CN109881834A - 网格梁加复合板的楼板结构及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于土木工程装配式钢结构技术领域，公开了一种网格梁加复合板的楼板结构，每个楼板单元周边四角为柱，四边为主梁，主梁与柱连接节点为刚接；每个楼板单元周边的内侧设有网格状次梁，网格状次梁与主梁铰接；网格状次梁之间的连接节点为刚性节点，网格状次梁之间形成多个网格单元，每个网格单元上设置有用于浇筑混凝土的复合板；基于复合板，每个楼板单元浇筑成混凝土楼板。本发明既简化了施工方法，又提高了施工速度，减少了施工现场的湿作业，进而达到了节能环保的目的，加快了智能化的发展。
Description
技术领域
本发明属于土木工程装配式钢结构技术领域，涉及一种网格梁加复合板的楼板结构及施工方法。
背景技术
《装配式钢结构建筑技术标准》(2017年06月01日实施)中第5.2.18条规定装配式钢结构楼板应符合下列规定：
楼板可选用工业化程度高的几种楼板：压型钢板组合楼板、钢筋桁架楼层板组合楼板、预制混凝土叠合楼板、预应力空心楼板。现有技术中，最常用的是压型钢板组合模板，由于梁及楼板均是单向受力，加上用压型钢板作为楼板底模，致使主梁受力不均匀、用钢量大、工厂化程度低、工地工作量大，使得工程造价显著增高。
发明内容
(一)发明目的
本发明的目的是：提供一种网格梁加复合板的楼板结构及施工方法，简化制作安装方法，进而更方便施工，以有效减少工号的施工安装工程量，保证施工安装质量，降低工程造价，加快工程进度。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种网格梁加复合板的楼板结构，每个楼板单元周边四角为柱，四边为主梁，主梁与柱连接节点为刚接；每个楼板单元周边的内侧设有网格状次梁，网格状次梁与主梁铰接；网格状次梁之间的连接节点为刚性节点，网格状次梁之间形成多个网格单元，每个网格单元上设置有用于浇筑混凝土的复合板；基于复合板，每个楼板单元浇筑成混凝土楼板。
优选地，所述复合板为厚度为40mm的预制板，复合板作为混凝土浇筑用模板，复合板表面涂刷界面剂后，在复合板上浇筑混凝土。
优选地，所述网格状次梁为井字型梁，井字型梁呈一体结构，采用热轧H型钢的工字型钢制成；在运输时，井字型梁改为小井字型梁，运到工地临时设施内再焊成完整的井字型梁；井字型梁改为小井字型梁时，次梁的上、下翼缘板上的切割线垂直于所切割次梁长度方向，次梁的腹板上的切割线在上、下翼缘板之间倾斜45°。
优选地，所述刚性节点为鼓形节点、桶型节点或普通节点。
优选地，所述鼓形节点成型前，首先制作底部开孔、内部凹槽形状为半个鼓状的模具；然后将钢板下料烧成枣红色并放置在半个鼓状模具上，用压力机冲压钢板形成半鼓皮，依次制作两个半鼓皮，将两个半鼓皮切边后，对接焊成鼓肚；再将鼓肚均匀地切成四瓣鼓片，分别放置在次梁连接节点处的工字型钢梁的四个角部，点焊后对称施焊，即形成刚性的鼓形节点。
优选地，所述桶型节点成型前，首先将无缝钢管均匀地切成四瓣弧形钢板，将弧形钢板分别放置在工字型钢梁的四个角部，点焊后对称施焊，即可形成刚性的桶型节点；无缝钢管的壁厚不小于工字型钢的腹板厚度，弧形钢板的高度h＝工字型钢梁腹板高度-2mm， 2a为工字型钢翼缘板的宽度。
