CN106703269A

CN106703269A - 一种带钢桁架的预应力混凝土叠合板及制作方法

Info

Publication number: CN106703269A
Application number: CN201611261188.0A
Authority: CN
Inventors: 崔士起; 刘文政; 石磊; 刘传卿
Original assignee: Shandong Provincial Academy of Building Research
Current assignee: Shandong Provincial Academy of Building Research
Priority date: 2016-12-30
Filing date: 2016-12-30
Publication date: 2017-05-24

Abstract

本发明公开了一种带钢桁架的预应力混凝土叠合板及制作方法，属于建筑工程技术领域，其结构包括预制底板、横向钢筋和叠合层，每块预制底板沿长度方向上的两个侧面均为斜面，相邻预制底板之间形成楔形拼缝，楔形拼缝内填充高强灌浆料，预制底板内部沿长度方向布置纵向预应力钢筋，沿宽度方向布置横向分布钢筋，每块预制底板上部沿长度方向至少设置一道钢桁架，钢桁架下方沿预制底板宽度方向穿插横向钢筋，能够将多块预制底板连接在一起，预制底板上方浇筑叠合层，叠合层内部布置叠合层横向钢筋和叠合层纵向钢筋。本发明具有整体受力性能好、适用跨度大、防火效果优良、工厂生产效率高、现场施工简便等特点。

Description

一种带钢桁架的预应力混凝土叠合板及制作方法

技术领域

本发明涉及一种建筑工程技术领域，尤其是一种带钢桁架的预应力混凝土叠合板及制作方法。

背景技术

近年来，随着我国对绿色建造、节能减排要求的提高，以及劳动力市场价格的大幅提升，预制装配式建造技术得到大力推广应用。楼板作为建筑结构中重要的传力构件，正由传统的整体现浇或整体预制转变为下部底板工厂预制、上部叠合层现浇的叠合楼板。与传统整体现浇楼板相比，叠合板避免了施工现场支模、下部钢筋绑扎等施工工序，节约建材、缩短工期、绿色环保，符合国家对建筑工业化的发展要求；与传统整体预制楼板相比，叠合板的整体性好，抗震性能优越，不存在渗漏及裂缝等问题，满足建筑安全性及使用性要求。基于上述优势，近几年来，叠合板在新建工业及民用建筑中开始得到了应用。

建筑工程采用的叠合板主要有平板型叠合板、钢筋桁架叠合板和预制带肋预应力混凝土叠合板。

平板型叠合板、钢筋桁架叠合板和预制带肋预应力混凝土叠合板在制作、运输、施工及使用过程中发现存在一定程度的问题或缺陷。

(1)平板型叠合板的预制底板抗弯及抗折刚度较低，运输及吊装过程中容易折断，施工时需要设置较密的临时支撑，且新旧混凝土之间的粘结力较低，楼面荷载较大时叠合面之间易开裂。

(2)钢筋桁架叠合板分为普通钢筋桁架叠合板和预应力钢筋桁架叠合板。普通钢筋桁架叠合板的预制底板厚度均达到60mm～80mm，造成自重较大，难以应用于较大跨度的情况，且安装施工时，预制底板下方需布置多道临时支撑；预应力钢筋桁架叠合板的预制底板厚度较小，施加预应力后预制底板易产生反拱，在吊装、运输及安装过程中板面混凝土易开裂。

(3)预制带肋预应力混凝土叠合板是在预制底板上部增设混凝土肋或钢板肋。混凝土肋或钢板肋提高了预制底板的平面外刚度，但采用混凝土肋时，存在支模复杂，肋和底板需要分二次施工，生产效率低，且肋与底板之间存在施工缝，导致预制底板的整体性较差；采用钢板肋时，吊装、运输及安装过程中，钢腹板易将预制底板切裂，造成产品使用寿命短。另外，两种肋板上的孔洞不连续，实际施工时，建筑内拐角区域的管线穿插存在困难。

