CN109372169A - 一种双向预应力预制钢筋混凝土空心楼板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种混凝土空心楼板及其制备方法，尤其是一种双向预应力预制钢筋混凝土空心楼板及其制备方法，属于建筑工程领域。一种双向预应力预制钢筋混凝土空心楼板，楼板为砼浇筑而成，所述空心楼板包括板面构造钢筋、板底预应力钢筋和通长空心腔；板面构造钢筋分布于空心楼板上板面的纵向和横向；板底预应力钢筋分布于空心楼板底板面的纵向和横向；通长空心腔设置于空心楼板的纵向或横向中部，在通长空心腔内植入活动芯肋，所述活动芯肋的外形与通长空心腔匹配。本发明具有如下优点：1、增加了空心楼板在工程使用中结构抗震性能。2、有效控制了板间因收缩应力产生的相对位移。3、极大地增强了板的横向刚度。4、可以减少大于20%的构件自重，节约大于20%的钢筋用量。

Description

一种双向预应力预制钢筋混凝土空心楼板及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种混凝土空心楼板及其制备方法，尤其是一种双向预应力预制钢筋混凝土空心楼板及其制备方法，属于建筑工程领域。

背景技术

预应力混凝土技术在中国已应用多年，预应力混凝土能充分发挥钢筋和混凝土各自的特性，能提高钢筋混凝土构件的刚度、抗裂性和耐久性，可有效地利用高强度钢筋和高强度等级的混凝土。预应力预制钢筋混凝土空心楼板用途广泛 ：适用于大跨度办公楼、教学楼、展览大厅、停车楼、厂房、仓库等；同时可减轻结构自重，减少竖向支撑和基础尺寸，获得良好的隔音、隔热效果。 然而，传统的预应力预制钢筋混凝土空心楼板，在工程使用中常常存在在工程结构中抗震性能差，及拼装后整体性能差而导致板间出现的一道道明显的通向裂缝等质量缺陷，不仅严重影响使用功能，而且存在安全隐患。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种抗震性能高，同时还可以减少构件自重、节省钢筋用量的双向预应力预制钢筋混凝土空心楼板。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种双向预应力预制钢筋混凝土空心楼板，楼板为砼浇筑而成，所述空心楼板包括板面构造钢筋、板底预应力钢筋和通长空心腔；板面构造钢筋分布于空心楼板上板面的纵向和横向；板底预应力钢筋分布于空心楼板底板面的纵向和横向；通长空心腔设置于空心楼板的纵向或横向中部，在通长空心腔内植入活动芯肋，所述活动芯肋的外形与通长空心腔匹配。

优选的，板面构造钢筋、板底预应力钢筋和通长空心腔均为多个分布。

优选的，通长空心腔设置于空心楼板的纵向中部，相邻通长空心腔的中线与板底纵向预应力钢筋的轴线重合。

优选的，活动芯肋的中线穿过板底横向预应力钢筋的圆心。

进一步的，还包括限位孔洞，限位孔洞与通长空心腔的夹角呈90º，设置于空心楼板上相邻通长空心腔之间，用于后期安装固定。

优选的，所述活动芯肋为多个且串联分布于通长空心腔内。

优选的，所述活动芯肋的截面形状为圆形、椭圆形、枣形、正方形或长方形等异形孔。

优选的，在空心楼板的上板面、底板面可根据工程需要分别预制防水层、保温层等。

其原理是：1、在横向部分，通过在通长空心腔内植入活动芯肋，加强了空心楼板的横向正截面混凝土受压区的面积，从而提高了受压区的强度，增加了整体板的横向受力性能。2、使多块空心楼板形成一个连续的整体，通过横向预应力后张拉，有效的克服了空心楼板与空心楼板间的温度应力，消除了传统做法的空心楼板与空心楼板之间因热胀冷缩而导致的裂缝。

本发明的另一个目的是提供一种制备如上所述双向预应力预制钢筋混凝土空心楼板的方法Ⅰ，包括以下步骤：

（1）制作定型模具，纵向相对侧面开设若干空心孔径D；

（2）在定型模具中设置纵横双向板面构造钢筋、板底预应力钢筋，中部布设外径D通长空心圆型芯管，在相邻通长空心圆型芯管间布设防止板位移的限位孔洞圆型芯管；

（3）向模具内浇筑砼，并振捣密实、表面收光；

（4）拆除模具，抽出通长空心圆型芯管，形成砼板中纵向通长空心腔；抽出限位孔洞圆型芯管，形成限位孔洞；

（5）将预制好的活动芯肋推入纵向通长空心腔即可。

本发明的另一个目的是提供一种制备如上所述双向预应力预制钢筋混凝土空心楼板的方法Ⅱ，包括以下步骤：

（1）制作定型模具，纵向相对侧面开设若干空心孔径D；

（2）在定型模具中设置纵向板底预应力钢筋，布设用于安装板底横向预应力钢筋的圆型芯管，中部布设外径D通长空心圆型芯管，设置防止板位移的限位孔洞圆型芯管；

（3）向模具内浇筑砼，并振捣密实、表面收光；

（4）拆除模具，抽出板底横向预应力钢筋的圆型芯管，形成板底横向预应力钢筋通长预留孔洞；抽出通长空心圆型芯管，形成砼板中纵向通长空心腔；抽出限位孔洞圆型芯管，形成限位孔洞；

