CN106088434A - 一种装配式钢结构叠合空心楼盖及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种装配式钢结构叠合空心楼盖，包括钢梁、预制底板、肋梁、填充体和现浇混凝土层；所述钢梁为H型截面；由上翼缘、腹板和下翼缘组成；所述下翼缘比上翼缘宽。该装配式钢结构叠合空心楼盖抗震性能好，通过设置的抗剪连接构造，能够保证钢梁与空心楼板的协同工作，在钢梁与空心楼板相交的实心区由于纵筋和箍筋约束形成类似于型钢混凝土暗梁的效果，抗震性能较好。

Description

一种装配式钢结构叠合空心楼盖及其施工方法

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，尤其涉及一种装配式钢结构叠合空心楼盖及其施工方法。

背景技术

在钢结构建筑中楼盖结构多采用现浇混凝土楼板、钢筋桁架楼承板、压型钢板组合楼板等楼板形式，楼板搁置于钢梁上翼缘，通过设置栓钉剪力连接件协同楼板与钢梁变形，使两者能共同工作。上述楼盖形式由于经济性好、施工简便在钢结构建筑中获得了广泛应用。但其钢梁尺寸较大，应用于住宅建筑中会导致钢梁位置形成突出于室内的棱角，影响室内观瞻和使用效果；此外其楼板跨度有限，导致柱网较为密集，难以发挥钢结构轻质高强、跨越能力强的优势，限制了钢结构在住宅建筑中优势的发挥。发展适应于钢结构轻质高强、跨越能力强优势的大跨度钢结构楼盖结构，实现具有大柱网、大开间、灵活划分房间特色的钢结构住宅体系，是当前钢结构住宅研究的重要技术问题。

在混凝土结构中应用的现浇轻质填芯钢筋混凝土板柱结构通过在混凝土板受力较小的部位埋置密度小、造价低的轻质材料来减少混凝土用量，降低结构自重，能够实现大跨度楼盖结构。但其应用于钢结构住宅尚存在以下缺点：（1）需要现场搭设满堂红脚手架，支模绑扎钢筋，浇筑混凝土，现场作业量大，不能满足钢结构建筑快速装配的需求。（2）与钢柱连接困难，板带负弯矩钢筋与钢柱连接难以处理。（3）抗震能力较差，在地震区的适用高度受到很大限制。（4）抗冲切能力较弱，通常要设置柱帽，影响室内空间利用。以上种种问题，导致其难以应用于钢结构住宅中。

因此，寻求大跨度、装配式施工、抗震能力强的钢结构楼盖形式成为本领域技术人员亟需解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构新颖独特，使用方便，并且能够适应大跨度、装配式施工且抗震能力强的装配式钢结构叠合空心楼盖；具体技术方案为：

一种装配式钢结构叠合空心楼盖，包括钢梁、预制底板、肋梁、填充体和现浇混凝土层；所述钢梁为H型截面；由上翼缘、腹板和下翼缘组成；所述下翼缘比上翼缘宽。

进一步，所述下翼缘比上翼缘宽40~120mm。

进一步，所述腹板上设置有通孔，所述通孔中设置有贯通钢筋。

进一步，所述装配式空心楼盖上端面高于所述钢梁上翼缘50~120mm或与之平齐。

进一步，所述预制底板在工厂预制，由混凝土、板底钢筋和箍筋组成；预制底板两侧留有槽口，所述槽口高度为所述钢梁下翼缘厚度加10~30mm；槽口宽度为20~60mm。

进一步，所述肋梁为一字型或井字形，由混凝土浇筑形成，肋梁中设置有箍筋；所述肋梁在工厂与所述预制底板整体预制，或在现场浇筑而成。

进一步，所述现浇混凝土层在现场浇筑而成，所述现浇混凝土层中配置有双向钢筋网。

进一步，所述填充体为箱形、条形；设置于所述预制底板上方，所述肋形成的网格内。

本发明还提供了上述的装配式钢结构叠合空心楼盖的施工方法，包括以下步骤：

1）在工厂绑扎预制底板钢筋，浇筑混凝土并进行养护，完成所述预制底板预制；

2）在工厂制作腹板设置有贯通腹板正反面的通孔的钢梁；

3）在施工现场吊装钢梁，并与钢柱连接；

2) 在施工现场吊装预制底板，搁置在钢梁的下翼缘上；

3）布置、固定填充箱，将贯通钢筋穿过腹板通孔，固定在预制底板；

4）绑扎现浇混凝土层双向钢筋网；

5）浇筑现浇混凝土层，完成装配式钢结构叠合空心楼盖施工。

本发明所述的一种装配式钢结构叠合空心楼盖可以采用装配式施工，钢梁可以起到施工时支撑预制板的作用，现场无需支模，施工速度快。结构构造简单，钢梁可以替代部分空心楼盖柱上板带钢筋，避免柱上板带负弯矩筋与柱连接的难题。 因此，上述装配式钢结构叠合空心楼盖及其施工方法可以应用于多高层钢结构建筑，尤其是在钢结构住宅中具有较好的推广应用前景。

