CN109881833B - 纵向抗剪钢筋和预制板分离的叠合板组合梁 - Google Patents

Abstract

1.本发明涉及一种纵向抗剪钢筋和预制板分离的叠合板组合梁，属于建筑结构技术领域。2.本发明包括端部开平台混凝土预制板，附加钢筋网片单元和上部混凝土后浇层。3.端部开平台混凝土预制板板端不出筋，同时在预制板顶部预留一定宽度的台阶状平台，在平台内放置由纵横向钢筋绑扎组成的钢筋网片单元，横向钢筋起到组合梁纵向抗剪作用，沿梁长方向的钢筋平行放置于台阶状平台内，起到定位固定的作用。4.本发明在组合梁中取消了传统预制板胡子筋，通过板端开台阶状平台，嵌入钢筋网片单元的形式，解决了组合梁纵向抗剪问题和纵向抗剪钢筋定位的问题。该构造传力明确，施工方便，适用于建筑工程、桥梁工程等领域的叠合板组合梁体系。

Description

纵向抗剪钢筋和预制板分离的叠合板组合梁

技术领域

本发明涉及一种纵向抗剪钢筋和预制板分离的叠合板组合梁，属于建筑结构技术领域。

背景技术

在装配式组合楼盖和组合梁桥等结构体系中，组合梁体系得到了广泛应用。在组合梁中，纵向抗剪钢筋必不可少，起到防止劈裂破坏的作用。

在现浇混凝土翼缘的组合梁中，混凝土板的横向钢筋兼做组合梁的纵向抗剪钢筋，因为是现场作业，所以钢筋绑扎时可以随时根据栓钉的实际位置对横向钢筋位置进行微调，以避免栓钉和横向钢筋的冲突。

在叠合板混凝土翼缘的组合梁中，预制板的横向钢筋伸出来作为胡子钢筋起到纵向抗剪钢筋的作用。为了避免胡子筋和栓钉之间的位置冲突：

(1)对于直线组合梁(建筑结构和直线组合桥)，混凝土预制板的横向钢筋间距必须和栓钉纵向间距一致，预制板沿顺桥向的宽度必须是栓钉纵向间距的整数倍，这非常影响设计的自由度，此外工程中经常遇到栓钉纵向间距变化的情况(例如连续梁)，就需要采用不同规格的预制板，从而降低了板的标准化程度；

(2)对于曲线组合梁(曲线组合桥)，采用以直代曲的方法来近似逼近平面线形，预制板尺寸基本不存在一个标准化的模数。

所以，解决上述问题的核心是：纵向抗剪钢筋和预制板的设计相互独立，互不干扰。

针对上述问题，欧洲规范4(Eurocode 4)给出了一种解决方案是：板端不伸出胡子钢筋，然后附加纵向抗剪钢筋。但这种方案存在附加钢筋现场不方便定位和固定的问题。

本专利提出一种对传统预制板端部和侧边构造的改进方法，在欧洲规范4建议的方法基础上，重点加强现场纵向钢筋定位和固定的方便性。取消混凝土预制板两端的胡子筋，在板端支座处沿板宽通长预开设开台阶状平台，预制板吊装就位后，在台阶状平台布置附加钢筋网片单元，再浇筑上层混凝土形成混凝土叠合板。这种改进方法在解决了传统预制板外伸胡子筋和栓钉冲突问题的同时，也解决了欧洲规范4所建议方法中附加钢筋现场不方便定位和固定的问题。满足了纵向抗剪钢筋和预制板内横向钢筋设计相互独立，互不干扰，提升了叠合板组合梁的装配化程度，降低现场施工难度，且方便附加钢筋的布置和定位，保证预制板与后浇层及钢梁的有效连接，提高了叠合板组合梁的整体性能。

发明内容

本发明针对传统混凝土预制板在叠合板组合梁中应用的局限和不足，提出一种纵向抗剪钢筋和预制板分离的叠合板组合梁构造形式，可以解决传统预制板运输不便，施工时胡子筋易冲突，附加钢筋固定和定位不便等问题。

