CN102061769A - 一种填充棒与填充箱混合使用的板柱结构空心板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种填充棒与填充箱混合使用的板柱结构空心板，属于一般建筑物构造领域。该空心板包括柱子(1)、梁(2)、柱边实心区(3)、梁边空心区(4)、中央空心区(5)，其特征在于梁边空心区(4)中安装有填充棒组合块(6)，梁边空心区(4)内填充棒组合块(6)的朝向与其所相邻的梁(2)方向一致，中央空心区(5)中安装有填充箱(7)，填充棒组合块(6)与填充箱(7)位于上层钢筋(8)与下层钢筋(9)之间，永久性埋在混凝土(10)内。本发明的空心楼盖受力合理且空心率大，结构的可靠性、抗震性、抗裂性也较好，具有很好的经济性和适用性。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一种钢筋混凝土空心楼盖结构，尤其是一种填充棒与填充箱混合使用的板柱结构空心板，属于一般建筑物构造领域。
(二)背景技术
在建筑领域，随着大跨度混凝土结构日益增多，越来越多的楼板采用空心楼盖结构技术。有时为了减小结构自重或者增强混凝土的保温、隔热、隔音、减震效果，需要在混凝土里面放置一些轻质填充材料。用轻质填充材料来代替部分混凝土基本不会影响结构的受力性能，但是可以大大减轻结构的自重。
在空心楼盖结构中，根据受力模式的不同，可以分为边支承楼盖和柱支撑楼盖(又叫板柱结构)两大类。边支承楼盖由于在柱上有刚度较大的明梁，空心板是按单向板或双向板计算。柱支撑楼盖柱上通常设暗梁，或者刚度较小的扁梁，计算是一般采用等代框架法或空间有限元法。在板柱结构中，根据受力大小将楼盖划分为柱上板带和跨中板带，其中柱上板带要承受60-75％的弯矩和70％以上的剪力，跨中板带则受力较小。
目前空心楼盖中的填充材料，按几何形状分，主要有填充棒(包括填充管)和填充箱两大类。填充棒的断面形状为圆形或多边形或者其它组合图形，其断面最大尺寸与最小尺寸之比一般≤2，其平面尺寸长度与宽度之比一般≥2。填充箱的断面形状为矩形以及矩形切角或者倒角，其平面形状一般为正方形，也可以为矩形，通常平面尺寸长度与宽度之比≤1.5。
在现有技术中，适合于板柱结构的空心板大多采用填充箱。例如，马克俭院士的“钢筋混凝土空腹梁与密肋梁双重网格梁结构”(ZL03249445.9)；邱则有先生的“一种现浇砼空心板”(ZL200610167919.5)、“一种现浇钢筋砼轻质板”(ZL200410038952.9)；王本淼先生的“一种现浇空腹楼盖空心体”(ZL200910312627.X)；程文瀼教授的“无柱帽混凝土板柱结构”(ZL01245231.9)等。在现有技术中，当以填充棒形成的板柱结构空心板时，通常的做法是在两个方向的柱上设计很宽的实心带，在其余部分才用填充棒填充。针对这种空心区域面积较小所导致的空心率低的情况，本人也曾提出“一种顺梁布置永久性组合模件的空心楼盖及其施工方法”(ZL200710123516.5)，该技术的提出，提高了填充棒在板柱结构空心板中的应用面积，从而提高了楼盖的空心率。
