CN113445652A - 板端开槽孔sp空心叠合板-钢梁连接结构及其施工方法 - Google Patents

板端开槽孔sp空心叠合板-钢梁连接结构及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种板端开槽孔SP空心叠合板‑钢梁连接及其施工方法，由板端芯孔开槽、板顶开孔的SP预应力空心板、钢筋网架、剪力连接件和后浇混凝土层构成，本发明在预制SP预应力空心板板端开长槽、板顶开孔，槽内放置钢筋网架，钢梁上焊接剪力连接件，浇筑混凝土后浇层时填实板端长槽和芯孔。本发明在板端芯孔处填实混凝土可以增加板肋的有效宽度，提高板端抗剪承载力，补强了板的薄弱部位，钢筋网架可保证楼板纵向的连续性和整体性，在竖向荷载下可以承受部分负弯矩，减小组合楼盖的跨中挠度、提高竖向承载力，并可作为组合梁的纵向抗剪钢筋、充当板端剪力筋以增强板端抗剪承载力，具有广阔的应用前景。

Description

板端开槽孔SP空心叠合板-钢梁连接结构及其施工方法
技术领域
本发明涉及建筑结构领域，具体是一种板端开槽孔SP空心叠合板-钢梁连接结构及其施工方法。
背景技术
钢-混凝土组合楼盖是由钢梁与混凝土楼板相结合而形成的一种组合结构，钢梁和混凝土板的组合效应可显著提高楼盖的强度和刚度，提升楼盖的跨越能力，同时也可以节省用钢量、降低结构高度，由于自重轻，有利于主体结构的抗震性能，同时也可以减少基础处理难度和降低工程造价，是目前发展装配式建筑的重要结构体系。
叠合板组合楼盖作为钢-混凝土组合楼盖中的一类结构形式，由于在施工过程中不需要支模板，预制混凝土板由工厂加工完后现场直接吊装，大大提升施工效率，节省了劳动力；预制板部分采用工业化生产模式，楼板的设计强度与质量得到保证；叠合层的存在增加了楼盖平面内的整体刚度，大大提升了组合楼盖的抗震性能。近几年来在大跨房屋结构、工业厂房、高层建筑中得到了广泛的应用，取得了非常良好的经济和社会效益。
SP预应力空心板是一种从美国引进的预制混凝土板，随着我国工业生产力水平的提升，SP板的生产效率逐年提高，生产工艺日渐成熟，产品质量好，已然成为了一种经济、高效的预制板，并逐渐投入到楼板、屋面板体系当中，其轻质、大跨、高强的特点非常适合在大跨装配式钢-混凝土组合楼盖中应用。
装配式钢-混凝土组合楼盖体系中预制混凝土板和钢梁结合部位的设计尤为重要，梁-板连接处设计的合理与否直接影响着楼盖体系的整体传力，同时也是装配式组合楼盖体系最为薄弱的部位之一。传统SP预应力空心叠合板组合楼盖梁-板连接沿用《SP预应力空心板》（05SG408）中的设计方案，板端设有带扣锚固钢板预埋件，预埋件既与预应力钢绞线锚固又与下部钢梁焊接，实现了钢梁与混凝土板的结合，并通过浇筑混凝土叠合层来保证组合楼盖的整体性和水平刚度。然而这种传统的连接形式并没有充分发挥钢梁与混凝土的组合作用，结构传力不合理，仅依靠焊接相连易发生板端连接处脆性破坏，SP板由于构造特点无抗剪钢筋，竖向荷载下板端常发生剪切破坏，结构的整体性和抗震性能较差，往往只适用于受力性能、抗震性能要求不高的低层建筑。
随着我国经济的快速增长和社会的进步，现如今的装配式建筑有往高层、重载、大跨度的方向发展，传统板端梁-板连接已满足不了现在的需求，因此需探索一种新形式的SP预应力空心叠合板组合楼盖梁-板连接。
发明内容
本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种受力合理、抗震性能好、施工方便、经济效益高的板端开槽孔SP空心叠合板-钢梁连接结构及其施工方法，通过利用SP预应力空心板的构造特点对板端进行开槽孔处理，并结合梁-板连接处的受力特性架设纵向钢筋网架、填实板端芯孔，补强了组合楼盖的薄弱部位，同时兼顾施工可行性和便捷性，从而获得理想的受力性能、抗震性能和综合经济指标。
