CN114922332A - 钢板夹层-混凝土装配式组合楼板及其与钢梁的连接结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钢板夹层‑混凝土装配式组合楼板及其与钢梁的连接结构，属于钢结构楼板技术领域，包括上下设置的混凝土复合层和钢结构支撑层，所述钢结构支撑层包括上下相对设置的上层钢板和下层钢板，上层钢板和下层钢板之间设置多个钢管立柱；所述混凝土复合层包括与钢结构支撑层固定连接的钢板‑角钢组合构件，钢板‑角钢组合构件内嵌于混凝土板中。该楼板自重轻、工序简单、施工周期短、隔音效果好、方便安装管线通过、可回收利用、经济环保，满足绿色建筑的要求，亦符合建筑工业化发展趋势。

Description

钢板夹层-混凝土装配式组合楼板及其与钢梁的连接结构
技术领域
本发明属于钢结构楼板技术领域，具体涉及一种钢板夹层-混凝土装配式组合楼板及其与钢梁的连接结构。
背景技术
这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。
节能减排极大促进了建筑行业装配化的发展，在众多工业与民用建筑中，钢结构的装配化最适宜工厂化生产，为将大部分工作由“现场施工”转变为“工厂装配”，设计、生产、施工、安装一体化势在必行，传统的建筑结构多采用钢筋混凝土楼板或压型钢板组合楼板，前者施工周期长、成本高、工序复杂，而且自重大，在地震作用下往往会导致大面积的损坏，后者虽然重量有所减轻，但是隔音效果差，且无法保证安装管线等安装设备的通过。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种钢板夹层-混凝土装配式组合楼板及其与钢梁的连接结构，该楼板自重轻、工序简单、施工周期短、隔音效果好、方便安装管线通过、可回收利用、经济环保，满足绿色建筑的要求，亦符合建筑工业化发展趋势。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
第一方面，本发明提供了一种钢板夹层-混凝土装配式组合楼板，包括上下设置的混凝土复合层和钢结构支撑层，所述钢结构支撑层包括上下相对设置的上层钢板和下层钢板，上层钢板和下层钢板之间设置多个钢管立柱；所述混凝土复合层包括与钢结构支撑层固定连接的钢板-角钢组合构件，钢板-角钢组合构件内嵌于混凝土板中。
作为进一步的技术方案，所述钢板-角钢组合构件包括竖向钢板，竖向钢板底部固定于上层钢板顶部，竖向钢板顶部两侧均固定设置角钢。
作为进一步的技术方案，两角钢相对连接于竖向钢板，竖向钢板顶部形成T字形。
作为进一步的技术方案，所述钢板-角钢组合构件设置多个，多个钢板-角钢组合构件平行且间隔排列于钢结构支撑层顶部。
作为进一步的技术方案，所述上层钢板和下层钢板平行且间隔设置，且钢管立柱在上下层钢板之间以成排成列设置，多个钢管立柱在上下层钢板之间间隔且均布设置。
第二方面，本发明还提供了一种楼板与钢梁的连接结构，楼板为如上所述的钢板夹层-混凝土装配式组合楼板。
作为进一步的技术方案，所述楼板设置多个，多个楼板均固定于钢梁顶部，相邻楼板之间固定连接。
作为进一步的技术方案，多个楼板以横纵向间隔均布的方式设置于钢梁顶部，相邻楼板之间通过连接筋进行连接。
作为进一步的技术方案，相邻楼板的钢结构支撑层横向之间通过立柱连接筋连接，相邻楼板的混凝土复合层横向之间通过对拉螺栓连接，钢梁上端设置栓钉用以抗剪。
作为进一步的技术方案，相邻楼板的钢结构支撑层纵向之间通过立柱连接筋连接，相邻楼板的混凝土复合层纵向之间通过上部连接钢筋连接，钢梁上端设置栓钉进行抗剪。
上述本发明的有益效果如下：
本发明的楼板，其下部的钢结构支撑层由上下层钢板和二者之间的钢管立柱形成，上部的混凝土复合层由钢板-角钢组合构件和混凝土板结合而成，从而形成钢板夹层-混凝土装配式组合楼板，其减轻了结构楼板的自重，工序简单、施工周期短，方便后期通过钢管立柱间的缝隙放置隔音材料，节约空间。
本发明的楼板，竖向钢板与角钢形成的钢板-角钢组合构件具有较强的抗拔抗剪作用，且由于组合构件截面抗弯刚度大，具有极强的的承压能力。
