一种带有保护层的混凝土框架结构及其施工方法与流程

本发明涉及结构工程，特别是涉及一种带有保护层的混凝土框架结构及其施工方法。

背景技术：

1、结构工程领域的混凝土结构在其施工和服役的过程中会产生裂缝，从而导致混凝土结构的耐久性下降，影响结构的正常使用或者缩短结构的使用寿命。

2、特别是在如航站楼等大跨度框架结构中，框架梁端部弯矩值较大，当使用普通混凝土材料时，由于抗拉强度和抗拉极限应变均较小，使得梁板端顶部容易发生混凝土开裂的情况，图23和图24示出了边跨梁和中跨梁梁端常见裂缝情况。如何有效控制框架梁板端裂缝宽度，是一个长期困扰工程界的难题。

3、现有技术中，通常采用增大纵向钢筋和在框架梁内设置预应力钢筋等方法减小梁板端顶部裂缝宽度。但是，现有技术通常会造成用钢量增大、钢筋过于密集不利于保证施工质量、实际工程中柱网布置规则性且结构复杂等缺点，会造成施工成本增大、施工过程困难、施工效率低。

4、近年来出现一些高延性材料，比如frp(fiberglass-rainforced plastics)纤维复合材料、uhpc(ultra-high performance concrete)超高性能混凝土、ecc(engineeredcementations composite)纤维增强水泥基复合材料等，因它们具备良好的受拉应变硬化性能、超高的韧性和优越的裂缝控制能力，被运用到建筑、桥梁、公路、隧道等工程建设以及加固修补工程中，作为保护层使用。

5、与普通钢筋混凝土构件不同，高延性材料涂覆在钢筋混凝土(特别是梁板端顶部)易于出现裂缝的表面后，在受拉状态下只形成很多细而密的裂缝，从而能增加钢筋混凝土的表面韧性，不但有效防止大裂缝的产生，还能降低外界的水和氯离子等透过大裂缝进入钢筋混凝土框架结构内部对构件中钢筋产生侵蚀，从而减少建筑纵向结构的破坏，提升了建筑结构的耐久性。

6、目前施工中，通常将高延性材料直接涂敷在已经搭建、浇筑好的建筑结构的钢筋混凝土框架外表面。由于高延性材料与钢筋混凝土框架结构的黏结度不足，不能真正与钢筋混凝土框架形成一体化结构，降低了高延性材料保护层对大跨度混凝土框架结构的保护作用，使得即使有高延性材料的保护，大跨钢筋混凝土框架结构抗裂性能与耐久性能仍不能满足设计要求、使用整体建筑的使用寿命不符合预期。

7、因此，尽管高延性材料在抗裂性能方面具有优异性能，但受到上述因素的影响，实际应用严重受限。

技术实现思路

1、鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种带有保护层的混凝土框架结构及其施工方法，用以解决因高延性材料与混凝土框架结构一体性差，使得大跨钢筋混凝土框架结构抗裂性能与耐久性能不能满足设计要求、使用寿命降低的技术问题。

2、本发明通过如下技术方案实现：

3、一种带有保护层的混凝土框架结构，包括钢筋混凝土部和保护层组件；所述保护层组件黏合在钢筋混凝土部上；所述钢筋混凝土部包括立柱组件和梁板组件；所述立柱组件和梁板组件的外表面上设置有混凝土框架沉降部；所述保护层组件包括高延性材料，所述高延性材料填充在所述混凝土框架沉降部内。

4、进一步的，所述保护层组件还包括保护层粘合面和保护层外表面；所述保护层粘合面与混凝土框架沉降部表面黏合，所述保护层外表面与所述钢筋混凝土部外表面齐平。

5、进一步的，所述保护层组件包括梁板保护层单元和梁板柱保护层单元。

6、进一步的，所述梁板保护层单元设置在所述梁板组件的上表面与所述立柱组件的交界处,所述梁板柱保护层单元设置在所述立柱组件和梁板组件的侧立面的交界处。

7、进一步的，所述梁板保护层单元包括中部上梁板保护层、边侧上梁板保护层和边角上梁板保护层；所述梁板柱保护层单元包括内梁板柱保护层和外梁板柱保护层。

8、进一步的，所述边侧上梁板保护层的支板长度不小于5倍的边侧上梁板保护层的宽度。

9、进一步的，所述边角上梁板保护层的支板长度不小于5倍的边角上梁板保护层宽度。

10、进一步的，所述外梁板柱保护层包括外梁柱柱面保护层和外梁柱梁面保护层。

11、进一步的，所述外梁柱柱面保护层为长方体结构，所述外梁柱柱面保护层的短边长度不小于5倍的外梁柱柱面保护层厚度。

12、进一步的，所述外梁柱梁面保护层为直角梯形结构，所述直角梯形结构的直角腰边边长不小于5倍所述外梁板柱保护层的高度。

13、进一步的，所述内梁板柱保护层包括相互垂直的内梁柱顶板保护层、内梁柱梁面保护层和内梁柱柱体保护层。

14、进一步的，所述内梁柱柱体保护层的宽度是其厚度的5倍，所述内梁柱顶板保护层和内梁柱梁面保护层的长度不小于内梁板柱保护层的厚度的5倍。

15、进一步的，所述立柱组件包括边角立柱、边侧立柱和中部立柱；所述中部立柱包括中段立柱和基础立柱。

16、进一步的，所述边角立柱/边侧立柱的顶部设置有边侧连接部，所述边角立柱/边侧立柱上与梁板组件的连接处设置有立柱一沉降槽、立柱二沉降槽和立柱三沉降槽。

17、进一步的，多个所述中段立柱叠置位于基础立柱上，所述中段立柱之间、所述中段立柱与基础立柱之间设置所述中部上梁板保护层。

18、进一步的，所述梁板组件包括中部上梁板沉降槽、梁板立柱通过槽口、上梁板边沉降槽、边角侧梁板沉降槽和中侧梁板沉降槽。

19、进一步的，所述混凝土框架沉降部的表面设置有钢筋混凝土保持部，所述保护层粘合面设置有与所述钢筋混凝土保持部结构匹配的保护层粘合面保持部。

20、进一步的，所述钢筋混凝土保持部为平面投影为直线/曲线/分散点的凸起结构。

21、一种带有保护层的混凝土框架结构施工方法，对所述的带有保护层的混凝土框架结构进行施工，包括如下步骤：

22、s1、准备工作；

23、s2、制作带有保护层占位垫块的底层安装模板并浇筑混凝土；

24、s3、制作高延性的保护层组件；

25、s4、重复s2-s3步骤，完成第二层至顶层的带有高延性材料层的混凝土框架结构施工。

26、进一步的，s2中包括在混凝土框架沉降部各内壁面上布置钢丝网的步骤。

27、与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

28、1、本发明的带有保护层的混凝土框架结构，其保护层组件嵌入混凝土框架结构中，保护层组件对易于产生裂纹的梁板组件从上梁板面和侧梁柱面进行了有效保护，使得使用过程中建筑的混凝土框架结构具有良好的整体结构一致性，有效提升了建筑结构的使用寿命。

29、2、本发明的带有保护层的混凝土框架结构中，混凝土框架沉降部表面设置有钢筋混凝土保持部，能有效提升保护层粘合面与钢筋混凝土结构结合的稳定性，增强保护层组件对混凝土框架结构的保护作用。

30、3、本发明的带有保护层的混凝土框架结构中，混凝土框架沉降部内部棱边设置有内倒角，能有效扩大梁板组件最容易断裂部位保护层组件的有效面积，增强保护层组件对混凝土框架结构的保护作用。

31、上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。