CN113802740A - 一种基于正交波纹钢板抗弯拉结组合楼板的联合抗剪装配式梁板组合体系 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于正交波纹钢板抗弯拉结组合楼板的联合抗剪装配式梁板组合体系,属于结构工程技术领域,该组合体系由正交波纹钢板拉结的钢楼板、带有抗剪连接件的钢梁及内填混凝土组成。交错布置的正交波纹钢板在限制外侧钢板屈曲的同时,有效保证了钢楼板的平面内刚度,并通过与外侧钢板及内填混凝土的相互作用,有效提升了组合楼板的整体承载能力。正交波纹钢板拉结的钢楼板与带有栓钉连接件的钢梁通过现浇混凝土有效连接,在提升结构整体性的同时,可以通过多层同时操作有效缩短施工工期。

Description

一种基于正交波纹钢板抗弯拉结组合楼板的联合抗剪装配式 梁板组合体系
技术领域
本专利涉及一种基于正交波纹钢板抗弯拉结组合楼板的联合抗剪装配式梁板组合体系,属于结构工程技术领域。
背景技术
随着社会的发展和经济水平的提高,人们对建筑的要求越来越高,而钢结构建筑则凭借其自重轻、抗震性能好、工业化生产、装配式安装、绿色施工等诸多优点成为我国高层建筑产业化过程中重点推广的项目。为了满足人们对于建筑结构日益提高的要求,进一步提升我国的结构建造水平,需要基于钢结构建筑体系提出一种新型高效的标准化结构构件,以推动钢结构建筑体系的标准化,进而有效推动钢结构建筑体系的产业化。
钢结构工程中常用的楼板目前主要有以下3种形式:现浇整体混凝土楼板、预应力混凝土叠合楼板和压型钢板—混凝土组合楼板。现浇整体混凝土楼板施工周期长,且容易开裂,预应力混凝土叠合楼板无法保证与结构整体的有效连接,压型钢板—混凝土组合楼板由于钢板与混凝土之间粘结作用不足容易发生纵向水平剪切粘结破坏,因此亟需提出一种既具有足够的承载能力、可靠的结构整体连接性能,又方便快速施工的高层钢结构梁板组合体系。为此,本专利基于双重承载设计理念、抗弹性屈曲设计理念与整体模块安装设计理念,提出了一种基于正交波纹钢板抗弯拉结组合楼板的联合抗剪装配式梁板组合体系。
发明内容
本发明专利提出一种基于正交波纹钢板抗弯拉结组合楼板的联合抗剪装配式梁板组合体系,其目的在于克服技术背景中楼板工程无法保证与结构整体的有效连接,容易发生纵向水平剪切粘结破坏,容易开裂,以及施工工期过长等技术难题,提出一种可以既具有足够的承载能力、可靠的结构整体连接性能,又方便快速施工的装配式梁板组合体系。
为实现以上目的,本发明提供如下技术方案:
所述组合体系由正交波纹钢板拉结的钢楼板、带有抗剪连接件的钢梁及内填混凝土组成;所述正交波纹钢板抗弯拉结的钢楼板由一个端板、两个外侧钢板、一个正交波纹钢板抗弯拉结件及抗剪连接件组成;所述端板、外侧钢板及正交波纹钢板抗弯拉结件的长度相等,正交波纹钢板抗弯拉结件的上下表面分别与两个外侧钢板焊接,正交波纹钢板抗弯拉结件的侧面及两个外侧钢板的侧面均与端板侧面焊接,抗剪连接件等距焊接于端板另一侧面的中轴线处;所述正交波纹钢板抗弯拉结件由交错布置的波纹钢板焊接而成,应保证相邻两层波纹钢板的波纹方向相互垂直;所述正交波纹钢板抗弯拉结的钢楼板预留有混凝土浇筑洞口,钢楼板焊接成型后,在其间隔内浇筑混凝土,形成组合钢楼板;所述带有抗剪连接件的钢梁构件由一个钢梁构件及抗剪连接件组成,抗剪连接件等距焊接于钢梁顶面的中轴线处,并与端板抗剪连接件错位布置;将两个正交波纹钢板抗弯拉结的组合钢楼板对称放置在带有抗剪连接件的钢梁构件之上,两个正交波纹钢板抗弯拉结的组合钢楼板构件之间间隔1/3钢梁翼缘宽度,并在其间隔内浇筑混凝土,形成一种基于波纹钢板抗弯拉结组合楼板的联合抗剪装配式梁板组合体系。
