CN107542196A - 预应力混凝土双向叠合板及制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了预应力混凝土双向叠合板及制作方法，属于建筑工程技术领域，其结构包括预制底板、叠合层和钢桁架，叠合层设置在预制底板的上部，且两者之间通过钢桁架相连，叠合层内部布置叠合层横向钢筋和叠合层纵向钢筋，叠合层纵向钢筋固定在钢桁架上表面，叠合层横向钢筋应避开钢桁架布置，预制底板内部沿宽度方向等间距布置横向预应力钢筋，沿长度方向等间距布置纵向预应力钢筋，纵向预应力钢筋位于横向预应力钢筋上方，预制底板上部沿宽度方向等间距设置有多道钢桁架。本发明还公开了叠合板的制作方法。本发明具有叠合板整体刚度较大、受力性能良好，双向传力机制，预制底板无拼缝，减少了现场的支撑和模板用量，提高了施工速度等特点。

Description

预应力混凝土双向叠合板及制作方法

技术领域

本发明涉及一种建筑工程技术领域，尤其是一种预应力混凝土双向叠合板及制作方法。

背景技术

装配式建筑具有工业化水平高、施工速度快、降低材料和能源消耗、减少工地扬尘和建筑垃圾等优点。近几年，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，装配式混凝土结构在全国各省得到大量的推广应用。楼板开始从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，叠合板减少了施工现场支模及脚手架的用量，降低能源及资源消耗，提高了施工效率，符合国家绿色节能环保的要求；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、适用性及耐久性的要求。因此，近几年来，叠合板在新建工业及民用建筑中得到了广泛的应用。

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。上述三种类型的叠合板在制作、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，上述三种类型叠合板的预制底板均为条板。实际施工时，单个房间需要采用多块预制底板拼装组合构成，相邻预制底板之间存在拼缝。为实现叠合楼板的双向传力机制，叠合前需要在预制底板上方沿横向穿插钢筋，且在拼缝处设置30cm～50cm左右的后浇带，导致现场施工时需要在预制底板下方局部支设模板和脚手架，增加了施工工序，极大的降低了现场施工效率，不符合国家对预制装配的工业化建造要求。因此，现阶段有必要研发一种新型预制混凝土叠合板，能够满足整体刚度较大、双向传力机制良好、现场施工效率高的要求。

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预应力混凝土双向叠合板及制作方法，该预应力混凝土双向叠合板及制作方法具有叠合板整体刚度较大、受力性能良好，双向传力机制与现浇楼板完全相同，与多块预制底板拼装构成的叠合楼板相比，叠合板的预制底板无拼缝，减少了现场的支撑和模板用量，提高了施工速度的特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：预应力混凝土双向叠合板，包括预制底板、叠合层和钢桁架，所述的叠合层设置在预制底板的上部，且两者之间通过钢桁架相连，叠合层内部布置叠合层横向钢筋和叠合层纵向钢筋，所述的叠合层纵向钢筋固定在钢桁架上表面，叠合层横向钢筋应避开钢桁架布置，所述的预制底板内部沿宽度方向等间距布置横向预应力钢筋，沿长度方向等间距布置纵向预应力钢筋，纵向预应力钢筋位于横向预应力钢筋上方，所述的预制底板上部沿宽度方向等间距设置有多道钢桁架。

每道所述的钢桁架分别包括上弦钢管、下弦钢筋和腹杆弯折钢筋，所述的下弦钢筋和腹杆弯折钢筋分别为两根，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管焊接，下弯折点均与下弦钢筋焊接，所述的上弦钢管高于预制底板上表面，且低于叠合层高度，所述的下弦钢筋位于预制底板内，且固定于预制底板内部的纵向预应力钢筋上。

所述的下弦钢筋通过绑扎或焊接固定于预制底板内部的纵向预应力钢筋上。

所述的腹杆弯折钢筋的弯折角度为30度～60度。

所述的横向预应力钢筋和纵向预应力钢筋均采用1570级Φ^H4.8消除应力螺旋肋钢丝，且两者的数量和间距根据设计及施工要求确定，且应满足80mm～250mm的构造要求。

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；预制底板的长度和宽度根据房间的开间和进深确定，且应符合模数设计的要求。通常长度为1800mm～6600mm，厚度为50～70mm。

