本發明涉及建筑工程技術領域，尤其涉及一種預制裝配式混凝土框架結構以及一種預制裝配式混凝土框架結構的制備方法。

背景技術：

隨著建筑行業的發展，建筑工業化已成為主要的發展方向。南方電網為貫徹中長期戰略發展，更好的推進電網基建一體化工作，推動綠色電網建設，在節能減排、綠色環保等方面充分發揮社會示范作用，正積極推動建筑工業化即裝配式建筑物在電網的應用。對裝配式建筑物，預制裝配式混凝土框架結構最為常見，也最適合變電站建筑物。

目前，國內外預制裝配式混凝土框架結構多為預制柱上、下層柱縱向鋼筋在節點處斷開并采用灌漿套筒連接，預制梁和預制柱通過后澆的節點混凝土連接，節點處整體性很差，使得節點的抗震性能差成為了預制裝配式混凝土框架結構的一個短板，同時，施工工序繁瑣復雜，嚴重影響預制裝配式混凝土框架結構的推廣。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種結構簡單、抗震性強的預制裝配式混凝土框架結構，可實現“強節點，弱構件”、“強剪弱彎”、“強柱弱梁”的抗震概念。

本發明所要解決的技術問題還在于，提供一種預制裝配式混凝土框架結構的制備方法，可減少了施工工序和施工難度。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種預制裝配式混凝土框架結構，包括預制柱及預制梁，其中，所述預制柱與預制梁的一端相連并于連接處形成節點區域；所述預制柱被所述節點區域分割為上層柱體及下層柱體，所述上層柱體及下層柱體在所述節點區域通過預埋于所述預制柱內的縱向加強鋼相連，同時，所述預制柱內預埋有柱體縱向鋼筋且所述柱體縱向鋼筋在所述節點區域處連續；所述預制梁與預制柱相連的一端預埋有梁端加強鋼，所述梁端加強鋼延伸至所述預制梁外；所述縱向加強鋼與梁端加強鋼之間通過螺栓連接以使所述預制柱與預制梁相固定。

作為上述方案的改進，所述縱向加強鋼與梁端加強鋼相連的一側設有與所述縱向加強鋼焊接為一體的柱端加強鋼，所述柱端加強鋼與梁端加強鋼之間通過節點板固定。

作為上述方案的改進，所述柱端加強鋼與梁端加強鋼上均設有供螺栓貫穿的螺栓孔，所述節點板上設有與螺栓孔相對應的通孔，所述螺栓穿過螺栓孔和通孔將所述預制柱與預制梁相固定。

作為上述方案的改進，所述預制柱內預埋有柱體箍筋，所述柱體箍筋在所述節點區域內被所述節點板截斷并與所述節點板相互焊接為閉合結構。

作為上述方案的改進，所述縱向加強鋼、柱端加強鋼及梁端加強鋼均為工字鋼。

作為上述方案的改進，對所述梁端加強鋼的下翼緣作削弱處理，使所述梁端加強鋼的下翼緣長度短于上翼緣長度。

相應地，本發明還提供了一種預制裝配式混凝土框架結構的制備方法，包括：

S1，綁扎柱體縱向鋼筋、柱體箍筋及縱向加強鋼，在縱向加強鋼上焊接柱端加強鋼，形成柱體框架，所述柱端加強鋼上設有供螺栓貫穿的螺栓孔；

S2，綁扎梁體縱向鋼筋、梁體箍筋及梁端加強鋼，形成梁體框架，所述梁端加強鋼上均設有供螺栓貫穿的螺栓孔；

S3，采用混凝土對柱體框架進行第一次澆注形成預制柱，其中，所述預制柱與預制梁的待相連部位不需澆注混凝土以形成節點區域，所述預制柱被所述節點區域分割為上層柱體及下層柱體，所述上層柱體及下層柱體在所述節點區域通過縱向加強鋼相連, 所述柱體縱向鋼筋在所述節點區域處連續；

S4，采用混凝土對梁體框架進行第一次澆注形成預制梁，其中，所述預制梁的上部不需注混凝土以使梁體箍筋上部裸露，所述梁端加強鋼綁扎于預制梁與預制柱相連的一端并延伸至所述預制梁外；