本发明的楼板，钢管立柱的制造、竖向钢板与角钢的焊接，上下层钢板与钢管立柱的焊接等工作均可以在工厂完成，而钢梁与楼板的连接则在现场完成，提高了预制装配率；而钢结构支撑层与混凝土复合层的连接牢固，抗剪强度高，抗震性能好，而且保温隔热隔音效果显著，充分利用了钢板夹层受拉性能好的特点，尤其适用于跨度大、开间大的建筑物。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明根据一个或多个实施方式的钢板夹层-混凝土装配式组合楼板的主视图；
图2是本发明根据一个或多个实施方式的钢板夹层-混凝土装配式组合楼板的侧视图；
图3是图1中A-A剖面示意图；
图4是图1中B-B剖面示意图；
图5是本发明装配式组合楼板与钢梁横向连接示意图；
图6是本发明装配式组合楼板与钢梁纵向连接示意图；
图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用；
其中，1：下层钢板，2：上层钢板，3：钢管立柱，4：钢板-角钢组合构件，5：混凝土板，6：对拉螺栓，7：立柱连接筋，8：上部连接筋，9：栓钉，10：钢梁。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
实施例1：
本发明的一种典型的实施方式中，如图1所示，提出一种钢板夹层-混凝土装配式组合楼板，其包括上下设置的混凝土复合层和钢结构支撑层，混凝土复合层设置于上层，钢结构支撑层设设置于下层，二者组合。
其中，钢结构支撑层包括上下相对设置的上层钢板2和下层钢板1，上层钢板和下层钢板之间具有一定间隙，上层钢板和下层钢板平行设置，且上层钢板和下层钢板之间设置多个钢管立柱3，钢管立柱3在上下层钢板之间以成排成列设置，每排每列均设置多个钢管立柱，多个钢管立柱间隔且均布设置。
下层钢板1与上层钢板2之间用密布钢管立柱3相连，采用高频焊接方式整体制造成型，可以满足不同建筑模数要求。
本实施例中，下层钢板的上表面和夹在下层钢板与上层钢板之间钢管立柱下端焊接，上层钢板的下表面和夹在下层钢板与上层钢板之间钢管立柱上端焊接，夹在下层钢板与上层钢板之间钢管立柱的上端、下端分别和上层钢板的下表面、下层钢板的上表面焊接。
其中，混凝土复合层包括与钢结构支撑层固定连接的钢板-角钢组合构件4，钢板-角钢组合构件4内嵌于混凝土板5中；具体设置时，钢板-角钢组合构件4设置多个，多个钢板-角钢组合构件平行且间隔排列于钢结构支撑层顶部，同时上层钢板横向的边缘也设置一排钢板-角钢组合构件。
具体的，钢板-角钢组合构件4包括竖向钢板，竖向钢板底部焊接于钢结构支撑层的上层钢板顶部，竖向钢板顶部两侧均固定设置角钢，两角钢相对连接于竖向钢板，使得竖向钢板顶部形成T字形，竖向钢板两侧的角钢顶部形成平板。
在可选的实施例中，竖向钢板与角钢焊接连接，竖向钢板下端与上层钢板进行角焊缝焊接定位。
在具体设置时，将竖向钢板和角钢焊接得到钢板-角钢组合构件4，将多个钢板-角钢组合构件在楼板内隔一段距离进行布置，在横向的边缘也要布置一排以便于进行钢梁处两侧楼板的连接，在钢梁上表面设置栓钉以增加连接处抗剪能力，最后浇筑混凝土并进行养护，钢板-角钢组合构件4内嵌于混凝土板5中，有效提高了钢板夹层与混凝土板的机械咬合力、界面粘结力，使二者连接更加牢固，共同工作，钢板-角钢组合构件4也增强了楼板的抗拔抗剪能力，另一方面，增强了楼板上部承受压力的能力。
在本实施例中，钢板-角钢组合构件底部与上层钢板之间进行角焊缝焊接，并且在上层钢板每隔25cm左右设置一排，混凝土板为工厂中的后浇混凝土板，将混凝土浇筑在上层钢板的上表面，且钢板-角钢组合构件内嵌在混凝土板中，钢板-角钢组合构件的角钢上表面距离混凝土板的上表面预留一定的保护层厚度。
本发明的楼板结构特点是自重轻、刚度大，特别适用于大跨度建筑结构(或者说对跨度有要求的建筑结构)。两角钢相对连接于竖向钢板顶部，整体形成T字形，既增加了钢与混凝土的接触面积，又增强了钢与混凝土之间的粘结力、机械咬合力，使钢与混凝土二者能更好的共同工作，同时竖向钢板抵抗剪力作用，两侧角钢抵抗压力作用，三者组合可以代替传统的受力钢筋和栓钉，既可以抗剪又能抗拔、抗压。
实施例2：
本实施例提出一种楼板与钢梁的连接结构，楼板为如上所述的钢板夹层-混凝土装配式组合楼板，楼板设置多个，多个楼板均固定于钢梁10顶部，相邻楼板之间固定连接。