本发明提供了一种板端开槽孔SP空心叠合板-钢梁连接结构，括若干预制SP预应力空心板和焊接有剪力连接件连接的钢梁，空心板和钢梁之间通过上方后浇筑的混凝土叠合层形成整体；所述的SP预应力空心板在靠近板端位置的板顶开有若干芯孔，每间隔数个芯孔在板顶表面上开槽，芯孔位置与开槽长度对齐芯孔和开槽直径相同；所述的开槽内架设纵向钢筋网架，开槽端部有封堵槽孔的封堵结构，其余芯孔的相同位置设置同样的封堵结构；所述的SP预应力空心板开槽内、开孔内以及板顶表面均浇筑有混凝土层，其中，板顶后浇混凝土层内铺设有钢筋网。
进一步改进，所述的纵向钢筋网架由两排纵向受力主筋和等间距竖向剪力钢筋组成，剪力钢筋充当构造架立筋，钢筋网架最大高度不超过槽高，长度为两块SP预应力空心板开槽长度之和加上钢梁宽度并减去SP预应力空心板在钢梁上的搭接长度。
进一步改进，所述的钢梁上部焊接有弯起构造钢筋，弯起构造钢筋半包围剪力连接件。
进一步改进，所述的纵向钢筋网架为中梁处梁-板连接时，纵向钢筋网架跨过钢梁与另一侧SP预应力空心板相连，当纵向钢筋网架为边梁处梁-板连接时，纵向钢筋网架通过点焊与钢梁相连。
进一步改进，所述的板顶表面为凹凸粗糙面。
本发明还提供了一种板端开槽孔SP空心叠合板-钢梁连接结构的施工方法，包括以下步骤：
1)预制SP预应力空心板并进行开槽和开孔处理，同时板面加工凹凸粗糙面；
2)在开孔处和开槽处的末端对芯孔进行封堵处理，所述的填充过程将胶管伸入开槽或开孔内，并通过胶管填充入填充物，填充物包括聚氨酯发泡剂。
3)将加工好的预制SP预应力空心板进行现场吊装，搭设在焊有剪力连接件的钢梁上翼缘处；
4)批量制作纵向钢筋网架，根据板端凹槽位置架设在预制SP预应力空心板开槽内，当为中梁处梁-板连接时，钢筋网架跨过钢梁与另一侧混凝土板相连，当为边梁处梁-板连接时，钢筋网架通过现场点焊与钢梁相连；
5)铺设叠合层钢筋网，同时在钢梁上部焊接弯起构造钢筋，弯起构造钢筋半包围剪力连接件；
6) 浇筑并填实板端芯孔处混凝土，后浇混凝土通过板顶孔洞和板端凹槽流入芯孔，待芯孔处混凝土密实，形成组合楼盖梁-板连接结构。
本发明有益效果在于：
1、由于工艺原因SP板内不配置剪力钢筋，因此在竖向力下易发生板端剪切破坏，而在板端芯孔处填实混凝土可以增加板端板肋的有效宽度，显著提高板端抗剪承载力，补强了板的受力薄弱部位。
2、板端增设的钢筋网架可保证楼板纵向的连续性和整体性，在竖向荷载下可以承受部分负弯矩，可以抵抗叠合板因整体纵向弯曲导致的掀起，减小了组合楼盖的跨中挠度、提高了竖向承载力；在水平地震力下可以限制叠合板与钢梁之间的界面自由滑动，极大发挥了钢与混凝土的组合作用。
3、钢筋网架可作为组合梁的横向受力钢筋，以及充当板端剪力筋以增强板端抗剪承载力。
4、钢筋网架也可代替传统预制叠合板组合楼盖板端抗剪胡子筋，避免了施工过程当中栓钉剪力连接件常与胡子筋互相冲突的问题，大大降低了施工难度、提高了施工效率。
5、板顶开孔处理既可使混凝土能更好地流入并填实板端芯孔，又可以方便板端芯孔的封堵处理。
6、调整开槽长度和开孔位置可改变密实芯孔的长度以适应不同跨度板的板端设计需求。
7、板端所开的条形槽孔可以方便钢筋网架的搭设和定位。
附图说明
图1为中梁处板端开槽孔SP预应力空心叠合板组合楼盖梁-板连接的示意图。
图2为边梁处板端开槽孔SP预应力空心叠合板组合楼盖梁-板连接的示意图。
图3为板端开槽处组合楼盖梁-板连接纵向剖面图。
图4为板顶开孔处组合楼盖梁-板连接纵向剖面图。
图5为板端开槽孔SP预应力空心叠合板板端横向剖面图。
图中标记为，1. SP预应力空心板；2.板端凹槽；3.板顶孔洞；4.纵向钢筋网架；5.钢梁；6.剪力连接件；7. 封堵结构；8.后浇混凝土层；9.密实芯孔段；10.叠合层钢筋网；11.弯起构造钢筋。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
本发明所提供的板端开槽孔SP预应力空心叠合板组合楼盖梁-板连接结构，主要包括SP预应力空心板1，纵向钢筋网架4、钢梁5、剪力连接件6、后浇混凝土层8，如图1、图2、图3和图4所示。
在SP预应力空心板1上板端1/4芯孔处开设板端凹槽2，其余芯孔处开设板顶孔洞3，开孔位置与开槽长度对齐，如图1、图2和图5所示。
在板端凹槽2处架设纵向钢筋网架4，当为边梁处梁-板连接时，与钢梁5现场点焊固定，如图1、图2、图3和图4所示。
