CN110005109A - 一种开槽式预应力混凝土叠合板 - Google Patents

一种开槽式预应力混凝土叠合板 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种开槽式预应力混凝土叠合板，预制层内沿纵向设置有若干预应力钢筋，预制层上沿纵向平行固定有钢筋桁架，由上弦钢筋、下弦钢筋和格构钢筋经电阻焊接成截面为倒“V”字形的钢筋骨架，预制底板混凝土巧妙隔断，形成一个“开槽”，利用此开槽和下部结构连接经混凝土浇筑后形成一个整体，在预制层上设置钢筋桁架，使预制层和现浇层能够紧密咬合，提高了整体性能；在预制层上设置开槽隔断既能有效提高整体性能，又能与桁架双重提高结构刚度，还能大大降低支撑和支模的工作，叠合板整体刚度较大、受力性能良好，减少了现场的支撑和模板用量，完美实现特殊工程大跨度的需求，提高了施工速度等特点，使叠合板在空间使用再次升华。

Description

一种开槽式预应力混凝土叠合板
技术领域
本发明涉及建筑工程技术领域，具体为一种开槽式预应力混凝土叠合板。
背景技术
装配式建筑具有工业化水平高、施工速度快、避免湿作业等优点。近几年，随着我国对绿色建造、节能减排要求的提高，以及劳动力市场价格的大幅提升，装配式混凝土结构在全国各省得到大量的推广应用。楼板开始从传统的整体现浇或工厂整体预制转变为底板工厂预制、叠合层现场现浇的叠合楼板。
与传统整体现浇楼板相比，叠合板减少了施工现场支模及脚手架的用量，提高了施工效率，符合国家绿色节能环保的要求；与传统整体预制楼板相比，叠合板优越的整体性和抗震性能，有效避免了渗漏及裂缝等问题，满足建筑安全性、适用性及耐久性的要求。因此，叠合板在建筑工程中得到了广泛的应用。
建筑工程常采用的叠合板主要有板型叠合板、桁架钢筋混凝土叠合板和预制带肋预应力混凝土叠合板。上述三种类型的叠合板在制作、运输、施工及使用过程中发现存在一定程度的问题或缺陷，特别是针对特殊跨度工程时，问题和缺陷尤为突出。
因此，现阶段有必要研发一种新型预制混凝土叠合板，能够满足跨度大、刚度大、支撑少、整体性良好、现场施工效率高的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种开槽式预应力混凝土叠合板，该开槽式预应力混凝土叠合板具有叠合板整体跨度大、刚度大、所需支撑少、整体性能良好等优点，与多块预制底板拼装构成的叠合楼板相比，叠合板的预制底板无拼缝，显著减少了现场的模板用量，提高了施工速度，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种开槽式预应力混凝土叠合板，包括预制底板、纵向预应力钢筋、横向分布钢筋、钢筋桁架、叠合层，所述预制底板想上表面沿宽度方向等间距设置有多道钢筋桁架，所述叠合层通过钢筋桁架设置在预制底板的上部，所述叠合层及预制底板之间通过钢筋桁架相连，所述预制底板内部沿宽度方向等间距布置横向分布钢筋，所述预制底板内部沿长度方向等间距布置纵向预应力钢筋，所述纵向预应力钢筋位于横向分布钢筋上方；
所述钢筋桁架包括上弦钢筋、下弦钢筋和格构钢筋，所述下弦钢筋和格构钢筋分别为两根，所述格构钢筋为波浪形弯折，每根所述格构钢筋的上弯折点均与上弦钢筋焊接，每根所述格构钢筋的下弯折点均与下弦钢筋焊接，所述上弦钢筋高于预制底板上表面且低于叠合层高度，所述下弦钢筋位于预制底板内且固定于预制底板内部的纵向预应力钢筋上。
优选的，所述下弦钢筋通过绑扎或焊接固定于预制底板内部的纵向预应力钢筋上，所述格构钢筋的弯折角度为30°～60°。
优选的，所述钢筋桁架距预制底板的板边不大于300mm，所述钢筋桁架之间的间距不大于600mm，所述下弦钢筋埋入预制板深度不小于35mm，所述上弦钢筋露出预制板的高度不小于45mm，所述上弦钢筋及下弦钢筋的混凝土保护层厚度不小于15mm。