优选地，所述普通节点成型时，在次梁连接节点处的工字型钢上，上、下翼缘板的四角加焊三角形板，或在工字型钢的肋板处加焊钢板。
本发明还提供一种基于上述网格梁加复合板的楼板结构的施工方法，其包括以下步骤：
步骤一：吊装中间复合板，将中间复合板安装在网格状次梁中间部位网格内；
步骤二：吊装网格状次梁，将网格状次梁与周边主梁铰接；
步骤三：吊装周边复合板，将周边复合板安装在网格状次梁周边部位网格内，
步骤四：在所有复合板上涂刷界面剂，吊装上部钢筋网片，将钢筋网片固定安装在网格状次梁的架立筋上，然后在复合板上浇筑混凝土。
优选地，所述步骤一中，在网格状次梁吊装就位前，将网格状次梁中间部位网格的复合板吊装就位固定后，再吊装网格状次梁周边部位网格的复合板并就位固定后，复合板周边刷密封胶；步骤二中，吊装网格状次梁前，沿次梁工字型钢上翼缘板的中心线每隔500mm焊接一个垂直工字型钢上翼缘板的10短钢筋作为立筋，在10短钢筋顶部焊通长的8架立钢筋。
优选地，所述步骤三中，在吊装网格状次梁周边部位网格的复合板前，首先在复合板的四个拐角分别焊接吊鼻；然后设计吊装机构，吊装机构包括方形的起吊架002、连接在起吊架002顶部的吊车吊钩001、悬挂在起吊架002四个拐角处的细钢丝绳003，每根细钢丝绳003上间隔布置有多个小吊钩004，每根细钢丝绳上相邻的两个小吊钩004之间的间距大于复合板的厚度；在使用吊装机构进行多块复合板吊装时，将复合板依次挂装在钢丝绳上，然后沿顺时针或逆时针方向，将复合板依次放置在对应的网格状次梁周边部位网格内，复合板采用人工智能脱钩。
(三)有益效果
上述技术方案所提供的网格梁加复合板的楼板结构及施工方法，既简化了施工方法，又提高了施工速度，减少了施工现场的湿作业，进而达到了节能环保的目的，加快了智能化的发展。
附图说明
图1为本发明实施例中井字型网格梁的布置示意图。
图2为本发明实施例中小井字型网格梁的布置示意图。
图3为本发明实施例中小鼓型节点及剖面示意图。其中，a图为小鼓型节点示意图，b图为剖面示意图。
图4为本发明实施例中大鼓型节点及剖面示意图。其中，a图为大鼓型节点示意图，b图为剖面示意图。
图5为本发明实施例中小桶型节点及剖面示意图。其中，a图为小桶型节点示意图，b图为剖面示意图。
图6为本发明实施例中大桶型节点及剖面示意图。其中，a图为大桶型节点示意图，b图为剖面示意图。
图7为本发明实施例中普通节点(一)及剖面示意图。其中，a图为普通节点(一)示意图，b图为剖面示意图。
图8为本发明实施例中普通节点(二)及剖面示意图。其中，a图为普通节点(二)示意图，b图为剖面示意图。
图9为本发明实施例中普通节点(三)及剖面示意图。其中，a图为普通节点(三)示意图，b图为剖面示意图。
图10为本发明实施例中网格梁的接长节点示意图。
图11为本发明实施例中钢管柱的接长节点示意图。其中，b图为a图的局部放大图。
图12为本发明实施例中复合板周边的预埋件及吊钩节点示意图。其中，b图为a图中四个角部吊钩的示意图，c图为b图中的1-1向图示，d图为a图中的2-2向图示，e图为d图中的3-3向图示。
图13为本发明实施例中复合板吊装透视图。
图14为网格状次梁上复合板分布示意图，a、b、c图中中间部位打斜线部分为随网格状次梁一起吊装的复合板。其中，a图为3×3网格，b图为4×4网格，c图为5×5网格。
