【技术实现步骤摘要】
本技术属于结构领域，特别涉及一种预约束块材梁及其连接体系。
技术介绍
1、在建设工程中，结构梁是建筑结构和桥梁的重要组成部分。结构梁经常采用钢筋混凝土梁，为混凝土与钢筋组成。这需要用到大量的石、砂、水泥材料。据统计，我国建设用石占混凝土质量近1/2，其使用遍及建筑、交通和铁路等众多行业。据测算，现全国每年仅建设用石量约为40多亿吨，是消耗自然资源最大的材料。目前合乎钢筋混凝土结构所要求的天然砂石已经难以满足工程需要，在实际工程中大量使用机制砂和机制石，通常采用振动给料机、颚式破碎机、制砂机、振动筛和胶带传输机等设备对天然石进行加工，把天然石块粉碎成小粒径石子或砂。在这个过程需要消耗较高的电力、运输、人工，而且产生许多粉尘。这对我们资源和环境带来较大的压力。如何在结构梁中减少水泥、小粒径砂、石的应用，对我国工程建设和节能环保有着重要意义。
技术实现思路
1、本技术的目的是提供一种预约束块材梁及其连接体系，解决了结构梁中使用过多水泥、小粒径砂、石的问题，并解决了块材与钢筋与聚合物协同受力的问题。本技术通过结构梁内置预约束块材，有效减少水泥、小粒径砂、石用量，减少水化热、减少粉尘；通过约束笼提升块材和聚合物的连接和受力，实现梁的力学性能。本技术具有性能可靠、构造简单、施工快捷、绿色环保等优势。
2、为实现上述目的，本技术采用如下技术方案。
3、一种预约束块材梁，包括块材、约束笼、聚合物和梁钢筋；约束笼包括笼架和约束笼孔洞；块材内置在约束笼中，形成预约束块材；约束笼
4、优选的，约束笼孔洞的尺寸小于该处块材的尺寸；笼架包括侧壁架和端部封闭件；端部封闭件为侧壁架延伸形成或为专用的端部封闭件；预约束块材位于梁截面高度的中部区域。
5、优选的，约束筋笼的笼架由约束筋组成；约束筋为钢筋或钢丝或frp筋；网格笼的笼架由金属网或带孔洞的钢板组成。
6、优选的，约束筋包括纵向筋、横向筋和/或斜向筋；约束筋笼的端部封闭件由纵向筋或斜向筋在端部固定连接或弯折形成或为独立的端部封闭件；独立的端部封闭件与纵向筋或斜向筋固定连接。
7、优选的，笼架有多个子空间；子空间相互独立，内放置有块材。
8、优选的，梁钢筋笼内部设有钢骨；钢骨为型钢或者钢构件；钢骨和预约束块材、梁钢筋笼之间有间隙；聚合物填充预约束块材、钢骨和梁钢筋笼相互之间的间隙。
9、优选的，梁横向钢筋包括封闭箍筋、横向拉筋和后封闭箍筋；后封闭箍筋为开口u形箍筋和后封闭筋组成；后封闭筋包括后封闭拉筋或后封闭u形箍筋；后封闭筋与开口u形箍筋对应设置。
10、优选的，一种预约束块材梁的连接体系，包括预约束块材梁和钢筋混凝土柱，预约束块材梁与钢筋混凝土柱固定连接，形成梁柱节点区；梁纵向钢筋伸入钢筋混凝土柱中，位于柱横向钢筋和柱纵向钢筋的间隙，被柱混凝土包裹；梁柱节点区内无预约束块材。
11、与现有技术相比本技术具有以下特点和有益效果。
12、1、通过约束笼有效控制施工期间块材的接触方式和接触面积，使得聚合物有效填充块材之间空隙，有效减少质量缺陷，提升施工质量，实现结构安全。
13、2、通过梁内放置块材，减少水泥的用量，减少砂、石用量，施工过程中减低大体积梁的水化热，节能减排。
14、3、通过梁内约束笼对其中的块材和聚合物进行约束，形成有约束块材聚合物，提高块材与聚合物结合的强度和延性，实现预约束块材梁的力学性能。
15、4、预约束块材可全部或部分进行预加工，施工效率高。
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1.一种预约束块材梁，其特征在于：所述预约束块材梁包括块材(1)、约束笼(2)、聚合物(3)和梁钢筋(5)；所述约束笼(2)包括笼架(2.1)和约束笼孔洞(2.2)；所述块材(1)内置在约束笼(2)中，形成预约束块材(9)；所述约束笼(2)在端部封闭；所述约束笼(2)为约束筋笼或网格笼；所述梁钢筋(5)包括梁纵向钢筋(5.1)和梁横向钢筋(5.2)；所述梁横向钢筋(5.2)沿着梁纵向钢筋(5.1)间隔布置，形成梁钢筋笼(6)；所述约束笼(2)被梁钢筋笼(6)包围；所述聚合物(3)填充预约束块材(9)内的间隙；所述聚合物(3)包裹梁钢筋笼(6)，并填充预约束块材(9)和梁钢筋笼(6)之间的间隙；所述约束笼孔洞(2.2)处有聚合物(3)，使约束笼(2)内的聚合物(3)和约束笼(2)外的聚合物(3)连接为一体。
