预应力装配式建筑及其装配方法

1.一种预应力装配式建筑，包括柱础、连接柱、预应力纵、横梁、预制柱、预制楼梯和预应力楼板，其特征是：柱础(8)与上面的连接柱(7)预制成整体，连接柱与上面的预应力纵、横梁(6、3)以及纵、横梁上面的预制柱(5)相互张拉锚固成一体；在纵横梁上开有楼板连孔(11)、梁锚接孔(12)以及供钢绞线穿过的张拉孔(9)，在预制柱(5)与连接柱(7)或之上的预制柱的安装连接面上均开有张拉孔(9)和锚接孔(10)；在预制楼梯与缓步台平行处装有楼梯横梁(4.1)，在对应的预制柱上开有安装楼梯横梁(4.1)的开口(13)；由单块预制楼板1连接固定的整体楼板用锚栓(15)通过楼板连孔(11)与纵、横梁锚固成整体；钢骨架固定在纵、横梁及预制柱上，墙板(2)固定在纵、横梁之间的钢骨架上；所述的连接柱(7)有用于角柱的L连接柱(7.1)、用于边柱的T连接柱(7.2)和用于中心位置的十字连接柱(7.3)，连接柱的截面积大于上方预制柱(5)截面积；连接柱的侧面开有锚具孔(7.5)，在连接柱的连接面上开有张拉孔(9)和锚接孔(10)，在柱础(8)周边开有扩基孔(7.6)，围绕连接柱7的根基周围开有桩基孔(7.4)。
2.根据权利要求1所述的预应力装配式建筑，其特征在是：所述的预制柱(5)上的锚接孔(10)和柱础上的桩基孔(7.4)、扩基孔(7.6)均为盲孔，纵、横梁(6、3)上的张拉孔(9)和梁锚接孔(12)均为通透孔，预制柱(5)上的张拉孔(9)为通透孔，连接柱(7)上的张拉孔(9)和锚接孔(10)均为盲孔。
3.根据权利要求1所述的预应力装配式建筑，其特征在是：所述的预制柱(5)和连接柱(7)上的张拉孔(9)位于中间部位，其锚接孔(10)位于边缘部位。
4.根据权利要求1～3所述的预应力装配式建筑的装配方法，其特征在是该方法包括以下步骤：
(1)柱、梁锚装：先将锚栓插入连接柱或之上预制柱的锚栓孔中，然后将纵、横梁之间的锚栓孔用锚栓对应的与预制柱上的锚栓孔进行插接，再将上层预制柱的锚栓孔对准上方纵、横梁与预制柱上的锚栓进行对应插接，使上、下柱与纵、横梁定位锚固；
(2)纵、横梁张拉固定：用钢绞线穿过纵梁及横梁的水平张拉孔道，将每一层纵、横梁张拉固定成整体；
(3)柱、梁张拉固定：再将垂直方向的钢绞线穿入预制柱及纵、横梁对应的张拉孔道中， 安装好锚具，使夹具在钢绞线端头夹紧，将柱与梁、柱与柱张拉固定成整体；
(4)楼梯装配：在每层柱、梁张拉固定完毕后，将预制楼梯吊入按预定位置安装与楼体锚固成整体；
(5)楼板安装：将楼板按预定位置吊入，用U型铰件将单块预制楼板铰接固定成整体楼板，再用锚栓通过楼板连孔与纵、横梁锚固成整体；
(6)墙体安装：将钢骨架固定在各层纵、横梁及预制柱上，再将预制发泡水泥墙板固定在纵、横梁之间的钢骨架上。

预应力装配式建筑及其装配方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及装配式建筑技术领域，特别是一种适合构件现场定位装配，结构件与钢筋连接无需焊接的预应力装配式建筑及其装配方法。\n背景技术\n[0002] 目前装配式建筑采用非预应力装配，是将传统的砼构件在工厂预制完成，运至建筑现场浇注装配，先将各构件之间预留钢筋进行搭接，然后在搭接部位用模板混凝土现场浇注连接，虽然具有节省建筑材料，现场施工量少以及施工环保性好转，可实现工厂产业化等特点，但是仍存在以下缺陷：1、连接整体性差，抗外力、抗震强度不高，由于各构件之间是刚性连接，当受到外力作用后，不能恢复原状；2、施工环境较差，浪费大量模板，尤其连接处的质量可控性差；3、由于是浇注连接，因此只能破坏性拆卸，构件重复利用率低；4、采用传统的砼构件装配，其梁、板的跨度受限，加大跨度只有增加柱的使用；5、浪费人力物力。