CN109898714A - 纤维片材混凝土双向叠合板密拼连接结构及实施方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种纤维片材混凝土双向叠合板密拼连接结构及实施方法，包括条带状纤维片材、预制混凝土底板、后浇混凝土叠合层、板底纵向受力筋以及叠合面附加筋；其中，所述条带状纤维片材连接在相拼接的两个预制混凝土底板的板缝处且位于所述预制混凝土底板下表面；所述板底纵向受力筋具有一弯折端部，所述弯折端部锚入位于所述后浇混凝土叠合层中；所述叠合面附加筋设置在预制混凝土底板上表面且横跨所述板缝，并与所述板底纵向受力筋的弯折端部连接。本发明中条带状纤维片材粘贴在预制混凝土底板板缝处下表面，能够补充承受板缝截面处的拉应力，可有效提高截面承载能力，从而能够提高楼盖的整体性。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土结构构件装配式施工技术，具体地，涉及一种纤维片材混凝土双向叠合板密拼连接结构及实施方法。
背景技术
建筑产业现代化是建筑业发展的大方向，大力发展装配式建筑是目前我国推动建筑工业化进程、促进建筑业转型升级的重要举措。相比全现浇结构，装配式结构可大大缩短施工周期，减少劳动力，降低环境污染。装配式混凝土结构中，楼盖是最易于实现预制装配化的部分。叠合楼盖由于既具有装配式结构标准化、工厂化、装配化的优点，又兼具现浇结构良好的整体性，在目前国内推广的装配式混凝土结构中得到广泛应用。
现有技术中关于混凝土双向叠合板的整体连接方法推荐采用预留200至300mm宽度的缝浇注混凝土做成后浇带的方法，但需要单独支设模板，施工较为复杂，人力消耗大，板缝处裂缝宽度较大变形集中；双向叠合板的预制混凝土底板板侧有外伸钢筋，施工不便，生产效率低；大量的外伸钢筋在构件吊装及安装时对工人的人身安全存在一定的隐患。
例如，分别参见图1、2以及图3、4，板底部纵向受力钢筋4伸出混凝土双向叠合板的预制混凝土底板2侧边，现场施工时需要在后浇带处支设200mm宽或300mm宽的模板，并架设模板竖向支撑，增加了现场的工作量，人力消耗大，施工质量难以保证；此外，后浇带处混凝土下表面与双向叠合板底板下表面在施工后表面观感不一致，表面也难以保证齐平，后期增加人工抹平的工作量。
现有关于混凝土双向叠合板的密拼连接方式的研究中，也发现了一些问题：合理设置桁架筋和拼缝处附加钢筋的情况下，双向叠合板的承载力接近全现浇板；叠合面处的附加钢筋需要较长的搭接长度，几乎贯穿整个楼板，钢筋用量及成本增加；由于预制底板密拼接缝处混凝土不连续，致使拼缝截面刚度减小，挠度增大，裂缝开展宽度较大，容易导致混凝土叠合面产生剪切剥离破坏。
例如，密拼连接的双向叠合板宽度较小时(参见图5、6)，板缝叠合面附加钢筋几乎贯穿整个楼板，附加钢筋用量大，成本增加。
综上所述，现有技术和研究中的双向叠合板整体式和密拼式连接技术和方法，均存在拼缝处截面承载力低、变形大、正常使用性能差，钢筋用量大、成本高，施工效率低、施工质量难以保证，施工过程存在安全隐患等问题。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种纤维片材混凝土双向叠合板密拼连接结构及实施方法，能够解决混凝土双向叠合板的双向传力问题，板底的条带状纤维片材在垂直板缝方向的弯矩作用下承受拉应力，增大截面有效高度，从而提高混凝土叠合板的承载能力。
根据本发明提供的纤维片材混凝土双向叠合板密拼连接结构，包括条带状纤维片材、预制混凝土底板、后浇混凝土叠合层、板底纵向受力筋以及叠合面附加筋；
其中，所述条带状纤维片材连接在相拼接的两个预制混凝土底板的板缝处且位于所述预制混凝土底板下表面；
所述板底纵向受力筋设置于所述预制混凝土底板的底部，所述板底纵向受力筋具有一弯折端部，所述弯折端部锚入位于所述板缝上面的后浇混凝土叠合层中；
所述叠合面附加筋设置在预制混凝土底板上表面且横跨所述板缝，并与所述板底纵向受力筋的弯折端部连接。
优选地，还包括桁架筋和板顶纵向受力筋；
所述板顶纵向受力筋设置于所述后浇混凝土叠合层的顶部；所述桁架筋设置于所述板底纵向受力筋和所述板顶纵向受力筋之间且与所述板底纵向受力筋和所述板顶纵向受力筋相连接。