S5，分別對預制柱及預制梁進行蒸汽養護；

S6，采用起吊機將預制柱起吊并安裝在指定位置，采用起吊機將預制梁起吊至指定位置并使柱端加強鋼與梁端加強鋼相互拼合，通過節點板將柱端加強鋼與梁端加強鋼相固定，其中，所述節點板上設有與螺栓孔相對應的通孔，固定時，所述螺栓穿過螺栓孔和通孔；

S7，采用混凝土對節點區域進行第二次澆注，形成預制裝配式混凝土框架結構。

作為上述方案的改進，所述步驟S6中，所述柱體箍筋在所述節點區域內被所述節點板截斷并與所述節點板相互焊接為閉合結構。

作為上述方案的改進，所述縱向加強鋼、柱端加強鋼及梁端加強鋼均為工字鋼。

作為上述方案的改進，對所述梁端加強鋼的下翼緣作削弱處理，使所述梁端加強鋼的下翼緣長度短于上翼緣長度。

實施本發明，具有如下有益效果：

本發明結合工程實際，針對目前國內外普通預制裝配式混凝土框架的弊端，創造性地在節點處增設型鋼加強節點，實現了“強節點，弱構件”、“強剪弱彎”、“強柱弱梁”的抗震概念設計，使預制裝配式混凝土框架結構的節點具有等同現澆混凝土框架節點的抗震性能和耗能能力，同時又大大減少了施工工序和難度，為預制裝配式混凝土框架的推廣應用提供了有力的技術支持。具體如下：

（1）預制柱的上層柱體及下層柱體在節點區域通過縱向加強鋼相連，且柱體縱向鋼筋在所述節點區域處連續，確保了預制柱的上層柱體及下層柱體在節點區域的連續性及整體性，方便可靠，遵循了“強節點，弱構件”的抗震概念設計，使預制裝配式混凝土框架結構的節點具有等同現澆混凝土框架節點的抗震性能和耗能能力，有利于提高整個建筑物的抗震性能，使得安裝施工更為便捷；

（2）預制梁內預埋有梁端加強鋼，預制柱與預制梁的節點區域采用螺栓可靠連接，使縱向加強鋼、柱端加強鋼及梁端加強鋼連成一體并形成型鋼加強的節點核心區，并且節點核心區的混凝土在預制柱與預制梁拼裝好后再澆注，實現預制梁自承重，無需額外設置梁支撐和板支撐，大大減少施工工序和難度，也降低施工成本和減少施工工期；

（3）在預制柱內預埋柱體箍筋，通過柱體箍筋箍緊混凝土可有效防止混凝土往外蹦。在節點區域，需通過節點板將柱端加強鋼及梁端加強鋼連成一體以實現預制梁與預制柱的連接，但這樣會影響節點區域中柱體箍筋的布局，因此，需將受影響的柱體箍筋截斷，并將截斷的柱體箍筋與節點板相互焊接為閉合結構以形成新型的箍筋結構，從而實現在柱端加強鋼及梁端加強鋼穩定連接的同時，保證節點區域混凝土被牢牢箍住，提高了預制柱的抗剪強度。

（4）對梁端加強鋼進行翼緣削弱處理，使梁端加強鋼在提高梁端抗剪承載力的同時，不要過大提高梁端的受彎承載力，實現“強剪弱彎”、“強柱弱梁”的抗震概念設計，提高建筑物的整體延性和抗倒塌性能。

附圖說明

圖1是本發明預制裝配式混凝土框架結構中預制柱與預制梁固定前的結構示意圖；

圖2是本發明預制裝配式混凝土框架結構中預制柱與預制梁固定后的結構示意圖；

圖3是圖2的剖視圖；

圖4是圖3中鋼結構的示意圖；

圖5是本發明中預制柱的立體圖；

圖6是本發明中預制柱的剖視圖；

圖7是本發明中預制梁的立體圖；

圖8是本發明中預制梁的剖視圖；

圖9是預制柱中柱體箍筋與節點板的組合示意圖；

圖10是預制柱中柱體箍筋與節點板另一視覺的組合示意圖；

圖11是預制梁中梁端加強鋼的第一實施例截面圖；

圖12是預制梁中梁端加強鋼的第二實施例截面圖；

圖13是本發明預制裝配式混凝土框架結構的制備方法的流程圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步地詳細描述。僅此聲明，本發明在文中出現或即將出現的上、下、左、右、前、后、內、外等方位用詞，僅以本發明的附圖為基準，其并不是對本發明的具體限定。

