CN207553438U - 共张预应力混凝土叠合梁 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种共张预应力混凝土叠合梁，该叠合梁是一种为满足施工和使用需求，分时期对预制梁和叠合梁采用先张法和后张法工艺施加预应力的一种新型预应力叠合梁。相对传统的预应力叠合梁，既秉承下叠合结构预制装配程度高、施工便捷等特点，还能提升构件的抗裂抗弯性能。由于其预应力筋的配置相对更加灵活并且预应力筋又有较好的防腐性能，其特别适用于对变形控制、承载力和耐候性能要求较高的大跨、重载等高性能要求的结构中，并在满足设计要求的同时也能体现装配式结构的优越性。

Description

共张预应力混凝土叠合梁

技术领域

本实用新型涉及土木工程设计技术领域，尤其涉及大跨重载结构中一种采用分次张拉预应力混凝土叠合梁。

背景技术

近年来，随着我国建造技术的提升，相应的建设水平也越来越高。建筑美观、建筑质量、建设效率、建筑的绿色低碳节能等各个方面均有新的概念和要求。但随之上升的还有人力的劳动成本以及建设过程中的环境影响控制要求等，这对建设水平的提高有着不小的考验。建筑工业化，因为其设计施工一体化的生产方式能够满足以上的对建筑物以及施工制造的要求而受到越来越多人的关注。

预应力混凝土的施工工艺包括先张法和后张法。其中先张法施工工艺能够保证预应力筋与混凝土之间的有效粘结力，施工简单，但是其仅适用于中小型构件的工业化生产。对于大型构件的工业化生产，通常采用后张法施工工艺，后张预应力混凝土可分为有粘结预应力混凝土和缓粘结预应力混凝土，有粘结预应力混凝土结构较为可靠，承载力较高，但施工较为复杂，需要预留孔道和灌浆，由于尚没有保证灌浆完全密实的施工技术以及有效的检测手段，后张有粘结预应力混凝土的施工质量很难进行把控；缓粘结预应力混凝土预应力筋不与周围混凝土粘结，预应力筋可以自由变形，其施工相比有粘结预应力混凝土简单，无需预留孔道和灌浆，并且还可以降低摩擦损失。其截面破坏时，预应力筋强度能充分发挥，承载力较有粘结相当。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种共张预应力混凝土叠合梁，其是一种新型预应力构件。其结合了叠合结构和预应力结构这两种传统结构，并引入了共张预应力这一创新特殊设计和施工技术，将叠合结构和预应力结构的良好施工性能完全继承下来，同时又能弥补叠合结构承载能力低以及力学性能不足的缺点。

为达到上述目的，本实用新型采用了以下方案：

一种共张预应力混凝土叠合梁，包括混凝土预制构件、叠合层2、顶部纵筋1、底部纵筋6和箍筋7，所述顶部纵筋1和底部纵筋6分别设置于所述叠合梁的顶部和底部，所述顶部纵筋1位于所述叠合层2内，所述叠合层2位于所述混凝土预制构件的上部，所述箍筋7设置于所述叠合梁内部并包裹所述顶部纵筋1和底部纵筋6，在所述叠合梁的中部设置有拉结筋8，在所述拉结筋8的下端设置有腰筋3，在位于所述叠合梁的混凝土预制构件中设置有若干先张预应力筋5，在所述叠合梁下部还设有若干后张预应力筋4，所述后张预应力筋4的两端伸出所述叠合梁之外。

更进一步的，所述混凝土预制构件中设置有预留孔道，所述后张预应力筋4设置在所述预留孔道内。

更进一步的，所述后张预应力筋4为无粘结、有粘结或缓粘结预应力筋。

更进一步的，所述先张预应力筋5为曲线或直线布置。

更进一步的，所述后张预应力筋4为曲线或直线布置。

更进一步的，所述后张预应力筋4穿过所述叠合层2。

更进一步的，所述叠合层2的端部还设有后浇区11。

更进一步的，所述后张预应力筋4伸出所述叠合梁之外的两端分别固定设置有锚具10和夹具9。

更进一步的，所述后张预应力筋4穿过所述叠合层2的位置处两侧各一倍梁高范围内的箍筋7需要加倍密集设置。

更进一步的，所述后张预应力筋4的预留孔道竖向净距不小于50mm，且不小于粗骨料粒径的1.25倍，所述预留孔道至叠合梁边缘的净间距不小于30mm，且不小于孔道直径的一半。

