【技術實現步驟摘要】
本技術屬于結構領域，特別涉及一種預約束塊材梁及其連接體系。
技術介紹
1、在建設工程中，結構梁是建筑結構和橋梁的重要組成部分。結構梁經常采用鋼筋混凝土梁，為混凝土與鋼筋組成。這需要用到大量的石、砂、水泥材料。據統計，我國建設用石占混凝土質量近1/2，其使用遍及建筑、交通和鐵路等眾多行業。據測算，現全國每年僅建設用石量約為40多億噸，是消耗自然資源最大的材料。目前合乎鋼筋混凝土結構所要求的天然砂石已經難以滿足工程需要，在實際工程中大量使用機制砂和機制石，通常采用振動給料機、顎式破碎機、制砂機、振動篩和膠帶傳輸機等設備對天然石進行加工，把天然石塊粉碎成小粒徑石子或砂。在這個過程需要消耗較高的電力、運輸、人工，而且產生許多粉塵。這對我們資源和環境帶來較大的壓力。如何在結構梁中減少水泥、小粒徑砂、石的應用，對我國工程建設和節能環保有著重要意義。
技術實現思路
1、本技術的目的是提供一種預約束塊材梁及其連接體系，解決了結構梁中使用過多水泥、小粒徑砂、石的問題，并解決了塊材與鋼筋與聚合物協同受力的問題。本技術通過結構梁內置預約束塊材，有效減少水泥、小粒徑砂、石用量，減少水化熱、減少粉塵；通過約束籠提升塊材和聚合物的連接和受力，實現梁的力學性能。本技術具有性能可靠、構造簡單、施工快捷、綠色環保等優勢。
2、為實現上述目的，本技術采用如下技術方案。
3、一種預約束塊材梁，包括塊材、約束籠、聚合物和梁鋼筋；約束籠包括籠架和約束籠孔洞；塊材內置在約束籠中，形成預約束塊材；約束籠
4、優選的，約束籠孔洞的尺寸小于該處塊材的尺寸；籠架包括側壁架和端部封閉件；端部封閉件為側壁架延伸形成或為專用的端部封閉件；預約束塊材位于梁截面高度的中部區域。
5、優選的，約束筋籠的籠架由約束筋組成；約束筋為鋼筋或鋼絲或frp筋；網格籠的籠架由金屬網或帶孔洞的鋼板組成。
6、優選的，約束筋包括縱向筋、橫向筋和/或斜向筋；約束筋籠的端部封閉件由縱向筋或斜向筋在端部固定連接或彎折形成或為獨立的端部封閉件；獨立的端部封閉件與縱向筋或斜向筋固定連接。
7、優選的，籠架有多個子空間；子空間相互獨立，內放置有塊材。
8、優選的，梁鋼筋籠內部設有鋼骨；鋼骨為型鋼或者鋼構件；鋼骨和預約束塊材、梁鋼筋籠之間有間隙；聚合物填充預約束塊材、鋼骨和梁鋼筋籠相互之間的間隙。
9、優選的，梁橫向鋼筋包括封閉箍筋、橫向拉筋和后封閉箍筋；后封閉箍筋為開口u形箍筋和后封閉筋組成；后封閉筋包括后封閉拉筋或后封閉u形箍筋；后封閉筋與開口u形箍筋對應設置。
10、優選的，一種預約束塊材梁的連接體系，包括預約束塊材梁和鋼筋混凝土柱，預約束塊材梁與鋼筋混凝土柱固定連接，形成梁柱節點區；梁縱向鋼筋伸入鋼筋混凝土柱中，位于柱橫向鋼筋和柱縱向鋼筋的間隙，被柱混凝土包裹；梁柱節點區內無預約束塊材。
11、與現有技術相比本技術具有以下特點和有益效果。
12、1、通過約束籠有效控制施工期間塊材的接觸方式和接觸面積，使得聚合物有效填充塊材之間空隙，有效減少質量缺陷，提升施工質量，實現結構安全。
13、2、通過梁內放置塊材，減少水泥的用量，減少砂、石用量，施工過程中減低大體積梁的水化熱，節能減排。
14、3、通過梁內約束籠對其中的塊材和聚合物進行約束，形成有約束塊材聚合物，提高塊材與聚合物結合的強度和延性，實現預約束塊材梁的力學性能。
15、4、預約束塊材可全部或部分進行預加工，施工效率高。
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1.一種預約束塊材梁，其特征在于：所述預約束塊材梁包括塊材(1)、約束籠(2)、聚合物(3)和梁鋼筋(5)；所述約束籠(2)包括籠架(2.1)和約束籠孔洞(2.2)；所述塊材(1)內置在約束籠(2)中，形成預約束塊材(9)；所述約束籠(2)在端部封閉；所述約束籠(2)為約束筋籠或網格籠；所述梁鋼筋(5)包括梁縱向鋼筋(5.1)和梁橫向鋼筋(5.2)；所述梁橫向鋼筋(5.2)沿著梁縱向鋼筋(5.1)間隔布置，形成梁鋼筋籠(6)；所述約束籠(2)被梁鋼筋籠(6)包圍；所述聚合物(3)填充預約束塊材(9)內的間隙；所述聚合物(3)包裹梁鋼筋籠(6)，并填充預約束塊材(9)和梁鋼筋籠(6)之間的間隙；所述約束籠孔洞(2.2)處有聚合物(3)，使約束籠(2)內的聚合物(3)和約束籠(2)外的聚合物(3)連接為一體。
