CN109868943A - 一种钢梁与钢筋桁架楼承板组成的组合梁及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
一种钢梁与钢筋桁架楼承板组成的组合梁，包括钢筋桁架楼承板、钢梁及混凝土，所述钢筋桁架楼承板上弦钢筋伸长，钢梁位置上移，将所述钢筋桁架楼承板的上弦钢筋搭接于所述钢梁上翼缘板，并进行焊接固定，在所述楼承板和钢梁腹板两侧空腔内现场浇筑混凝土，使所述钢梁和所述钢筋桁架楼承板连接为一整体结构。本发明还包括上述组合梁的施工方法。本发明提高了连接节点的整体性，同时将钢梁的上翼缘板及腹板内置于所浇筑的混凝土内，减少了防火、防腐处理要求和复杂的施工工艺，钢梁上不用焊接栓钉等抗剪连接件，且避免所述钢梁竖向加劲板的加工和焊接，减少钢材用量，混凝土和钢梁组成组合梁同时负荷，提高了所述钢梁的稳定性和承载力。
Description
技术领域
本发明属于钢结构工程技术领域，具体涉及一种钢梁与钢筋桁架楼承板组成的组合梁及其施工方法。
背景技术
现代建筑工程标准化设计、工业化生产、装配化施工的发展，加速了智能和装配式建筑的推广和应用，而钢结构是装配式建筑的重要结构形式。楼盖体系是钢结构建筑的重要组成部件，其工业化生产、装配化施工技术的发展是影响建造周期的重要因素。钢筋桁架楼承板是将楼板中的钢筋在工厂加工成钢筋桁架，并将钢筋桁架与底板在工厂焊接成一体的组合模板，组成一个在施工阶段能够承受混凝土自重及施工荷载的承重构件，是近年逐渐推广应用的一种新型楼板形式。
传统的设计方案通常是将钢梁置于楼承板底板以下，钢梁通过焊接于上翼缘板的栓钉，再浇筑混凝土实现和楼板的有效固结。在楼承板端部的连接部位，还需要布置相应的构造钢筋以加强连接。此外，由于钢梁的设计刚度和承载力需要，常常需要设计较大截面高度的钢梁，由此减小楼层的净高，降低了建筑空间的利用率。
优化结构设计，提高工业化、标准化生产效率，简化施工工艺是缩短工程建造周期和加速装配式建筑推广和应用的重要途径。
发明内容
本发明要克服现有技术的上述不足和缺陷，提供了一种钢梁与钢筋桁架楼承板组成的组合梁和施工方法，以达到简化结构设计，加快施工速度，加强混凝土楼板、钢梁连接，提高承载能力的目的。
本发明通过以下技术方案实现：
钢梁与钢筋桁架楼承板组成的组合梁，其特征在于：包括钢筋桁架楼承板、钢梁及混凝土，所述钢筋桁架楼承板端部构造包括支座连接件、腹杆钢筋、上弦钢筋和下弦钢筋，所述钢梁位置上移，所述钢筋桁架楼承板的上弦钢筋搭接于所述钢梁的上翼缘板，所述上弦钢筋与所述上翼缘板焊接固定；所述钢梁腹板在所述钢筋桁架楼承板的下弦钢筋对应位置开设穿筋孔，在所述钢梁腹板穿筋孔处设置连接钢筋与所述的下弦钢筋进行绑扎搭接，在所述楼承板和钢梁腹板两侧空腔内填充有现场浇筑混凝土，使所述钢梁和所述钢筋桁架楼承板连接为一整体结构形成组合梁。
优选地，所述钢筋桁架楼承板的上弦钢筋伸长至所述钢梁上翼缘板宽度以内，所述上弦钢筋和所述钢梁上翼缘板进行焊接固定。
优选地，所述钢筋桁架楼承板的底板，可根据实际结构设计需要选择可拆卸或不可拆卸型底板。
优选地，所述支座连接件与钢梁焊接固定，所述支座连接件的上端支撑在所述上弦钢筋之下；
进一步，所述支座连接件为支座钢筋，所述支座钢筋下端带弯钩并支撑在所述钢梁下翼缘上；
或者，所述支座连接件为C型钢板连接件，所述C型钢板连接件宽度不超过钢筋桁架宽度，所述C型钢板连接件设计成上翼缘大，下翼缘小的截面形式，所述C型钢板连接件上翼缘现场扣在钢梁上翼缘并焊接连接，所述C型钢板连接件下翼缘撑在钢梁下翼缘并焊接连接，以加强施工阶段钢筋桁架与钢梁的连接，保证钢筋桁架在施工阶段的刚度，适用于楼板跨度较大的情况；
