CN101839032B - 具有斜交梁的抗震楼板结构 - Google Patents

Abstract

本发明属于楼板技术领域，涉及具有斜交梁的抗震楼板结构，包括梁、相邻梁间填充的轻质模壳和/或构件、设置在梁及模壳和/或构件上侧的钢筋砼顶板或设置在梁及模壳和/或构件上下侧的钢筋砼顶板和钢筋砼底板、节点区域上固定设置有力学增强件，至少有一条梁与横向或纵向排列的柱间轴线斜交，所述的梁为钢筋砼梁和/或型钢砼梁，优点是：由于斜交梁的设置：在同跨度的情况下，使得楼板的综合受力状况改善，承力增大；在同跨度、同受力的情况下，使得楼板的挠度减小；在同跨度、同受力、同挠度的情况下，可以减少用钢量，从而使得楼板的受力更趋合理，由于交叉传力并吸收震动能量，对提高建筑的抗震性能有较高贡献。

Description

具有斜交梁的抗震楼板结构

技术领域

本发明属于楼板技术领域，特指一种具有斜交梁的抗震楼板结构。

背景技术

预制空心楼板因安全性能低、抗震能力差已逐渐退出市场，而现浇砼楼板结构体系，因其施工方便、快捷、整体性强等优点已成为现代建筑的主流。而现有的现浇砼楼板结构体系基本分为现浇砼无梁楼板、现浇砼主次梁楼板(包括现浇砼密肋梁楼板)、现浇砼空心楼板、现浇砼桁架式楼板及各种预应力楼板几种形式。

现浇砼主次梁楼板结构已有较长时间应用历史，而现浇砼密肋梁楼板结构体系为现浇砼主次梁楼板结构体系的一个分支进化，其目的为将次梁分散为更多的小截面密肋梁，从而分散受力，达到在较大跨度及荷载情况下提高净高，满足使用及视觉要求，常与宽扁梁及柱帽结合使用作为满足建筑功能的结构实现形式，上世纪八十年代国内涌现出一大批建筑模壳生产厂家，研发生产应用了诸如可拆卸周转模壳，各种材质的一次性建筑模壳，各种材质的组合式内模各种材质的下封底空心及实心轻质模壳(以使形成的密肋梁楼板底部平整无凹洞)等形式的模壳构件，但其传力模式并无显著改进。

现浇砼空心楼板为四条梁与上下钢筋砼板中间填充各种形状的轻质模壳所形成的工字型或连续箱型截面所形成的一种新型结构形式，受力传力性能得到了改善，国外早已应用，自从上世纪90年代上海及北京的建筑科学研究院进行了几次以纸质内模为填充材料的试验性工程后，国内各种材质形式的模壳和/或构件的研发应用层出不穷，也推动了现浇砼空心楼板结构体系的推广作用，然而国内对现浇砼空心楼板的研究仍集中于模壳和/或构件的形式及材料的组成上，对传力骨架性能的改进仍无实质进展。

现浇砼桁架式楼板结构体系(复合网壳结构)为钢结构与砼结合的(梁壳共同工作)一种新型空间结合结构体系，目前国内研发主要集中于马克俭院士及一些高校教授，虽前景好、性价比高，但是因目前应用较少(且多为曲面大跨形式)受建筑要求及边界条件影响大，设计计算复杂，这里暂不作比较。

而预应力结构为提高承载力的一种增强形式，距离美籍华人林同炎先生的应用已有数十年发展历程，与各种现浇砼空心楼板结构体系均能结合使用，这里也暂不作描述。

楼板作为建筑结构体系的一部分，不仅要求满足受力传力的功能要求，还要满足现代建筑小截面、少占层高的使用要求，更应满足抵抗各向复杂地震力的使用要求，作为楼板传力骨架的梁的受力传力性能对于楼板的综合性能具有决定作用。因此研发一种具有通用性，整体性强，受力传力合理，施工方便快捷，性价比较高的能抵抗各种复杂地震力的现浇砼空心楼板结构成为当前的迫切需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种通用性好、整体性强、受力传力合理、施工方便快捷、性价比较高、能抵抗各种复杂地震力的具有斜交梁的抗震楼板结构。