2.根据权利要求1所述的预约束块材梁，其特征在于：所述约束笼孔洞(2.2)的尺寸小于该处块材(1)的尺寸；所述笼架(2.1)包括侧壁架(2.1.1)和端部封闭件(2.1.2)；所述端部封闭件(2.1.2)为侧壁架(2.1.1)延伸形成或为专用的端部封闭件(2.1.2
3.根据权利要求1所述的预约束块材梁，其特征在于：所述约束筋笼的笼架(2.1)由约束筋(4)组成；所述约束筋(4)为钢筋或钢丝或FRP筋；所述网格笼的笼架(2.1)由金属网或带孔洞的钢板组成。
4.根据权利要求3所述的预约束块材梁，其特征在于：所述约束筋(4)包括纵向筋(4.1)、横向筋(4.2)和/或斜向筋(4.3)；所述约束筋笼的端部封闭件(2.1.2)由纵向筋(4.1)或斜向筋(4.3)在端部固定连接或弯折形成或为独立的端部封闭件(2.1.2)；所述独立的端部封闭件(2.1.2)与纵向筋(4.1)或斜向筋(4.3)固定连接。
5.根据权利要求1所述的预约束块材梁，其特征在于：所述笼架(2.1)有多个子空间；所述子空间相互独立，内放置有块材(1)。
6.根据权利要求1所述的预约束块材梁，其特征在于：所述梁钢筋笼(6)内部设有钢骨(8)；所述钢骨(8)为型钢或者钢构件；所述钢骨(8)和预约束块材(9)、梁钢筋笼(6)之间有间隙；所述聚合物(3)填充预约束块材(9)、钢骨(8)和梁钢筋笼(6)相互之间的间隙。
7.根据权利要求1所述的预约束块材梁，其特征在于：所述梁横向钢筋(5.2)包括封闭箍筋(5.2.1)、横向拉筋(5.2.2)和后封闭箍筋(5.2.3)；所述后封闭箍筋(5.2.3)为开口U形箍筋(5.2.4)和后封闭筋(5.2.5)组成；所述后封闭筋(5.2.5)包括后封闭拉筋或后封闭U形箍筋；所述后封闭筋(5.2.5)与开口U形箍筋(5.2.4)对应设置。
8.一种预约束块材梁的连接体系，包括权利要求1-7中任意一项所述的预约束块材梁(A)和钢筋混凝土柱(B)，其特征在于：所述预约束块材梁(A)与钢筋混凝土柱(B)固定连接，形成梁柱节点区；所述梁纵向钢筋(5.1)伸入钢筋混凝土柱(B)中，位于柱横向钢筋和柱纵向钢筋的间隙，被柱混凝土包裹；所述梁柱节点区内无预约束块材(9)。
...【技术特征摘要】
1.一种预约束块材梁，其特征在于：所述预约束块材梁包括块材(1)、约束笼(2)、聚合物(3)和梁钢筋(5)；所述约束笼(2)包括笼架(2.1)和约束笼孔洞(2.2)；所述块材(1)内置在约束笼(2)中，形成预约束块材(9)；所述约束笼(2)在端部封闭；所述约束笼(2)为约束筋笼或网格笼；所述梁钢筋(5)包括梁纵向钢筋(5.1)和梁横向钢筋(5.2)；所述梁横向钢筋(5.2)沿着梁纵向钢筋(5.1)间隔布置，形成梁钢筋笼(6)；所述约束笼(2)被梁钢筋笼(6)包围；所述聚合物(3)填充预约束块材(9)内的间隙；所述聚合物(3)包裹梁钢筋笼(6)，并填充预约束块材(9)和梁钢筋笼(6)之间的间隙；所述约束笼孔洞(2.2)处有聚合物(3)，使约束笼(2)内的聚合物(3)和约束笼(2)外的聚合物(3)连接为一体。
2.根据权利要求1所述的预约束块材梁，其特征在于：所述约束笼孔洞(2.2)的尺寸小于该处块材(1)的尺寸；所述笼架(2.1)包括侧壁架(2.1.1)和端部封闭件(2.1.2)；所述端部封闭件(2.1.2)为侧壁架(2.1.1)延伸形成或为专用的端部封闭件(2.1.2)；所述预约束块材(9)位于梁截面高度的中部区域。
3.根据权利要求1所述的预约束块材梁，其特征在于：所述约束筋笼的笼架(2.1)由约束筋(4)组成；所述约束筋(4)为钢筋或钢丝或frp筋；所述网格笼的笼架(2.1)由金属网或带孔洞的钢板组成。
4.根据权利要求3所述的预约束块材梁，其特征在于：所述约束筋(4)包括纵向筋(4.1)、横向筋(4....
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