或者，所述支座连接件为L型钢板连接件，所述L型钢板连接件与所述钢梁上翼缘现场进行焊接，适用于楼板跨度较小或钢筋桁架刚度较大的情况。
优选地，钢筋桁架楼承板底板以下的钢梁腹板两侧设有模板，模板的高度为所述钢梁下翼缘板至所述楼承板底板位置，所述模板为木质材料或金属质材料制成，浇筑的混凝土凝固后拆卸。
优选地，当钢梁截面高度尺寸因使用要求受限制时，所述钢梁下翼缘板可采用槽型钢或C型钢，当所述钢梁下翼缘钢板采用槽型钢或C型钢时，钢梁下翼缘可兼做混凝土模板。
本发明还包括所述钢梁与所述钢筋桁架楼承板组成组合梁的施工方法，包括以下步骤：
步骤1)：工厂内进行所述钢筋桁架楼承板的预制生产；
步骤2)：现场进行所述钢梁、所述钢筋桁架楼承板的吊装、定位；
步骤3)：所述钢筋桁架楼承板上弦钢筋和所述钢梁上翼缘板的焊接固定，所述支座连接件与所述钢梁焊接固定，在所述钢梁腹板穿筋孔处设置连接钢筋与所述钢筋桁架楼承板下弦钢筋进行绑扎搭接；
步骤4)：所述钢梁两侧模板固定安装；在所述钢筋桁架楼承板的底板和钢梁下翼缘板之间架设模板1-4，其材料为木质模板或金属质材料，待灌注的混凝土凝固后可将其拆卸以便于混凝土养护。
步骤5)：现场进行混凝土浇筑，实现所述钢梁和楼承板的整体性固结。
进一步，步骤5)的现场进行混凝土浇筑包括所述钢梁腹板两侧的空腔和所述钢筋桁架楼承板整体浇筑。
所述钢筋桁架楼承板不限于本实施例所介绍的楼承板结构形式，适用于各类型钢筋桁架楼承板的连接设计。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1.增大楼层净高、提高空间利用率，在相同刚度和承载力设计要求的条件下，可减小钢梁的截面高度，增加楼层净高，提高建筑空间的使用效率；另一方面，在同等的楼层净高要求下，可增大梁截面高度，提高其设计承载力；
2.提高了连接区域的整体性和承载力，将钢梁部分上移至楼板厚内，通过混凝土的整体浇筑实现钢梁和楼板的整体性连接；
3.提高了钢梁的承载能力，通过在钢梁腹板两侧的空腔内浇注混凝土，提高了所述组合钢梁的稳定性和承载力，且无需再进行竖向加劲板的设计，一定程度上减少了钢材的使用量；
4.简化结构设计，提高了工业化预制和施工效率，无需在钢梁上翼缘板上焊接栓钉等抗剪件，钢梁和钢筋桁架楼承板的上弦钢筋进行焊接固定，并通过灌注混凝土实现整体性固结；
5.提高了钢梁的防火、防腐设计性能，钢梁部分上移至楼板内，并在钢梁腹板两侧空腔内灌注了混凝土，对钢梁在防火、防腐方面起到了保护作用，仅需对钢梁外露的下翼缘板进行防火、防腐处理；当钢梁下设计有与梁宽相等的墙体时，则该钢梁完全内置，无需进行防火、防腐处理，降低了成本。
附图说明
图1为本发明实施例的钢梁与钢筋桁架楼承板组成组合梁剖面示意图，其中支座连接件为支座钢筋；
图2为本发明实施例的钢梁与钢筋桁架楼承板组成组合梁剖面示意图，其中支座连接件为C型钢板连接件；
图3为本发明实施例的钢梁与钢筋桁架楼承板组成组合梁剖面示意图，其中支座连接件为L型钢板连接件；
图4为本发明实施例的钢梁与钢筋桁架楼承板组成组合梁剖面示意图,其中支座连接件为L型钢板连接件，钢梁下翼缘板采用槽型钢或C型钢；
图5是图1-4所示的钢筋桁架楼承板的A-A结构剖面的示意图；
图6是图1的B-B向剖视图；
图7是图2的C-C向剖视图；
图8是图3或图4的D-D向剖视图；
图9为本发明实施例的钢梁与钢筋桁架楼承板组成组合梁平面构造示意图。
图中标记与对应构件说明：1-1—钢梁，1-2—钢筋桁架楼承板，1-3—混凝土，1-4—模板，1-5—底板，1-6—支座连接件，1-7—下弦钢筋连接筋1-8—上弦钢筋，1-9—下弦钢筋，1-10—腹杆钢筋，1-11分布钢筋；1-12—支座水平筋；
2-1—钢梁1-1的上翼缘板，2-2—钢梁1-1的腹板，2-3—钢梁1-1的下翼缘板。