所述的横向预应力钢筋外侧距预制底板下边缘的距离为25mm，所述的横向预应力钢筋和纵向预应力钢筋伸出端部长度为150mm，横向预应力钢筋和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。

预应力混凝土双向叠合板的制作方法，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，模具四周预留端孔，用于穿插横向预应力钢筋和纵向预应力钢筋；

(2)将横向预应力钢筋和纵向预应力钢筋穿过预留端孔，进行张拉固定；

(3)绑扎固定钢桁架；

(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，当混凝土立方体抗压强度达到设计抗压强度标准值的75％时，放松横向预应力钢筋和纵向预应力钢筋，当混凝土抗压强度达到设计值的100％时，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)钢桁架下方穿插设备管线；

(7)绑扎叠合层内部的叠合层横向钢筋及叠合层纵向钢筋；

(8)浇筑叠合层混凝土至设计厚度。

本发明的预应力混凝土双向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：

预制底板沿两个方向上布置预应力钢筋，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。

与多块预制底板拼装构成的叠合楼板相比，所述叠合板的预制底板下部无拼缝，其双向传力机制与现浇楼板完全相同，同时，施工安装阶段减少了现场的支撑和模板用量，避免了穿插横向钢筋，提高了现场施工效率。

钢桁架能显著提高预制底板的平面外刚度和承载力，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。

钢桁架上弦钢管不仅抗弯强度高，而且能够作为后浇叠合层内部的叠合层横向钢筋的支座，同时可与叠合层纵向钢筋同时考虑受力，减少了后浇叠合层内的叠合层纵向钢筋的配置。

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是预应力混凝土双向叠合板的结构示意图；

附图2是预制底板与钢桁架连接示意图；

附图3是预制底板与钢桁架连接侧视图；

附图4是钢桁架结构示意图；

附图5是钢桁架的侧视图；

附图6是钢桁架的放大主视图；

附图标记说明：1、预制底板；2、横向预应力钢筋；3、纵向预应力钢筋；4、钢桁架；41、上弦钢管；42、下弦钢筋；43、腹杆弯折钢筋；431、上弯折点；432、下弯折点；5、叠合层；6、叠合层横向钢筋；7、叠合层纵向钢筋。

具体实施方式

参照说明书附图1至附图6对本发明的预应力混凝土双向叠合板及制作方法作以下详细地说明。

本发明的预应力混凝土双向叠合板，包括预制底板1、叠合层5和钢桁架4，所述的叠合层5设置在预制底板1的上部，且两者之间通过钢桁架4相连，叠合层5内部布置叠合层横向钢筋6和叠合层纵向钢筋7，所述的叠合层纵向钢筋7固定在钢桁架4上表面，叠合层横向钢筋6应避开钢桁架4布置，所述的预制底板1内部沿宽度方向等间距布置横向预应力钢筋2，沿长度方向等间距布置纵向预应力钢筋3，纵向预应力钢筋3位于横向预应力钢筋2上方，所述的预制底板1上部沿宽度方向等间距设置有多道钢桁架4。

每道所述的钢桁架4分别包括上弦钢管41、下弦钢筋42和腹杆弯折钢筋43，所述的下弦钢筋42和腹杆弯折钢筋43分别为两根，所述的腹杆弯折钢筋43为波浪形弯折，每根腹杆弯折钢筋43的上弯折点431均与上弦钢管41焊接，下弯折点432均与下弦钢筋42焊接，所述的上弦钢管41高于预制底板1上表面，且低于叠合层5高度，所述的下弦钢筋42位于预制底板1内，且固定于预制底板1内部的纵向预应力钢筋3上。钢桁架4的数量可根据预制底板1的设计及施工要求确定，需要说明的是多道钢桁架4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。

所述的下弦钢筋42通过绑扎或焊接固定于预制底板1内部的纵向预应力钢筋3上。

所述的腹杆弯折钢筋43的弯折角度为30度～60度。

所述的横向预应力钢筋2和纵向预应力钢筋3均采用1570级Φ^H4.8消除应力螺旋肋钢丝，且两者的数量和间距根据设计及施工要求确定，且应满足80mm～250mm的构造要求。

预制底板1的混凝土强度等级为C40，叠合层5的混凝土强度等级为C30或C40；预制底板1的长度和宽度根据房间的开间和进深确定，且应符合模数设计的要求。通常长度为1800mm～6600mm，厚度为50～70mm。

