一种预应力拼装式桁架式钢骨混凝土结构体系及其拼装方法，由钢骨混凝土梁节段、梁柱节点段、预应力钢筋、锚具等组成，钢骨桁架应能承担结构自重及施工阶段出现的各种荷载作用，预应力钢筋用以承受二期恒载及活荷载作用，并改善结构整体性和抗裂控制要求。本发明与可使钢骨混凝土结构的工业化、装配化程度大为提高，方便施工，加快结构的建设速度和生产效率，节约工期和工程造价，同时通过施加预应力减小大跨结构的构件尺寸大小，提高结构强度，改善结构整体性和抗裂性。
1.一种预应力拼装式桁架式钢骨混凝土结构体系，其特征是，包括由工厂预制而成的钢骨混凝土梁节段(1)、钢骨混凝土梁柱节点段(2)以及预应力钢筋(3)，所述钢骨混凝土梁节段、钢骨混凝土梁柱节点段的端部设有节点板供湿接头(4)连接用；所述钢骨混凝土梁节段、钢骨混凝土梁柱节点段的梁段部分设有预应力孔道，所述节点板使用高强螺栓连接后浇筑混凝土，形成湿接头(4)，所述预应力孔道内穿有预应力钢筋，并用锚具锚紧固定，形成整体框架结构体系。
2.根据权利要求1所述的一种预应力拼装式桁架式钢骨混凝土结构体系，其特征是，所述预应力孔道成起伏状布置，在跨中处位于下部，在支座处位于上部，始终处于受拉位置。
3.根据权利要求1所述的一种预应力拼装式桁架式钢骨混凝土结构体系，其特征是，所述钢骨混凝土梁柱节点段包括梁钢桁架、柱钢桁架，所述梁钢桁架穿过柱钢桁架上预留的孔洞，定位后浇混凝土，留出端部的节点板供湿接头连接用。
4.一种如权利要求1-3中任一项所述的预应力拼装式桁架式钢骨混凝土结构体系的拼装方法，其特征是，包括以下步骤：
1)在工厂中预制钢骨混凝土梁节段(1)、钢骨混凝土梁柱节点段(2)，钢骨混凝土梁节段和钢骨混凝土梁柱节点段的梁段部分在制作时需预先留出预应力孔道，钢骨混凝土梁节段、钢骨混凝土梁柱节点段的端部留有节点板供湿接头(4)连接用；
其中，预应力孔道在梁段中成起伏状布置，在跨中处位于下部，在支座处位于上部，始终处于受拉位置；制作钢骨混凝土梁柱节点段的桁架式钢骨时，将梁钢桁架穿过柱钢桁架上预留的孔洞，定位后浇混凝土，留出端部节点板供湿接头连接用；
2)预制构件运到现场后，将预制的钢骨混凝土梁节段、钢骨混凝土梁柱节点段吊装到位；先吊装钢骨混凝土梁柱节点段，其端部的节点板处由湿接头连接，该湿接头由在端部连接处节点板使用高强螺栓连接后浇筑混凝土形成；
钢骨混凝土梁柱节点段安装固定好后，再吊装节点之间的钢骨混凝土梁节段，钢骨混凝土梁节段的具体数量根据工程结构体系具体跨度而定，同样，其端部的节点板处由湿接头连接，一层一层组装；
3)待湿接头处混凝土达到所需强度后，在之前预留的预应力孔道内穿预应力钢筋(3)，并用锚具锚紧固定，形成整体框架结构体系，完成整个预应力拼装式桁架式钢骨混凝土结构体系的拼装。
一种预应力拼装式桁架式钢骨混凝土结构体系及其拼装方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种框架结构体系，特别是采用了预应力拼装式桁架式钢骨混凝土结构体系及其拼装方法。
背景技术
[0002] 1974年，联合国出版的《政府逐步实现建筑工业化的政策和措施指引》中定义的建筑工业化：按照大工业生产方式改造建筑业，使之逐步从手工业生产转向社会化大生产的过程，其实施过程即为建筑设计标准化、构配件生产工厂化、施工机械化和组织管理科学化，并逐步采用现代科学技术的新成果，以提高劳动生产率，加快建设速度、降低工程成本，提高工程质量。