本发明的目的是这样实现的：

具有斜交梁的抗震楼板结构，包括梁、相邻梁间填充的轻质模壳和/或构件、设置在梁及模壳和/或构件上侧的钢筋砼顶板或设置在梁及模壳和/或构件上下侧的钢筋砼顶板和钢筋砼底板、节点区域上固定设置有力学增强件组成，至少有一条梁与横向或纵向排列的柱间轴线斜交，所述的梁为钢筋砼梁和/或型钢砼梁。

上述的型钢砼梁的横截面为工字型、

字型、倒∏型、一头长一头短的H型、中间竖直部矮小且顶部有横向延伸部的山字型、中间竖直部矮小且顶部有横向延伸部的山字型及其左右竖直部自横部向下有短的伸出部、倒∏型开口内设置两条短的伸出部所述情况之一或其几种的组合，其中横截面为山字型的中间竖直部沿长度方向为连续的S型钢板，所述的型钢砼梁上设置有孔或槽，顶板钢筋和/或底板钢筋穿设或卡接在型钢砼梁上设置的孔或槽内或铺设在型钢上。

上述的轻质模壳和/或构件还包括辅助定位件，所述的辅助定位件是柔性丝带状的定位连接件和限位件，模壳和/或构件的上部用丝带状的定位连接件固定连接在限位件上或楼板底部的钢筋上或型钢砼梁底板上或底模板下的脚手架上。

上述的模壳和/或构件为具有不同材质、不同形状的空心模壳和/或构件或实心模壳和/或构件或含有加强筋砼顶板的模壳和/或构件或含有加强筋砼底板或组装式模壳和/或构件或含有加强筋砼顶板、底板均有外露的加强筋结构的模壳和/或构件或上述之一种或几种的组合。

上述的节点区域为梁、梁交叉处和/或梁、柱交叉处，所述的力学增强件为所述的节点区域的梁扭纵筋、加密箍筋及弯起钢筋、斜向耗能构件中的一种或几种，所述的斜向耗能构件为拉杆或小型阻尼器或屈曲约束耗能件或与建筑检测智能筋结合使用的耗能件，所述的斜向是在空间上相对于梁柱方向倾斜，在斜向耗能构件的易变形部位外包裹有柔弹性材料。

上述的相邻的两根梁之间设置有相等或不相等的间距，各个梁的横截面为等截面设置或不等截面设置或分别具有不同的截面形状。

上述的砼为各种混凝土或满足强度等级要求的轻集料混凝土。

上述的轻集料混凝土为陶料混凝土，所述的陶料内部浸渍填充有功能材料和/或陶粒外表面包覆有封闭层。

上述的横向或纵向排列的柱间设置为梁或实心板带。

上述的钢筋砼梁及力学增强件也可以应用于正交梁现浇砼密肋楼板和现浇砼空心楼板。

本发明相比现有技术突出的优点是：

1、由于斜交梁的设置，空心楼盖其平面四角的短梁其刚度大，对长梁起到了弹性支撑作用，有利于长梁的受力，提高了整体结构的效率，承受更大的荷载，且在破坏过程中具有较好的延性。

2、由于斜交梁的设置，提高了空心楼盖的整体刚度，使得空心楼盖的各个方向的刚度的差异减小，起到了抵抗地震作用、大大提高了整体结构受扭的能力，由于斜交梁可交叉传力并吸收震动能量，对提高建筑的抗震性能有较高贡献；同等条件下，设置斜交梁的空心楼盖更能节约工程造价，更符合建设节约型社会的可持续性发展政策。

3、由于斜交梁的设置，使得楼板的综合受力状况改善，更趋合理承力增大；在同跨度、同受力的情况下，使得楼板的挠度减小；在同跨度、同受力、同挠度的情况下，可以减少用钢量，降低工程造价。