所述的横向预应力钢筋2外侧距预制底板1下边缘的距离为25mm，应满足耐火极限要求，所述的横向预应力钢筋2和纵向预应力钢筋3伸出端部长度为150mm，横向预应力钢筋2和纵向预应力钢筋3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加强预制底板1端部的连接。

所述的预制底板1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。

叠合层横向钢筋6和叠合层纵向钢筋7的直径及间距应根据设计要求确定，其中叠合层纵向钢筋7可考虑上弦钢管41的有利作用降低配筋面积。

预应力混凝土双向叠合板的制作方法，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，模具四周预留端孔，用于穿插横向预应力钢筋2和纵向预应力钢筋3；

(2)将横向预应力钢筋2和纵向预应力钢筋3穿过预留端孔，进行张拉固定；

(3)绑扎固定钢桁架4；

(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，当混凝土立方体抗压强度达到设计抗压强度标准值的75％时，放松横向预应力钢筋2和纵向预应力钢筋3，当混凝土抗压强度达到设计值的100％时，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)钢桁架4下方穿插设备管线；

(7)绑扎叠合层5内部的叠合层横向钢筋6及叠合层纵向钢筋7；

(8)浇筑叠合层5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 (9)

1.预应力混凝土双向叠合板，包括预制底板、叠合层和钢桁架，所述的叠合层设置在预制底板的上部，且两者之间通过钢桁架相连，叠合层内部布置叠合层横向钢筋和叠合层纵向钢筋，所述的叠合层纵向钢筋固定在钢桁架上表面，叠合层横向钢筋应避开钢桁架布置，其特征是：所述的预制底板内部沿宽度方向等间距布置横向预应力钢筋，沿长度方向等间距布置纵向预应力钢筋，纵向预应力钢筋位于横向预应力钢筋上方，所述的预制底板上部沿宽度方向等间距设置有多道钢桁架。

2.根据权利要求1所述的预应力混凝土双向叠合板，其特征是：每道所述的钢桁架分别包括上弦钢管、下弦钢筋和腹杆弯折钢筋，所述的下弦钢筋和腹杆弯折钢筋分别为两根，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管焊接，下弯折点均与下弦钢筋焊接，所述的上弦钢管高于预制底板上表面，且低于叠合层高度，所述的下弦钢筋位于预制底板内，且固定于预制底板内部的纵向预应力钢筋上。

3.根据权利要求2所述的预应力混凝土双向叠合板，其特征是：所述的下弦钢筋通过绑扎或焊接固定于预制底板内部的纵向预应力钢筋上。

4.根据权利要求2所述的预应力混凝土双向叠合板，其特征是：所述的腹杆弯折钢筋的弯折角度为30度～60度。

5.根据权利要求1所述的预应力混凝土双向叠合板，其特征是：所述的横向预应力钢筋和纵向预应力钢筋均采用1570级Φ^H4.8消除应力螺旋肋钢丝，且两者的数量和间距根据设计及施工要求确定，且应满足80mm～250mm的构造要求。

6.根据权利要求1所述的预应力混凝土双向叠合板，其特征是：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；预制底板的长度和宽度根据房间的开间和进深确定，且应符合模数设计的要求。

7.根据权利要求1所述的预应力混凝土双向叠合板，其特征是：所述的横向预应力钢筋外侧距预制底板下边缘的距离为25mm，所述的横向预应力钢筋和纵向预应力钢筋伸出端部长度为150mm，横向预应力钢筋和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加强预制底板端部的连接。

8.根据权利要求1所述的预应力混凝土双向叠合板，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至8中任一所述的预应力混凝土双向叠合板的制作方法，其特征是：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，模具四周预留端孔，用于穿插横向预应力钢筋和纵向预应力钢筋；

(2)将横向预应力钢筋和纵向预应力钢筋穿过预留端孔，进行张拉固定；

(3)绑扎固定钢桁架；

(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，当混凝土立方体抗压强度达到设计抗压强度标准值的75％时，放松横向预应力钢筋和纵向预应力钢筋，当混凝土抗压强度达到设计值的100％时，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)钢桁架下方穿插设备管线；

(7)绑扎叠合层内部的叠合层横向钢筋及叠合层纵向钢筋；

(8)浇筑叠合层混凝土至设计厚度。