具体实施方式
下面结合附图，进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
参照图1、5～9：
钢梁与钢筋桁架楼承板组成的组合梁，包括钢筋桁架楼承板1-2、钢梁1-1及混凝土1-3，所述钢筋桁架楼承板1-2的端部构造包括支座连接件1-6、腹杆钢筋1-10、上弦钢筋1-8和下弦钢筋1-9，所述钢梁1-1位置上移，所述钢筋桁架楼承板1-2的上弦钢筋1-8搭接于所述钢梁1-1的上翼缘板2-1，所述上弦钢筋1-8与所述上翼缘板2-1焊接固定；所述钢筋桁架楼承板1-2的下弦钢筋1-9与所述钢梁腹板2-2穿筋孔处的连接钢筋1-7绑扎搭接，在所述钢筋桁架楼承板1-2和钢梁1-1的腹板2-2两侧空腔内填充有现场浇筑混凝土1-3，使所述钢梁1-1和所述钢筋桁架楼承板1-2连接为一整体结构形成组合梁。
所述钢筋桁架楼承板1-2的上弦钢筋1-8伸长至所述钢梁1-1的上翼缘板2-1宽度以内，所述上弦钢筋1-8和所述钢梁1-1的上翼缘板1-8进行焊接固定。
所述钢梁1-1的腹板2-2在所述钢筋桁架楼承板1-2的下弦钢筋1-9对应位置开设穿筋孔，在所述钢梁腹板穿筋孔处设置连接钢筋1-7与所述的下弦钢筋1-8进行绑扎搭接。
所述钢筋桁架楼承板1-2的底板1-5，可根据实际结构设计需要选择可拆卸或不可拆卸型底板。
所述支座连接件1-6与钢梁1-1焊接固定，所述支座连接件1-6的上端支撑在所述上弦钢筋1-8之下；支座连接件1-6为支座钢筋，支座钢筋下端带弯钩并支撑在所述钢梁1-1的下翼缘2-3上。
所述钢筋桁架楼承板1-2的上弦钢筋1-8与腹杆钢筋1-10采用电阻点焊。钢筋桁架楼承板1-2的两个下弦钢筋1-9之间设有支座水平筋1-12，钢筋桁架楼承板1-2还设有分布钢筋1-11。
钢筋桁架楼承板1-2的底板1-5以下的钢梁腹板2-2两侧设有模板1-4，模板1-4的高度为所述钢梁下翼缘板2-3至所述钢筋桁架楼承板1-2的底板1-5位置，模板为1-5木质材料或金属质材料制成，浇筑的混凝土凝固后拆卸。
本实施例中，当钢梁1-1截面高度尺寸因使用要求受限制时，所述钢梁1-1的下翼缘板2-3可采用槽型钢或C型钢，当所述钢梁下翼缘2-3采用槽型钢或C型钢时，钢梁下翼缘2-3可兼做混凝土模板。
本实施例的钢梁与所述钢筋桁架楼承板组成组合梁的施工方法，包括以下步骤：
步骤1)：工厂内进行所述钢筋桁架楼承板的预制生产；
步骤2)：现场进行所述钢梁、所述钢筋桁架楼承板的吊装、定位；
步骤3)：所述钢筋桁架楼承板上弦钢筋和所述钢梁上翼缘板的焊接固定，所述支座连接件与所述钢梁焊接固定，在所述钢梁腹板穿筋孔处设置连接钢筋与所述钢筋桁架楼承板下弦钢筋进行绑扎搭接；
步骤4)：所述钢梁两侧模板固定安装；在所述钢筋桁架楼承板的底板和钢梁下翼缘板之间架设模板1-4，其材料为木质模板或金属质材料，待灌注的混凝土凝固后可将其拆卸以便于混凝土养护。
步骤5)：现场进行混凝土浇筑，实现所述钢梁和楼承板的整体性固结。
步骤5)的现场进行混凝土浇筑包括所述钢梁腹板两侧的空腔和所述钢筋桁架楼承板整体浇筑。
所述钢筋桁架楼承板不限于本实施例所介绍的楼承板结构形式，适用于各类型钢筋桁架楼承板的连接设计。
实施例2
参照图2、5～9：
本实施例与实施例1的区别在于支座连接件1-6，本实施例的支座连接件1-6为C型钢板连接件，所述C型钢板连接件宽度不超过钢筋桁架宽度，所述C型钢板连接件设计成上翼缘大，下翼缘小的截面形式，所述C型钢板连接件上翼缘现场扣在钢梁1-1的上翼缘2-1并焊接连接，所述C型钢板连接件下翼缘撑在钢梁1-1的下翼缘2-3并焊接连接，以加强施工阶段钢筋桁架与钢梁1-1的连接，保证钢筋桁架在施工阶段的刚度，适用于楼板跨度较大的情况。