\n发明内容\n[0003] 本发明目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种适合构件现场定位装配连接而无需焊接，连接稳定抗破坏力强，装配成本低，组件能重复利用的预应力装配式建筑及其装配方法。\n[0004] 为实现上述目的本发明提出的技术方案是：一种预应力装配式建筑，包括柱础、连接柱、预应力纵、横梁、预制柱、预制楼梯和预应力楼板，其特征是：柱础与上面的连接柱预制成整体，连接柱与上面的预应力纵、横梁以及纵、横梁上面的预制柱相互张拉锚固成一体；在纵横梁上开有楼板连孔、梁锚接孔以及供钢绞线穿过的张拉孔，在预制柱与连接柱或之上的预制柱的安装连接面上均开有张拉孔和锚接孔；在预制楼梯与缓步台平行处装有楼梯横梁，在对应的预制柱上开有安装楼梯横梁的开口；由单块预制楼板连接固定的整体楼板用锚栓通过楼板连孔与纵、横梁锚固成整体；钢骨架固定在纵、横梁及预制柱上，墙板固定在纵、横梁之间的钢骨架上。\n[0005] 所述的连接柱有用于角柱的L连接柱、用于边柱的T连接柱和用于中心位置的十字连接柱，连接柱的截面积大于上方预制柱截面积；连接柱的侧面开有锚具孔，在连接柱的连接面上开有张拉孔和锚接孔，在柱础周边开有扩基孔，围绕连接柱的根基周围开有桩基孔。\n[0006] 所述的预制柱包括普通预制柱和楼梯预制柱，普通预制柱有用于角柱的L预制柱、用于边柱的T预制柱和用于中心位置的十字预制柱；楼梯预制柱分为楼梯L柱、楼梯T柱和楼梯十字柱。\n[0007] 所述的预制柱上的锚接孔和柱础上的桩基孔、扩基孔均为盲孔，纵、横梁上的张拉孔和梁锚接孔均为通透孔，预制柱上的张拉孔为通透孔，连接柱上的张拉孔和锚接孔均为盲孔。\n[0008] 所述的预制柱和连接柱上的张拉孔位于中间部位，其锚接孔位于边缘部位。\n[0009] 所述的预制柱中L、T、十字预制柱的凸出面与墙体同宽。\n[0010] 所述的单块预应力楼板采用U型铰接件铰接固定成整体楼板。\n[0011] 本发明预应力装配式建筑的装配方法包括以下步骤：\n[0012] (1)柱、梁锚装：先将锚栓插入连接柱或之上预制柱的锚栓孔中，然后将纵、横梁之间的锚栓孔用锚栓对应的与预制柱上的锚栓孔进行插接，再将上层预制柱的锚栓孔对准上方纵、横梁与预制柱上的锚栓进行对应插接，使上、下柱与纵、横梁定位锚固；\n[0013] (2)纵、横梁张拉固定：用钢绞线穿过纵梁及横梁的水平张拉孔道，将每一层纵、横梁张拉固定成整体；\n[0014] (3)柱、梁张拉固定：再将垂直方向的钢绞线穿入预制柱及纵、横梁对应的张拉孔道中，安装好锚具，使夹具在钢绞线端头夹紧，将柱与梁、柱与柱张拉固定成整体；\n[0015] (4)楼梯装配：在每层柱、梁张拉固定完毕后，将预制楼梯吊入按预定位置安装与楼体锚固成整体；\n[0016] (5)楼板安装：将楼板按预定位置吊入，用U型铰件将单块预制楼板铰接固定成整体楼板，再用锚栓通过楼板连孔与纵、横梁锚固成整体；\n[0017] (6)墙体安装：将钢骨架固定在各层纵、横梁及预制柱上，再将预制发泡水泥墙板固定在纵、横梁之间的钢骨架上。\n[0018] 本发明与现有技术相比具有如下特点：1、结构稳定，抗外力破坏能力强。