后浇混凝土通过板端凹槽2和板顶孔洞3流入并形成板端密实芯孔段9，并且与剪力连接件6相连接形成整体楼盖，如图3、图4和图5所示。
根据受力需求，在后浇混凝土层8内配置一定的叠合层钢筋网10，在组合梁上部布置弯起构造钢筋11，如图3、图4和图5所示。
本发明的施工工序为：
1)预制SP预应力空心板并进行开槽和开孔处理，同时板面加工凹凸粗糙面；
2)在开孔处和开槽处的末端对芯孔通过封堵结构7进行封堵处理，所述的填充过程将胶管伸入开槽或开孔内，并通过胶管填充入填充物，填充物包括聚氨酯发泡剂。
3)将加工好的预制SP预应力空心板进行现场吊装，搭设在焊有剪力连接件的钢梁上翼缘处；
4)批量制作纵向钢筋网架，根据板端凹槽位置架设在预制SP预应力空心板开槽内，当为中梁处梁-板连接时，钢筋网架跨过钢梁与另一侧混凝土板相连，当为边梁处梁-板连接时，钢筋网架通过现场点焊与钢梁相连；
5)铺设叠合层钢筋网，同时在钢梁上部焊接弯起构造钢筋，弯起构造钢筋半包围剪力连接件；
6) 浇筑并填实板端芯孔处混凝土，后浇混凝土通过板顶孔洞和板端凹槽流入芯孔，待芯孔处混凝土密实，形成组合楼盖梁-板连接结构。
本发明具体应用途径很多，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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种板端开槽孔SP空心叠合板-钢梁连接结构，其特征在于：包括若干预制SP预应力空心板和焊接有剪力连接件连接的钢梁，空心板和钢梁之间通过上方后浇筑的混凝土叠合层形成整体；所述的SP预应力空心板纵向在靠近板端位置的板顶开有若干芯孔，每间隔数个芯孔在板顶表面上开槽，芯孔位置与开槽长度对齐芯孔和开槽直径相同；所述的开槽内架设纵向钢筋网架，开槽端部有封堵槽孔的封堵结构，其余芯孔的相同位置设置同样的封堵结构；所述的SP预应力空心板开槽内、开孔内以及板顶表面均在施工现场二次浇筑混凝土，其中，板顶后浇混凝土层内铺设有钢筋网。
2.根据权利要求1所述的板端开槽孔SP空心叠合板-钢梁连接结构，其特征在于：所述的纵向钢筋网架由两排纵向受力主筋和等间距竖向剪力钢筋组成，剪力钢筋充当构造架立筋，钢筋网架最大高度不超过槽高，长度为两块SP预应力空心板开槽长度之和加上钢梁宽度并减去SP预应力空心板在钢梁上的搭接长度。
3.根据权利要求1所述的板端开槽孔SP空心叠合板-钢梁连接结构，其特征在于：所述的钢梁上部焊接有弯起构造钢筋，弯起构造钢筋半包围剪力连接件。
4.根据权利要求1所述的板端开槽孔SP空心叠合板-钢梁连接结构，其特征在于：所述的纵向钢筋网架为中梁处梁-板连接时，纵向钢筋网架跨过钢梁与另一侧SP预应力空心板相连，当纵向钢筋网架为边梁处梁-板连接时，纵向钢筋网架通过点焊与钢梁相连。
5.根据权利要求1所述的板端开槽孔SP空心叠合板-钢梁连接结构，其特征在于：所述的板顶表面为凹凸粗糙面。
6.一种板端开槽孔SP空心叠合板-钢梁连接的施工方法，其特征在于包括以下步骤：
1)预制SP预应力空心板并进行开槽和开孔处理，同时板面加工凹凸粗糙面；
2)在开孔处和开槽处的末端对芯孔进行封堵处理，
3)将加工好的预制SP预应力空心板进行现场吊装，搭设在焊有剪力连接件的钢梁上翼缘处；
4)批量制作纵向钢筋网架，根据板端凹槽位置架设在预制SP预应力空心板开槽内，当为中梁处梁-板连接时，钢筋网架跨过钢梁与另一侧混凝土板相连，当为边梁处梁-板连接时，钢筋网架通过现场点焊与钢梁相连；
5)铺设叠合层钢筋网，同时在钢梁上部焊接弯起构造钢筋，弯起构造钢筋半包围剪力连接件；
6) 浇筑并填实板端芯孔处混凝土，后浇混凝土通过板顶孔洞和板端凹槽流入芯孔，待芯孔处混凝土密实，形成组合楼盖梁-板连接结构。
7.根据权利要求6所述的板端开槽孔SP空心叠合板-钢梁连接的施工方法，其特征在于：步骤2）所述的填充过程将胶管伸入开槽或开孔内，并通过胶管填充入填充物，填充物包括聚氨酯发泡剂。
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