具体的，多个楼板以横纵向间隔均布的方式设置于钢梁顶部，相邻楼板之间间隔一定间距，且相邻楼板之间通过连接筋进行连接：
在横向方向上，相邻楼板的钢结构支撑层之间通过立柱连接筋7连接，具体可将立柱连接筋7绑扎在相邻楼板的钢管立柱3上，以此达到连接两楼板的目的；相邻楼板的混凝土复合层之间通过对拉螺栓6连接，用对拉螺栓6将两楼板的钢板-角钢组合构件4进行连接，具体将对拉螺栓两端连接在竖向钢板；钢梁上端设置栓钉9用以抗剪，栓钉位于两楼板之间；
在纵向方向上，基本遵循与横向方向连接相同的方式：相邻楼板的钢结构支撑层之间通过立柱连接筋7连接，具体可将立柱连接筋7绑扎在相邻楼板的钢管立柱3上，以此达到连接两楼板的目的；相邻楼板的混凝土复合层之间通过上部连接钢筋8连接，具体可在钢板-角钢组合构件4的角钢翼缘上部设置孔洞，将上部连接钢筋8扣在两侧角钢翼缘孔洞中，用以连接两侧的叠合楼板；钢梁上端同样设置栓钉9进行抗剪。
在实际操作时，在楼板边缘内侧加装钢板构件，避免浇筑混凝土时流入钢管立柱缝隙中。
该楼板与钢梁的连接结构的实施过程为：
楼板横向与钢梁连接处的处理过程为：在相邻楼板的钢结构支撑层之间用立柱连接筋7连接，将立柱连接筋的两端绑扎相邻楼板边缘的钢管立柱；在相邻楼板的混凝土复合层之间用对拉螺栓6连接，将对拉螺栓穿过竖向钢板上的孔洞连接钢梁两侧的钢板-角钢组合构件；钢梁翼缘上部设置抗剪栓钉，并利用钢板构件将下部钢管立柱之间的缝隙预先作遮挡处理，防止混凝土进行浇筑时通过下层钢板边缘的缝隙流入钢管立柱之间；连接筋设置完成后在楼板与钢梁连接处进行混凝土的浇灌，并进行养护。
楼板纵向与钢梁连接处的处理过程为：相邻钢板的钢结构支撑层之间通过立柱连接筋7连接，将立柱连接筋的两端绑扎相邻楼板边缘的钢管立柱；在相邻楼板的混凝土复合层之间用上部连接筋8连接，将竖向钢板两侧的角钢翼缘分别设置孔洞，将两根上部连接筋8进行弯折扣住两相邻楼板角钢翼缘孔洞中，这样可以在纵向将两侧楼板的混凝土复合层进行连接，钢梁上部设置抗剪栓钉，以提高连接位置处抗剪能力，完成连接件设置后对楼板与钢梁的连接部分进行混凝土浇筑。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钢板夹层-混凝土装配式组合楼板，其特征是，包括上下设置的混凝土复合层和钢结构支撑层，所述钢结构支撑层包括上下相对设置的上层钢板和下层钢板，上层钢板和下层钢板之间设置多个钢管立柱；所述混凝土复合层包括与钢结构支撑层固定连接的钢板-角钢组合构件，钢板-角钢组合构件内嵌于混凝土板中。
2.如权利要求1所述的钢板夹层-混凝土装配式组合楼板，其特征是，所述钢板-角钢组合构件包括竖向钢板，竖向钢板底部固定于上层钢板顶部，竖向钢板顶部两侧均固定设置角钢。
3.如权利要求2所述的钢板夹层-混凝土装配式组合楼板，其特征是，两角钢相对连接于竖向钢板，竖向钢板顶部形成T字形。
4.如权利要求1所述的钢板夹层-混凝土装配式组合楼板，其特征是，所述钢板-角钢组合构件设置多个，多个钢板-角钢组合构件平行且间隔排列于钢结构支撑层顶部。
5.如权利要求1所述的钢板夹层-混凝土装配式组合楼板，其特征是，所述上层钢板和下层钢板平行且间隔设置，且钢管立柱在上下层钢板之间以成排成列设置，多个钢管立柱在上下层钢板之间间隔且均布设置。
6.一种楼板与钢梁的连接结构，其特征是，楼板为如权利要求1-5任一项所述的钢板夹层-混凝土装配式组合楼板。
7.如权利要求6所述的楼板与钢梁的连接结构，其特征是，所述楼板设置多个，多个楼板均固定于钢梁顶部，相邻楼板之间固定连接。
8.如权利要求7所述的楼板与钢梁的连接结构，其特征是，多个楼板以横纵向间隔均布的方式设置于钢梁顶部，相邻楼板之间通过连接筋进行连接。
9.如权利要求8所述的楼板与钢梁的连接结构，其特征是，相邻楼板的钢结构支撑层横向之间通过立柱连接筋连接，相邻楼板的混凝土复合层横向之间通过对拉螺栓连接，钢梁上端设置栓钉用以抗剪。
10.如权利要求8所述的楼板与钢梁的连接结构，其特征是，相邻楼板的钢结构支撑层纵向之间通过立柱连接筋连接，相邻楼板的混凝土复合层纵向之间通过上部连接钢筋连接，钢梁上端设置栓钉进行抗剪。
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