优选的，所述预制底板的混凝土强度等级为C40，所述预制底板上表面为满足凹凸深度不小于4mm的规范粗糙度要求的自然粗糙面或压痕粗糙面，所述叠合层的混凝土强度等级为C30或C40，所述预制底板的长度和宽度根据设计确定并且符合模数设计的要求。
优选的，两个所述预制底板的衔接区域为钢筋密集分布区域，与下部梁预留钢筋连接，经混凝土浇筑成一整体。
优选的，所述预制底板内设置受力钢筋，所述受力钢筋为穿过底板两端的贯通筋。
优选的，一种开槽式预应力混凝土叠合板的制作方法，包括以下步骤：
步骤一：与设备厂家共同研发规模化生产的设备和模具，模具两端预留端孔，用于穿插纵向预应力钢筋；
步骤二：将纵向预应力钢筋穿过预留端孔，进行张拉固定；
步骤三：绑扎开槽区的受力钢筋、预制底板分布钢筋、固定钢筋桁架，钢筋桁架尺寸应准确，吊装时应采用多吊点的专用吊架，防止钢筋桁架变形，钢筋桁架应轻放入模，入模时应平直、无损伤，表面不得有油污或者锈蚀；
步骤四：浇筑混凝土，混凝土从出机到浇筑完成时间不宜超过40min并振捣，采用蒸汽养护，养护最高温度不超过60℃，持续养护时间不小于4h，严格按照温度曲线进行升温降温操作，防止混凝土产生裂缝；
步骤五：预制底板上表面保留自然粗糙面或处理成压痕粗糙面，当混凝土立方体抗压强度达到设计抗压强度标准值的75％时，放松纵向预应力钢筋，当混凝土抗压强度达到设计值的100％时，脱模起吊；
步骤六：按照设计图纸在钢筋桁架下方穿插设备管线；
步骤七：绑扎叠合层内部的叠合层横向钢筋及叠合层纵向钢筋；
步骤八：浇筑叠合层混凝土至设计厚度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）预制底板沿布置预应力钢筋，能够有效提高其平面外刚度，降低板厚，减轻自重，增加建筑净高。
（2）与拼装叠合楼板相比，所述的预制底板下部无拼缝，同时，施工安装阶段减少了现场的支撑和模板用量，提高了现场施工效率。
（3）开槽区的设置有效地解决了特殊工程大跨度的需求，同时还解决了支撑的问题，开槽区与下部结构浇筑形成一个整体，显著提高了整体性能和刚度。
（4）钢筋桁架能显著提高预制底板的平面外刚度和承载力，减小预应力引起的反拱，避免在吊装、运输及安装过程中板面混凝土发生开裂，同时施工阶段能够减少或避免下部临时支撑，显著提高施工效率。
（5）钢筋桁架增加了预制底板与上部叠合层混凝土之间的粘结力，有效避免叠合板新旧混凝土之间开裂。
（6）预制底板下部钢筋保护层厚度为不小于15mm，当建筑发生火灾时，能够延迟底板下表层混凝土的剥落及下部钢筋的断裂，增加了人员疏散和营救的时间，提高了建筑的抗火安全度。
（7）预制底板工厂预制彻底实现工厂流水线生产，生产效率高。钢筋桁架与预制底板之间不存在施工缝，脱模、吊装、运输及安装过程中不易断裂破损，开槽区域钢筋要进行特殊处理，能有效提高产品合格率高。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为预制底板、开槽区和钢筋桁架连接示意图。
图3为预制底板、开槽区和钢筋桁架连接（两联跨）示意图。
图4为预制底板、开槽区和钢筋桁架连接（三联跨）示意图。
图5为预制底板连接处放大示意图。
图6为钢筋桁架结构示意图。
图7为钢筋桁架截面放大示意图。
图中：预制底板1、纵向预应力钢筋2、横向分布钢筋3、钢筋桁架4、叠合层5、上弦钢筋6、下弦钢筋7、格构钢筋8、受力钢筋9。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：一种开槽式预应力混凝土叠合板，包括预制底板1、纵向预应力钢筋2、横向分布钢筋3、钢筋桁架4、叠合层5，预制底板1想上表面沿宽度方向等间距设置有多道钢筋桁架4，叠合层5通过钢筋桁架4设置在预制底板1的上部，叠合层5及预制底板1之间通过钢筋桁架4相连，预制底板1内部沿宽度方向等间距布置横向分布钢筋3，预制底板1内部沿长度方向等间距布置纵向预应力钢筋2，纵向预应力钢筋2位于横向分布钢筋3上方。
