CN102628304A - 一种波纹腹板预应力混凝土叠合板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种波纹腹板预应力混凝土叠合板，包括底板、2条波纹腹板、2条翼缘和多条支撑梁；所述2条翼缘相互平行设置，所述多条支撑梁相互平行设置在2条翼缘之间，所述2条翼缘与多条支撑梁构成的平面与底板平行；所述每条波纹腹板垂直固定设置在每条翼缘和底板之间。本发明中采用了波纹腹板，有效的利用了波纹腹板优良的平面外刚度、抗屈曲承载能力；在制备叠合板时所使用的模具简单量少，制作方便；可根据线缆布置情况，现场在波纹腹板孔洞开孔；底板与波纹钢腹板一次浇注成型，没有施工缝，使得成品叠合板质量大大提高，从而有效降低生产成本，可作为普通预制混凝土叠合板的良好替代品。

Description

一种波纹腹板预应力混凝土叠合板及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种波纹腹板预应力混凝土叠合板及其制备方法，属于建筑型材技术领域。

背景技术

目前在同类领域所采用的建筑结构构件包括现浇混凝土板、预制装配式混凝土板，压型钢板组合混凝土板，预应力混凝土平板叠合板，PK预应力混凝土叠合板等。其中1.现浇混凝土板费工费料、施工周期长，需要支模、拆模，材料损耗大，施工效率低，现场污染严重。预制装配式混凝土板与梁柱连接节点较为复杂，整体性较差，成本较高；2.压型钢板组合混凝土板的材料成本较高，减少了房间净高，需做防火处理及装修吊顶，此外板的适用跨度较小，板跨较大时需增加临时支撑；3.预应力混凝土平板叠合板的预制平板抗弯刚度较低，平板较厚，一般为60mm，板跨大于2000mm时需加临时支撑；4.PK预应力混凝土叠合板的制作模具非常复杂，因混凝土腹板肋预留孔洞，制作时需人工支设与拆除模具，耗时较长，且模具损耗较大，因此成本相对较高，生产效率偏低；由于混凝土肋需二次浇注混凝土，与预应力混凝土底板留有施工缝，容易导致底板与肋脱开，存在安全隐患。

发明内容

针对以上的技术不足，本发明提供一种成本低廉、加工方便，性能优越、使用寿命长的波纹腹板预应力混凝土叠合板。

本发明还提供一种上述波纹腹板预应力混凝土叠合板的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种波纹腹板预应力混凝土叠合板，包括底板、2条波纹腹板、2条翼缘和多条支撑梁；所述2条翼缘相互平行设置，所述多条支撑梁相互平行设置在2条翼缘之间，所述2条翼缘与多条支撑梁构成的平面与底板平行；所述每条波纹腹板垂直固定设置在每条翼缘和底板之间。

根据本发明优选的，所述的底板为内部设置有预应力钢筋的混凝土板；所述的2条翼缘为内部设置有钢筋的钢筋混凝土条块；所述的多条支撑梁为内部设置有钢筋的钢筋混凝土条块。

根据本发明优选的，所述底板的混凝土板的材质为C40混凝土；所述底板的尺寸范围为长：1200-6600mm；宽：800-1200mm；厚：20-40mm；在所述底板内均匀设置有8-16根预应力钢筋；所述预应力钢筋为1570级φ^H4.8消除应力螺旋肋钢丝。

根据本发明优选的，所述翼缘的钢筋混凝土条块的材质为C30混凝土，所述翼缘的尺寸范围为长：1200-6600mm；宽：130-170mm；厚：40-60mm；在每条翼缘内均匀设置有2条钢筋，所述钢筋为2φ6 HPB300级钢筋。

根据本发明优选的，所述多条支撑梁的钢筋混凝土条块的材质为C30混凝土，所述每条支撑梁的尺寸范围为长：400-500mm；宽：100-120mm；厚：40-60mm；在每条支撑梁内均匀设置有2条钢筋，所述钢筋为2φ6 HPB300级钢筋。