根据常识，以填充箱形成空心板的空心率显然要超过以填充棒形成的空心板，但从力学原理讲，正是因为填充棒空心率相对较小则混凝土的截面积相对较大，所以顺着填充棒方向空心板的承载能力要大于同样厚度的填充箱空心板，尤其是抗剪能力。在板柱结构中柱上板带受力很大，如果柱上板带全为实心混凝土则结构自重很大；如果在柱上板带用箱体填充，由于这类空心板的承载能力(特别是抗剪能力)相对较小，为了保证结构安全，势必要采取提高板厚或增大实心肋宽的措施，这都将导致成本增加。因此在柱上板带采用填充棒从力学上讲是最合理的。在ZL200710123516.5中，采用了柱上暗梁边填充棒顺梁布置，跨中区域填充棒按长跨方向布置的形式；该方案虽然受力较合理，但是在受力较小的跨中板带仍采用填充棒，没有使结构获得最大的空心率。
综上所述，在现有板柱结构空心板的技术中，还没有一种技术能充分利用填充棒与填充箱的优点，克服其缺点，形成一种空心率大、受力合理空心楼盖结构。因此，开发一种填充棒与填充箱混合使用的板柱结构空心板已成为当前急需解决的问题。
(三)发明内容
在现有技术中，存在空心楼盖空心率低、受力不合理、或者结构造价较高等问题，本发明的目的在于提供一种填充棒与填充箱混合使用的板柱结构空心板，在该空心板中同时采用了填充棒和填充箱，该空心楼盖受力合理，且空心率大、造价较低，同时又施工安装方便。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种填充棒与填充箱混合使用的板柱结构空心板，包括柱子、梁、柱边实心区、梁边空心区、中央空心区，梁边空心区中安装有填充棒组合块，填充棒的长度方向为填充棒组合块的朝向，梁边空心区内填充棒组合块的朝向与其所相邻的梁方向一致，中央空心区中安装有填充箱，填充棒组合块与填充箱位于上层钢筋与下层钢筋之间，永久性埋在混凝土内。
本发明的特征在于填充棒组合块由2根或2根以上填充棒与格栅或连接钢筋组合而成，在每个填充棒组合块内，填充棒之间设有内肋，内肋宽度为40-120mm。
本发明的特征在于空心板中相邻的填充棒组合块与填充棒组合块之间、填充棒组合块与填充箱之间、填充箱与填充箱之间设有块间肋，块间肋宽度为50-300mm，每道块间肋以直线形式将相对的2条梁相连接，不同块间肋相互平行或者彼此正交。
本发明的特征在于柱边实心区的平面形状为矩形或圆弧形的。
本发明的特征在于梁为暗梁或扁梁。梁通常为暗梁，即梁的高度等于空心板的厚度，梁不突出于板底；梁有时为扁梁，即梁突出于板底，但是梁的宽度大于其高度。
本发明的特征在于梁或块间肋中配置预应力筋，所用预应力筋为无粘结预应力筋或有粘结预应力筋或缓粘结预应力筋。
本发明的特征在于填充棒是空心管或实心棒，填充箱是空心箱或实心箱。
本发明的一种填充棒与填充箱混合使用的板柱结构空心板的实施方法是：先铺设模板，在模板上放样，划分出梁、柱边实心区、梁边空心区、中央空心区的位置，在梁边空心区、中央空心区内标出每个填充棒组合块与填充箱的位置，绑扎梁的钢筋，绑扎板的下铁，利用格栅或连接钢筋将2根或2根以上填充棒拼装成填充棒组合块，在梁边空心区中安装填充棒组合块，梁边空心区内填充棒组合块的朝向与其所相邻的梁方向一致，在中央空心区中安装填充箱，绑扎板的上铁，浇筑混凝土，拆除模板。
本发明的一种填充棒与填充箱混合使用的板柱结构空心板的实施方法特征在于梁或块间肋中配置预应力筋，拆除模板之前张拉预应力筋。