[0003] 近年来，我国经济总量快速增加，基础建设的规模一直居于世界前列，建筑产业工业化的需求越来越迫切。预制拼装结构体系可以很好地体现工业化生产特点，是近期的热点研究问题。然而，混凝土结构的拼装需要湿作业，大量的湿作业又体现不出拼装体系的优越性；钢结构最适宜用于工业化拼装生产，但其防腐、防火问题又让人头疼。这就需要将混凝土和钢结构混合在一起形成钢骨混凝土体系来规避其单独工作时的缺点。
[0004] 对于钢骨混凝土体系的设计，在《钢骨混凝土结构技术规程》（YB 9082-2006）等一些技术规范规程中都对其提出了有关的设计规定及构造要求。目前存在的技术问题是：钢骨混凝土体系的工业化、装配化程度还不高，导致建设速度和生产效率较低，同时对于一些跨度相对较大及承受重荷载的建筑，在设计时使用此类设计规程及规范设计出的钢骨混凝土体系往往会存在尺寸较大、挠度较大等问题。
发明内容
[0005] 本发明的目的是提供一种拼装式钢骨混凝土结构体系，可使钢骨混凝土结构在建筑领域更为工业化、装配化，以提高其建设速度和生产效率。本发明的另一目的在于解决在跨度相对较大及承受重荷载的建筑中，若采用普通钢骨混凝土设计方法设计出的构件尺寸较大、扰度较大等问题，提出一种在钢骨混凝土结构体系上施加预应力的方法。
[0006] 本发明的技术方案如下：一种预应力拼装式桁架式钢骨混凝土结构体系，其特征是，包括由工厂预制而成的钢骨混凝土梁节段、钢骨混凝土梁柱节点段以及预应力钢筋，所述钢骨混凝土梁节段、钢骨混凝土梁柱节点段的端部设有节点板供湿接头连接用；所述钢骨混凝土梁节段、钢骨混凝土梁柱节点段的梁段部分设有预应力孔道，所述节点板使用高强螺栓连接后浇筑混凝土，形成湿接头，所述预应力孔道内穿有预应力钢筋，并用锚具锚紧固定，形成整体框架结构体系。
[0007] 进一步地，所述预应力孔道成起伏状布置，在跨中处位于下部，在支座处位于上部，始终处于受拉位置。
[0008] 进一步地，所述钢骨混凝土梁柱节点段包括梁钢桁架、柱钢桁架，所述梁钢桁架穿过柱钢桁架上预留的孔洞，定位后浇混凝土，留出端部的节点板供湿接头连接用。
[0009] 一种预应力拼装式桁架式钢骨混凝土结构体系的拼装方法，其特征是，包括以下步骤：
[0010] 1）在工厂中预制钢骨混凝土梁节段、钢骨混凝土梁柱节点段，钢骨混凝土梁节段和钢骨混凝土梁柱节点段的梁段部分在制作时需预先留出预应力孔道，钢骨混凝土梁节段、钢骨混凝土梁柱节点段的端部留有节点板供湿接头连接用；
[0011] 其中，预应力孔道在梁段中成起伏状布置，在跨中处位于下部，在支座处位于上部，始终处于受拉位置；制作钢骨混凝土梁柱节点段的桁架式钢骨时，将梁钢桁架穿过柱钢桁架上预留的孔洞，定位后浇混凝土，留出端部节点板供湿接头连接用；
[0012] 2）预制构件运到现场后，将预制的钢骨混凝土梁节段、钢骨混凝土梁柱节点段吊装到位；先吊装钢骨混凝土梁柱节点段，其端部的节点板处由湿接头连接，该湿接头由在端部连接处节点板使用高强螺栓连接后浇筑混凝土形成；
[0013] 钢骨混凝土梁柱节点段安装固定好后，再吊装节点之间的钢骨混凝土梁节段，梁节段的具体数量根据工程结构体系具体跨度而定，同样，其端部的节点板处由湿接头连接，一层一层组装；
[0014] 3）待湿接头处混凝土达到所需强度后，在之前预留的预应力孔道内穿预应力钢筋，并用锚具锚紧固定，形成整体框架结构体系，完成整个预应力拼装式桁架式钢骨混凝土结构体系的拼装。