根据本发明优选的，所述的波纹腹板纵截面整体呈正弦曲线状。本发明采用波纹腹板改善了叠合板整体的力学性能。

根据本发明优选的，波纹腹板为Q235B钢材，所述波纹腹板的厚度为1mm，其纵截面整体呈正弦曲线状，周期长度为175mm，波纹腹板的总长度为1200-6600mm，波纹腹板的高度35-40mm。

根据本发明优选的，所述2个波纹腹板之间的距离为500-600mm。

根据本发明优选的，相邻排列的支撑梁之间的距离为300-500mm。

根据本发明优选的，在所述的波纹腹板上设置有供线路或管道穿过的孔洞。

一种上述波纹腹板预应力混凝土叠合板的制备方法，包括如下步骤：

(1)按照翼缘和支撑梁的连接结构搭设翼缘和支撑梁的浇注模型：在翼缘浇注模型中放置钢筋，在支撑梁浇注模型中放置钢筋；

(2)将波纹腹板的一端面与翼缘浇注模型中的钢筋进行固定；

(3)向翼缘浇注模型中浇注混凝土，形成翼缘；向支撑梁的浇注模型中浇注混凝土，形成支撑梁；所述翼缘、支撑梁和波纹腹板构成一个端面呈U型的架体；

(4)对步骤(3)中所述的混凝土进行养护，当所述混凝土达到混凝土立方体抗压强度达22.5Mpa时，将步骤(3)中的所述的U型架体进行整体翻转，使波纹腹板的另一端面朝下；

(5)按照底板尺寸搭设底板浇注模型，在底板浇注模型内均匀放置8-16根参数为1570级φ^H4.8消除应力的螺旋肋钢丝，向底板浇注模型内浇注混凝土，在混凝土初凝前，将波纹腹板的另一端面插入底板浇注模型中的混凝土中，使其凝固成为一个整体。

根据本发明优选的，步骤(1)中，在每个翼缘浇注模型中均匀放置2根参数为2φ6 HPB300级的钢筋；在每个支撑梁浇注模型中均匀放置2根参数为2φ6 HPB300级的钢筋。

根据本发明优选的，步骤(3)中，分别向翼缘浇注模型和支撑梁浇注模型中浇注C30混凝土。

根据本发明优选的，步骤(5)中，向底板浇注模型中浇注的混凝土为C40混凝土。

根据本发明优选的，在步骤(1)前先将波纹腹板上、下两端面裁剪弯折出锚固加强键，所述锚固加强键的长度为20-40mm。

根据本发明优选的，所述波纹腹板固定在底板内的长度为15-25mm；所述波纹腹板固定在翼缘内的长度为15-25mm。

本发明的优点在于：

1.本发明所述的一种波纹腹板预应力混凝土叠合板，其成本低廉、加工方便，性能优越、使用寿命长；所述的叠合板具有自重轻，抗弯、抗剪和抗扭承载力高等优点，是十分理想的结构构件。

2.本发明中采用了波纹腹板，有效的利用了波纹腹板优良的平面外刚度、抗屈曲承载能力；在制备叠合板时所使用的模具简单量少，制作方便；可根据线缆布置情况，现场在波纹腹板孔洞开孔；底板与波纹钢腹板一次浇注成型，没有施工缝，使得成品叠合板质量大大提高，从而有效降低生产成本，可作为普通预制混凝土叠合板的良好替代品。

3.本发明所述的叠合板与PK预应力混凝土叠合板相比，具有以下实质性的区别和优势特点：

a.本发明有效的利用了波纹钢腹板优良的平面外刚度、抗屈曲承载能力，模具简单，制作方便，腹板孔洞可根据线缆设计情况，现场开孔，成本大大降低，制作效率加快，改善了叠合板的力学性能；b.本发明采用的波纹腹板比PK板中的混凝土腹板具有更小的截面，自重更轻；c.本发明通过优化波形腹板的外形，使其与底板和翼缘的固定系数大大增加。