由于采用钢绞线将各预制构件张拉固定，较之传统钢筋砼现场浇注连接具有更高的抗拉强度，更具有弹性，当外力作用后能够恢复原状。2、节省成本，①由于使用砼预应力预制梁、板，可使单梁、板较之传统梁、板结构的跨度增大，减少柱的使用，且节省钢材30％～40％，木材节省\n100％；②节省人工费用，由于采用集中预制，工厂化施工，自动化程度提高，可大幅节省人工费用，在施工现场只需少量的吊装、装配工人；③缩短工期，节约财务成本，采用装配式施工，可大大缩短工期，资金占用时间少，节约财务成本。3、本发明组装构件可拆卸，组件能重复利用。由于使用无粘接钢绞线张拉固定，无需注浆保护，所以拆迁时只需将钢绞线放张，即可完成拆卸，拆卸组件能重复使用。4、环境友好，利于环保，由于采用工厂化生产，现场装配，使得施工环境无噪音、扬尘等现象出现。5、采用工厂化生产，使砼的质量受外界因素干扰小，质量有保障。\n附图说明\n[0019] 图1是本发明装配的建筑物整体结构示意图。\n[0020] 图2、图3和图4分别是T型、十字型和L型柱础-连接柱连接结构示意图。\n[0021] 图5是楼梯横梁结构示意图。\n[0022] 图6是预应力横梁结构示意图。\n[0023] 图7是预应力纵梁结构示意图。\n[0024] 图8、图9和图10分别是十字型、T型和L型预制柱结构示意图。\n[0025] 图11、图12和图13分别是十字型、T型和L型楼梯预制柱结构示意图。\n[0026] 图14是预应力预制楼梯结构示意图。\n[0027] 图15是预应力预制楼板组装结构示意图。\n[0028] 图16是本发明装配结构示意图。\n具体实施方式\n[0029] 如图1所示，本发明所设计的预应力装配式建筑，包括柱础、连接柱、预应力纵、横梁、预制柱、预制楼梯和预应力楼板，柱础8与上面的连接柱7整体预制成形，柱础8是将荷载传递给该基础的预制构件，当荷载允许即可作为基础使用。\n[0030] 见图2～图4，根据连接柱的位置不同，其形状也不同，连接柱7分为用于角柱的L连接柱7.1，用于边柱的T连接柱7.2和用于中心位置的十字连接柱7.3，在连接柱7的侧面开有放置锚具的锚具孔7.5，在连接柱7的连接面上开有张拉孔9和锚接孔10，张拉孔9用于钢绞线16通过，使连接柱7及柱础8与上面的构件在垂直方向张拉成整体；锚接孔10是使用于定位固定的锚栓15插入，使连接柱与预应力纵、横梁及上层预制柱定位锚固；由于连接柱7设置锚具孔7.5，又是承受荷载集中的构件，因此连接柱7的截面积要大于上方预制柱5截面积；在柱础8周边开有扩基孔7.6(即扩基钢筋连接孔)，围绕连接柱7的根基周围开有桩基孔\n7.4(即桩基钢筋连接孔)。连接柱7与上面的预应力纵梁6、预应力横梁3以及纵、横梁(6、3)上面的预制柱5相互张拉锚固成一体；\n[0031] 如图5、图6和图7所示，在纵横梁上面开有楼板连孔11、梁锚接孔12以及供钢绞线\n16穿过的水平张拉孔9，其中预应力纵梁6的张拉孔9开在纵梁立面的水平方向，预应力横梁\n3的张拉孔9开在横梁端面的水平方向；在水平方向使钢绞线16通过与预应力横梁3或纵梁6张拉成整体，在垂直方向与柱(连接柱、预制柱)张拉锚固成整体，梁锚接孔12用于锚栓15通过与上、下柱定位锚固。楼梯横梁4.1上设有楼板连孔11和张拉孔9，纵横梁上的楼板连孔11为盲孔，是使锚栓15插入与楼板锚固成整体(见图5)。