（5）将板底横向预应力钢筋插入板底横向预应力钢筋通长预留孔洞中施加预应力后张拉；

（6）将预制好的活动芯肋推入纵向通长空心腔即可。

优选的，所述定型模具的截面形状为矩形或T型。

需要说明的是，方法Ⅰ为先张法，方法Ⅱ为后张法，二者均是双向预应力预制钢筋混凝土空心楼板的制备方法，定型模具的截面形状为矩形，适用于一般情况；定型模具的截面形状为T型，可满足高强扁平梁做无梁（暗梁）结构。

原理：通过在空心楼板内的通长空心腔中按设计间距植入与腔截面几何形状大小几乎一致的砼活动芯肋，在不影响空心楼板单向结构性能的基础上，使其增加具备了在工程使用中横向受力的结构性条件；再通过在该空心楼板成形过程中预先设置的横向孔道中，将多块(两块以上)同条件植入芯模后的单向预应力预制空心楼板用高强钢筋或高强钢绞线串通联接，并施于预应力，使之成为一块完整的双向预应力楼板。除采用后张横向预应力钢筋连接外，还可以在浇筑砼前，在每块空心楼板两侧的各横向预应力钢筋孔位置预制钢板并通过钢筋对拉连接，预制钢板上对称预留预应力钢筋孔，之后浇筑砼；再通过焊接预制钢板与预制钢板而将多块板形成整体。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1、增加了空心楼板在工程使用中结构抗震性能。

2、所施加的横向预应力张拉，有效控制了板间因收缩应力产生的相对位移，达到克服板间通缝的质量通病。

3、不仅于板底增加横向抗拉预应力钢筋，同时还于板中空心处加增砼活动芯肋，与板底横向预应力筋共同工作而形成横向抗弯强度，极大地增强了板的横向刚度。

4、可以减少大于20%的构件自重，节约大于20%的钢筋用量。

附图说明

图1是本发明实施例1结构示意图a；

图2是图1纵向截面图；

图3是图1横向截面图；

图4是图1在工程使用中的纵向截面图；

图5是本发明实施例1结构示意图b；

图6是本发明实施例2结构示意图a；

图7是本发明实施例2结构示意图b；

图中，1、板面构造钢筋；2、板底纵向预应力钢筋；3、板底横向预应力钢筋；4、通长空心腔；5、活动芯肋；6、限位孔洞；7、防水层；8、保温层；9、板底横向预应力钢筋通长预留孔洞。

具体实施方式

需要说明的是，在下述实施例1和实施例2中，相同的结构采用相同的数字标示。下面结合附图对本发明做进一步详述：

实施例1

如图1所示，一种双向预应力预制钢筋混凝土空心楼板，楼板为砼浇筑而成的矩形，空心楼板包括板面构造钢筋1、板底纵向预应力钢筋2、板底横向预应力钢筋3和通长空心腔4；板面构造钢筋1分布于空心楼板上板面的纵向和横向；板底纵向预应力钢筋2、板底横向预应力钢筋3分布于空心楼板底板面的纵向、横向；通长空心腔4设置于空心楼板的纵向中部，在通长空心腔4内植入活动芯肋5，所述活动芯肋5的外形与通长空心腔4匹配；板面构造钢筋1、板底纵向预应力钢筋2、板底横向预应力钢筋3伸出空心楼板的部分均与支座连接固定。

通长空心腔4与活动芯肋5的截面形状可以是附图1所示的圆形，还可以是椭圆形、枣形、正方形或长方形等异形孔。可以根据实际需要来进行选择。

为了减轻构件自重、节省钢筋，活动芯肋5采用若干串联的方式，即：活动芯肋的轴心由钢筋穿过，多个外形相同的活动芯肋串联在一起，两两活动芯肋之间间隔一段距离。需要说明的是，在通长空心腔的两端部必须植入有活动芯肋5，在同一个通长空心腔内，活动芯肋的高度（轴向长度）可以不相同，间歇性设置。

如图2-3所示，为了增加横向抗弯强度及整体空心楼板在工程使用中的结构抗震性能，相邻通长空心腔4的中线与板底纵向预应力钢筋2的轴线重合，活动芯肋5的中线穿过板底横向预应力钢筋3的圆心。