所述的纵向抗剪钢筋和预制板分离的叠合板组合梁，取消了传统叠合板组合梁预制板两端外伸的胡子筋，同时在预制板和钢梁上翼缘搭接处预留台阶状平台。对两方向组合梁交叉位置处的混凝土预制板，其搭接在另一方向钢梁上翼缘上的的另一侧边，也开同样构造的平台，以满足另一方向纵向抗剪钢筋和预制板分离的需要。该种开台阶状平台的预制板吊装就位后，在板端平台上布置附加钢筋网片单元，再后浇混凝土形成混凝土叠合板，保证了叠合板组合梁的整体性和安全性，传力明确，提升了叠合板组合梁的装配化程度和施工速度。

本发明的技术方案如下：

一种采用纵向抗剪钢筋和预制板分离的叠合板组合梁构造，其特征在于所述的叠合板组合梁包括端部开平台混凝土预制板，附加钢筋网片单元和上部混凝土后浇层；所述端部开平台混凝土预制板板端不出筋，同时在预制板与钢梁上翼缘搭接处的板顶开台阶状平台；所述钢筋网片单元包括位于预制板板顶、起纵向抗剪作用的横向钢筋，和嵌于预制板所开平台上、沿梁长方向的定位钢筋；所述钢筋网片单元放置于钢梁上翼缘两侧预制板所开平台上；所述板顶开平台混凝土预制板板端与相邻两道平行的组合梁相连；所述上部混凝土后浇层与预制板形成混凝土叠合板，混凝土预制板通过台阶状平台、平台内的附加钢筋网片单元、后浇混凝土和后浇层及钢梁牢固连接，保证了叠合板组合梁的整体性和安全性。

所述的纵向抗剪钢筋和预制板分离的构造，其特征在于，混凝土预制板两端不出筋，在板端支座处沿板宽通长开设开台阶状平台，平台上嵌入附加钢筋网片单元，平台宽度满足附加钢筋网片单元的定位要求，且后浇混凝土可充分流入平台内和预制板之间，平台深度保证不与板内横向钢筋冲突，保证钢筋网片单元中横向钢筋可放置于预制板板顶，沿梁长方向钢筋可放置于平台上，且平台底部混凝土板仍完整可作为混凝土后浇层的模板。对两方向组合梁交叉位置处的混凝土预制板，其搭接在另一方向钢梁上翼缘上的的另一侧边，也开同样构造的平台，以满足另一方向纵向抗剪钢筋和预制板分离的需要。平台深度同样保证不与板内横向钢筋冲突，保证钢筋网片单元中横向钢筋可放置于预制板板顶，沿梁长方向钢筋可放置于平台上，且平台底部混凝土板仍完整可作为混凝土后浇层的模板。

所述的置于板端台阶状平台上的附加钢筋网片单元，其特征在于，钢筋网片单元中横向钢筋可放置于预制板板顶，替代传统胡子筋的作用，并作为组合梁的纵向抗剪钢筋；沿梁长方向钢筋可放置于平台上，为钢筋网片单元中的横向钢筋起到定位和固定作用。

所述的上部混凝土后浇层，其特征在于，以预制板和钢梁上翼缘为模板进行浇筑，可不搭设额外的模板，后浇混凝土流入预制板台阶状平台内和钢梁上翼缘两侧预制板间，使混凝土后浇层、附加钢筋、预制板形成混凝土叠合板，可协同受力。