4、型钢梁内设置有连续的S形钢板，可以通过钢板的S形的弯曲密度，来保证型钢梁各段的受力性能，从而使型钢梁具有更小的截面，增加了建筑的净高。

5、辅助定位件保证了模壳和/或构件的位置，保证了砼保护层的厚度，从而保证了工程质量。

6、力学增强件的设置使建筑结构具有更好的内力协调性和整体性，并在受地震力作用时，具有消能减震作用，且可以与智能筋结合使用，来长期监测建筑结构的安全性。

附图说明

图1是本发明的梁与柱的布局结构示意图之一；

图2是本发明的梁与柱的布局结构示意图之二；

图3是本发明未浇注水泥土时的楼板的结构形式之一；

图4是本发明未浇注水泥土时的楼板的结构形式之二；

图5是本发明未浇注水泥土时的楼板的结构形式之三；

图6是本发明的模壳和/或构件与辅助定位件的固定形式之一；

图7是本发明的模壳和/或构件与辅助定位件的固定形式之二；

图8是本发明工字型型钢砼梁的剖视图；

图9是本发明⊥字型型钢砼梁的剖视图；

图10是本发明倒∏型型钢砼梁的剖视图；

图11是本发明一头长一头短的H型型钢砼梁的剖视图；

图12是本发明中间竖直部矮小的山字型型钢砼梁的剖视图，其中：短的伸出部为连续S型的钢板；

图13是本发明的中间竖直部矮小的山字型及其左右竖直部自横部向下有短的伸出部的型钢砼梁的剖视图，其中：短的伸出部为连续S型的钢板；

图14是图12、图13的俯视图局部；

图15是本发明的倒∏型开口内设置两条短的伸出部的型钢砼梁的剖视图，其中：两条短的伸出部为连续S型的钢板；

图16是图1的A部放大图；

图17是本发明的竖直放置的柱与水平设置的顶板、底板及力学增强件的结构布局局部剖视示意图。

具体实施方式

下面以具体实施例对本发明作进一步描述，参见图1-17：

具有斜交梁的抗震楼板结构，包括梁11、12、相邻梁11、12间填充的轻质模壳和/或构件20、设置在梁11及模壳和/或构件20上侧的钢筋砼顶板14或设置在梁11、12及模壳和/或构件20上下侧的钢筋砼顶板14和钢筋砼底板15、节点区域(柱10与梁11、12的相交区域、梁11、12与梁11、12相交区域)上固定设置有力学增强件13组成，至少有一条梁12与横向或纵向排列的柱间连线(梁11)斜交，所述的梁11、12为钢筋砼梁和/或型钢砼梁。

上述的型钢砼梁的横截面为工字型(图8)、

字型(图9)、倒∏型(图10)、一头长一头短的H型(图11)、中间竖直部矮小且顶部有横向延伸部3的山字型(图12)、中间竖直部2矮小且顶部有横向延伸部3的山字型及其左右竖直部1自横部向下有短的伸出部1a(图13)、倒∏型开口内设置两条短的伸出部2所述情况之一或其几种的组合，其中横截面为山字型的中间竖直部2沿长度方向为连续的S型钢板，(参见图14)，所述的型钢砼梁121、122、123上设置有孔或槽，顶板钢筋13a和/或底板钢筋13b穿设或卡接在型钢砼梁121、122、123上设置的孔或槽内或铺设在型钢上。

上述的轻质模壳和/或构件20还包括辅助定位件，所述的辅助定位件是柔性丝带状的定位连接件22和限位件，模壳和/或构件20的上部用丝带状的定位连接件22连接固定在限位件上或楼板底部的钢筋上或型钢砼梁底板上或底模板30下的脚手架4上。

上述的模壳和/或构件20为具有不同材质、不同形状的空心模壳和/或构件或实心模壳和/或构件或含有加强筋砼顶板的模壳和/或构件或含有加强筋砼底板或组装式模壳和/或构件或含有加强筋砼顶板、底板均有外露的加强筋结构的模壳和/或构件或上述之一种或几种的组合。

上述的节点区域为梁、梁交叉处和/或梁、柱交叉处，所述的力学增强件为所述的节点区域的梁扭纵筋、加密箍筋及弯起钢筋、斜向耗能构件中的一种或几种，所述的斜向耗能构件为拉杆或小型阻尼器或屈曲约束耗能件或与建筑检测智能筋结合使用的耗能件，所述的斜向是在空间上相对于梁柱方向倾斜，在斜向耗能构件的易变形部位外包裹有柔弹性材料，以保证构件具有足够的变形耗能空间。