附图说明

图1为本发明所述叠合板的结构示意图；

图2为本发明的横向剖面示意图；

图3为波纹腹板纵截面整体呈正弦曲线状的结构示意图；

在图1-3中：1、底板；2、翼缘；3、翼缘；4、波纹腹板；5、波纹腹板；6、支撑梁；7、为将波纹腹板上、下两端面向左右两侧弯折而形成的锚固加强键；8、在底板内均匀设置的1570级φ^H4.8消除应力螺旋肋钢丝；9、为翼缘内均匀设置的参数为2φ6 HPB300级钢筋；10、为支撑梁内均匀设置的参数为2φ6 HPB300级钢筋；11、波纹腹板的周期长度。

具体实施方式

下面通过实施例和说明书附图对本发明做详细的说明，但不限于此。

实施例1

一种波纹腹板预应力混凝土叠合板，包括底板1，2条波纹腹板4、5，2条翼缘2、3和多条支撑梁6；所述2条翼缘2、3相互平行设置，所述多条支撑梁6相互平行设置在2条翼缘2、3之间，所述2条翼缘2、3与多条支撑梁6构成的平面与底板1平行；所述每条波纹腹板垂直固定设置在每条翼缘和底板1之间。

所述的底板1为内部设置有预应力钢筋的混凝土板；所述的2条翼缘2、3为内部设置有钢筋的钢筋混凝土条块；所述的多条支撑梁6为内部设置有钢筋的钢筋混凝土条块。

所述底板1的混凝土板的材质为C40混凝土；所述底板1的尺寸长：1200mm；宽：800mm；厚：20mm；在所述底板1内均匀设置有8根预应力钢筋；所述预应力钢筋为1570级φ^H4.8消除应力螺旋肋钢丝8。

所述翼缘2、3的钢筋混凝土条块的材质为C30混凝土，所述翼缘2、3的尺寸为长：1200mm；宽：130mm；厚：40mm；在每条翼缘内均匀设置有2条钢筋，所述钢筋为2φ6 HPB300级钢筋9。

所述多条支撑梁6的钢筋混凝土条块的材质为C30混凝土，所述每条支撑梁6的尺寸为长：400mm；宽：100mm；厚：40mm；在每条支撑梁6内均匀设置有2条钢筋，所述钢筋为2φ6HPB300级钢筋10。相邻排列的支撑梁之间的距离为300mm。

波纹腹板4、5为Q235B钢材，所述波纹腹板4、5的厚度为1mm，其纵截面整体呈正弦曲线状，周期长度11为175mm，波纹腹板的总长度为1200mm，波纹腹板高度为35mm。所述2个波纹腹板4、5之间的距离为500mm。

实施例2、

一种上述波纹腹板预应力混凝土叠合板的制备方法，包括如下步骤：

前先将波纹腹板4、5上、下两端面裁剪弯折出锚固加强键7，所述锚固加强键7的长度为20mm；

(1)按照翼缘和支撑梁的连接结构搭设翼缘和支撑梁的浇注模型：在翼缘浇注模型中放置钢筋，在支撑梁浇注模型中放置钢筋；在每个翼缘浇注模型中均匀放置2根参数为2φ6HPB300级的钢筋9；在每个支撑梁浇注模型中均匀放置2根参数为2φ6 HPB300级的钢筋10；

(2)将波纹腹板4、5的一端面与翼缘浇注模型中的钢筋进行固定，所述波纹腹板固定在底板1内的长度为15mm；

(3)向翼缘浇注模型中浇注C30混凝土，形成翼缘；向支撑梁的浇注模型中浇注C30混凝土，形成支撑梁；所述翼缘、支撑梁和波纹腹板构成一个端面呈U型的架体；

(4)对步骤(3)中所述的混凝土进行养护，当所述混凝土达到混凝土立方体抗压强度22.5Mpa时，将步骤(3)中的所述的U型架体进行整体翻转，使波纹腹板的另一端面朝下；

