1.一种后张预应力装配式混凝土叠合梁钢筋结构,包括有梁下部钢筋、腰筋(5)、梁上部钢筋、箍筋(7)和预应力筋束(6);其特征在于:所述梁下部钢筋位于叠合梁(2)的预制层(2.1)的底部,且梁下部钢筋包括有梁下部构造钢筋(3a);所述梁下部构造钢筋(3a)分布在预制层(2.1)的横截面两侧,每侧分别布置至少两根;所述梁下部构造钢筋(3a)沿预制层(2.1)纵向通长设置;所述腰筋(5)有两组,分别布置在预制层(2.1)的左右两侧;其中,每组腰筋(5)沿竖向间隔设置;所述梁上部钢筋位于叠合梁(2)的后浇叠合层(2.2)顶部,包括有梁上部耗能钢筋(4a)和梁上部构造钢筋(4b);所述梁上部构造钢筋(4b)有一组,平行间隔布置在后浇叠合层(2.2)的跨中部位;并且每根梁上部构造钢筋(4b)关于后浇叠合层(2.2)的短轴对称设置;所述梁上部耗能钢筋(4a)有两组,分别布置在后浇叠合层(2.2)的两端,并且梁上部耗能钢筋(4a)的外端超出后浇叠合层(2.2)的端部外,与预制柱(1)内预埋的钢筋连接器(8)连接,梁上部耗能钢筋(4a)的里端与梁上部构造钢筋(4b)之间相互搭接;所述预应力筋束(6)设置在预制层(2.1)的中轴下方,且呈直线型布置;所述预应力筋束(6)的端部超出预制层(2.1)对应一侧的端面,超出部分用于锚固在叠合梁(2)两侧的预制柱(1)中;其中,预应力筋束(6)位于预制层(2.1)跨中的部位为有粘接段(6.1),预应力筋束(6)位于预制层(2.1)两端的部位为无粘接段(6.2)。
2.根据权利要求1所述的后张预应力装配式混凝土叠合梁钢筋结构,其特征在于:所述后浇叠合层(2.2)的厚度为150~300mm,预制层(2.1)的厚度为300~900mm。
3.根据权利要求1所述的后张预应力装配式混凝土叠合梁钢筋结构,其特征在于:所述梁上部构造钢筋(4b)的根数与箍筋(7)的肢数相同且不少于两根;所述梁上部构造钢筋(4b)的面积不小于后浇叠合层(2.2)两端的梁上部耗能钢筋(4a)中面积较大值的1/5;所述梁上部耗能钢筋(4a)位于后浇叠合层(2.2)内的长度为叠合梁(2)长度的1/3;梁上部耗能钢筋(4a)与梁上部构造钢筋(4b)的搭接长度为150~500mm。
4.根据权利要求1所述的后张预应力装配式混凝土叠合梁钢筋结构,其特征在于:所述预应力筋束(6)与预制层(2.1)的顶面之间的间距为150~500mm;预应力筋束(6)的端部超出预制层(2.1)端面的长度为不小于预制柱(1)的厚度。
5.根据权利要求4所述的后张预应力装配式混凝土叠合梁钢筋结构,其特征在于:所述有粘接段(6.1)的长度为2000mm~3500mm;无粘接段(6.2)的长度为0m~10m。
6.根据权利要求1所述的后张预应力装配式混凝土叠合梁钢筋结构,其特征在于:所述梁下部构造钢筋(3a)的根数与箍筋(7)的肢数相同,并且梁下部构造钢筋(3a)的面积不小于叠合梁(2)跨中截面的梁下部钢筋总面积的1/5。
7.根据权利要求1所述的后张预应力装配式混凝土叠合梁钢筋结构,其特征在于:所述箍筋(7)包括有内箍筋(7.1)和外箍筋(7.2);其中,内箍筋(7.1)箍设在梁下部钢筋和梁上部钢筋的外侧;外箍筋(7.2)箍设在梁下部钢筋和腰筋(5)的外侧或者外箍筋(7.2)箍设在梁下部钢筋、腰筋(5)和梁上部钢筋的外侧;其中,梁上部耗能钢筋(4a)的上边缘与内箍筋(7.1)下边缘之间留有10mm~15mm的间距;所述箍筋(7)在叠合梁(2)的梁端0.5~1.5倍梁高的范围内加密设置,加密区的箍筋(7)间距为不大于50mm。
8.根据权利要求1所述的后张预应力装配式混凝土叠合梁钢筋结构,其特征在于:在预制层(2.1)的顶部两侧、靠近转角的位置处分别设置有腰筋(5);竖向相邻的腰筋(5)之间的间距为不大于200mm,并且每根腰筋均沿预制层(2.1)的纵向通长设置。
9.一种权利要求1-8中任意一项所述的后张预应力装配式混凝土叠合梁钢筋结构的设计方法,其特征在于,包括步骤如下:
步骤一、根据跨度估算叠合梁(2)的截面尺寸,并对预应力筋束(6)的面积进行初步确定;在对预应力筋束(6)的面积进行初步确定时,预应力筋束(6)的设计有效预应力为0.45~0.75倍的极限强度标准值,并确保预应力筋束(6)在梁端提供的摩擦力能抵抗叠合梁(2)在持久荷载作用下的竖向剪力;
步骤二、通过计算得出叠合梁(2)内各截面的内力值;
步骤三、进行叠合梁(2)的梁端截面抗弯承载力和抗剪承载力的验算:在进行梁端截面抗弯承载力计算时,考虑预应力筋束(6)的作用和梁柱接缝张开后钢筋和混凝土应变的不协调影响;在进行梁端截面抗剪承载力验算时,使梁上部耗能钢筋(4a)的抗震承载力标准值不小于恒载+活载标准组合作用下的梁端剪力;
步骤四、进行叠合梁(2)的梁跨中截面抗弯承载力验算;在进行梁跨中截面抗弯承载力验算时,持久荷载作用下,梁跨中截面的设计弯矩取梁两端与预制柱(1)的刚接模型,计算的弯矩包络值和按两端简支计算的梁恒载+活载标准组合下跨中弯矩值中的较大值;
步骤五、进行预制层(2.1)吊装、运输过程的验算,检查梁跨中上部和下部的钢筋面积是否满足最小配筋面积的要求,至此完成配筋设计。
10.根据权利要求9所述的后张预应力装配式混凝土叠合梁钢筋结构的设计方法,其特征在于:步骤四中在对叠合梁(2)跨中截面抗弯承载力设计值的计算时,将有粘接段(6.1)预应力筋作为受拉钢筋考虑,将楼板有效翼缘宽度内混凝土作为截面受压区考虑;
步骤五中,梁跨中上部最小配筋面积的要求为:梁跨中上部的梁上部构造钢筋(4b)面积不小于两端梁上部耗能钢筋(4a)面积的1/5;梁跨中下部最小配筋面积的要求为:梁跨中下部的梁下部构造钢筋(3a)面积不小于梁跨中下部全部钢筋面积的1/5。