作为本发明的进一步方案:所述波纹钢板波峰与波谷的相交处及顶层外侧钢板与波纹钢板的接触处均开圆孔或长圆孔,纵向开孔间距及横向开孔间距均为一个波长。
作为本发明的进一步方案:所述波纹钢板的波纹形状选用正弦波浪形式、三角形波折形式、梯形波折形式或直角波折形式;所述波纹钢板的构造形式选用双层波纹钢板交错布置或四层波纹钢板交错布置。
与现有技术相比,本专利的优点主要在以下几个方面:
1、外侧钢板与内部正交波纹钢板拉结件的相互作用,可以有效提升钢楼板的整体性。一方面,在承受竖直荷载及传递水平剪力的过程中,两个外侧钢板容易发生单波屈曲失稳,基于抗弹性屈曲设计理念,通过正交波纹钢板拉结件对外侧钢板的有效拉结,可以限制钢板向外侧的鼓曲变形或向内侧的屈曲变形。另一方面,正交波纹钢板拉结件也可以充当核心受力构件,有效保证了钢楼板任意方向的平面内刚度,使之满足楼板平面内刚度无限大的楼板刚度假定,进而保证钢楼板内部水平力的有效传递,使结构体系内水平力流传递方向更为明确。
2、基于双重承载设计理念,通过钢结构与内部一体化浇筑混凝土的共同作用可以有效提高组合楼板的整体承载力。一方面,混凝土具有很好的抗压能力,而波纹钢板和外侧钢板则具有很好的抗拉性能,通过波纹钢板和焊接贴合的外侧钢板以及内填混凝土的相互作用,有效提升了组合楼板的抗弯承载力。另一方面,由于波纹钢板正交拉结布置,可以有效提升其与内填混凝土之间的粘结作用,进而有效提升组合楼板的纵向水平剪切强度。同时,正交波纹钢板在两个方向都有很强的平面内刚度,荷载作用下楼板的变形小,可以有利于减小混凝土的损伤,而通过混凝土的作用,又可以抑制外侧钢板向内侧的屈曲变形,二者共同作用,可以进一步提高楼板的整体承载力。此外,双侧钢板可以作为混凝土的模板,省去了支模的程序,加快了施工工期,下侧钢板还可以有效防止混凝土严重损伤导致的脱落。
3、本专利的组合钢楼板和带有栓钉连接件的钢梁分别于工厂内进行预制加工,然后将其运送至施工现场进行组装拼接,并在楼板钢梁组合处采用现浇混凝土,可以在不同层之间同时进行施工操作,这既保证了梁板组合体系的整体性,又符合模块化安装的设计理念,可以有效地短施工工期,同时还可以减轻施工现场的环境污染,满足绿色施工的理念。
附图说明
图1为一种基于正交波纹钢板抗弯拉结组合楼板的联合抗剪连接装配式梁板组合体系的三维示意图;
图2为一种基于正交波纹钢板抗弯拉结楼板的装配式梁板组合体系的拆分图;
图3为一种基于正交波纹钢板抗弯拉结楼板的装配式梁板组合体系的俯视图;
图4为正交双层波纹钢板三维示意图;
图5为正交四层波纹钢板三维示意图;
图6为波纹钢板波形形式图;
具体实施方式
下面结合附图1~6,详细说明本专利的实施方式。
如图1~6所示,一种基于正交波纹钢板抗弯拉结组合楼板的装配式梁板组合体系包括以下部件:
1——正交波纹钢板抗弯拉结的组合钢楼板
2——带有栓钉连接件的钢梁
3——端板
4——外侧钢板
5——正交波纹钢板拉结件
6——波纹钢板
7——钢梁
8——抗剪连接件
9——混凝土
下面将结合附图具体说明本发明装配式梁板组合体系的具体连接方式。
本发明所述装配式梁板组合体系的组成构件包括正交波纹钢板抗弯拉结的组合钢楼板(1)和带有栓钉连接件的钢梁(2);正交波纹钢板抗弯拉结的组合钢楼板(1)和带有栓钉连接件的钢梁(2)分别于工厂内进行预制加工,然后将其运送至施工现场进行组装拼接,并与其它结构构件连接。