其余部分与实施例1相同。
实施例3
参照图3、5～9：
本实施例与实施例1的区别在于支座连接件1-6，本实施例的支座连接件1-6为L型钢板连接件，所述L型钢板连接件与所述钢梁上翼缘2-1现场进行焊接，适用于楼板跨度较小或钢筋桁架刚度较大的情况。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
Claims (9)
1.钢梁与钢筋桁架楼承板组成的组合梁，其特征在于：包括钢筋桁架楼承板、钢梁及混凝土，所述钢筋桁架楼承板端部构造包括支座连接件、腹杆钢筋、上弦钢筋和下弦钢筋，所述钢梁位置上移，所述钢筋桁架楼承板的上弦钢筋搭接于所述钢梁的上翼缘板，所述上弦钢筋与所述上翼缘板焊接固定；所述钢梁腹板在所述钢筋桁架楼承板的下弦钢筋对应位置开设穿筋孔，在所述钢梁腹板穿筋孔处设置连接钢筋与所述的下弦钢筋进行绑扎搭接，在所述楼承板和钢梁腹板两侧空腔内填充有现场浇筑混凝土，使所述钢梁和所述钢筋桁架楼承板连接为一整体结构形成组合梁。
2.如权利要求1所述的钢梁与钢筋桁架楼承板组成的组合梁，其特征在于：所述钢筋桁架楼承板的上弦钢筋伸长至所述钢梁上翼缘板宽度以内，所述上弦钢筋和所述钢梁上翼缘板进行焊接固定。
3.如权利要求2所述的钢梁与钢筋桁架楼承板组成的组合梁，其特征在于：所述支座连接件与钢梁焊接固定，所述支座连接件的上端支撑在所述上弦钢筋之下；所述支座连接件为支座钢筋，所述支座钢筋下端带弯钩并支撑在所述钢梁下翼缘上。
4.如权利要求2所述的钢梁与钢筋桁架楼承板组成的组合梁，其特征在于：所述支座连接件与钢梁焊接固定，所述支座连接件的上端支撑在所述上弦钢筋之下；所述支座连接件为C型钢板连接件，所述C型钢板连接件宽度不超过钢筋桁架宽度，所述C型钢板连接件设计成上翼缘大，下翼缘小的截面形式，所述C型钢板连接件上翼缘现场扣在钢梁上翼缘并焊接连接，所述C型钢板连接件下翼缘撑在钢梁下翼缘并焊接连接。
5.如权利要求2所述的钢梁与钢筋桁架楼承板组成的组合梁，其特征在于：所述支座连接件与钢梁焊接固定，所述支座连接件的上端支撑在所述上弦钢筋之下；所述支座连接件为L型钢板连接件，所述L型钢板连接件与所述钢梁上翼缘现场进行焊接。
6.如权利要求3-5之一所述的钢梁与钢筋桁架楼承板组成的组合梁，其特征在于：钢筋桁架楼承板底板以下的钢梁腹板两侧设有模板，模板的高度为所述钢梁下翼缘板至所述楼承板底板位置，所述模板为木质材料或金属质材料制成，浇筑的混凝土凝固后拆卸。
7.如权利要求3-5之一所述的钢梁与钢筋桁架楼承板组成的组合梁，其特征在于：当钢梁截面高度尺寸因使用要求受限制时，所述钢梁下翼缘板可采用槽型钢或C型钢，钢梁下翼缘兼做混凝土模板。
8.如权利要求1所述的钢梁与钢筋桁架楼承板组成的组合梁，其特征在于：所述钢筋桁架楼承板的底板，是可拆卸或不可拆卸型。
9.如权利要求1所述的钢梁与钢筋桁架楼承板组成的组合梁的施工方法，包括以下步骤：
步骤1)：工厂内进行所述钢筋桁架楼承板的预制生产；
步骤2)：现场进行所述钢梁、所述钢筋桁架楼承板的吊装、定位；
步骤3)：所述钢筋桁架楼承板上弦钢筋和所述钢梁上翼缘板的焊接固定，所述支座连接件与所述钢梁焊接固定，在所述钢梁腹板穿筋孔处设置连接钢筋与所述钢筋桁架楼承板下弦钢筋进行绑扎搭接；
步骤4)：所述钢梁两侧模板固定安装；在所述钢筋桁架楼承板的底模和钢梁下翼缘板之间架设模板1-4，其材料为木质模板或金属质材料，待灌注的混凝土凝固后可将其拆卸以便于混凝土养护。
步骤5)：现场进行混凝土浇筑，包括所述钢梁腹板两侧的空腔和所述钢筋桁架楼承板整体浇筑，实现所述钢梁和楼承板的整体性固结。
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