相对与传统的预应力叠合梁而言，本实用新型提供的共张预应力混凝土叠合梁有以下优点：

(1)提升构件的抗裂和抗弯能力

若预制梁由于自重和作为施工模板而承受上部结构的重量而开裂，施加二次预应力可以令原裂缝闭合或者减少原裂缝宽度。若预制梁未开裂，则二次预应力可以提升试件的开裂荷载。因为预应力能推迟裂缝的出现和限制裂缝的宽度，所以构件的刚度能有所提升。

(2)满足不同时期结构对构件的要求

预制梁的截面尺寸相对成型后的叠合梁的截面尺寸小，若直接根据最后叠合梁的设计要求对预制构件配置预应力筋和施加预应力，则可能会导致预制构件变形过大和开裂破坏。若将预应力分次施加则可以做到只令预应力预制梁满足施工时期的荷载即可，而剩余的预应力则待叠合成型之后再施加，而以此满足试用阶段的荷载要求，其对大跨和重载结构尤为适用。

(3)能够提升构件的耐候性

一般的预应力设计若非采用全预应力的设计方法，构件在使用初期会有一定程度上的微裂，而随着时间的推移裂纹会不停的扩展，混凝土的碳化程度也会上升。传统预应力筋也不可避免地会在高应力状态下与腐蚀介质相互作用，导致应力腐蚀的情况发生。而若后张的预应力筋采用缓粘结预应力筋的形式则可以很大程度上依靠筋的外护套以及填充的缓粘结材料与腐蚀介质相隔开，并且一般情况下护套和缓粘结材料的变形能力较好，能够满足高应变下依旧保证不发生破裂，从而保证构件的耐候性。

(4)增强节点的连接和结构的整体性

二次预应力可以不仅是增强构件的强度，同时其还可以作为一种结构构件之间联系的一种方式。通过预应力筋将梁柱串联成一体，预应力所产生的梁柱之间的正应力能够增大节点处构件之间的摩擦力以及咬合力。在抗震方面，预应力能够提供节点处的构件间相对位移的自复位能力。

附图说明

图1是共张预应力混凝土叠合梁截面示意图；

图2是共张预应力混凝土叠合梁主视图；

图3是共张预应力混凝土叠合梁正视图(设后浇区)；

图4是共张预应力混凝土叠合梁节点示意图(设后浇区)；

图中附图标记：1-顶部纵筋，2-叠合层，3-腰筋，4-后张预应力筋，5-先张预应力筋，6-底部纵筋，7-箍筋，8-拉结筋，9-夹具，10-锚具，11-后浇区，12-柱。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

参见图1-图4所示的一种共张预应力混凝土叠合梁，所述叠合梁是采用先张法和后张法对叠合梁施加预应力，在所述叠合梁的顶部设置有一层顶部纵筋1，在所述叠合梁的底部设置有一层底部纵筋6，在所述叠合梁的上部设置有叠合层2，在所述叠合梁的中部设置有两层拉结筋8，在每层所述拉结筋8的下端均设置有腰筋3，在所述叠合梁的下部设置有若干先张预应力筋5，在所述叠合梁下部设有若干后张预应力筋4，在所述叠合梁的外围设置有箍筋7，所述后张预应力筋4的两端伸出叠合梁构件之外，其两端分别固定设置有锚具10和夹具9，根据需求可在叠合层端部设有后浇区11。在混凝土预制构件中设置有预留孔道，所述后张预应力筋4设置在上述预留孔道内。

该共张预应力混凝土叠合梁是采用先张法和后张法对叠合梁施加预应力，令构件满足各阶段的承载力与使用性能的需求。后张预应力筋4为无粘结、有粘结或缓粘结预应力筋。

先张预应力筋5以及后张预应力筋4，根据实际的构件受力情况以及施工要求，均可采用直线或者曲线布置的方式。直线或曲线布置选择建议如下：若构件为简支支承条件，且主要受均布力为主，或者构件无需精细化设计，采用直线布置的方式即可；若构件在施工过程中为简支支承，在节点施工后端部支承变为固定或弹性约束，梁端产生负弯矩，此时先张有粘结预应力筋可采用直线布筋，后张预应力筋根据使用阶段构件受力情况而采用曲线布筋的方法；若构件在施工阶段以及使用阶段均有复杂的约束和受力情况，则先后张预应力筋可根据实际情况均可采用曲线布置的方式。