图15为鼓型节点制作示意图。其中，a图为鼓型节点制作图示，b图为鼓形节点模具俯视图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本发明提供了几种结构简单且易于实现的刚性节点的成型方法，以及人工智能的机械手焊接工艺，为提高网格梁及复合板的安装速度提供了人工智能吊装设备及方法。
本发明网格梁加复合板的楼板结构主要用于大柱网(6m～15m)×(6m～15m)的公共建筑：写字楼、医院、学校、超市等，并可用于多层库房、博物馆、展览馆及多层工业建筑的厂房、库房(活荷载标准值≤10KN/㎡)，如电子、通信、轻工业、光学仪器、仪表工业与民用电器行业的多层工业厂房、库房等。
如图1、图2所示，本发明网格梁加复合板的楼板结构中，每个楼板单元周边四角为柱，四边为主梁，主梁与柱连接节点为刚接，每个楼板单元周边的内侧设有网格状次梁，网格状次梁与主梁铰接；网格状次梁之间的连接节点为刚性节点，网格状次梁之间形成多个网格单元，每个网格单元上设置有用于浇筑混凝土的复合板；基于复合板，每个楼板单元浇筑成混凝土楼板。
复合板为厚度为40mm的预制板，复合板作为混凝土浇筑用模板。
实施时，网格状次梁为井字型梁，井字型梁呈一体结构，采用热轧H型钢的工字型钢制成，相应具有9个网格单元；为便于运输、装配，井字型梁可改为小井字型梁，运到工地临时设施内再焊成完整的井字型梁。井字型梁改为小井字型梁时，切割线靠近次梁的节点位置布置，次梁的上、下翼缘板上的切割线垂直于所切割次梁长度方向，次梁的腹板上的切割线在上、下翼缘板之间倾斜45°，如图10所示。
次梁之间连接的中间节点为刚性节点，工字型钢梁是双向受弯的，工字型钢下翼缘板是双向受拉的，其节点必须做成刚性的。刚性节点可以为鼓形节点、桶型节点或普通节点。
鼓形节点成型前，首先制作底部开孔、内部凹槽形状为半个鼓状的模具，如图15所示，a图中底部为模具，模具上方放置钢板，使用压力机冲压钢板制作半个鼓皮，b图为底部开孔、内部为凹槽形状的模具；将钢板下料烧成枣红色并放置在半个鼓状模具上，用压力机冲压钢板形成半鼓皮，依次制作两个半鼓皮，将两个半鼓皮切边后，对接焊成鼓肚；再将鼓肚均匀地切成四瓣鼓片，分别放置在次梁连接节点处的工字型钢梁的四个角部，点焊后对称施焊，即形成刚性的鼓形节点，如图3、图4所示。
为了保证鼓片能够置入工字型钢梁的角部而不变形，鼓片厚度不小于工字型钢梁腹板的厚度，鼓肚的高度h＝工字型钢梁腹板高度-2mm。鼓肚的直径根据每个楼板单元荷载的大小及每个楼板单元的柱网大小进行确定。
桶型节点成型前，首先将无缝钢管均匀地切成四瓣弧形钢板，将弧形钢板分别放置在工字型钢梁的四个角部，点焊后对称施焊，即可形成刚性的桶型节点，如图5、图6所示。
无缝钢管的壁厚不小于工字型钢的腹板厚度，弧形钢板的高度h＝工字型钢梁腹板高度-2mm，2a为工字型钢翼缘板的宽度，直径的具体大小根据每个楼板单元荷载的大小和每个楼板单元的柱网大小进行确定。
普通节点成型时，在次梁连接节点处的工字型钢上，上、下翼缘板的四角加焊三角形板，或在工字型钢的肋板处加焊钢板，如图7到图9所示。
楼板结构中，如图11所示，周边柱和中间柱均采用圆形焊接钢管，优先选用直缝、平缝焊接钢管或螺旋缝焊接钢管，周边柱和中间柱的柱接头设在楼板单元层高的1/4处，柱接头的焊缝采用人工智能机械手焊接。周边柱的圆形钢管一般为保温柱，可将建筑物拆除的垃圾破碎成直径10mm～20mm的颗粒回填至钢管内；中间柱的圆形钢管可浇灌C30～C50的混凝土。