优选地，所述条带状纤维片材沿所述板缝两侧对称分布，所述条带状纤维片材受力方向垂直于板缝。
优选地，所述条带状片材采用如下任一种或任多种纤维片材：
-碳纤维片材；
-玻璃纤维片材；
-玄武岩纤维片材；
-芳纶纤维片材。
优选地，多个所述条带状纤维片材沿所述板缝的延伸方向依次分布，相邻所述条带状片材之间的距离小于100mm。
优选地，所述板底纵向受力筋的弯折端部的长度不小于5d，d为板底纵向受力筋的直径，且所述弯折端部的高度低于所述桁架钢筋，从而保证弯折端部其不露出所述后浇混凝土叠合层上表面。
优选地，所述叠合面附加筋与每一预制混凝土底板的搭接长度不小于1.5la，la为受拉钢筋锚固长度。
优选地，所述板底纵向受力筋的弯折端部在预制混凝土底板的板端内侧与所述叠合面附加筋绑扎搭接。
优选地，所述叠合面附加筋与所述板缝垂直；所述板底纵向受力筋的弯折端部弯折90度。
本发明提供的所述的纤维片材混凝土双向叠合板密拼连接结构的实施方法，包括如下步骤：
步骤S1：对预制混凝土底板进行预制，具体为，在楼板模具内放置板底纵向受力筋并进行弯折后铺设桁架筋，进而进行混凝土的浇筑；
步骤S2：将两个所述预制混凝土底板放置在布置好的楼板支撑上进行密拼且使预制混凝土底板处于水平状态；
步骤S3：对两个预制混凝土底板的板缝处下表面进行所述条带状纤维片材的粘贴；
步骤S4：铺设叠合面附加筋和板顶纵向受力筋，将叠合面附加筋与板底纵向受力筋在板缝内侧的弯折端部进行搭接；
步骤S5：浇筑后浇混凝土叠合层。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明中条带状纤维片材粘贴在预制混凝土底板板缝处下表面，能够补充承受板缝截面处的拉应力，相比普通密拼叠合楼板，拼缝处截面受弯时的截面有效高度h0提高至h’0，可有效提高截面承载能力，从而能够提高楼盖的整体性，增大截面抗弯刚度，减小变形，能较大程度的避免较大的裂缝宽度、变形集中和叠合面发生剪切剥离破坏等问题；
2、本发明能够在取消“外伸钢筋”和“后浇带”的前提下，实现与规范规定设置“后浇带”的整体连接具有等同的受力性能，且方便施工，减少现场支模和架设支撑的工作量，提高施工效率；
3、本发明通过适当设置条带状纤维片材和叠合面附加筋的用量，能够合理减小双向叠合板的厚度，突破现有规范对于双向叠合板板侧无伸出钢筋时现浇层厚不小于80-100mm的限制，进而降低建造成本，提高生产效率；
4、本发明中条带状纤维片材粘贴在预制混凝土底板拼缝处下表面，板底密拼接缝处的条带状纤维片材能够补充承受截面拉应力，相比普通密拼双向叠合板，在提高承载力的同时，可以合理减小板缝叠合面附加钢筋的搭接长度，节省材料；
5、本发明中的连接结构传力明确，构造简单，便于实施。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是现有技术的第一种双向叠合板连接节点结构的示意图。
图2是图1中板底部纵向受力钢筋的结构示意图。
图3是现有技术的第二种双向叠合板连接节点结构的示意图。
图4是图3中板底部纵向受力钢筋的结构示意图。
图5是本发明中普通密拼双向叠合板节点结构的示意图。
图6是图5中板底部纵向受力钢筋和板缝叠合面附加钢筋的结构示意图。
图7是本发明中普通密拼双向叠合板拼缝处结构示意图。
图8是本发明中纤维片材混凝土双向叠合板密拼连接结构中双向叠合板拼缝处结构示意图。
图9是本发明中的纤维片材混凝土双向叠合板密拼连接结构的结构示意图。
图10是本发明中条带状纤维片材、板底纵向受力筋以及叠合面附加筋的结构示意图。
图中：
1为条带状纤维片材；2为预制混凝土底板；3为后浇混凝土叠合层；4为板底纵向受力筋；5为叠合面附加筋；6为桁架筋；7为板顶纵向受力筋。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
在本实施例中。如图9所示，本发明提供的纤维片材混凝土双向叠合板密拼连接结构，包括条带状纤维片材1、预制混凝土底板2、后浇混凝土叠合层3、板底纵向受力筋4、叠合面附加筋5、桁架筋6以及板顶纵向受力筋7；
