[发明专利]差别化使用高性能材料的预制混凝土框架体系

说明书

本发明公开了一种差别化使用高性能材料的预制混凝土框架体系，所述预制框架体系主要包括预制混凝土梁、预制混凝土柱、预制梁底中强预应力筋和梁顶普通钢筋、柱内纵向钢筋、箍筋、套筒和连接钢筋等。梁底部仅配有中强预应力筋，所述预应力筋伸出梁端，通过套筒与满足抗震要求的普通钢筋相连。叠合梁上部现浇区域采用普通混凝土浇筑，而预制梁两端的后浇段采用高极限应变的混凝土浇筑。本发明差别化使用了预应力钢筋、混凝土等高性能材料，充分发挥了不同材料的固有特点与优势，降低了生产和施工难度，减轻了预制混凝土梁的截面高度或用钢量，并保证了预制混凝土框架体系的整体性和抗震性能。

技术领域

本发明涉及预制混凝土框架体系的连接和构造方法，属于土木工程预制混凝土结构技术领域。

背景技术

框架结构主要由梁、柱以及梁柱节点构建而成，属于建筑工程中应用最广的一种结构形式。预制预应力混凝土装配整体式框架结构符合“建筑工业化、住宅产业化”和绿色建筑的要求。该类结构体系具有施工速度快、环境污染小、质量有保证以及耐久性好等优点，还具有便于采用先张预应力技术、构件截面减小、节点施工较为简便、用钢量较低等突出特点。

预制预应力混凝土装配整体式框架结构的核心技术是预制混凝土梁与预制混凝土柱的连接构造形式，其构造方式及质量直接影响到该类结构的极限承载力和抗震性能等。目前已有的预制框架结构体系中构造连接技术将梁端设有键槽或U形凹槽，同时配有预应力筋及普通钢筋，有时辅以U型钢筋，相互搭接、锚固于节点核心区内，并在节点区的后浇段采用混凝土现浇将预制混凝土梁、柱形成一个整体，但存在造价较大、施工操作空间不足、节点延性性能有所欠缺等不足。以上预制框架梁柱节点连接技术多具有适用性不足、施工建造不便等问题，这使得预制预应力混凝土装配整体式框架结构的应用优势并不明显。

如何构建受力性能良好、构造措施合理、施工便捷、节材高效的预制混凝土框架结构体系连接构造，一直是预制预应力混凝土装配整体式框架结构的技术难点。

发明内容

技术问题：本发明提供了一种节材高效、施工便捷、连接形式简单的差别化使用高性能材料的预制混凝土框架体系。

技术方案：本发明的差别化使用高性能材料的预制混凝土框架体系，由预制混凝土梁、预制混凝土柱和节点区域后浇段构成，所述预制混凝土梁位于节点区域后浇段水平两侧，所述预制混凝土柱位于节点区域后浇段上下两侧，所述预制混凝土梁和节点区域后浇段上方设置有叠合梁上部现浇区域，所述预制混凝土柱中配有柱内纵向钢筋，所述叠合梁上部现浇区域中配有普通受力钢筋、所述节点区域后浇段中配有水平的连接钢筋，所述连接钢筋超过节点区域后浇段的中线后向上弯起形成弯钩，并锚固于梁端后浇段内，所述预制混凝土梁的底部仅配有中强预应力筋，所述预应力筋伸出梁端，通过套筒与连接钢筋相连，所述的后浇段内浇注有极限压应变大于或等于普通混凝土极限压应变1.2倍的高性能混凝土材料。

进一步的，本发明系统中，所述中强预应力筋的抗拉强度为700MPa～1300MPa，所述中强预应力筋的最大力下的总伸长率不低于3.5％，所述中强预应力筋的直径采用6mm～30mm。

进一步的，本发明系统中，节点区域后浇段中，连接钢筋的截面面积A_s为0.2A′_s～0.8A′_s，其中A′_s为叠合梁上部现浇区域中普通受力钢筋的总截面面积。

进一步的，本发明系统中，节点区域后浇段的预留长度，即预制混凝土柱边缘与预制混凝土梁端部的水平间距为0.5h～2h，其中h为叠合混凝土梁的高度，即预制混凝土梁和叠合梁上部现浇区域的高度之和。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：