网格单元上设置的复合板周边和与其相接触的主梁或次梁的工字钢之间通过焊接连接，焊点设有八个，分别分布在复合板的四个拐点和每条边的中点位置，复合板与主梁或次梁焊接后，复合板与工字型钢的连接部位周圈填充密封胶，避免混凝土水份脱落，如图12所示。
本实施例中，主梁、次梁、周边柱和中间柱的材质均选用Q345钢，主梁、次梁选用热轧H型钢，周边柱和中间柱选用直缝、平缝焊接钢管或螺旋缝焊接钢管。
本发明还提供一种基于上述楼板结构的施工方法，其包括如下步骤：
步骤一：吊装中间复合板，将中间复合板安装在网格状次梁中间部位网格内；
步骤二：吊装网格状次梁，将网格状次梁与周边主梁铰接；
步骤三：吊装周边复合板，将周边复合板安装在网格状次梁周边部位网格内，
步骤四：在所有复合板上涂刷界面剂，吊装上部钢筋网片，将钢筋网片固定安装在架立筋上，然后在复合板上浇筑混凝土。
基于主梁、网格状次梁和复合板进行混凝土浇筑，形成混凝土楼板。
步骤一中，每个楼板单元网格状次梁上的复合板是随着网格状次梁的数量变化的，如3×3网格状次梁楼板有9块复合板，4×4网格状次梁楼板有16块复合板，5×5网格状次梁楼板有25块复合板。复合板每平米的重量约100公斤，在网格状次梁吊装就位前，应将网格状次梁中间部位网格的复合板吊装就位固定后，再吊装网格状次梁周边部位网格的复合板并就位固定后，复合板周边刷密封胶，如图14所示，各图中带阴影斜线的网格为网格状次梁中间部位网格，其余为网格状次梁周边部位网格。
步骤二中，吊装网格状次梁前，沿次梁工字型钢上翼缘板的中心线每隔500mm焊接一个垂直工字型钢上翼缘板的10短钢筋作为立筋，在10短钢筋顶部焊通长的8架立钢筋。
步骤三中，在吊装网格状次梁周边部位网格的复合板前，如图13所示，首先在复合板的四个拐角分别焊接吊鼻；然后设计吊装机构，吊装机构包括方形的起吊架002、连接在起吊架002顶部的吊车吊钩001、悬挂在起吊架002四个拐角处的细钢丝绳003，每根细钢丝绳003上间隔布置有多个小吊钩004，每根细钢丝绳上相邻的两个小吊钩004之间的间距大于复合板的厚度。在使用吊装机构进行多块复合板吊装时，将复合板依次挂装在钢丝绳上，然后沿顺时针或逆时针方向，将复合板依次放置在对应的网格状次梁周边部位网格内，复合板采用人工智能脱钩。
步骤四中，复合板为厚度为40mm的预制板，复合板既作为混凝土浇筑用模板，进一步当新浇筑混凝土与复合板通过涂刷界面剂后，新浇筑混凝土与作为老混凝土的复合板承受全部荷载(包括活荷载及静荷载)。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种网格梁加复合板的楼板结构，每个楼板单元周边四角为柱，四边为主梁，主梁与柱连接节点为刚接；其特征在于，每个楼板单元周边的内侧设有网格状次梁，网格状次梁与主梁铰接；网格状次梁之间的连接节点为刚性节点，网格状次梁之间形成多个网格单元，每个网格单元上设置有用于浇筑混凝土的复合板；基于复合板，每个楼板单元浇筑成混凝土楼板。
2.如权利要求1所述的网格梁加复合板的楼板结构，其特征在于，所述复合板为厚度为40mm的预制板，复合板作为混凝土浇筑用模板，复合板表面涂刷界面剂后，在复合板上浇筑混凝土。