如图1~3所示,本发明所述正交波纹钢板抗弯拉结的组合钢楼板(1)的组成构件包括一个端板(3)、两个外侧钢板(4)、一个正交波纹钢板抗弯拉结件(5)及抗剪连接件(8);所述端板(3)、外侧钢板(4)及正交波纹钢板抗弯拉结件(5)的长度相等,正交波纹钢板抗弯拉结件(5)的上下表面分别与两个外侧钢板(4)焊接,正交波纹钢板抗弯拉结件(5)的侧面与端板(3)焊接,抗剪连接件(8)等距焊接于端板(3)侧面的中轴线处;所述正交波纹钢板抗弯拉结件(5)由交错布置的波纹钢板(6)焊接而成,应保证相邻两层波纹钢板(6)的波纹方向相互垂直,以保证钢楼板任意方向的平面内刚度,使结构体系内水平力流传递方向更为明确;所述正交波纹钢板抗弯拉结的钢楼板焊接成型后,在其间隔内浇筑混凝土(9),通过焊接贴合的端板(3)、外侧钢板(4)、波纹钢板(6)及内填混凝土的相互作用,有效提升组合楼板的整体承载力。
如图1~3所示,本发明所述带有抗剪连接件的钢梁构件(2)包括一个钢梁(7)及抗剪连接件(8),抗剪连接件(8)等距焊接于钢梁(7)顶面的中轴线处,并与端板抗剪连接件(8)错位布置;将两个正交波纹钢板抗弯拉结的组合钢楼板(1)对称放置在带有抗剪连接件的钢梁(2)之上,两个正交波纹钢板抗弯拉结的组合钢楼板(1)之间间隔1/3钢梁翼缘宽度,并在其间隔内浇筑混凝土(9),形成一种基于正交波纹钢板抗弯拉结组合楼板的联合抗剪装配式梁板组合体系。
如图4所示,本发明所述波纹钢板(6)的波纹形状选用正弦波浪形式、三角形波折形式、梯形波折形式或直角波折形式。
如图5~6所示,本发明所述波纹钢板(6)的构造形式选用双层波纹钢板(6)交错布置或四层波纹钢板(6)交错布置。
本发明不限于本实例,本领域技术人员根据本发明的揭示,不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于正交波纹钢板抗弯拉结组合楼板的联合抗剪装配式梁板组合体系,其特征在于:所述组合体系由正交波纹钢板拉结的钢楼板、带有抗剪连接件的钢梁及内填混凝土组成;所述正交波纹钢板抗弯拉结的钢楼板由一个端板、两个外侧钢板、一个正交波纹钢板抗弯拉结件及抗剪连接件组成;所述端板、外侧钢板及正交波纹钢板抗弯拉结件的长度相等,正交波纹钢板抗弯拉结件的上下表面分别与两个外侧钢板焊接,正交波纹钢板抗弯拉结件的侧面及两个外侧钢板的侧面均与端板侧面焊接,抗剪连接件等距焊接于端板另一侧面的中轴线处;所述正交波纹钢板抗弯拉结件由交错布置的波纹钢板焊接而成,应保证相邻两层波纹钢板的波纹方向相互垂直;所述正交波纹钢板抗弯拉结的钢楼板预留有混凝土浇筑孔洞,钢楼板焊接成型后,在其间隔内浇筑混凝土,形成组合钢楼板;所述带有抗剪连接件的钢梁构件由一个钢梁构件及抗剪连接件组成,抗剪连接件等距焊接于钢梁顶面的中轴线处,并与端板抗剪连接件错位布置;将两个正交波纹钢板抗弯拉结的组合钢楼板对称放置在带有抗剪连接件的钢梁构件之上,两个正交波纹钢板抗弯拉结的组合钢楼板构件之间间隔1/3钢梁翼缘宽度,并在其间隔内浇筑混凝土,形成一种基于波纹钢板抗弯拉结组合楼板的联合抗剪装配式梁板组合体系。
2.根据权利要求1所述的一种基于正交波纹钢板抗弯拉结组合楼板的联合抗剪装配式梁板组合体系,其特征在于:所述波纹钢板波峰与波谷的相交处及顶层外侧钢板与波纹钢板的接触处均开圆孔或长圆孔,纵向开孔间距及横向开孔间距均为一个波长。
3.根据权利要求1所述的一种基于正交波纹钢板抗弯拉结组合楼板的联合抗剪装配式梁板组合体系,其特征在于:所述波纹钢板的波纹形状选用正弦波浪形式、三角形波折形式、梯形波折形式或直角波折形式;所述波纹钢板的构造形式选用双层波纹钢板交错布置或四层波纹钢板交错布置。
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