其中，所述条带状纤维片材1连接在相拼接的两个预制混凝土底板2的板缝处且位于所述预制混凝土底板2下表面；
所述板底纵向受力筋4设置于所述预制混凝土底板2的底部，所述板底纵向受力筋4具有一弯折端部，所述弯折端部锚入位于所述后浇混凝土叠合层3中；
所述叠合面附加筋5设置在预制混凝土底板2上表面且横跨所述板缝，并与所述板底纵向受力筋4的弯折端部连接。
所述板顶纵向受力筋7设置于所述后浇混凝土叠合层3顶部；所述桁架筋6设置于所述板底纵向受力筋4和所述板顶纵向受力筋7之间且与所述板底纵向受力筋4和所述板顶纵向受力筋7相连接。
两个所述预制混凝土底板2之间的板缝可根据实际生产时的误差范围控制板缝的距离，两预制混凝土底板拼接时尽量紧密连接，板缝宽度控制在5mm以内。
所述条带状纤维片材1跨越板缝沿所述板缝两侧对称分布。所述条带状纤维片材1中的纤维受力方向垂直于板缝，所述条带状纤维片材1承受拉应力。多个所述条带状纤维片材1沿所述板缝的延伸方向依次分布，相邻所述条带状纤维片材1之间的距离小于100mm。
所述条带状纤维片材1的几何尺寸为100mm×300mm左右。所述条带状纤维片材1的结构表面应通过表面防护材料进行相应的防护处理。所述表面防护材料应与条带状纤维片材1可靠粘结，并根据叠合板所处的特殊环境选择相应的防护材料。
所述条带状纤维片材1采用如下任一种或任多种纤维片材：
-碳纤维片材；
-玻璃纤维片材；
-玄武岩纤维片材；
-芳纶纤维片材。
在本实施例，优先所述碳纤维片材作为条带状纤维片材1。
所述板底纵向受力筋4的弯折端部在预制混凝土底板2的板端内侧与所述板缝叠合面附加筋5绑扎搭接，增加拼缝处附加钢筋的有效锚固，形成空间桁架传力体系。所述板底纵向受力筋4的弯折端部的长度不小于5d，d为板底纵向受力筋4的直径。所述弯折端部不高于桁架钢筋，从而保证其不露出混凝土表面。
所述叠合面附加筋5与每一预制混凝土底板2的搭接长度不小于1.5la，la为受拉钢筋锚固长度。所述叠合面附加筋5与板缝垂直布置。
在本实施例中，所述板底纵向受力筋4、叠合面附加筋5、桁架筋6以及板顶纵向受力筋7均采用钢筋，在变形例，也可以采集其他金属筋进行替换。
如图9至10所示，当实施本发明提供的纤维片材混凝土双向叠合板密拼连接结构，包括以下步骤：
步骤S1：对预制混凝土底板2进行预制；具体为：
在预制工厂制作混凝土双向叠合板的预制混凝土底板2时，首先在组装完成的楼板模具内，将板底纵向受力筋4按照设计参数进行放置，并根据预制混凝土底板2的尺寸将板底纵向受力筋4在板端进行向上90度弯折，然后铺设桁架筋6，接着浇筑混凝土，养护成型后，则混凝土双向叠合板的预制混凝土底板2完成。
步骤S2：预制混凝土底板2的吊装；具体为：
根据预制混凝土底板2和后浇混凝土叠合层3的荷载及施工活荷载布置楼板支撑，将两个所述预制混凝土底板2密拼放置在布置好的楼板支撑上，且使预制混凝土底板2处于水平状态，所述密拼为两个所述预制混凝土底板2拼接时之间存在间隙。
步骤S3：粘贴所述条带状纤维片材1；具体为：
对两个预制混凝土底板2的板缝处下表面打磨并清理干净；涂刷与条带状纤维片材1配套的底层粘结剂，粘贴条带状纤维片材1后再刷一层粘结剂，再粘贴一层条带状纤维片材1，保证胶水的充分浸润。若使用其他种类的纤维片材，如玻璃纤维、玄武岩纤维或芳纶纤维的一种或几种，应采用配套的底层树脂、找平材料、浸渍树脂或纤维增强复合材料片材粘接剂。
步骤S4：钢筋绑扎；具体为：
铺设叠合面附加筋5、板顶纵向受力筋7和通长构造钢筋；将叠合面附加筋5与板底纵向受力筋4在板端内侧的90度弯折端部进行绑扎搭接，以增加叠合面附加筋5的有效锚固，形成空间桁架传力体系。
步骤S5：浇筑后浇混凝土叠合层3；具体为：
后浇混凝土叠合层3内钢筋绑扎完成后，进行后浇混凝土叠合层3的浇筑，叠合面附加筋5所在处混凝土需振捣密实，振捣完成后进行标准混凝土养护。