空心楼板在使用过程中可能会出现左右移动现象，为了防止其移动，在相邻通长空心腔之间设置限位空洞6，限位孔洞6与通长空心腔4的夹角呈90º。

如图4所示，空心楼板在使用过程中，根据环境要求，可以在空心楼板上板面增加防水层7等，在底板面增加保温层8等。

一种制备双向预应力预制钢筋混凝土空心楼板的方法，此方法为先张法，包括以下步骤：

（1）制作矩形定型模具，模具尺寸为长宽比2＜l/b＜3，高度h＞10cm，纵向相对侧面开设若干空心孔径D；

（2）在定型模具中设置纵横双向受力板面构造钢筋1、板底纵向预应力钢筋2和板底横向预应力钢筋3，板底横向预应力钢筋3按设计间距布置，板底纵向预应力钢筋2按间距n均匀布置，中部布设外径D通长空心圆型芯管，设置防止板位移的限位孔洞圆型芯管；

（3）向模具内浇筑大于C25强度的砼，并振捣密实、表面收光；

（4）从模具中将通长空心圆型芯管从模具侧板抽出，形成砼板中纵向通长空心；从模具中将限位孔洞圆型芯管从模具顶板抽出，形成限位孔洞6；

（5）将事先预制好的大于C25强度的砼圆型半径比芯管略小的活动芯肋推入纵向通长空心腔4按板底横向预应力钢筋位置布设，使之形成横向密肋，以增加砼板的横向刚度，从而增加并提高该砼板的抗震性能。

如图5所示，为了满足高强扁平梁做无梁（暗梁）结构，用于制作空心楼板的定型模具的截面形状也可以做成其他形状，例如：T型等。

实施例2

如图6所示，一种双向预应力预制钢筋混凝土空心楼板，楼板为砼浇筑而成的矩形，空心楼板包括板面构造钢筋1、板底纵向预应力钢筋2、板底横向预应力钢筋通长预留孔洞9和通长空心腔4；板面构造钢筋1分布于空心楼板上板面的纵向和横向；板底纵向预应力钢筋2按设计间距分布于空心楼板底板面的纵向；板底横向预应力钢筋通长预留孔洞9按设计间距分布于空心楼板底板面的横向；通长空心腔4设置于空心楼板的纵向中部，在通长空心腔4内植入活动芯肋5，所述活动芯肋5的外形与通长空心腔4匹配；板面构造钢筋1、板底纵向预应力钢筋2伸出空心楼板的部分均与支座连接固定。

通长空心腔4与活动芯肋5的截面形状可以是附图6所示的圆形，还可以是椭圆形、枣形、正方形或长方形等异形孔。可以根据实际需要来进行选择。

为了减轻构件自重、节省钢筋，活动芯肋5采用若干串联的方式，即：活动芯肋的轴心由钢筋穿过，多个外形相同的活动芯肋串联在一起，两两活动芯肋之间间隔一段距离。需要说明的是，在通长空心腔的两端部必须植入有活动芯肋5，在同一个通长空心腔内，活动芯肋的高度（轴向长度）可以不相同，间歇性设置。

为了增加横向抗弯强度及整体空心楼板在工程使用中的结构抗震性能，相邻通长空心腔4的中线与板底纵向预应力钢筋2的轴线重合，活动芯肋5的中线穿过板底横向预应力钢筋通长预留孔洞9的圆心。

空心楼板在使用过程中可能会出现左右移动现象，为了防止其移动，在相邻通长空心腔之间设置限位空洞6，限位孔洞6与通长空心腔4的夹角呈90º。

如图4所示，空心楼板在使用过程中，根据环境要求，可以在空心楼板上板面增加防水层7等，在底板面增加保温层8等。

一种制备双向预应力预制钢筋混凝土空心楼板的方法，此方法为后张法，包括以下步骤：

（1）制作矩形定型模具，模具尺寸为长宽比2＜l/b＜3，高度h＞10cm，纵向相对侧面开设若干空心孔径D。

（2）在定型模具中设置受力的板面构造钢筋1、板底纵向预应力钢筋2，板底纵向预应力钢筋2按设计间距布置；布设后期用于安装板底横向预应力钢筋的圆型芯管，圆型芯管按设计间距布置；居中布设外径D通长空心圆型芯管；设置防止板位移的限位孔洞圆型芯管；

（3）向模具内浇筑大于C25强度的砼，并振捣密实、表面收光；

（4）从模具中将通长空心圆型芯管从模具侧板抽出，形成砼板中纵向通长空心腔4；从模具中将限位孔洞圆型芯管从模具顶板抽出，形成限位孔洞6；

（5）将板底横向预应力钢筋插入板底横向预应力钢筋通长预留孔洞9中施加预应力后张拉；

（6）将事先预制好的大于C25强度的砼圆型半径比芯管略小的活动芯肋5推入纵向通长空心腔4按板底横向预应力钢筋位置布设，使之形成横向密肋，以增加砼板的横向刚度，从而增加并提高该砼板的抗震性能。