除此之外，上述三种叠合板的预制底板钢筋保护层厚度设计值均为15mm。建筑发生火灾时，高温容易造成底部表层混凝土剥落及下部钢筋断裂，使楼板结构抗火不满足规范设计要求，存在一定的安全隐患。因此，现阶段有必要研发一种新型预制混凝土叠合板，能够满足整体受力性能好、适用跨度较大、工厂生产效率高、现场施工简便的要求，同时防火效果优良、满足国家抗火规范的要求。

发明内容

本发明的技术任务是针对上述现有技术中的不足提供一种带钢桁架的预应力混凝土叠合板及制作方法，该一种带钢桁架的预应力混凝土叠合板及制作方法具有整体受力性能好、适用跨度大、防火效果优良、工厂生产效率高、现场施工简便的特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：它包括预制底板、横向钢筋和叠合层，所述的预制底板包括多块，每块预制底板沿长度方向上的两个侧面均为斜面，相邻预制底板之间形成楔形拼缝，楔形拼缝内填充高强灌浆料至预制底板上表面，所述的预制底板内部沿长度方向布置纵向预应力钢筋，沿宽度方向布置横向分布钢筋，横向分布钢筋位于纵向预应力钢筋上方，每块所述的预制底板上部沿长度方向至少设置一道钢桁架，所述的钢桁架下方沿预制底板宽度方向穿插横向钢筋，横向钢筋位于预制底板的上表面，能够将多块预制底板连接在一起，预制底板上方浇筑叠合层，叠合层内部布置叠合层横向钢筋和叠合层纵向钢筋，所述的叠合层横向钢筋固定在钢桁架上表面，叠合层纵向钢筋应避开钢桁架布置。

所述的钢桁架包括一道上弦钢板、两根下弦钢筋和两根腹杆弯折钢筋，所述的腹杆弯折钢筋为波浪形弯折，每根腹杆弯折钢筋的上弯折点均与上弦钢板焊接，下弯折点均与下弦钢筋焊接，所述的上弦钢板位于预制底板外部，下弦钢筋位于预制底板内，固定于预制底板内部的横向分布钢筋上，所述的上弦钢板高于预制底板上表面，且低于叠合层高度。

所述的腹杆弯折钢筋的弯折角度为30度～60度。

所述的钢桁架的下弦钢筋通过绑扎或焊接固定在预制底板内部的横向分布钢筋上方。

每块所述的预制底板内部沿长度方向等间距布置纵向预应力钢筋，沿宽度方向等间距布置横向分布钢筋，所述的纵向预应力钢筋采用1570级Φ^H4.8消除应力螺旋肋钢丝，横向分布钢筋采用Φ^b4冷拔低碳钢丝，纵向预应力钢筋的间距根据设计及施工条件要求确定，且应满足80mm～250mm的构造要求，横向分布钢筋的间距为250mm。

所述的预制底板的混凝土强度等级为C40，叠合层的混凝土强度等级为C30或C40；预制底板的长度为1200mm～7200mm，宽度为600mm～1200mm，厚度为50～70mm。

所述的纵向预应力钢筋外侧距预制底板下边缘的距离为25mm，伸出端部长度为150mm。纵向预应力钢筋也可根据工程需要不伸出预制底板的端面，但应采取附加短钢筋的构造措施加强预制底板端部的连接。

所述的预制底板上表面为满足凹凸深度不小于4mm的规范粗糙度要求的自然粗糙面或压痕粗糙面。

一种带钢桁架的预应力混凝土叠合板及制作方法，包括以下步骤：

(1)根据预制底板尺寸规格制作钢模具并予以固定，钢模具预留端孔用于穿插纵向预应力钢筋；

(2)将纵向预应力钢筋放入模具内并进行张拉；

(3)依次绑扎固定预制底板的横向分布钢筋及钢桁架；

(4)往钢模具内浇筑混凝土并振捣养护，上表面保留自然粗糙面或处理成压痕粗糙面，当浇筑的混凝土抗压强度达到设计抗压强度标准值的75％时，放松纵向预应力钢筋，当浇筑的混凝土抗压强度达到设计值的100％后，方可脱模起吊；