预制底板1内设置受力钢筋9，受力钢筋9为穿过底板两端的贯通筋。
钢筋桁架4包括上弦钢筋6、下弦钢筋7和格构钢筋8，下弦钢筋7和格构钢筋8分别为两根，格构钢筋8（即腹杆弯折钢筋）为波浪形弯折，每根格构钢筋8的上弯折点均与上弦钢筋6焊接，每根格构钢筋8的下弯折点均与下弦钢筋7焊接，上弦钢筋6高于预制底板1上表面且低于叠合层5高度，下弦钢筋7位于预制底板1内且固定于预制底板1内部的纵向预应力钢筋2上，钢筋桁架4的数量可根据预制底板1的设计及施工要求确定，需要说明的是多道钢筋桁架4能够增加预制底板1的刚度，减少或避免下部临时支撑，增大适用跨度，提高施工速度。
钢筋桁架4距预制底板1的板边不大于300mm，钢筋桁架4之间的间距不大于600mm，下弦钢筋7埋入预制板深度不小于35mm，上弦钢筋6露出预制板的高度不小于45mm，上弦钢筋6及下弦钢筋7的混凝土保护层厚度不小于15mm，根据要求钢筋桁架4间可填充保温隔音复合材料，既减轻了叠合板的重量，又能起到保温隔音的作用，符合可持续发展战略。
下弦钢筋7通过绑扎或焊接固定于预制底板1内部的纵向预应力钢筋2上，格构钢筋的弯折角度为30°～60°。
纵向预应力钢筋2采用1570级ΦH5或800级ΦH5消除应力螺旋肋钢丝，横向分布钢筋3采用冷轧带肋钢筋也可采用HRB335级钢筋。
预制底板1的混凝土强度等级为C40，预制底板1上表面为满足凹凸深度不小于4mm的规范粗糙度要求的自然粗糙面或压痕粗糙面，为了预制底板1与叠合层5充分衔接，叠合层5的混凝土强度等级为C30或C40，预制底板1的长度和宽度根据设计确定并且符合模数设计的要求，通常长度为6000mm～9000mm，厚度为60mm。
横向分布钢筋3外侧距预制底板1下边缘的距离为25mm，纵向预应力钢筋2伸出端部长度为150mm，也可根据工程需要不伸出预制底板1的端面，但应采取附加短钢筋的构造加强预制底板1端部的连接。
两个预制底板1的衔接区域为钢筋密集分布区域，与下部梁预留钢筋连接，经混凝土浇筑成一整体。
一种开槽式预应力混凝土叠合板的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：与设备厂家共同研发规模化生产的设备和模具，模具两端预留端孔，用于穿插纵向预应力钢筋2；
步骤二：将纵向预应力钢筋2穿过预留端孔，进行张拉固定；
步骤三：绑扎开槽区的受力钢筋9、预制底板1分布钢筋、固定钢筋桁架4，钢筋桁架4尺寸应准确，吊装时应采用多吊点的专用吊架，防止钢筋桁架4变形，钢筋桁架4应轻放入模，入模时应平直、无损伤，表面不得有油污或者锈蚀；
步骤四：浇筑混凝土，混凝土从出机到浇筑完成时间不宜超过40min并振捣，采用蒸汽养护，养护最高温度不超过60℃，持续养护时间不小于4h，严格按照温度曲线进行升温降温操作，防止混凝土产生裂缝；
步骤五：预制底板1上表面保留自然粗糙面或处理成压痕粗糙面，当混凝土立方体抗压强度达到设计抗压强度标准值的75％时，放松纵向预应力钢筋2，当混凝土抗压强度达到设计值的100％时，脱模起吊；
步骤六：按照设计图纸在钢筋桁架4下方穿插设备管线；
步骤七：绑扎叠合层5内部的叠合层5横向钢筋及叠合层5纵向钢筋；