3.如权利要求1所述的网格梁加复合板的楼板结构，其特征在于，所述网格状次梁为井字型梁，井字型梁呈一体结构，采用热轧H型钢的工字型钢制成；在运输时，井字型梁改为小井字型梁，运到工地临时设施内再焊成完整的井字型梁；井字型梁改为小井字型梁时，次梁的上、下翼缘板上的切割线垂直于所切割次梁长度方向，次梁的腹板上的切割线在上、下翼缘板之间倾斜45°。
4.如权利要求1所述的网格梁加复合板的楼板结构，其特征在于，所述刚性节点为鼓形节点、桶型节点或普通节点。
5.如权利要求4所述的网格梁加复合板的楼板结构，其特征在于，所述鼓形节点成型前，首先制作底部开孔、内部凹槽形状为半个鼓状的模具；然后将钢板下料烧成枣红色并放置在半个鼓状模具上，用压力机冲压钢板形成半鼓皮，依次制作两个半鼓皮，将两个半鼓皮切边后，对接焊成鼓肚；再将鼓肚均匀地切成四瓣鼓片，分别放置在次梁连接节点处的工字型钢梁的四个角部，点焊后对称施焊，即形成刚性的鼓形节点。
6.如权利要求4所述的网格梁加复合板的楼板结构，其特征在于，所述桶型节点成型前，首先将无缝钢管均匀地切成四瓣弧形钢板，将弧形钢板分别放置在工字型钢梁的四个角部，点焊后对称施焊，即可形成刚性的桶型节点；无缝钢管的壁厚不小于工字型钢的腹板厚度，弧形钢板的高度h＝工字型钢梁腹板高度-2mm， 2a为工字型钢翼缘板的宽度。
7.如权利要求4所述的网格梁加复合板的楼板结构，其特征在于，所述普通节点成型时，在次梁连接节点处的工字型钢上，上、下翼缘板的四角加焊三角形板，或在工字型钢的肋板处加焊钢板。
8.基于权利要求1-7中任一项网格梁加复合板的楼板结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：吊装中间复合板，将中间复合板安装在网格状次梁中间部位网格内；
步骤二：吊装网格状次梁，将网格状次梁与周边主梁铰接；
步骤三：吊装周边复合板，将周边复合板安装在网格状次梁周边部位网格内，
步骤四：在所有复合板上涂刷界面剂，吊装上部钢筋网片，将钢筋网片固定安装在网格状次梁的架立筋上，然后在复合板上浇筑混凝土。
9.如权利要求8所述的施工方法，其特征在于，所述步骤一中，在网格状次梁吊装就位前，将网格状次梁中间部位网格的复合板吊装就位固定后，再吊装网格状次梁周边部位网格的复合板并就位固定后，复合板周边刷密封胶；步骤二中，吊装网格状次梁前，沿次梁工字型钢上翼缘板的中心线每隔500mm焊接一个垂直工字型钢上翼缘板的短钢筋作为立筋，在短钢筋顶部焊通长的架立钢筋。
10.如权利要求8所述的施工方法，其特征在于，所述步骤三中，在吊装网格状次梁周边部位网格的复合板前，首先在复合板的四个拐角分别焊接吊鼻；然后设计吊装机构，吊装机构包括方形的起吊架(002)、连接在起吊架(002)顶部的吊车吊钩(001)、悬挂在起吊架(002)四个拐角处的细钢丝绳(003)，每根细钢丝绳(003)上间隔布置有多个小吊钩(004)，每根细钢丝绳上相邻的两个小吊钩(004)之间的间距大于复合板的厚度；在使用吊装机构进行多块复合板吊装时，将复合板依次挂装在钢丝绳上，然后沿顺时针或逆时针方向，将复合板依次放置在对应的网格状次梁周边部位网格内，复合板采用人工智能脱钩。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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