一种纵向抗剪钢筋和预制板分离的叠合板组合梁的施工方法，其特征在于，该施工方法包括以下步骤：

a.工厂预制端部开平台混凝土预制板，板端平台沿板宽通长开设，平台宽度按纵向抗剪钢筋定位需要进行设计，平台宽度保证附加钢筋网片单元可以放入且后浇混凝土可充分流入槽内，平台深度保证不与板内横向钢筋冲突且平台底部混凝土板仍完整可作为混凝土后浇层的模板。对两方向组合梁交叉位置处的混凝土预制板，其搭接在另一方向钢梁上翼缘上的的另一侧边，也开同样构造的平台，以满足另一方向纵向抗剪钢筋和预制板分离的需要。

b.工厂预制钢筋网片单元，横向钢筋按组合梁纵向抗剪需要进行设计，沿梁长方向的钢筋按横向钢筋定位需要和钢梁上翼缘栓钉布置情况合理布置，并与横向钢筋进行绑扎固定。

c.现场吊装预制板，端部开平台混凝土预制板与相邻两道平行的组合梁相连，对两方向组合梁交叉位置处，放置另一方向也开平台的混凝土预制板；

d.在预制板台阶状平台内放入附加钢筋网片单元，附加钢筋网片单元跨过钢梁，与另一侧混凝土楼板相连，可替代传统胡子筋作用，并作为组合梁的纵向抗剪钢筋；

e.绑扎后浇层钢筋网片，并安装就位；

f.以预制板和钢梁上翼缘为模板进行混凝土后浇层的浇筑，后浇混凝土流入预制板两端台阶状平台内，形成混凝土叠合板。

本发明相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)取消了预制板两端的胡子筋，方便了预制板的运输，施工时也避免了两侧预制板胡子筋和钢梁上翼缘栓钉的冲突，降低施工难度。(2)预制板两端增设了条形槽孔，附加钢筋置于槽孔内，便于定位，后浇混凝土保证附加钢筋和预制板协同工作，使附加钢筋可替代原有胡子筋的作用。(3)预制板侧边开设平台，方便布置与沿板长方向组合梁相连的附加钢筋，且缩短了附加钢筋与板内钢筋的距离，传力更直接有效。(4)附加钢筋除保证叠合板的整体性和连续性外，还可作为组合梁纵向抗剪钢筋，可充分利用材料，简化构造。(5)该构造传力明确，受力合理，构造简单，施工方便，经济性好。

附图说明

图1为本发明中所述端部开平台预制板与钢梁、附加钢筋网片、混凝土后浇层的相对关系示意图。

图2为本发明叠合板组合梁截面示意图。

图3为本发明中所述端部开平台预制板与附加钢筋网片、钢梁上翼缘栓钉的平面布置图与附加钢筋网片示意图。

图4为应用于组合结构弯曲桥面的所述端部开平台预制板与附加钢筋网片、钢梁上翼缘栓钉的平面布置图与附加钢筋网片示意图。

图5为现浇混凝土组合梁截面构造示意图。

图6为带胡子筋的传统叠合板混凝土组合梁截面构造示意图。

图7为欧洲规范4建议优化的叠合板组合梁附加纵向抗剪钢筋布置图。

图中：1—端部开平台预制板；2—预制板内纵向钢筋；3—预制板端部所开平台；4—平台内附加钢筋网片单元；5—混凝土后浇层；6—钢梁；7—钢梁上翼缘栓钉；8—两方向组合梁交叉处四边开平台预制板；9—沿长边方向所开平台；10—另一方向钢梁。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的结构、施工过程作进一步描述。

如图1所示，本发明的纵向抗剪钢筋和预制板分离的叠合板组合梁，包括端部开平台混凝土预制板(1)、平台内附加钢筋网片单元(4)和混凝土后浇层(5)，其中预制板(1)两端取消胡子筋，板内纵向钢筋(2)与预制板(1)板端平齐。工厂在制作预制板构件时，在板端部预先开台阶状平台(3)，端部开平台混凝土预制板(1)的端部搭在钢梁(6)上翼缘上，由于取消了胡子筋，预制板安装时不会与钢梁上翼缘栓钉(7)发生冲突，方便施工。预制板(1)吊装就位后，在板端所开平台(3)内放入附加钢筋(4)，以预制板(1)和钢梁(6) 为模板浇筑混凝土后浇层(5)，形成混凝土叠合板。