參見圖1~圖4，本發明預制裝配式混凝土框架結構應用于裝配式變電站內建筑物，其包括預制柱1及預制梁2，其中，所述預制柱1與預制梁2的一端通過螺栓相連并于連接處形成節點區域。

如圖5及圖6所示， 所述預制柱1內沿長度方向預埋有縱向加強鋼12，所述預制柱1被所述節點區域分割為上層柱體1a及下層柱體1b，所述上層柱體1a及下層柱體1b在所述節點區域通過縱向加強鋼12相連；同時，所述預制柱1內沿長度方向預埋有柱體縱向鋼筋11，而且所述柱體縱向鋼筋11依次貫穿上層柱體1a、節點區域及下層柱體1b，使柱體縱向鋼筋11在所述節點區域處連續。所述縱向加強鋼12優選為Q235級鋼材，所述柱體縱向鋼筋11優選為HRB400級鋼筋。

如圖7及圖8所示，所述預制梁2內預埋有梁體縱向鋼筋21及梁體箍筋23，所述預制梁2與預制柱1相連的一端預埋有梁端加強鋼22，所述梁體縱向鋼筋21及梁端加強鋼22延伸至所述預制梁2外。所述梁端加強鋼22優選為Q235級鋼材，所述梁體縱向鋼筋21優選為HRB400級鋼筋，所述梁體箍筋23優選為HPB300級鋼筋。

參見圖1~圖4，所述縱向加強鋼12與梁端加強鋼22之間通過螺栓連接。具體地，所述縱向加強鋼12與梁端加強鋼22相連的一側設有與所述縱向加強鋼12焊接為一體的柱端加強鋼13，所述柱端加強鋼13與梁端加強鋼22之間通過節點板3固定從而實現所述預制柱1與預制梁2的固定，所述柱端加強鋼13優選為Q235級鋼材。

進一步，所述柱端加強鋼13與梁端加強鋼22上均設有供螺栓4貫穿的螺栓孔，所述節點板3上設有與螺栓孔相對應的通孔，所述螺栓4穿過螺栓孔和通孔將所述預制柱1與預制梁2相固定。優選地，所述柱端加強鋼13與梁端加強鋼22上分別設有兩個位于同一豎直方向上的螺栓孔，所述節點板3上設有四個與螺栓孔相對應的通孔，所述螺栓4為10.8級高強螺栓。

需要說明的是，目前國內外預制裝配式混凝土框架結構多為預制柱上、下層柱縱向鋼筋在節點處斷開并采用灌漿套筒連接，預制梁和預制柱通過后澆的節點混凝土連接，節點處整體性很差，使得節點的抗震性能差成為了預制裝配式混凝土框架結構的一個短板，同時，施工工序繁瑣復雜，嚴重影響預制裝配式混凝土框架結構的推廣。與現有技術相比，本發明預制裝配式混凝土框架結構中，預制柱1內預埋有柱體縱向鋼筋11及縱向加強鋼12，可有效確保上層柱體1a及下層柱體1b在節點區域的連續性及整體性，方便可靠。同時，預制柱1內預埋有縱向加強鋼12及柱端加強鋼13，預制梁2內預埋有梁端加強鋼22，預制柱1與預制梁2的節點區域采用螺栓4可靠連接，使縱向加強鋼12、柱端加強鋼13及梁端加強鋼22連成一體并形成型鋼加強的節點核心區，大大加強了節點核心區的極限承載力，使預制裝配式混凝土框架結構的節點具有等同現澆混凝土框架節點的抗震性能和耗能能力，體現了“強節點，弱構件”的抗震概念設計，有利于提高整個建筑物的抗震性能，使得安裝施工更為便捷，符合國家推廣綠色節能建筑物的方針政策，可以在變電站建筑甚至其他工業、民用建筑物中推廣應用。

如圖9及圖10所示，所述預制柱1內預埋有柱體箍筋14，所述柱體箍筋14在所述節點區域內被所述節點板3截斷并與所述節點板3相互焊接為閉合結構。所述柱體箍筋14優選為HPB300級鋼筋。