步骤八：浇筑叠合层5混凝土至设计厚度。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种开槽式预应力混凝土叠合板，其特征在于：包括预制底板（1）、纵向预应力钢筋（2）、横向分布钢筋（3）、钢筋桁架（4）、叠合层（5），所述预制底板（1）想上表面沿宽度方向等间距设置有多道钢筋桁架（4），所述叠合层（5）通过钢筋桁架（4）设置在预制底板（1）的上部，所述叠合层（5）及预制底板（1）之间通过钢筋桁架（4）相连，所述预制底板（1）内部沿宽度方向等间距布置横向分布钢筋（3），所述预制底板（1）内部沿长度方向等间距布置纵向预应力钢筋（2），所述纵向预应力钢筋（2）位于横向分布钢筋（3）上方；
所述钢筋桁架（4）包括上弦钢筋（6）、下弦钢筋（7）和格构钢筋（8），所述下弦钢筋（7）和格构钢筋（8）分别为两根，所述格构钢筋（8）为波浪形弯折，每根所述格构钢筋（8）的上弯折点均与上弦钢筋（6）焊接，每根所述格构钢筋（8）的下弯折点均与下弦钢筋（7）焊接，所述上弦钢筋（6）高于预制底板（1）上表面且低于叠合层（5）高度，所述下弦钢筋（7）位于预制底板（1）内且固定于预制底板（1）内部的纵向预应力钢筋（2）上。
2.根据权利要求1所述的一种开槽式预应力混凝土叠合板，其特征在于：所述下弦钢筋（7）通过绑扎或焊接固定于预制底板（1）内部的纵向预应力钢筋（2）上，所述格构钢筋（8）的弯折角度为30°～60°。
3.根据权利要求1所述的一种开槽式预应力混凝土叠合板，其特征在于：所述钢筋桁架（4）距预制底板（1）的板边不大于300mm，所述钢筋桁架（4）之间的间距不大于600mm，所述下弦钢筋（7）埋入预制板深度不小于35mm，所述上弦钢筋（6）露出预制板的高度不小于45mm，所述上弦钢筋（6）及下弦钢筋（7）的混凝土保护层厚度不小于15mm。
4.根据权利要求1所述的一种开槽式预应力混凝土叠合板，其特征在于：所述预制底板（1）的混凝土强度等级为C40，所述预制底板（1）上表面为满足凹凸深度不小于4mm的规范粗糙度要求的自然粗糙面或压痕粗糙面，所述叠合层（5）的混凝土强度等级为C30或C40，所述预制底板（1）的长度和宽度根据设计确定并且符合模数设计的要求。
5.根据权利要求1所述的一种开槽式预应力混凝土叠合板，其特征在于：两个所述预制底板（1）的衔接区域为钢筋密集分布区域，与下部梁预留钢筋连接，经混凝土浇筑成一整体。
6.根据权利要求1所述的一种开槽式预应力混凝土叠合板，其特征在于：所述预制底板（1）内设置受力钢筋（9），所述受力钢筋（9）为穿过底板两端的贯通筋。
7.实现权利要求1所述的一种开槽式预应力混凝土叠合板的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：与设备厂家共同研发规模化生产的设备和模具，模具两端预留端孔，用于穿插纵向预应力钢筋（2）；
步骤二：将纵向预应力钢筋（2）穿过预留端孔，进行张拉固定；
步骤三：绑扎开槽区的受力钢筋（9）、预制底板（1）分布钢筋、固定钢筋桁架（4），钢筋桁架（4）尺寸应准确，吊装时应采用多吊点的专用吊架，防止钢筋桁架（4）变形，钢筋桁架（4）应轻放入模，入模时应平直、无损伤，表面不得有油污或者锈蚀；
步骤四：浇筑混凝土，混凝土从出机到浇筑完成时间不宜超过40min并振捣，采用蒸汽养护，养护最高温度不超过60℃，持续养护时间不小于4h，严格按照温度曲线进行升温降温操作，防止混凝土产生裂缝；
步骤五：预制底板（1）上表面保留自然粗糙面或处理成压痕粗糙面，当混凝土立方体抗压强度达到设计抗压强度标准值的75％时，放松纵向预应力钢筋（2），当混凝土抗压强度达到设计值的100％时，脱模起吊；
步骤六：按照设计图纸在钢筋桁架（4）下方穿插设备管线；
步骤七：绑扎叠合层（5）内部的叠合层（5）横向钢筋及叠合层（5）纵向钢筋；
步骤八：浇筑叠合层（5）混凝土至设计厚度。
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