上述的相邻的两根梁12与12之间设置有相等或不相等的间距H1、H2，各个梁的横截面为等截面设置或不等截面设置或分别具有不同的截面形状。

上述的砼为各种混凝土或满足强度等级要求的轻集料混凝土。

上述的轻集料混凝土为陶料混凝土，所述的陶料内部浸渍填充有功能材料和/或陶粒外表面包覆有封闭层，所述的功能材料是金属或金属化合物微粒或相变材料。

上述的横向或纵向排列的柱10间设置为梁或实心板带。

上述的钢筋砼梁121、122、123及力学增强件也可以应用于正交梁现浇砼密肋楼板和现浇砼空心楼板。

上述实施例仅为本发明的较佳实施例之一，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.具有斜交梁的抗震楼板结构，其特征在于：包括梁、相邻梁间填充的轻质构件、设置在梁及构件上侧的钢筋砼顶板或设置在梁及构件上下侧的钢筋砼顶板和钢筋砼底板、节点区域上固定设置有力学增强件，至少有一条梁与横向或纵向排列的柱间轴线斜交，所述的梁为钢筋砼梁和/或型钢砼梁，所述的型钢砼梁的横截面为工字型、

字型、倒∏型、一头长一头短的H型、中间竖直部矮小且顶部有横向延伸部的山字型、中间竖直部矮小且顶部有横向延伸部且其左右竖直部自横部向下有短的伸出部的山字型、倒∏型开口内设置两条短的伸出部所述情况之一或其几种的组合，其中横截面为山字型的中间竖直部沿长度方向为连续的S型钢板，所述的型钢砼梁上设置有孔或槽，顶板钢筋和/或底板钢筋穿设或卡接在型钢砼梁上设置的孔或槽内或铺设在型钢上。

2.根据权利要求1所述的具有斜交梁的抗震楼板结构，其特征在于：所述的轻质构件还包括辅助定位件，所述的辅助定位件是柔性丝带状的定位连接件和限位件，构件的上部用丝带状的定位连接件固定连接在限位件上、楼板底部的钢筋上、型钢砼梁底板上或底模板下的脚手架上。

3.根据权利要求1所述的具有斜交梁的抗震楼板结构，其特征在于：所述的构件为具有不同材质和不同形状的空心构件或实心构件、含有加强筋砼顶板的构件、含有加强筋砼底板或组装式构件、含有加强筋砼顶板的构件、组装式构件或含有在加强筋砼顶板和底板处有外露有加强筋的构件或上述之一种或几种的组合。

4.根据权利要求1所述的具有斜交梁的抗震楼板结构，其特征在于：所述的节点区域为梁、梁交叉处和/或梁、柱交叉处，所述的力学增强件为所述的节点区域的梁扭纵筋、加密箍筋及弯起钢筋、斜向耗能构件中的一种或几种，所述的斜向耗能构件为拉杆或小型阻尼器或屈曲约束耗能件或与建筑检测智能筋结合使用的耗能件，所述的斜向是在空间上相对于梁柱方向倾斜，在斜向耗能构件的易变形部位外包裹有柔弹性材料。

5.根据权利要求1所述的具有斜交梁的抗震楼板结构，其特征在于：所述的相邻的两根梁之间设置有相等或不相等的间距，各个梁的横截面为等截面设置或分别具有不同的截面形状。

6.根据权利要求1所述的具有斜交梁的抗震楼板结构，其特征在于：所述的砼为各种混凝土。

7.根据权利要求7所述的具有斜交梁的抗震楼板结构，其特征在于：所述的轻集料混凝土为陶料混凝土，所述的陶料内部浸渍填充有功能材料和/或陶粒外表面包覆有封闭层。

8.根据权利要求1所述的具有斜交梁的抗震楼板结构，其特征在于：所述的横向或纵向排列的柱间设置为梁或实心板带。

9.根据权利要求1所述的具有斜交梁的抗震楼板结构，其特征在于：所述的钢筋砼梁及力学增强件应用于正交梁现浇砼密肋楼板和现浇砼空心楼板。

10.根据权利要求1至9任一所述的具有斜交梁的抗震楼板结构，其特征在于：所述轻质构件为模壳。

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