[0015] 本发明由钢骨混凝土梁节段、梁柱节点段、预应力钢筋、锚具等组成，其基本设计理念就是：钢骨桁架应能承担结构自重及施工阶段出现的各种荷载作用，预应力钢筋用以承受二期恒载及活荷载作用，并改善结构整体性和抗裂控制要求。钢骨混凝土梁节段和梁柱节点段由工厂预制而成，端部留出一定长度节点板供连接用，同时预留出预应力筋孔道；在施工现场，将钢骨混凝土梁节段和梁柱节点段吊装到位，端头连接处节点板使用高强螺栓连接后浇筑混凝土，形成湿接头；待接头处混凝土达到一定强度后，在之前预留的预应力孔道内穿预应力钢筋，并用锚具锚紧固定，形成整体框架结构体系。
[0016] 本发明与现有技术相比，其显著优点为：可使钢骨混凝土结构的工业化、装配化程度大为提高，方便施工，加快结构的建设速度和生产效率，节约工期和工程造价，同时通过施加预应力减小大跨结构的构件尺寸大小，提高结构强度，改善结构整体性和抗裂性。因此该结构体系在装配式建筑结构中的推广运用，可产生良好的经济效益。
附图说明
[0017] 图1为本发明预应力拼装式桁架式钢骨混凝土结构体系立面图；
[0018] 图2为图1中1-1局部剖视图；
[0019] 图3为图1中2-2局部剖视图；
[0020] 图4为钢骨混凝土梁柱节点段钢桁架图；
[0021] 图5为钢骨混凝土梁柱节点段中的柱钢桁架图；
[0022] 图6、图7为湿接头详图；
[0023] 图8为框架体系拼装流程图；
[0024] 图中：1为钢骨混凝土梁节段，2为钢骨混凝土梁柱节点段，3为预应力钢筋，4为湿接头。
具体实施方式
[0025] 如图所示，一种预应力拼装式桁架式钢骨混凝土结构体系，包括由工厂预制而成的钢骨混凝土梁节段1、钢骨混凝土梁柱节点段2以及预应力钢筋3。钢骨混凝土梁节段、钢骨混凝土梁柱节点段的端部设有节点板供湿接头4连接用，钢骨混凝土梁节段、钢骨混凝土梁柱节点段的梁段部分设有预应力孔道。
[0026] 节点板使用高强螺栓连接后浇筑混凝土，形成湿接头4，预应力孔道内穿有预应力钢筋，并用锚具锚紧固定，形成整体框架结构体系。
[0027] 预应力孔道成起伏状布置，在跨中处位于下部，在支座处位于上部，始终处于受拉位置。钢骨混凝土梁柱节点段包括梁钢桁架、柱钢桁架，梁钢桁架穿过柱钢桁架上预留的孔洞，定位后浇混凝土，留出端部的节点板供湿接头连接用。
[0028] 一种预应力拼装式桁架式钢骨混凝土结构体系的拼装方法，由图1-3所示，钢骨混凝土梁节段1、钢骨混凝土梁柱节点段2在工厂中预制而成，钢骨混凝土梁节段1和钢骨混凝土梁柱节点段2的梁段部分在制作时需预先留出预应力孔道；
[0029] 预应力孔道位置如图1所示，在梁段中成起伏状布置，在跨中处位于下部，在支座处位于上部，始终处于受拉位置；
[0030] 钢骨混凝土梁柱节点段2的桁架式钢骨如图4、图5所示，将梁钢桁架穿过柱钢桁架上预留的孔洞，定位后浇混凝土，留出端部节点板供湿接头4连接用；
[0031] 预制构件运到现场后，按照图8所示拼装流程进行拼装，先吊装钢骨混凝土梁柱节点段2，由湿接头4连接，安装固定好后再吊装节点之间的钢骨混凝土梁节段1，梁节段的具体数量根据工程结构体系具体跨度而定，同样由湿接头4连接，一层一层组装，最终在之前预留的预应力孔道内穿预应力钢筋并用锚具锚紧固定，完成整个预应力拼装式桁架式钢骨混凝土结构体系的拼装；
[0032] 湿接头4钢桁架具体连接方式如图6、图7所示，用节点板和高强螺栓连接后浇混凝土固定。
[0033] 按此方法拼装而成的预应力拼装式桁架式钢骨混凝土结构体系可使钢骨混凝土结构的工业化、装配化程度大为提高，方便施工，加快结构的建设速度和生产效率，节约工期和工程造价，同时通过施加预应力减小大跨结构的构件尺寸大小，提高结构强度，改善结构整体性和抗裂性。因此该结构体系在装配式建筑结构中的推广运用，可产生良好的经济效益。