(5)将预制底板吊装就位，根据需要考虑是否需要搭设临时支撑；

(6)采用高强灌浆料填充相邻预制底板之间的楔形拼缝，填充高度至预制底板上表面；

(7)钢桁架下方穿插设备管线及横向钢筋；

(8)绑扎叠合层内部的叠合层横向钢筋和叠合层纵向钢筋；

(9)浇筑叠合层混凝土至设计厚度。

本发明的一种带钢桁架的预应力混凝土叠合板及制作方法和现有技术相比，具有以下突出的有益效果：

预制底板沿长度方向上布置纵向预应力钢筋，通过对预制底板施加预应力能够有效提高其平面外刚度，降低板厚，减轻自重，增加建筑净高；

相邻预制底板之间的斜侧面能够形成楔形拼缝，拼缝内部填充高强灌浆料，提高了拼缝的抗裂性能；

钢桁架能显著提高预制底板的平面外刚度和承载力，增加了叠合板的适用跨度，同时，能够减小预应力引起的反拱，避免在吊装、运输及安装过程中板面混凝土发生开裂，同时施工阶段能够减少或避免下部临时支撑，显著提高预制底板的安装速度和施工效率；

钢桁架增加了预制底板与上部叠合层混凝土之间的粘结力，有效避免叠合板新旧混凝土之间开裂；

钢桁架上弦钢板能够作为后浇叠合层内的叠合层横向钢筋的支座，同时可与上部叠合层纵向钢筋同时考虑受力，减少了后浇叠合层上部叠合层纵向钢筋的配置；

钢桁架的腹杆弯折钢筋采用波浪形弯折钢筋，便于穿插下部横向钢筋和设备管线，通过布置下部横向钢筋并浇筑叠合层混凝土能够实现叠合板的双向传力，提高叠合板的受力性能；

预制底板下部钢筋保护层厚度为25mm，当建筑发生火灾时，能够延迟底板下表层混凝土的剥落及下部钢筋的断裂，增加了人员疏散和营救的时间，提高了建筑的抗火安全度；

预制底板的加工模具简单，钢桁架能够实现机器自动加工焊接，钢桁架与预制底板混凝土可以一次浇筑成型，彻底实现工厂流水线生产，生产效率高。钢桁架与预制底板之间不存在施工缝，脱模、吊装、运输及安装过程中不易断裂破损，产品合格率高。

附图说明

附图1是四块预制底板拼接构成的且每块预制底板上部带一道钢桁架的预应力混凝土叠合板的结构示意图；

附图2是图1中所示的预制底板的结构示意图；

附图3是图1中所示的预制底板的剖视图；

附图4是三块预制底板拼接构成的且每块预制底板上部带二道钢桁架的预应力混凝土叠合板的结构示意图；

附图5是图4中所示的的预制底板的结构示意图；

附图6是图4中所示的预制底板的剖视图；

附图7是钢桁架的结构示意图；

附图8是钢桁架的侧视图；

附图9是钢桁架的主视图；

附图标记说明：1、预制底板，2、楔形拼缝，3、横向钢筋，4、叠合层，5、纵向预应力钢筋，6、横向分布钢筋，7、钢桁架，8、叠合层横向钢筋，9、叠合层纵向钢筋，10、预制底板上表面，11、斜面，12、上弦钢板，13、下弦钢筋，14、腹杆弯折钢筋，15、上弯折点，16、下弯折点。

具体实施方式

参照说明书附图1至附图9对本发明的一种带钢桁架的预应力混凝土叠合板及制作方法作以下详细地说明。

本发明的一种带钢桁架的预应力混凝土叠合板，其结构包括预制底板1、横向钢筋3和叠合层4，所述的预制底板1包括多块，每块预制底板1沿长度方向上的两个侧面均为斜面11，相邻预制底板1之间形成楔形拼缝2，楔形拼缝2内填充高强灌浆料至预制底板上表面10，所述的预制底板1内部沿长度方向布置纵向预应力钢筋5，沿宽度方向布置横向分布钢筋6，横向分布钢筋6位于纵向预应力钢筋5上方，每块所述的预制底板1上部沿长度方向至少设置一道钢桁架7，在浇筑上部叠合层4之前，在钢桁架7下方沿预制底板1宽度方向穿插横向钢筋3，横向钢筋3位于预制底板1的上表面，能够将多块预制底板1连接在一起，可实现叠合板的双向整体传力，预制底板1上方浇筑叠合层4，叠合层4内部布置抵抗负弯矩的叠合层横向钢筋8和叠合层纵向钢筋9，所述的叠合层横向钢筋8固定在钢桁架7上表面，叠合层纵向钢筋9应避开钢桁架7布置，叠合层4内的叠合层横向钢筋8和叠合层纵向钢筋9的直径及间距应根据设计要求确定，其中叠合层纵向钢筋9可考虑钢桁架7的上弦钢板的有利作用降低配筋面积。