采用上述方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明中充分利用了棒状材料填充空心板中，顺着填充棒方向承载能力尤其是抗剪能力比较大的特点，将充棒组合块布置在剪力比较大的柱上板带区域，且填充棒朝向与其所相邻的梁方向一致；而在剪力较小的跨中板带区域，以能获得较大空心率的填充箱填充。本方案与一般的纯棒状材料填充的板柱结构空心板(例如ZL200710123516.5)相比，空心率更大，自重更轻，可以节省更多的混凝土和钢筋。本方案也不会发生纯箱体填充的空心板中因柱上板带抗剪能力不足而需加大混凝土实心肋宽或多配抗剪箍筋的情况，因此本发明空心板的空心率不会比纯箱体填充空心板的低，而减少抗剪箍筋用量则是必然的。因此，采用本方案后，在满足结构受力的前提下，能最大限度地提高空心板的空心率，又能保证混凝土的浇筑质量，同时施工安装都很方便。这种空心楼盖受力合理且空心率大，结构的可靠性、抗震性、抗裂性也较好，非常适合大跨度结构。本发明具有很好的经济性和适用性，对建筑技术的发展起促进作用。
(四)附图说明
以下结合附图对本发明做进一步说明。
图1是本发明一种填充棒与填充箱混合使用的板柱结构空心板平面布置图。
图2是本发明空心板平面分区示意图。
图3是图1中A-A剖面示意图。
图4是本发明中填充棒组合块平面图。
图5、图6分别是填充棒由格栅和连接钢筋组合时B-B断面构造示意图。
图7、图8分别是柱边实心区为矩形和圆弧形时空心板平面布置图。
图9、图10分别是本发明的梁为暗梁和扁梁时的横断面构造图。
图11、图12分别表示填充棒与填充箱是实心的和空心的。
图中：1.柱子，2.梁，3.柱边实心区，4.梁边空心区，5.中央空心区，6.填充棒组合块，7.填充箱，8.上层钢筋，9.下层钢筋，10.混凝土，11.填充棒，12.格栅，13.连接钢筋，14.内肋，15.块间肋，16.预应力筋。
(五)具体实施方式
本发明是按照以下方式实现：
在图1-图3所示实施例中，一种填充棒与填充箱混合使用的板柱结构空心板，包括柱子(1)、梁(2)、柱边实心区(3)、梁边空心区(4)、中央空心区(5)，其特征在于梁边空心区(4)中安装有填充棒组合块(6)，填充棒的长度方向为填充棒组合块的朝向，梁边空心区(4)内填充棒组合块(6)的朝向与其所相邻的梁(2)方向一致，中央空心区(5)中安装有填充箱(7)，填充棒组合块(6)与填充箱(7)位于上层钢筋(8)与下层钢筋(9)之间，永久性埋在混凝土(10)内。
在图4-图6所示实施例中，填充棒组合块(6)由2根或2根以上填充棒(11)与格栅(12)或连接钢筋(13)组合而成，在每个填充棒组合块(6)内，填充棒(11)之间设有内肋(14)，内肋(14)宽度为40-120mm。
在图1、图3、图9、图10所示实施例中，空心板中相邻的填充棒组合块(6)与填充棒组合块(6)、填充棒组合块(6)与填充箱(7)、填充箱(7)与填充箱(7)之间设有块间肋(15)，块间肋(15)宽度为50-300mm，每道块间肋(15)以直线形式将相对的2条梁(2)相连接，不同块间肋(15)相互平行或者彼此正交。
在图7、图8所示实施例中，柱边实心区(3)平面形状为矩形或圆弧形。
在图9、图10所示实施例中，梁(2)为暗梁或扁梁。
在图3、图9、图10所示实施例中，梁(2)或块间肋(15)中配置预应力筋(16)，所用预应力筋(16)为无粘结预应力筋或有粘结预应力筋或缓粘结预应力筋。
在图11、图12所示实施例中，填充棒(11)是空心管或实心棒，填充箱(7)是空心箱或实心箱。
