全装配式预应力低损伤板墙结构及其施工方法与流程

本发明涉及一种具备安装便捷、地震作用下残余变形小、易修复等特点的全装配式预应力低损伤板墙结构及其施工方法，属于装配式混凝土结构技术领域。

背景技术：

目前国内广泛用于工程建设的装配式混凝土建筑的结构形式主要包括装配整体式框架结构、装配整体式剪力墙结构。

装配整体式框架结构的部分梁柱为预制构件，在吊装就位后，焊接或绑扎节点处的钢筋，通过浇捣混凝土连接为整体，形成刚接节点，其兼具现浇式框架和装配式框架的优点，既具有良好的整体性和抗震性，又可以通过预制构件减少现场工作量。

装配整体式剪力墙结构是通过在工厂预制剪力墙构件，构件上预留连接钢筋及竖向连接孔洞，经现场装配，预制构件水平方向通过现浇连接节点，竖向方向通过套筒连接或者浆锚连接的方式，使构件拼装成整体，达到等同现浇目的。

但是从实际施工中可以发现，上述两种装配式混凝土结构在现场施工时还是存在较多的湿作业量，施工速度较慢，施工工期较长，并且混凝土结构质量不易控制，抗震性能易受影响，且震后损伤不易修复。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种全装配式预应力低损伤板墙结构及其施工方法，该板墙结构为干式连接形式，具有安装便捷快速、现场基本无湿作业量、施工效率高、地震作用下损伤和残余变形小、震后易修复等优点。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种全装配式预应力低损伤板墙结构，其特征在于：它包括上下交替设置的预制混凝土墙体和预制混凝土板，预制混凝土墙体和预制混凝土板通过上下贯通的预应力钢棒固定连接在一起形成板墙结构，其中：预制混凝土墙体与预制混凝土板之间通过抗剪键互相定位并稳固连接；预应力钢棒由若干短钢棒连接构成；预应力钢棒贯穿在预制混凝土墙体和预制混凝土板上预留的孔道中，预应力钢棒底部与基础固定，在预应力钢棒整体张拉完成、孔道内浇灌水泥浆后，向上伸出板墙结构的预应力钢棒顶部通过旋紧张拉螺母来实现板墙结构的紧固以及预应力钢棒拉应力的传递。

上下相邻的所述短钢棒之间通过钢棒连接器连接。

所述预应力钢棒在放张操作后，所述预制混凝土墙体与所述预制混凝土板之间进行缓粘结或无粘结处理，且所述孔道端口进行密封处理。

一种所述的全装配式预应力低损伤板墙结构的施工方法，其特征在于，它包括步骤：

1)所述预制混凝土墙体和所述预制混凝土板制作完毕，养护成型并预留好所述孔道；

2)将所述短钢棒在基础上安装就位；

3)将所述预制混凝土墙体穿入所述短钢棒并与基础固定；

4)通过钢棒连接器连接另外的所述短钢棒，以向上延长所述预应力钢棒；

5)在延长的所述预应力钢棒部分上继续穿入所述预制混凝土板和所述预制混凝土墙体，其中，所述预制混凝土墙体与所述预制混凝土板之间通过所述抗剪键实现快速定位与稳固固定；

6)重复执行4)-5)，直至全部预制构件安装完成；

7)所述预应力钢棒张拉完成，所述孔道内浇灌水泥浆后，向上伸出所述板墙结构的所述预应力钢棒顶部通过旋紧所述张拉螺母来实现所述板墙结构的紧固；

8)对所述预应力钢棒进行放张操作；

9)所述预制混凝土墙体与所述预制混凝土板之间进行缓粘结或无粘结处理；

10)所述孔道端口进行密封处理。

本发明的优点是：

本发明板墙结构为装配式混凝土结构，采用干式连接形式，其主要由预制混凝土墙体、预制混凝土板通过施加竖向预应力钢棒来实现连接，其具有节能环保、预制构件质量易于控制、安装便捷快速、现场基本无湿作业量(湿作业仅为孔道水泥浆灌浆施工)、施工效率高等优点，并且本发明板墙结构的整体性能良好，板墙结构的整体变形控制效果良好，在地震作用下板墙结构的损伤和残余变形小，且在震后易修复，是一种适于并值得推广的新型装配式混凝土结构形式，可有力地丰富与完善我国装配式混凝土建筑结构。

本发明施工方法简便，可实现全装配式预应力低损伤板墙结构的快速与稳固安装，基本不存在湿作业量，大大提高了施工效率，缩短了施工工期。

附图说明

图1是本发明全装配式预应力低损伤板墙结构的示意图。

图2是图1的A-A向剖视图。

图3是图1的B-B向剖视图。

图4是预应力钢棒顶部安装示意图。

具体实施方式

如图1至图4所示，本发明全装配式预应力低损伤板墙结构包括上下交替设置的预制混凝土墙体1和预制混凝土板2，预制混凝土墙体1和预制混凝土板2通过上下贯通的预应力钢棒4可靠固定连接在一起形成板墙结构，其中：预制混凝土墙体1与预制混凝土板2之间还通过抗剪键5来实现互相定位并稳固连接；预应力钢棒4由若干短钢棒连接构成；预应力钢棒4贯穿在预制混凝土墙体1和预制混凝土板2上预留的孔道3中，板墙结构的最底部通常为与基础相固定的预制混凝土墙体1，向下伸出板墙结构的预应力钢棒4底部与基础(图中未示出)固定，在预应力钢棒4整体张拉完成、孔道3内浇灌水泥浆9后，向上伸出板墙结构的预应力钢棒4顶部通过旋紧张拉螺母7来实现板墙结构的紧固以及实现预应力钢棒4拉应力的传递。