如图2所示，混凝土后浇层(5)流入板端所开平台(3)内，与预制板(1)、开平台内附加钢筋网片单元(4)形成整体，保证了装配式组合结构的整体性。附加钢筋网片单元(4) 固定于预制板所开平台(3)内，解决了横向钢筋定位和固定的问题，同时又能有效起到组合梁纵向抗剪作用。

如图3所示，在应用于组合楼盖体系或组合结构桥梁中时，组合梁为了解决梁端负弯矩区混凝土板开裂问题，栓钉间距会在负弯矩区梁段适当增大，或采用较大间距的抗拔不抗剪连接件，以释放一定的组合作用。随梁区段变化的栓钉间距，会与传统叠合板组合梁中伸出的胡子筋起冲突，在设计上往往需要调整预制板内纵向钢筋的间距和模数来避免该冲突，从而影响了设计的自由度和混凝土预制板的标准化。本发明采用的纵向抗剪钢筋和预制板分离的叠合板组合梁则解决了该问题，预制板可按统一标准化方案设计，只需改变附加钢筋网片单元中附加横向钢筋的间距，即可满足安装时变间距栓钉位置需要，从而避免与栓钉位置冲突。

同样，叠合板组合梁应用于组合结构桥梁体系中，特别是弯曲桥面系的设计方案中时，由于钢梁上翼缘在平面内是曲线方案，相应的上翼缘栓钉布置方案也为非等间距布置。传统的叠合板组合梁构造方案，同样会面临横向钢筋和栓钉冲突的问题。本发明采用的纵向抗剪钢筋和预制板分离的叠合板组合梁也可适用于解决该问题，预制板可按统一标准化方案设计，按平面方案需要改变附加钢筋网片单元中附加横向钢筋的平面布置，即可满足安装时变间距栓钉位置需要，从而避免与栓钉位置冲突。

本发明的施工方法为：

本发明所述的采用板端不出筋预制板的装配式钢-混凝土组合楼盖体系，其施工方法如下：工厂预制端部开平台预制板(1)和两方向组合梁交叉处四边开平台预制板(8)，台阶状平台(3)沿板宽或板长通长开设；现场吊装预制板(1)和(8)，板端搭接在钢梁(6)上翼缘上，预制板(8)侧边平台(10)搭接于另一方向钢梁(9)；在预制板所开台阶状平台(3)上放置附加钢筋网片单元(4)，附加钢筋网片单元(4)外伸部分跨过钢梁锚入楼板支座；绑扎后浇层钢筋网片并安装就位后，以预制板(1)和(8)及钢梁(6)和(9)为模板浇筑上部混凝土(5)，形成混凝土叠合板。

本专利提出一种纵向抗剪钢筋和预制板分离的叠合板组合梁，解决了传统叠合板组合梁预制板外伸胡子筋和栓钉冲突、附加钢筋易移位等问题。满足了纵向抗剪钢筋和预制板内横向钢筋设计相互独立，互不干扰，提升了叠合板组合梁的装配化程度，降低现场施工难度，且方便附加钢筋的布置和定位，保证预制板与后浇层及钢梁的有效连接，提高了叠合板组合梁的整体性能。该构造传力明确受力合理，构造简单，施工方便，经济性好。

Claims (3)

1.一种采用纵向抗剪钢筋和预制板分离的叠合板组合梁构造，其特征在于所述的叠合板组合梁包括端部开平台混凝土预制板，附加钢筋网片单元和上部混凝土后浇层；所述端部开平台混凝土预制板板端不出筋，同时在预制板与钢梁上翼缘搭接处的板顶开台阶状平台；

所述附加钢筋网片单元包括位于端部开平台混凝土预制板板顶、起纵向抗剪作用的横向钢筋，和嵌于端部开平台混凝土预制板所开台阶状平台上、沿梁长方向的定位钢筋；

所述附加钢筋网片单元放置于钢梁上翼缘两侧端部开平台混凝土预制板所开台阶状平台上；

所述端部开平台混凝土预制板与相邻两道平行的组合梁相连；所述上部混凝土后浇层与端部开平台混凝土预制板形成混凝土叠合板，端部开平台混凝土预制板通过台阶状平台、台阶状平台内的附加钢筋网片单元、后浇混凝土和上部混凝土后浇层及钢梁牢固连接，保证了叠合板组合梁的整体性和安全性；