(5)按照底板尺寸搭设底板浇注模型，在底板浇注模型内均匀放置8根参数为1570级φ^H4.8消除应力的螺旋肋钢丝，向底板浇注模型内浇注C40混凝土，在混凝土初凝前，将波纹腹板的另一端面插入底板浇注模型中的混凝土中，使其凝固成为一个整体，所述波纹腹板固定在翼缘内的长度为15mm。

实施例3

如实施例1所述的一种波纹腹板预应力混凝土叠合板，其区别在于，在所述的波纹腹板4、5上设置有供线路或管道穿过的孔洞。

实施例4

如实施例1所述的一种波纹腹板预应力混凝土叠合板，其区别在于，

所述底板1的尺寸长：4040mm；宽：1000mm；厚：30mm；所述翼缘2、3的尺寸为长：4040mm；宽：150mm；厚：50mm；所述每条支撑梁6的尺寸为长：450mm；宽：110mm；厚：50mm；相邻排列的支撑梁之间的距离为400mm。所述2个波纹腹板4、5之间的距离为550mm。所述波纹腹板4、5的长度为4040mm，所述波纹腹板的高度为37mm。

实施例5

制备实施例4所述的叠合板，如实施例2所述波纹腹板预应力混凝土叠合板的制备方法，其区别在于，所述锚固加强键7的长度为30mm；在步骤(2)中所述波纹腹板固定在底板内的长度为20mm；在步骤(5)中，在底板浇注模型内均匀放置12根参数为1570级φ^H4.8消除应力的螺旋肋钢丝，所述波纹腹板固定在翼缘内的长度为20mm。

试验数据：

对实施例4和5所述的纹腹板预应力混凝土叠合板进行抗弯承载力试验。在对纹腹板预应力混凝土叠合板进行抗弯承载力实验时采用单位重量为10kg的沙袋均匀放置在所述的叠合板上，以模拟均布荷载。试验结果得出：跨度为4040mm的波纹腹板预应力混凝土叠合板的开裂荷载4.01kN/m²＞3.5kN/m²(施工阶段总荷载)，跨中挠度为17mm＜L/200＝20.2mm，其中L为波纹腹板预应力混凝土叠合板的跨度，抗弯承载力8.5kN/m²，满足强度与刚度要求。

实施例6

如实施例1所述的一种波纹腹板预应力混凝土叠合板，其区别在于，

所述底板1的尺寸长：6600mm；宽：1200mm；厚：40mm；所述翼缘2、3的尺寸为长：6600mm；宽：170mm；厚：60mm；所述每条支撑梁6的尺寸为长：500mm；宽：120mm；厚：60mm；相邻排列的支撑梁之间的距离为500mm。所述2个波纹腹板4、5之间的距离为600mm；所述波纹腹板的高度为40mm。

实施例7

制备实施例6所述的叠合板，如实施例2所述波纹腹板预应力混凝土叠合板的制备方法，其区别在于，所述锚固加强键7的长度为40mm；在步骤(2)中所述波纹腹板固定在底板内的长度为25mm；在步骤(5)中，在底板浇注模型内均匀放置18根参数为1570级φ^H4.8消除应力的螺旋肋钢丝，所述波纹腹板固定在翼缘内的长度为25mm。

Claims (10)

1.一种波纹腹板预应力混凝土叠合板，其特征在于，其包括底板、2条波纹腹板、2条翼缘和多条支撑梁；所述2条翼缘相互平行设置，所述多条支撑梁相互平行设置在2条翼缘之间，所述2条翼缘与多条支撑梁构成的平面与底板平行；所述每条波纹腹板垂直固定设置在每条翼缘和底板之间。

2.根据权利要求1所述的一种波纹腹板预应力混凝土叠合板，其特征在于，所述的底板为内部设置有预应力钢筋的混凝土板；所述的2条翼缘为内部设置有钢筋的钢筋混凝土条块；所述的多条支撑梁为内部设置有钢筋的钢筋混凝土条块。