本发明的一种填充棒与填充箱混合使用的板柱结构空心板的实施方法是：先铺设模板，在模板上放样，划分出梁(2)、柱边实心区(3)、梁边空心区(4)、中央空心区(5)的位置，在梁边空心区(4)、中央空心区(5)内标出每个填充棒组合块(6)与填充箱(7)的位置，绑扎梁的钢筋，绑扎板的下铁，利用格栅(12)或连接钢筋(13)将2根或2根以上填充棒(11)拼装成填充棒组合块(6)，在梁边空心区(4)中安装填充棒组合块(6)，梁边空心区(4)内填充棒组合块(6)的朝向与其所相邻的梁(2)方向一致，在中央空心区(5)中安装填充箱(7)，绑扎板的上铁，浇筑混凝土，拆除模板。
本发明的一种填充棒与填充箱混合使用的板柱结构空心板的实施方法是：梁(2)或块间肋(15)中配置预应力筋(16)，拆除模板之前张拉预应力筋(16)。
Claims (9)
1.一种填充棒与填充箱混合使用的板柱结构空心板，包括柱子(1)、梁(2)、柱边实心区(3)、梁边空心区(4)、中央空心区(5)，其特征在于梁边空心区(4)中安装有填充棒组合块(6)，梁边空心区(4)内填充棒组合块(6)的朝向与其所相邻的梁(2)方向一致，中央空心区(5)中安装有填充箱(7)，填充棒组合块(6)与填充箱(7)位于上层钢筋(8)与下层钢筋(9)之间，永久性埋在混凝土(10)内。
2.根据权利要求1所述的一种填充棒与填充箱混合使用的板柱结构空心板，其特征在于填充棒组合块(6)由2根或2根以上填充棒(11)与格栅(12)或连接钢筋(13)组合而成，在每个填充棒组合块(6)内，填充棒(11)之间设有内肋(14)，内肋(14)宽度为40-120mm。
3.根据权利要求1所述的一种填充棒与填充箱混合使用的板柱结构空心板，其特征在于空心板中相邻的填充棒组合块(6)与填充棒组合块(6)、填充棒组合块(6)与填充箱(7)、填充箱(7)与填充箱(7)之间设有块间肋(15)，块间肋(15)宽度为50-300mm，每道块间肋(15)以直线形式将相对的2条梁(2)相连接，不同块间肋(15)相互平行或者彼此正交。
4.根据权利要求1所述的一种填充棒与填充箱混合使用的板柱结构空心板，其特征在于柱边实心区(3)的平面形状为矩形或圆弧形。
5.根据权利要求1所述的一种填充棒与填充箱混合使用的板柱结构空心板，其特征在于梁(2)为暗梁或扁梁。
6.根据权利要求1所述的一种填充棒与填充箱混合使用的板柱结构空心板，其特征在于梁(2)或块间肋(15)中配置预应力筋(16)，所用预应力筋(16)为无粘结预应力筋或有粘结预应力筋或缓粘结预应力筋。
7.根据权利要求1所述的一种填充棒与填充箱混合使用的板柱结构空心板，其特征在于填充棒(11)是空心管或实心棒，填充箱(7)是空心箱或实心箱。
8.根据权利要求1所述的一种填充棒与填充箱混合使用的板柱结构空心板的实施方法，其特征在于先铺设模板，在模板上放样，划分出梁(2)、柱边实心区(3)、梁边空心区(4)、中央空心区(5)的位置，在梁边空心区(4)、中央空心区(5)内标出每个填充棒组合块(6)与填充箱(7)的位置，绑扎梁的钢筋，绑扎板的下铁，利用格栅(12)或连接钢筋(13)将2根或2根以上填充棒(11)拼装成填充棒组合块(6)，在梁边空心区(4)中安装填充棒组合块(6)，梁边空心区(4)内填充棒组合块(6)的朝向与其所相邻的梁(2)方向一致，在中央空心区(5)中安装填充箱(7)，绑扎板的上铁，浇筑混凝土，拆除模板。
9.根据权利要求1所述的一种填充棒与填充箱混合使用的板柱结构空心板的实施方法，其特征在于梁(2)或块间肋(15)中配置预应力筋(16)，拆除模板之前张拉预应力筋(16)。
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