端部开平台混凝土预制板两端不出筋，在板端支座处沿板宽通长开设开台阶状平台，平台上嵌入附加钢筋网片单元，平台宽度满足附加钢筋网片单元的定位要求，且后浇混凝土充分流入平台内和端部开平台混凝土预制板之间，平台深度保证不与板内横向钢筋冲突，保证附加钢筋网片单元中横向钢筋放置于预制板板顶，沿梁长方向钢筋放置于平台上，且平台底部混凝土板仍完整作为混凝土后浇层的模板；对两方向组合梁交叉位置处的端部开平台混凝土预制板，其搭接在另一方向钢梁上翼缘上的另一侧边，也开台阶状的平台，平台深度同样保证不与板内横向钢筋冲突，保证附加钢筋网片单元中横向钢筋放置于端部开平台混凝土预制板板顶，沿梁长方向钢筋放置于平台上，且平台底部混凝土板仍完整作为上部混凝土后浇层的模板；

附加钢筋网片单元中横向钢筋放置于预制板板顶，替代传统胡子筋的作用，并作为组合梁的纵向抗剪钢筋；沿梁长方向钢筋放置于平台上，为附加钢筋网片单元中的横向钢筋起到定位和固定作用。

2.根据权利要求1所述的一种采用纵向抗剪钢筋和预制板分离的叠合板组合梁构造，其特征在于，上部混凝土后浇层，以端部开平台混凝土预制板和钢梁上翼缘为模板进行浇筑，不搭设额外的模板，后浇混凝土流入端部开平台混凝土预制板台阶状平台内和钢梁上翼缘两侧端部开平台混凝土预制板间，使混凝土后浇层、附加钢筋、端部开平台混凝土预制板形成混凝土叠合板，协同受力。

3.一种使用权利要求1所述的一种采用纵向抗剪钢筋和预制板分离的叠合板组合梁构造的施工方法，其特征在于，该施工方法包括以下步骤：

a.工厂预制端部开平台混凝土预制板，板端台阶状平台沿板宽通长开设，平台宽度按纵向抗剪作用的横向钢筋定位需要进行设计，平台宽度保证附加钢筋网片单元放入且后浇混凝土充分流入槽内，平台深度保证不与板内横向钢筋冲突且平台底部混凝土板仍完整作为上部混凝土后浇层的模板；对两方向组合梁交叉位置处的端部开平台混凝土预制板，其搭接在另一方向钢梁上翼缘上的另一侧边，也开台阶状的平台，以满足另一方向纵向抗剪作用的横向钢筋和端部开平台混凝土预制板分离的需要；

b.工厂预制附加钢筋网片单元，横向钢筋按组合梁纵向抗剪需要进行设计，沿梁长方向的钢筋按横向钢筋定位需要和钢梁上翼缘栓钉布置情况合理布置，并与横向钢筋进行绑扎固定；

c.现场吊装预制板，端部开平台混凝土预制板与相邻两道平行的组合梁相连，对两方向组合梁交叉位置处，放置另一方向也开台阶状平台的端部开平台混凝土预制板；

d.在端部开平台混凝土预制板台阶状平台内放入附加钢筋网片单元，附加钢筋网片单元跨过钢梁，与另一侧混凝土楼板相连，替代传统胡子筋作用，并作为组合梁的纵向抗剪钢筋；

e.绑扎后浇层钢筋网片，并安装就位；

f.以端部开平台混凝土预制板和钢梁上翼缘为模板进行上部混凝土后浇层的浇筑，后浇混凝土流入端部开平台混凝土预制板两端台阶状平台内，形成混凝土叠合板。