3.根据权利要求1所述的一种波纹腹板预应力混凝土叠合板，其特征在于，所述底板的混凝土板的材质为C40混凝土；所述底板的尺寸范围为长：1200-6600mm；宽：800-1200mm；厚：20-40mm；在所述底板内均匀设置有8-16根预应力钢筋；所述预应力钢筋为1570级φH4.8消除应力螺旋肋钢丝。

4.根据权利要求1所述的一种波纹腹板预应力混凝土叠合板，其特征在于，所述翼缘的钢筋混凝土条块的材质为C30混凝土，所述翼缘的尺寸范围为长：1200-6600mm；宽：130-170mm；厚：40-60mm；在每条翼缘内均匀设置有2条钢筋，所述钢筋为2φ6HPB300级钢筋。

5.根据权利要求1所述的一种波纹腹板预应力混凝土叠合板，其特征在于，所述多条支撑梁的钢筋混凝土条块的材质为C30混凝土，所述每条支撑梁的尺寸范围为长：400-500mm；宽：100-120mm；厚：40-60mm；在每条支撑梁内均匀设置有2条钢筋，所述钢筋为2φ6HPB300级钢筋。

6.根据权利要求1所述的一种波纹腹板预应力混凝土叠合板，其特征在于，波纹腹板为Q235B钢材，所述波纹腹板的厚度为1mm，其纵截面整体呈正弦曲线状，周期长度为175mm，波纹腹板的总长度为1200-6600mm，波纹腹板的高度35-40mm。

7.根据权利要求1所述的一种波纹腹板预应力混凝土叠合板，其特征在于，所述2个波纹腹板之间的距离为500-600mm；相邻排列的支撑梁之间的距离为300-500mm；在所述的波纹腹板上设置有供线路或管道穿过的孔洞。

8.一种如权利要求1所述波纹腹板预应力混凝土叠合板的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：

(1)按照翼缘和支撑梁的连接结构搭设翼缘和支撑梁的浇注模型：在翼缘浇注模型中放置钢筋，在支撑梁浇注模型中放置钢筋；

(2)将波纹腹板的一端面与翼缘浇注模型中的钢筋进行固定；

(3)向翼缘浇注模型中浇注混凝土，形成翼缘；向支撑梁的浇注模型中浇注混凝土，形成支撑梁；所述翼缘、支撑梁和波纹腹板构成一个端面呈U型的架体；

(4)对步骤(3)中所述的混凝土进行养护，当所述混凝土达到混凝土立方体抗压强度达22.5Mpa时，将步骤(3)中的所述的U型架体进行整体翻转，使波纹腹板的另一端面朝下；

(5)按照底板尺寸搭设底板浇注模型，在底板浇注模型内均匀放置8-16根参数为1570级φ^H4.8消除应力的螺旋肋钢丝，向底板浇注模型内浇注混凝土，在混凝土初凝前，将波纹腹板的另一端面插入底板浇注模型中的混凝土中，使其凝固成为一个整体。

9.根据权利要求8所述的波纹腹板预应力混凝土叠合板的制备方法，其特征在于，在步骤(1)前先将波纹腹板上、下两端面裁剪弯折出锚固加强键，所述锚固加强键的长度为20-40mm；步骤(1)中，在每个翼缘浇注模型中均匀放置2根参数为2φ6HPB300级的钢筋；在每个支撑梁浇注模型中均匀放置2根参数为2φ6HPB300级的钢筋。

10.根据权利要求8所述的波纹腹板预应力混凝土叠合板的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，分别向翼缘浇注模型和支撑梁浇注模型中浇注C30混凝土；步骤(5)中，向底板浇注模型中浇注的混凝土为C40混凝土；所述波纹腹板固定在底板内的长度为15-25mm；所述波纹腹板固定在翼缘内的长度为15-25mm。

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