[发明专利]一种超高性能混凝土框架结构装配式建筑及其施工方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑领域，具体涉及一种超高性能混凝土框架结构装配式建筑及其施工方法。

背景技术

钢筋混凝土装配式建筑具有节约模板、施工进度快、绿色环保等优点，是目前国家大力发展的一种建筑形式。但由于普通混凝土材料的强度低，致使预制构件的尺寸受限，各预制构件之间存在大量的接头，接头之间的连接存在着配筋复杂、施工难度大、易开裂的缺点。预制构件的尺寸受限也导致建筑的整体性不佳，抗震性能较差，大量的接头和接缝也不利于建筑的防水、保温和隔热。普通混凝土的低韧性还导致预制构件的局部强度较低，在脱模、运输和安装过程中易造成边角破损。

发明内容

本发明的目的在于提供一种预制构件尺寸较大、自重轻、耐久性好、施工简单的超高性能混凝土框架结构装配式建筑及其施工方法。

本发明提供的这种超高性能混凝土框架结构装配式建筑，它的拼接单元至少包括采用超高性能混凝土预制的梁、柱、楼板整体件，柱的高度为建筑层高，梁垂直于柱的侧壁布置，楼板位于梁的上表面，楼板的侧缘有连接部，柱的两端分别伸出于楼板和梁的端面外；建筑平面相邻的梁、柱、楼板整体件拼接后，在楼板侧缘的连接部之间浇筑超高性能混凝土接缝，使各梁、柱、楼板整体件之间形成一个整体，建筑的上、下层之间通过梁、柱、楼板整体件的柱连接。

超高性能混凝土框架结构装配式建筑由所述梁、柱、楼板整体件一种拼接单元拼接而成，梁、柱、楼板整体件中柱的横截面为矩形或者圆形，梁的横截面为矩形。当然，柱的形状还可以根据特殊要求确定。

所述梁的端部下侧有连接钢板，连接钢板位于梁的下侧外壁，通过其上的剪力钉预埋，连接钢板的外端伸出于梁的端面外，伸出段上布置有沿竖直方向的剪力钉，伸出段的外缘开有坡口。

所述连接部包括开口朝外的V型凹槽体和从V型凹槽体两外侧壁水平伸出的连接钢筋。

所述楼板为平板或者在平板的下侧设置纵/横向加强肋，加强肋的端部分别与所述梁和V型凹槽体的内侧壁形成一体，V型凹槽体的高度大于或等于楼板和加强肋的高度和。

所述梁的端部与所述连接部的外缘平齐，梁的端部对应所述V型凹槽体处开设相应的V型凹槽。

所述加强肋的横截面形状为倒置的梯形。

所述超高性能混凝土的弯曲抗拉强度在20MPa以上、抗压强度在100MPa以上。

或者超高性能混凝土框架结构装配式建筑由上述梁、柱、楼板整体件和梁、楼板整体件两种拼接单元拼接而成，梁、楼板整体件也采用超高性能混凝土预制。梁、楼板整体件拼接于梁、柱、楼板整体件之间，各整体件之间通过现浇接缝形成整体，现浇接缝采用超高性能混凝土浇筑。

梁、楼板整体件的梁在楼板下侧的布置方式可以是：楼板的长度方向中心面或者长度方向两侧缘或者纵、横交叉。

梁、楼板整体件的梁和楼板的其它结构同前述梁、柱、楼板整体件的梁和楼板结构。

本发明还提供了上述混凝土框架结构装配式建筑的施工方法，包括以下步骤：

（1）在工厂采用所述超高性能混凝土整体预制所述梁、柱、楼板整体件和所述梁、楼板整体件；

（2）在施工现场沿建筑平面纵向和横向拼装所述梁、柱、楼板整体件和/或所述梁、楼板整体件；

（3）将相邻的梁、柱、楼板整体件和/或所述梁、楼板整体件梁端部的连接钢板对焊为一体；

（4）在相邻梁、柱、楼板整体件和/或所述梁、楼板整体件之间由楼板连接部围成的接缝空隙处吊装模板，现场采用所述超高性能混凝土浇筑；

（5）对接缝处的超高性能混凝土进行养护，形成现浇接缝；

（6）待现浇接缝的超高性能混凝土至少达到30%设计强度后，继续后续施工。

本发明的梁、柱、楼板预制整体件和梁、楼板预制整体件，均采用超高性能混凝土作为结构材料，并配置了合理的连接设置，使得两种预制整体件楼板的平均厚度降低到仅为传统预制混凝土楼板厚度的20～40%，同时大幅减少了预制构件间的接头和接缝数量，这使得由两种预制整体件拼接构成的装配式建筑，在保持了传统钢筋混凝土装配式建筑的优点的同时，在保证建筑刚度和强度的前提下大幅减轻了建筑自重，建筑的总体自重仅为传统混凝土框架式建筑自重的40~60%，加强了建筑的整体性，并且简化了施工难度。

对于传统的混凝土框架结构而言，柱与楼板的交接处是应力集中部位，易出现裂缝，是结构抗震的薄弱部位。本发明将柱与楼板进行整体预制，使交接处的整体性大为增强；将上下层柱的接头移到应力较低的楼层中部，避开薄弱部位，提高结构抗震性能。