明提供的一种采用“钢筋混凝土环梁节点”的钢管混凝土柱有粘结预应力框架梁结构的施工方法，该工法包括以下步骤： 

1）深化设计：对钢管混凝土柱进行开孔尺寸、开孔水平高度及开孔数量等深化设计以及对预应力筋在钢筋混凝土环梁内的XY平面内矢高线形设计和在XZ平面内的线形设计；

2）预应力筋铺放；

3）钢管混凝土柱开孔与补强：确定钢管混凝土柱开孔形状、开孔位置、开孔尺寸和开孔水平高度后，进行钢管混凝土柱节点开孔及补强；

4）节点普通钢筋绑扎；

5）节点预应力筋布置；

6）节点混凝土浇筑：节点区钢管混凝土柱的混凝土浇筑和钢管混凝土柱内混凝土浇筑同时进行，节点混凝土浇筑和梁板混凝土浇筑同时进行；

7）预应力筋张拉与灌浆。

步骤1）深化设计的具体过程包括： 

11）确定钢管混凝土柱和预应力深化设计规则；

12）确定钢管混凝土柱开孔尺寸：由粘结有预应力筋的波纹管外径来确定预应力筋的规格和数量；

13）确定钢管混凝土柱开孔水平高度：XY两个方向钢管混凝土柱的预应力框架梁中预应力筋在穿过钢管混凝土柱时，在高度方向距离相差应不小于1倍波纹管直径；

14）判断开孔是否满足钢管混凝土柱深化设计规则要求：若满足钢管混凝土柱深化设计规则，则进行预应力筋在预应力框架梁内的矢高线形设计；若不满足钢管混凝土柱深化设计规则，则调整预应力设计并返回至11步骤；

15）预应力筋在预应力框架梁内的矢高线形设计：注意以及确定预应力框架梁上的预应力筋在支座处的矢高；

16）预应力筋在XZ平面内线形设计：当预应力框架梁中的预应力筋在钢管混凝土柱两侧搭接时，其中一条梁的预应力筋须绕开柱子而从钢筋混凝土环梁内穿过，并在钢筋混凝土环梁外侧张拉或者锚固于钢筋混凝土环梁内；当预应力筋绕开柱子时，从靠近节点的预应力反弯点开始往梁侧绕开，从钢筋混凝土环梁内穿过并在钢筋混凝土环梁外张拉；

17）平均有效应力计算：根据16步骤选定的预应力筋绕开方式进行跨数和张拉端布置后的平均有效应力计算；

18）判断是否满足预应力深化设计规则要求：根据平均有效应力的计算结果，进行是否满足预应力深化设计规则要求的判断；若满足要求，可选为预应力筋铺放线型之一；若不满足要求，则返回至16步骤并配合以跨数和张拉端布置的调整。

步骤11）的具体过程包括： 

111）确定钢管混凝土柱允许有粘结预应力筋的波纹管穿过的开孔原则：在同一高度所处的截面位置，最多穿过两根波纹管，钢管混凝土柱壁上最多开四个孔，开孔对截面的削弱率应小于25%，并应进行补强；钢管混凝土柱XY两个方向上在不同高度截面位置同时开孔时，开孔对截面的削弱率应小于25%；

112）确定预应力深化设计规则：预应力筋布置时预应力筋的平均有效应力最小值等于在对预应力结构进行裂缝验算时所取预应力筋的平均有效应力。

步骤2）所述确定预应力筋锚固位置需要遵循的原则包括：