所述的钢桁架7包括一道上弦钢板12、两根下弦钢筋13和两根腹杆弯折钢筋14，所述的腹杆弯折钢筋14为波浪形弯折，每根腹杆弯折钢筋14的上弯折点15均与上弦钢板12焊接，下弯折点16均与下弦钢筋13焊接，所述的上弦钢板12位于预制底板1外部，下弦钢筋13位于预制底板1内，固定于预制底板1内部的横向分布钢筋6上，所述的上弦钢板12高于预制底板1上表面，且低于叠合层4高度，叠合层纵向钢筋9应避开钢桁架7的上弦钢板12布置。钢桁架7的数量可根据预制底板1跨度、宽度及设计施工要求确定，需要说明的是多道钢桁架7能够增加预制底板1的刚度，减少或避免下部临时支撑，增大适用跨度，提高施工速度。

每块预制底板1上部沿长度方向设置二道钢桁架7相比设置一道钢桁架7，预制底板1平面外刚度大大增加，能够适用于较大跨度(6m以上)的情况。

所述的腹杆弯折钢筋14的弯折角度为30度～60度。

所述的钢桁架7的下弦钢筋13通过绑扎或焊接固定在预制底板1内部的横向分布钢筋6上方。

每块所述的预制底板1内部沿长度方向等间距布置纵向预应力钢筋5，沿宽度方向等间距布置横向分布钢筋6，所述的纵向预应力钢筋5采用1570级Φ^H4.8消除应力螺旋肋钢丝，横向分布钢筋6采用Φ^b4冷拔低碳钢丝，纵向预应力钢筋5的间距根据设计及施工条件要求确定，且应满足80mm～250mm的构造要求，横向分布钢筋6的间距为250mm。

所述的预制底板1的混凝土强度等级为C40，叠合层4的混凝土强度等级为C30或C40；预制底板1的长度为1200mm～7200mm，宽度为600mm～1200mm，厚度为50～70mm，具体尺寸要求应根据使用用途及设计要求确定。

所述的纵向预应力钢筋5外侧距预制底板1下边缘的距离为25mm，伸出端部长度为150mm。纵向预应力钢筋也可根据工程需要不伸出预制底板1的端面，但应采取附加短钢筋的构造措施加强预制底板1端部的连接。

所述的预制底板上表面10为满足凹凸深度不小于4mm的规范粗糙度要求的自然粗糙面或压痕粗糙面。

一种带钢桁架的预应力混凝土叠合板的制作方法，包括以下步骤：

(1)根据预制底板1尺寸规格制作钢模具并予以固定，钢模具预留端孔用于穿插纵向预应力钢筋5；

(2)将纵向预应力钢筋5放入模具内并进行张拉；

(3)依次绑扎固定预制底板1的横向分布钢筋6及钢桁架7；

(4)往钢模具内浇筑混凝土并振捣养护，上表面保留自然粗糙面或处理成压痕粗糙面，当浇筑的混凝土抗压强度达到设计抗压强度标准值的75％时，放松纵向预应力钢筋5，当浇筑的混凝土抗压强度达到设计值的100％后，方可脱模起吊；

(5)将预制底板1吊装就位，根据需要考虑是否需要搭设临时支撑；

(6)采用高强灌浆料填充相邻预制底板1之间的楔形拼缝2，填充高度至预制底板1上表面；

(7)钢桁架7下方穿插设备管线及横向钢筋3；

(8)绑扎叠合层4内部的叠合层横向钢筋8和叠合层纵向钢筋9；

(9)浇筑叠合层4混凝土至设计厚度。

以上所列举的实施方式仅供理解本发明之用，并非是对本发明所描述的技术方案的限定，有关领域的普通技术人员，在权利要求所述技术方案的基础上，还可以作出多种变化或变形，所有等同的变化或变形都应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims

1.一种带钢桁架的预应力混凝土叠合板，其特征是：包括预制底板、横向钢筋和叠合层，所述的预制底板包括多块，每块预制底板沿长度方向上的两个侧面均为斜面，相邻预制底板之间形成楔形拼缝，楔形拼缝内填充高强灌浆料至预制底板上表面，所述的预制底板内部沿长度方向布置纵向预应力钢筋，沿宽度方向布置横向分布钢筋，横向分布钢筋位于纵向预应力钢筋上方，每块所述的预制底板上部沿长度方向至少设置一道钢桁架，所述的钢桁架下方沿预制底板宽度方向穿插横向钢筋，横向钢筋位于预制底板的上表面，能够将多块预制底板连接在一起，预制底板上方浇筑叠合层，叠合层内部布置叠合层横向钢筋和叠合层纵向钢筋，所述的叠合层横向钢筋固定在钢桁架上表面，叠合层纵向钢筋应避开钢桁架布置。

2.根据权利要求1所述的一种带钢桁架的预应力混凝土叠合板，其特征是：所述的钢桁架包括一道上弦钢板、两根下弦钢筋和两根腹杆弯折钢筋，所述的腹杆弯折钢筋为波浪形弯折，每根腹杆弯折钢筋的上弯折点均与上弦钢板焊接，下弯折点均与下弦钢筋焊接，所述的上弦钢板位于预制底板外部，下弦钢筋位于预制底板内，固定于预制底板内部的横向分布钢筋上，所述的上弦钢板高于预制底板上表面，且低于叠合层高度。

3.根据权利要求2所述的一种带钢桁架的预应力混凝土叠合板，其特征是：所述的腹杆弯折钢筋的弯折角度为30度～60度。

4.根据权利要求2所述的一种带钢桁架的预应力混凝土叠合板，其特征是：所述的钢桁架的下弦钢筋通过绑扎或焊接固定在预制底板内部的横向分布钢筋上方。

5.根据权利要求1所述的一种带钢桁架的预应力混凝土叠合板，其特征是：每块所述的预制底板内部沿长度方向等间距布置纵向预应力钢筋，沿宽度方向等间距布置横向分布钢筋，所述的纵向预应力钢筋采用1570级Φ^H4.8消除应力螺旋肋钢丝，横向分布钢筋采用Φ^b4冷拔低碳钢丝，纵向预应力钢筋的间距根据设计及施工条件要求确定，且应满足80mm～250mm的构造要求，横向分布钢筋的间距为250mm。

6.根据权利要求1所述的一种带钢桁架的预应力混凝土叠合板，其特征是：所述的预制底板的混凝土强度等级为C40，叠合层的混凝土强度等级为C30或C40；预制底板的长度为1200mm～7200mm，宽度为600mm～1200mm，厚度为50～70mm。

7.根据权利要求6所述的一种带钢桁架的预应力混凝土叠合板，其特征是：所述的纵向预应力钢筋外侧距预制底板下边缘的距离为25mm，伸出端部长度为150mm，纵向预应力钢筋也可不伸出预制底板的端面，但应采取附加短钢筋的构造加强预制底板端部的连接。

8.根据权利要求1所述的一种带钢桁架的预应力混凝土叠合板，其特征是：所述的预制底板上表面为满足凹凸深度不小于4mm的规范粗糙度要求的自然粗糙面或压痕粗糙面。

9.根据权利要求1所述的一种带钢桁架的预应力混凝土叠合板的制作方法，其特征是：包括以下步骤：

(2)将纵向预应力钢筋放入模具内并进行张拉；

(3)依次绑扎固定预制底板的横向分布钢筋及钢桁架；

(7)钢桁架下方穿插设备管线及横向钢筋；

(8)绑扎叠合层内部的叠合层横向钢筋和叠合层纵向钢筋；

(9)浇筑叠合层混凝土至设计厚度。