附图说明

图1为本发明装配式钢结构叠合空心楼盖结构示意图；

图2为本发明装配式钢结构叠合空心楼盖结构示意图；

图3为局部A放大图；

图4为本发明装配式钢结构叠合空心楼盖结构示意图；

图5为钢梁结构示意图；

图6为钢梁结构示意图；

图7为钢梁结构示意图；

图8为预制底板结构示意图。

图中：1、钢柱；2、钢梁；2-1、上翼缘；2-2、下翼缘；2-3、腹板通孔；2-4、栓钉；2-5、肋板；2-6、腹板；2-7、钢筋孔；3、填充箱；4、钢筋；5、预制底板；5-1、肋梁；6、贯通钢筋。

具体实施方式

下面利用实施例对本发明进行更全面的说明。本发明可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。

为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”“左”“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位（旋转90度或位于其他方位），这里所用的空间相对说明可相应地解释。

如图1至4所示，本实施例中的装配式钢结构叠合空心楼盖，包括钢梁2、预制底板5、肋梁5-1、填充箱3和现浇混凝土层；钢梁2通过焊接或螺栓与钢柱1连接，形成钢架结构；钢梁可以起到施工时支撑预制板的作用，现场无需支模，施工速度快。预制底板5铺设在楼盖结构的层底。

钢梁2为H型截面；由上翼缘2-1、腹板2-6和下翼缘2-2组成；下翼缘2-2比上翼缘2-1宽。可以使下翼缘2-2比上翼缘2-1宽40~120mm。不仅方便预制底板5的铺设操作，还可以降低钢梁的重量，使整个结构的重量更轻。

浇筑现浇混凝土层时，浇筑后的装配式空心楼盖上端面最好高于钢梁2的上翼缘2-1的上端面50~120mm，至少与上翼缘2-1的上端面平齐。

如图2、图3所示，预制底板5在工厂预制，由混凝土、板底钢筋和箍筋组成；预制底板5两端下侧留有槽口，槽口高度为钢梁2的下翼缘2-2厚度加10~30mm；槽口深度为20~60mm。

还可以在预制底板5上设置肋梁5-1；肋梁5-1在工厂与预制底板5整体预制，或在现场浇筑而成；预制底板5内设置有钢筋，两端设置有底板防裂筋。

如图5所示，钢梁2由上翼缘2-1、下翼缘2-2和腹板组成；上翼缘2-2的顶面低于腹板2-6的顶端高度；靠近腹板2-6顶侧设置有通孔作为钢筋4的钢筋孔2-7。腹板2-6上设置有腹板通孔2-3，腹板通孔2-3可以是圆形，也可以如图7所示，是方形，也可以是椭圆形或者其他形状。现浇混凝土层浇筑时，混凝土可以通过腹板通孔2-3连接在一起。将钢梁2也浇筑进现浇混凝土层。

腹板2-6的正反两面焊接肋板2-5可以提高钢梁2的强度，同时，肋板2-5与上翼缘2-1和下翼缘2-2构成的槽状结构，提高了钢梁2与现浇混凝土层的连接强度。

在腹板通孔2-3中设置有贯通钢筋6。通过贯通腹板通孔2-3中贯通钢筋6，提高钢梁2两侧的现浇混凝土层连接强度。贯通钢筋6的长度大于钢梁2下翼缘2-2宽度的两倍。

如图6所示，上翼缘2-1焊接在腹板2-6的顶端；上翼缘2-1的顶面焊接有一列栓钉2-4。腹板2-6正反两面的肋板2-5可以替换为槽钢，槽钢开口方向与钢梁2的长度方向平行；嵌在现浇混凝土层中，提高钢梁2与现浇混凝土层的连接强度。

如图8所示，预制底板5还可以浇筑肋筋；在工厂预制时浇筑肋梁5-1相对于现场浇筑肋梁5-1加工方便，便于维护和保证浇筑质量。当然，也可以现场浇筑肋梁5-1。肋梁5-1可以是一字型或者井字形，网格状等形状，由混凝土浇筑形成。在肋梁5-1中设置有钢筋作为箍筋，提高肋梁5-1的强度。优选地，将填充箱3与预制底板5在工厂内一同预制，可以进一步降低现场施工的工作量，减少现场放置填充箱3并固定的施工工序，缩短工期。

现浇混凝土层在现场浇筑而成，现浇混凝土层中配置有钢筋网；钢筋网由两个方向的贯通钢筋4交错形成，称为双向钢筋网。图中钢筋网格为矩形；当然，钢筋网的形状不限于图1-图4中的钢筋交叉方向；还可以改变贯通钢筋4之间的夹角形成网孔为菱形或平行四边形等其他形状的钢筋网。