2.根據權利要求1所述的預約束塊材梁，其特征在于：所述約束籠孔洞(2.2)的尺寸小于該處塊材(1)的尺寸；所述籠架(2.1)包括側壁架(2.1.1)和端部封閉件(2.1.2)；所述端部封閉件(2.1.2)為側壁架(2.1.1)延伸形成或為專用的端部封閉件(2.1.2
3.根據權利要求1所述的預約束塊材梁，其特征在于：所述約束筋籠的籠架(2.1)由約束筋(4)組成；所述約束筋(4)為鋼筋或鋼絲或FRP筋；所述網格籠的籠架(2.1)由金屬網或帶孔洞的鋼板組成。
4.根據權利要求3所述的預約束塊材梁，其特征在于：所述約束筋(4)包括縱向筋(4.1)、橫向筋(4.2)和/或斜向筋(4.3)；所述約束筋籠的端部封閉件(2.1.2)由縱向筋(4.1)或斜向筋(4.3)在端部固定連接或彎折形成或為獨立的端部封閉件(2.1.2)；所述獨立的端部封閉件(2.1.2)與縱向筋(4.1)或斜向筋(4.3)固定連接。
5.根據權利要求1所述的預約束塊材梁，其特征在于：所述籠架(2.1)有多個子空間；所述子空間相互獨立，內放置有塊材(1)。
6.根據權利要求1所述的預約束塊材梁，其特征在于：所述梁鋼筋籠(6)內部設有鋼骨(8)；所述鋼骨(8)為型鋼或者鋼構件；所述鋼骨(8)和預約束塊材(9)、梁鋼筋籠(6)之間有間隙；所述聚合物(3)填充預約束塊材(9)、鋼骨(8)和梁鋼筋籠(6)相互之間的間隙。
7.根據權利要求1所述的預約束塊材梁，其特征在于：所述梁橫向鋼筋(5.2)包括封閉箍筋(5.2.1)、橫向拉筋(5.2.2)和后封閉箍筋(5.2.3)；所述后封閉箍筋(5.2.3)為開口U形箍筋(5.2.4)和后封閉筋(5.2.5)組成；所述后封閉筋(5.2.5)包括后封閉拉筋或后封閉U形箍筋；所述后封閉筋(5.2.5)與開口U形箍筋(5.2.4)對應設置。
8.一種預約束塊材梁的連接體系，包括權利要求1-7中任意一項所述的預約束塊材梁(A)和鋼筋混凝土柱(B)，其特征在于：所述預約束塊材梁(A)與鋼筋混凝土柱(B)固定連接，形成梁柱節點區；所述梁縱向鋼筋(5.1)伸入鋼筋混凝土柱(B)中，位于柱橫向鋼筋和柱縱向鋼筋的間隙，被柱混凝土包裹；所述梁柱節點區內無預約束塊材(9)。
...【技術特征摘要】
1.一種預約束塊材梁，其特征在于：所述預約束塊材梁包括塊材(1)、約束籠(2)、聚合物(3)和梁鋼筋(5)；所述約束籠(2)包括籠架(2.1)和約束籠孔洞(2.2)；所述塊材(1)內置在約束籠(2)中，形成預約束塊材(9)；所述約束籠(2)在端部封閉；所述約束籠(2)為約束筋籠或網格籠；所述梁鋼筋(5)包括梁縱向鋼筋(5.1)和梁橫向鋼筋(5.2)；所述梁橫向鋼筋(5.2)沿著梁縱向鋼筋(5.1)間隔布置，形成梁鋼筋籠(6)；所述約束籠(2)被梁鋼筋籠(6)包圍；所述聚合物(3)填充預約束塊材(9)內的間隙；所述聚合物(3)包裹梁鋼筋籠(6)，并填充預約束塊材(9)和梁鋼筋籠(6)之間的間隙；所述約束籠孔洞(2.2)處有聚合物(3)，使約束籠(2)內的聚合物(3)和約束籠(2)外的聚合物(3)連接為一體。
2.根據權利要求1所述的預約束塊材梁，其特征在于：所述約束籠孔洞(2.2)的尺寸小于該處塊材(1)的尺寸；所述籠架(2.1)包括側壁架(2.1.1)和端部封閉件(2.1.2)；所述端部封閉件(2.1.2)為側壁架(2.1.1)延伸形成或為專用的端部封閉件(2.1.2)；所述預約束塊材(9)位于梁截面高度的中部區域。
3.根據權利要求1所述的預約束塊材梁，其特征在于：所述約束筋籠的籠架(2.1)由約束筋(4)組成；所述約束筋(4)為鋼筋或鋼絲或frp筋；所述網格籠的籠架(2.1)由金屬網或帶孔洞的鋼板組成。
4.根據權利要求3所述的預約束塊材梁，其特征在于：所述約束筋(4)包括縱向筋(4.1)、橫向筋(4....
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