为另预应力筋在结构中发挥更大的承力作用，在设计中应尽量提高预应力筋线形的失高。故可在设计过程中有效利用梁高度，允许后张预应力筋4可跨越叠合面，伸入到叠合层2中。

为方便节点组装、后张预应力筋4的张拉等空间布置，叠合层2可与预制梁非等长布置，在叠合层的端部位置设有后浇区11。该设计能够增加构件几何的多样性，方便节点设计以及安装施工。

对于曲线布置且穿越叠合层的后张预应力筋4，为防止穿越叠合层处混凝土因为复杂应力作用而发生破坏，穿越叠合层的穿越点处左右两侧各一倍梁高范围内的箍筋需要加密一倍设置，但不超过规范的要求。若该加密范围处于在梁端抗剪切破坏的箍筋加密区中，且箍筋的加密程度相同或低于原本的加密设计，则可不必额外增加箍筋的布置。

根据构件受力的弯矩图，按照一定比例对失高方向进行缩放，并保证预应力筋线形能满足几何尺寸以及构造要求，能够得到最为经济的预应力线形布置。若不能按弯矩图形状来布置曲线线形，则应保证线形与弯矩图尽可能相似，以得到相对经济的设计效果。

为满足保证预应力筋锚固处混凝土局部承压、混凝土浇筑密实、预应力筋张拉施工有足够空间等要求，对预应力筋的布置有以下要求：预留孔道竖向净距不宜小于50mm，且不宜小于粗骨料粒径的1.25倍，孔道至构件边缘的净间距不宜小于30mm，且不宜小于孔道直径的一半。

本实用新型提出的该共张预应力混凝土叠合梁的施工方法：在预制构件浇筑前预排布置好普通钢筋以及预应力筋；在台座上张拉预应力筋；浇筑、养护成型、运输、现场吊装到位、浇筑叠合层；待叠合层养护达标，并且达到张拉二次预应力的要求时，张拉预埋的后张预应力筋；张拉满足要求后，形成该共张预应力混凝土叠合梁。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种共张预应力混凝土叠合梁，其特征在于，包括混凝土预制构件、叠合层(2)、顶部纵筋(1)、底部纵筋(6)和箍筋(7)，所述顶部纵筋(1)和底部纵筋(6)分别设置于所述叠合梁的顶部和底部，所述顶部纵筋(1)位于所述叠合层(2)内，所述叠合层(2)位于所述混凝土预制构件的上部，所述箍筋(7)设置于所述叠合梁内部并包裹所述顶部纵筋(1)和底部纵筋(6)，在所述叠合梁的中部设置有拉结筋(8)，在所述拉结筋(8)的下端设置有腰筋(3)，在位于所述叠合梁的混凝土预制构件中设置有若干先张预应力筋(5)，在所述叠合梁下部还设有若干后张预应力筋(4)，所述后张预应力筋(4)的两端伸出所述叠合梁之外。

2.根据权利要求1所述的一种共张预应力混凝土叠合梁，其特征在于，所述混凝土预制构件中设置有预留孔道，所述后张预应力筋(4)设置在所述预留孔道内。

3.根据权利要求2所述的一种共张预应力混凝土叠合梁，其特征在于，所述后张预应力筋(4)为无粘结、有粘结或缓粘结预应力筋。

4.根据权利要求1所述的一种共张预应力混凝土叠合梁，其特征在于，所述先张预应力筋(5)为曲线或直线布置。

5.根据权利要求3所述的一种共张预应力混凝土叠合梁，其特征在于，所述后张预应力筋(4)为曲线或直线布置。

6.根据权利要求5所述的一种共张预应力混凝土叠合梁，其特征在于，所述后张预应力筋(4)穿过所述叠合层(2)。

7.根据权利要求1所述的一种共张预应力混凝土叠合梁，其特征在于，所述叠合层(2)的端部还设有后浇区(11)。

8.根据权利要求1所述的一种共张预应力混凝土叠合梁，其特征在于，所述后张预应力筋(4)伸出所述叠合梁之外的两端分别固定设置有锚具(10)和夹具(9)。

9.根据权利要求6所述的一种共张预应力混凝土叠合梁，其特征在于，所述后张预应力筋(4)穿过所述叠合层(2)的位置处两侧各一倍梁高范围内的箍筋(7)需要加倍密集设置。

10.根据权利要求2所述的一种共张预应力混凝土叠合梁，其特征在于，所述后张预应力筋(4)的预留孔道竖向净距不小于50mm，且不小于粗骨料粒径的1.25倍，所述预留孔道至叠合梁边缘的净间距不小于30mm，且不小于孔道直径的一半。