在实际设计中，上下相邻的短钢棒之间通过钢棒连接器6连接，钢棒连接器6能够实现短钢棒之间的可靠连接和力的传递。在实际设计中，短钢棒的长度大致为一层楼的高度。在本发明中，除了最底下的一个预制混凝土墙体1之外，一个预制混凝土板2和一个预制混凝土墙体1的高度视为一层楼的高度。

在实际制作中，短钢棒的两端设有螺纹，短钢棒与钢棒连接器6螺接，当然短钢棒与钢棒连接器6之间的连接方式不限于螺接，还可为其它连接方式。

在本发明中，短钢棒采用高强度、低松弛、疲劳性能好、自恢复能力强的预应力钢棒制成，预应力钢棒的极限抗拉强度能达到普通钢筋的2.5倍以上，通过在预制混凝土墙体1和预制混凝土板2这两种预制构件内张拉预应力钢棒4，可保证震后该结构的可恢复性能，并有效控制混凝土构件的开裂、减小板墙结构在地震作用下的残余变形。

在实际实施中，板墙结构上至少设有两个预应力钢棒4，所有预应力钢棒4优选排成一排，即单排设置，且较佳地，预应力钢棒4在板墙结构的厚度方向上处于中间位置(如图3所示)，相邻两个预应力钢棒4之间的水平间距D1不大于1500mm，从板墙结构的长度方向上来看，最外侧的一个预应力钢棒4与板墙结构侧边之间的距离D2不小于100mm，如图1所示。

在实际设计中，孔道3的孔径不小于40mm。如图1，抗剪键5的高度H1不小于20mm。

孔道3可通过内置PVC波纹管形成或通过抽拔棒抽拔形成。

在实际实施时，较佳地，预应力钢棒4在放张操作后，预制混凝土墙体1与预制混凝土板2之间进行缓粘结或无粘结处理，且孔道3端口进行密封处理。

如图4，张拉螺母7与板墙结构之间设有锚垫板8，即预应力钢棒4顶部套设锚垫板8后通过张拉螺母7紧固住板墙结构。

另外，预制混凝土墙体1与预制混凝土板2之间的接触表面宜制成粗糙面。预制混凝土墙体1、预制混凝土板2下表面设有的抗剪键5分别置于预制混凝土板2、预制混凝土墙体1上表面的对应位置上，以达到预制混凝土墙体1与预制混凝土板2之间的快速定位及稳固连接。

在本发明中，抗剪键5的设置能够便于预制构件在安装过程中的快速、稳固定位，以及可以有效地增加板墙结构的抗震强度。通常地，抗剪键在孔道3位置设置，即孔道3贯穿抗剪键5。

本发明板墙结构为装配式混凝土结构，采用干式连接形式，其主要由预制混凝土墙体1、预制混凝土板2通过施加竖向预应力钢棒4来实现连接，其具有节能环保、预制构件质量易于控制、安装便捷快速、现场基本无湿作业量(湿作业仅为孔道水泥浆灌浆施工)、施工效率高等优点，并且本发明板墙结构的整体性能良好，板墙结构的整体变形控制效果良好，在地震作用下板墙结构的损伤和残余变形小，且在震后易修复，是一种适于并值得推广的新型装配式混凝土结构形式，可有力地丰富与完善我国装配式混凝土建筑结构。

本发明针对上述全装配式预应力低损伤板墙结构，还提出了一种施工方法，它包括步骤：

1)预制混凝土墙体1和预制混凝土板2(同为预制构件)制作完毕，养护成型并预留好孔道3；

2)按照测量放线位置将短钢棒在基础上安装就位；

3)将最底下的预制混凝土墙体1穿入短钢棒并与基础固定；

4)通过钢棒连接器6连接另外的短钢棒，以向上延长预应力钢棒4；

5)在延长的预应力钢棒部分上继续穿入预制混凝土板2和预制混凝土墙体1，其中，预制混凝土墙体1与预制混凝土板2之间通过抗剪键5实现快速定位与稳固固定；

6)重复执行4)-5)，直至全部预制构件(预制混凝土墙体1和预制混凝土板2)安装完成；

7)预应力钢棒4借由预应力设备张拉完成，孔道3内浇灌水泥浆9后，向上伸出板墙结构的预应力钢棒4顶部通过旋紧张拉螺母7来实现板墙结构的紧固；

8)对预应力钢棒4进行放张操作，以使预应力钢棒4的拉应力有效传递至预制构件；

9)预制混凝土墙体1与预制混凝土板2之间进行缓粘结或无粘结处理；

10)孔道3端口进行密封处理。

上述本发明施工方法简便，可实现全装配式预应力低损伤板墙结构的快速与稳固安装，基本不存在湿作业量，大大提高了施工效率，缩短了施工工期。

在实际施工中，预应力钢棒4每次通过向上续接短钢棒所延长的长度通常设定为一层楼的高度，以便逐层安装预制混凝土墙体1和预制混凝土板2，方便施工。

以上所述是本发明较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本发明保护范围之内。