填充箱3的顶面为正方形或者长方形；设置于预制底板5上方，肋梁5-1形成的网格内。

为了缩短安装时间，钢柱A采用法兰式装配结构。钢柱A可以分为多段，将两段钢柱的连接端分别焊接法兰盘和连接节点，通过螺栓将多段钢柱组装在一起，形成整体。为了提高连接强度，法兰盘的厚度大于连接节点翼缘板的厚度的1.5倍。

在连接节点上设置牛腿梁用以连接钢梁A，同时，使得钢柱上的连接组装螺栓靠近楼盖，方便利用混凝土覆盖连接节点，避免连接处生锈影响连接强度。

本发明还提供了上述的装配式钢结构叠合空心楼盖的施工方法，包括以下步骤：

1）在工厂绑扎预制底板钢筋，浇筑混凝土并进行养护，完成所述预制底板5预制；

2）在工厂制作腹板设置有贯通腹板正反面的通孔的钢梁2；

3）在施工现场吊装钢梁2，并与钢柱连接；连接方式可以采用焊接，也可以采用螺栓连接；

4) 在施工现场吊装预制底板5，搁置在钢梁2的下翼缘2-2上；

5）布置、固定填充箱3，将贯通钢筋6穿过腹板通孔2-3，固定在腹板通孔2-3内；

6）绑扎现浇混凝土层双向钢筋网；

7）浇筑现浇混凝土层，完成装配式钢结构叠合空心楼盖施工。

本发明所述的一种装配式钢结构叠合空心楼盖及其施工方法具有下列优点：

（1）装配式施工，钢梁可以起到施工时支撑预制板的作用，现场无需支模，施工速度快；

（2）楼盖自重轻，跨越能力强，能够实现大跨度楼盖。

（3）结构构造简单，钢梁可以替代部分空心楼盖柱上板带钢筋，避免柱上板带负弯矩筋与柱连接的难题。

（4）受力性能好，钢梁起到抗冲切销键的作用，解决了空心楼盖抗冲切能力弱的难题，避免设置柱帽。

（5）连接方便，钢梁与钢柱可采用常规的栓焊连接或铰接连接方式，连接简便。

（6）抗震性能好，通过设置的抗剪连接构造，能够保证钢梁与空心楼板的协同工作，在钢梁与空心楼板相交的实心区由于纵筋和箍筋约束形成类似于型钢混凝土暗梁的效果，抗震性能较好。

因此，上述装配式钢结构叠合空心楼盖及其施工方法可以应用于多高层钢结构建筑，尤其是在钢结构住宅中具有较好的推广应用前景。

上述示例只是用于说明本发明，除此之外，还有多种不同的实施方式，而这些实施方式都是本领域技术人员在领悟本发明思想后能够想到的，故，在此不再一一列举。

Claims (9)

1.一种装配式钢结构叠合空心楼盖，包括钢梁、预制底板、肋梁、填充体和现浇混凝土层；其特征在于，所述钢梁为H型截面；由上翼缘、腹板和下翼缘组成；所述下翼缘比上翼缘宽。

2.如权利要求1所述的装配式钢结构叠合空心楼盖，其特征在于，所述下翼缘比上翼缘宽40~120mm。

3.如权利要求1所述的装配式钢结构叠合空心楼盖，其特征在于，所述腹板上设置有通孔，所述通孔中设置有贯通钢筋。

4.如权利要求1所述的装配式钢结构叠合空心楼盖，其特征在于，所述装配式空心楼盖上端面高于所述钢梁上翼缘50~120mm或与之平齐。

5.如权利要求1所述的装配式钢结构叠合空心楼盖，其特征在于，所述预制底板在工厂预制，由混凝土、板底钢筋和箍筋组成；预制底板两侧留有槽口，所述槽口高度为所述钢梁下翼缘厚度加10~30mm；槽口宽度为20~60mm。

6.如权利要求1所述的装配式钢结构叠合空心楼盖，其特征在于，所述肋梁为一字型或井字形，由混凝土浇筑形成，肋梁中设置有箍筋；所述肋梁在工厂与所述预制底板整体预制，或在现场浇筑而成。

7.如权利要求1所述的装配式钢结构叠合空心楼盖，其特征在于，所述现浇混凝土层在现场浇筑而成，所述现浇混凝土层中配置有双向钢筋网。

8.如权利要求1所述的装配式钢结构叠合空心楼盖，其特征在于，所述填充体为箱形或条形；设置于所述预制底板上方，所述肋形成的网格内。

9.如权利要求1至8任一项所述的装配式钢结构叠合空心楼盖的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）在工厂绑扎预制底板钢筋，浇筑混凝土并进行养护，完成所述预制底板预制；

2）在工厂制作腹板设置有贯通腹板正反面的通孔的钢梁；

3）在施工现场吊装钢梁，并与钢柱连接；

2) 在施工现场吊装预制底板，搁置在钢梁的下翼缘上；

3）布置、固定填充箱，将贯通钢筋穿过腹板通孔，固定在预制底板；

4）绑扎现浇混凝土层双向钢筋网；

5）浇筑现浇混凝土层，完成装配式钢结构叠合空心楼盖施工。