在本实施例中，本发明中条带状纤维片材粘贴在预制混凝土底板板缝处下表面，能够补充承受板缝截面处的拉应力，相比普通密拼叠合楼板，拼缝处截面受弯时的截面有效高度h0提高至h’0，如图7、图8所示，可有效提高截面承载能力，从而能够提高楼盖的整体性，增大截面抗弯刚度，减小变形，能较大程度的避免较大的裂缝宽度、变形集中和叠合面发生剪切剥离破坏等问题；本发明能够在取消“外伸钢筋”和“后浇带”的前提下，实现与规范规定设置“后浇带”的整体性连接具有等同的受力性能，且方便施工，减少现场支模和架设支撑的工作量，提高施工效率；本发明通过适当设置条带状纤维片材和叠合面附加筋用量，能够合理减小双向叠合板的厚度，突破现有规范对于双向叠合板板侧无伸出钢筋时现浇层厚不小于80-100mm的限制，进而降低建造成本，提高生产效率。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (10)
1.一种纤维片材混凝土双向叠合板密拼连接结构，其特征在于，包括条带状纤维片材(1)、预制混凝土底板(2)、后浇混凝土叠合层(3)、板底纵向受力筋(4)以及叠合面附加筋(5)；
其中，所述条带状纤维片材(1)连接在相拼接的两个预制混凝土底板(2)的板缝处且位于所述预制混凝土底板(2)下表面；
所述板底纵向受力筋(4)设置于所述预制混凝土底板(2)的底部，所述板底纵向受力筋(4)具有一弯折端部，所述弯折端部锚入位于所述后浇混凝土叠合层(3)中；
所述叠合面附加筋(5)设置在预制混凝土底板(2)上表面且横跨所述板缝，并与所述板底纵向受力筋(4)的弯折端部连接。
2.根据权利要求1所述的纤维片材混凝土双向叠合板密拼连接结构，其特征在于，还包括桁架筋(6)和板顶纵向受力筋(7)；
所述板顶纵向受力筋(7)设置于所述后浇混凝土叠合层(3)的顶部；所述桁架筋(6)设置于所述板底纵向受力筋(4)和所述板顶纵向受力筋(7)之间且与所述板底纵向受力筋(4)和所述板顶纵向受力筋(7)相连接。
3.根据权利要求1所述的纤维片材混凝土双向叠合板密拼连接结构，其特征在于，所述条带状纤维片材(1)沿所述板缝两侧对称分布。
4.根据权利要求1所述的纤维片材混凝土双向叠合板密拼连接结构，其特征在于，所述条带状纤维片材(1)采用如下任一种或任多种纤维片材：
-碳纤维片材；
-玻璃纤维片材；
-玄武岩纤维片材；
-芳纶纤维片材。
5.根据权利要求1所述的纤维片材混凝土双向叠合板密拼连接结构，其特征在于，多个所述条带状纤维片材(1)沿所述板缝的延伸方向依次分布，相邻所述条带状纤维片材(1)之间的距离小于100mm。
6.根据权利要求2所述的纤维片材混凝土双向叠合板密拼连接结构，其特征在于，所述板底纵向受力筋(4)的弯折端部的长度不小于5d，d为板底纵向受力筋(4)的直径，且所述弯折端部的高度低于所述桁架筋(6)，从而保证弯折端部不露出所述后浇混凝土叠合层(3)上表面。
7.根据权利要求1所述的纤维片材混凝土双向叠合板密拼连接结构，其特征在于，所述板缝叠合面附加筋(5)与每一预制混凝土底板(2)的搭接长度不小于1.5la，la为受拉钢筋锚固长度。
8.根据权利要求1所述的纤维片材混凝土双向叠合板密拼连接结构，其特征在于，所述板底纵向受力筋(4)的弯折端部在预制混凝土底板(2)的板端内侧与所述叠合面附加筋(5)绑扎搭接。
9.根据权利要求1所述的纤维片材混凝土双向叠合板密拼连接结构，其特征在于，所述叠合面附加筋(5)与所述板缝垂直；所述板底纵向受力筋(4)的弯折端部弯折90度。
10.一种权利要求1至9任一项所述的纤维片材混凝土双向叠合板密拼连接结构的实施方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：对预制混凝土底板(2)进行预制，具体为，在楼板模具内放置板底纵向受力筋(4)并进行弯折后铺设桁架筋(6)，进而进行混凝土的浇筑；
步骤S2：将两个所述预制混凝土底板(2)放置在布置好的楼板支撑上进行密拼且使预制混凝土底板(2)处于水平状态；
步骤S3：对两个预制混凝土底板(2)的板缝处下表面进行所述条带状片材(1)的粘贴；
步骤S4：铺设板缝叠合面附加筋(5)和板顶纵向受力筋(7)，将板缝叠合面附加筋(5)与板底纵向受力筋(4)在板缝内侧的弯折端部进行搭接；
步骤S5：浇筑后浇混凝土叠合层(3)。
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