\n[0032] 如图8、图9和图10所示，预制柱5包括普通预制柱和楼梯预制柱，普通预制柱有用于角柱的L预制柱5.1、用于边柱的T预制柱5.2和用于中心位置的十字预制柱5.3；见图11、图12、图13和图14，楼梯预制柱分为楼梯L柱5.41、楼梯T柱5.42和楼梯十字柱5.43；在楼体装配时，上述各预制柱中L、T、十字预制柱的凸出面均与墙体同宽，该结构解决了传统建筑中柱与墙不同宽影响美观，更重要是提高了建筑物抗外力破坏的强度，因为在同等截面下，L柱、T柱、十字型柱在抗外力破坏能力要高于矩型。在预制柱5(包括楼梯预制柱)与连接柱7或之上的预制柱的安装连接面上均开有张拉孔9和锚接孔10；预制柱5的张拉孔9用于钢绞线16通过，将纵、横梁与柱(连接柱、预制柱)在垂直或水平方向(楼梯专用)张拉成整体；锚接孔10用于锚栓插入，将本层纵、横梁与上层预制柱定位锚固。\n[0033] 如图14所示，在预制楼梯与缓步台平行处装有楼梯横梁4.1，在对应的楼梯预制柱上开有安装楼梯横梁4.1的镶嵌开口13；楼梯横梁4.1上设有楼板连孔11和张拉孔9，楼梯横梁4.1上的张拉孔9在水平方向使钢绞线16通过，用锚具4.2与楼梯预制柱(5.41、5.42)张拉锚固成整体，在垂直方向与楼梯预制柱(5.41、5.42)张拉锚固；如果楼梯位于中部位置，在水平和垂直方向与与楼梯预制柱5.43张拉锚固；楼板连孔11是使锚栓15插入与预制楼梯4锚固成整体。\n[0034] 如图15所示，由单块预应力预制楼板1铰接固定的整体楼板用锚栓15通过楼板连孔11与纵、横梁锚固成整体，是将单块预应力楼板1用U型铰接件14铰接固定成整体楼板；钢骨架固定在各层纵、横梁(6、3)及预制柱5上，预制水泥发泡墙板2固定在纵、横梁之间的钢骨架上(见图1)。\n[0035] 如图15、装配图16所示，预制柱5上的锚接孔10和柱础上的桩基孔7.4、扩基孔7.6均为盲孔，纵、横梁(6、3)上的张拉孔9和梁锚接孔12均为通透孔，预制柱5上的张拉孔9为通透孔，连接柱7上的张拉孔9和锚接孔10均为盲孔。见图2～4和图8～10，预制柱5和连接柱7上的张拉孔9位于中间部位，预制柱5和连接柱7上的锚接孔10位于边缘部位。\n[0036] 按照上述组装结构本发明预应力装配式建筑的具体装配方法是：\n[0037] (1)柱、梁锚装：先将锚栓15插入连接柱7或之上预制柱5的锚接孔10中，然后将纵、横梁之间的锚接孔用锚栓15对应的与预制柱上的锚接孔进行插接，再将上层预制柱5的锚接孔10对准上方纵、横梁与预制柱上的锚栓进行对应插接，使上、下柱(预制柱与连接柱或预制柱与预制柱)与纵、横梁定位锚固；\n[0038] (2)纵、横梁张拉固定：用钢绞线16穿过纵梁6及横梁3的水平张拉孔9道，将每一层纵、横梁张拉固定成整体；\n[0039] (3)柱、梁张拉固定：再将垂直方向的钢绞线16穿入预制柱5及纵、横梁对应的张拉孔9中，安装好锚具4.2，使夹具在钢绞线16端头夹紧，将柱与梁、柱与柱张拉固定成整体；\n[0040] (4)楼梯装配：在每层柱、梁张拉固定完毕后，将预制楼梯4吊入按预定位置安装并与楼体锚固成整体；\n[0041] (5)楼板安装：将楼板按预定位置吊入，用U型铰件14将单块预制楼板1铰接固定成整体楼板，再用锚栓15通过楼板连孔11与纵、横梁锚固成整体；\n[0042] (6)墙体安装：将钢骨架固定在各层纵、横梁及预制柱上，再将发泡水泥预制墙板2用螺栓固定在纵、横梁之间的钢骨架上。这种预制发泡水泥板墙体具有质轻、保温、隔音、阻燃、安装灵活(可根据现场实际尺寸加工)等特点。