如图7所示，为了满足高强扁平梁做无梁（暗梁）结构，用于制作空心楼板的定型模具的截面形状也可以做成其他形状，例如：T型等。

考虑到运输和吊装等因素，根据板短向跨度、荷载情况预制宽度900、1200、1500等规格预应力（预应筋均匀布置）多孔板（先张法）。根据现场实际工程双向板长向尺寸，采用上述规格板进行拼接。沿板长向事先预留孔洞内穿预应力钢铰线（预应力筋集中布置），采用后张法进行预应力施工，灌缝，然后将拼接处钢板进行焊接（剖口焊），最后完成双向预应力预制板的安装。

上述实施例仅仅是对本发明的进一步说明，不构成对本发明的限制。空心楼板的结构形状、通长空心腔的内径尺寸、活动芯肋的数量及间距可以根据实际情况进行设定，不局限于附图中所示，本领域普通技术人员在本发明的基础上，所做的任何引申、变形均在本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.一种双向预应力预制钢筋混凝土空心楼板，楼板为砼浇筑而成，其特征在于：所述空心楼板包括板面构造钢筋、板底预应力钢筋和通长空心腔；板面构造钢筋分布于空心楼板上板面的纵向和横向；板底预应力钢筋分布于空心楼板底板面的纵向和横向；通长空心腔设置于空心楼板的纵向或横向中部，在通长空心腔内植入活动芯肋，所述活动芯肋的外形与通长空心腔匹配。

2.根据权利要求1所述的双向预应力预制钢筋混凝土空心楼板，其特征在于：板面构造钢筋、板底预应力钢筋和通长空心腔均为多个。

3.根据权利要求2所述的双向预应力预制钢筋混凝土空心楼板，其特征在于：通长空心腔设置于空心楼板的纵向中部，相邻通长空心腔的中线与板底纵向预应力钢筋的轴线重合。

4.根据权利要求2或3所述的双向预应力预制钢筋混凝土空心楼板，其特征在于：活动芯肋的中线穿过板底横向预应力钢筋的圆心。

5.根据权利要求1所述的双向预应力预制钢筋混凝土空心楼板，其特征在于：还包括限位孔洞，限位孔洞与通长空心腔的夹角呈90º，设置于空心楼板上相邻通长空心腔之间，用于后期安装定位。

6.根据权利要求1所述的双向预应力预制钢筋混凝土空心楼板，其特征在于：所述活动芯肋为多个且串联分布于通长空心腔内。

7.根据权利要求1或6所述的双向预应力预制钢筋混凝土空心楼板，其特征在于：所述活动芯肋的截面形状为圆形、椭圆形、枣形、正方形或长方形等异形孔。

8.根据权利要求1所述的双向预应力预制钢筋混凝土空心楼板，其特征在于：在空心楼板的上板面、底板面可根据工程需要分别预制防水层、保温层。

9.一种先张法制备双向预应力预制钢筋混凝土空心楼板的方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）制作定型模具，纵向相对侧面开设若干空心孔径D；

（2）在定型模具中设置纵横双向板面构造钢筋、板底预应力钢筋，中部布设外径D通长空心圆型芯管，在相邻通长空心圆型芯管间布设防止板位移的限位孔洞圆型芯管；

（3）向模具内浇筑砼，并振捣密实、表面收光；

（4）拆除模具，抽出通长空心圆型芯管，形成砼板中纵向通长空心腔；抽出限位孔洞圆型芯管，形成限位孔洞；

（5）将预制好的活动芯肋推入纵向通长空心腔即可。

10.一种后张法制备双向预应力预制钢筋混凝土空心楼板的方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）制作定型模具，纵向相对侧面开设若干空心孔径D；

（2）在定型模具中设置纵向板底预应力钢筋，布设用于安装板底横向预应力钢筋的圆型芯管，中部布设外径D通长空心圆型芯管，设置防止板位移的限位孔洞圆型芯管；

（3）向模具内浇筑砼，并振捣密实、表面收光；

（4）拆除模具，抽出板底横向预应力钢筋的圆型芯管，形成板底横向预应力钢筋通长预留孔洞；抽出通长空心圆型芯管，形成砼板中纵向通长空心腔；抽出限位孔洞圆型芯管，形成限位孔洞；

（5）将板底横向预应力钢筋插入板底横向预应力钢筋通长预留孔洞中，施加预应力后张拉；

（6）将预制好的活动芯肋推入纵向通长空心腔即可。

11.根据权利要求9或10所述的制备双向预应力预制钢筋混凝土空心楼板的方法，其特征在于：所述定型模具的截面形状为矩形或T型。