需要說明的是，通過柱體箍筋14箍緊混凝土可有效防止混凝土往外蹦。在節點區域，需通過節點板3將柱端加強鋼13及梁端加強鋼22連成一體以實現預制梁2與預制柱1的連接，但這樣會影響節點區域中柱體箍筋14的布局，因此，需將受影響的柱體箍筋14截斷，并將截斷的柱體箍筋14與節點板3相互焊接為閉合結構以形成新型的箍筋結構，從而實現在柱端加強鋼13及梁端加強鋼22穩定連接的同時，保證節點區域混凝土被牢牢箍住，提高了預制柱的抗剪強度。

如圖10及圖11所示，所述縱向加強鋼12、柱端加強鋼13及梁端加強鋼22均為工字鋼。

進一步，對所述梁端加強鋼22的下翼緣22b作削弱處理，使所述梁端加強鋼22中下翼緣22b的長度短于上翼緣22a的長度。需要說明的是，對梁端加強鋼22進行翼緣削弱處理，令下翼緣22b的長度短于上翼緣22a的長度，可使梁端加強鋼22在提高梁端抗剪承載力的同時，不要過大提高梁端的受彎承載力，實現“強剪弱彎”、“強柱弱梁”的抗震概念設計，提高建筑物的整體延性和抗倒塌性能。

因此，本發明預制裝配式混凝土框架結構創造性地在節點區域增設型鋼加強節點，使預制裝配式混凝土框架結構的節點具有等同現澆混凝土框架節點的抗震性能和耗能能力，實現了“強節點，弱構件”、“強剪弱彎”、“強柱弱梁”的抗震概念設計，使得預制裝配式混凝土框架節點的抗震性能有了很大提高。

圖12是本發明預制裝配式混凝土框架結構的制備方法的流程圖，包括：

S1，綁扎柱體框架。

綁扎柱體縱向鋼筋、柱體箍筋及縱向加強鋼，在縱向加強鋼上焊接柱端加強鋼，形成柱體框架，所述柱端加強鋼上設有供螺栓貫穿的螺栓孔。其中，所述縱向加強鋼及柱端加強鋼優選為Q235級鋼材，所述柱體縱向鋼筋優選為HRB400級鋼筋，所述柱體箍筋優選為HPB300級鋼筋。

S2，綁扎梁體框架。

綁扎梁體縱向鋼筋、梁體箍筋及梁端加強鋼，形成梁體框架，所述梁端加強鋼上均設有供螺栓貫穿的螺栓孔。其中，所述梁端加強鋼優選為Q235級鋼材，所述梁體縱向鋼筋優選為HRB400級鋼筋，所述梁體箍筋優選為HPB300級鋼筋。

需要說明的是，所述步驟S1與步驟S2之間沒有必然的先后順序，在進行步驟S1的同時，也可以進行步驟S2。

S3，澆注預制柱。

采用混凝土對柱體框架進行第一次澆注形成預制柱，其中，所述預制柱與預制梁的待相連部位不需澆注混凝土以形成節點區域，所述預制柱被所述節點區域分割為上層柱體及下層柱體，所述上層柱體及下層柱體在所述節點區域通過縱向加強鋼相連, 所述柱體縱向鋼筋在所述節點區域處連續。

S4，澆注預制梁。

采用混凝土對梁體框架進行第一次澆注形成預制梁，其中，所述預制梁的上部不需注混凝土以使梁體箍筋上部裸露，所述梁端加強鋼綁扎于預制梁與預制柱相連的一端并延伸至所述預制梁外。

需要說明的是，在第一次澆注時，所述預制梁的上部不需注混凝土并使梁體箍筋上部裸露，在后期制作平臺時，再將裸露部分與平臺一起進行澆注，保證平臺與預制梁的有效融合，更為穩固。

其中，所述步驟S3與步驟S4之間沒有必然的先后順序，在進行步驟S3的同時，也可以進行步驟S5。

S5，蒸汽養護。

分別對預制柱及預制梁進行蒸汽養護。

S6，節點拼裝。

采用起吊機將預制柱起吊并安裝在指定位置，采用起吊機將預制梁起吊至指定位置并使柱端加強鋼與梁端加強鋼相互拼合，通過連接件將柱端加強鋼與梁端加強鋼相固定，其中，所述連接件上設有與螺栓孔相對應的通孔，固定時，所述螺栓穿過螺栓孔和通孔。具體地，所述柱端加強鋼與梁端加強鋼上分別設有兩個位于同一豎直方向上的螺栓孔，所述連接件上設有四個與螺栓孔相對應的通孔。

另外，所述柱體箍筋在所述節點區域內被所述節點板截斷并與所述節點板相互焊接為閉合結構。需說明的是，在預制柱內預埋柱體箍筋，通過柱體箍筋箍緊混凝土可有效防止混凝土往外蹦。在節點區域，需通過節點板將柱端加強鋼及梁端加強鋼連成一體以實現預制梁與預制柱的連接，但這樣會影響節點區域中柱體箍筋的布局，因此，需將受影響的柱體箍筋截斷，并將截斷的柱體箍筋與節點板相互焊接為閉合結構以形成新型的箍筋結構，從而實現在柱端加強鋼及梁端加強鋼穩定連接的同時，保證節點區域混凝土被牢牢箍住，提高了預制柱的抗剪強度。

所述縱向加強鋼、柱端加強鋼及梁端加強鋼均為工字鋼。進一步，對所述梁端加強鋼的下翼緣作削弱處理，使所述梁端加強鋼中下翼緣的長度短于上翼緣的長度。需要說明的是，對梁端加強鋼進行翼緣削弱處理，令下翼緣的長度短于上翼緣的長度，可使梁端加強鋼在提高梁端抗剪承載力的同時，不要過大提高梁端的受彎承載力，實現“強剪弱彎”、“強柱弱梁”的抗震概念設計，提高建筑物的整體延性和抗倒塌性能。

S7，節點澆注。

采用混凝土對節點區域進行第二次澆注，形成預制裝配式混凝土框架結構。

由上可知，本發明結合工程實際，針對目前國內外普通預制裝配式混凝土框架的弊端，創造性地在節點處增設型鋼加強節點，實現了“強節點，弱構件”、“強剪弱彎”、“強柱弱梁”的抗震概念設計，使預制裝配式混凝土框架結構的節點具有等同現澆混凝土框架節點的抗震性能和耗能能力，同時又大大減少了施工工序和難度，為預制裝配式混凝土框架的推廣應用提供了有力的技術支持。具體如下：

（1）預制柱的上層柱體及下層柱體在節點區域通過縱向加強鋼相連，且柱體縱向鋼筋在所述節點區域處連續，確保了預制柱的上層柱體及下層柱體在節點區域的連續性及整體性，方便可靠，遵循了“強節點，弱構件”的抗震概念設計，使預制裝配式混凝土框架結構的節點具有等同現澆混凝土框架節點的抗震性能和耗能能力，有利于提高整個建筑物的抗震性能，使得安裝施工更為便捷；

（2）預制梁內預埋有梁端加強鋼，預制柱與預制梁的節點區域采用螺栓可靠連接，使縱向加強鋼、柱端加強鋼及梁端加強鋼連成一體并形成型鋼加強的節點核心區，使預制裝配式混凝土框架結構的節點的現澆混凝土框架節點的梁端受彎、受剪承載力，并且節點核心區的混凝土在梁端受彎、受剪承載力高于預制柱與預制梁拼裝好后再澆注，實現預制梁自承重，無需額外設置梁支撐和板支撐，大大減少施工工序和難度，也降低施工成本和減少施工工期；

（3）在預制柱內預埋柱體箍筋，所述柱體箍筋在所述節點區域內被所述節點板截斷并與所述節點板相互焊接為閉合的新型箍筋結構，從而實現在柱端加強鋼及梁端加強鋼穩定連接的同時，保證節點區域混凝土被牢牢箍住，提高了預制柱的抗剪強度；

（4）對梁端加強鋼進行翼緣削弱處理，使梁端加強鋼在提高梁端抗剪承載力的同時，不要過大提高梁端的受彎承載力，實現“強剪弱彎”、“強柱弱梁”的抗震概念設計，提高建筑物的整體延性和抗倒塌性能。

以上所述是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發明的保護范圍。