CN119616083A - 钢结构防火混凝土层装配式结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了钢结构防火混凝土层装配式结构及其施工方法，本方案将钢结构外裹的防火混凝土层划分为小块部件，分别浇筑成型，部件内部可内置钢丝网或小直径钢筋，再送至施工现场，采用砂浆砌筑、吊筋弯折、钢筋焊接等方式将防火混凝土层安装于钢结构外围；本方案针对施工中在结构上产生的各类孔道、缝隙，用防水水泥砂浆填充，防止渗漏问题产生。本方案的防火混凝土层小块部件成型方便，可根据实际需要设计成各种形状；化整为零，部件不重，施工现场拼装方便，避免了现场搭设模板；结构施工成型后，可对钢结构的耐火极限时间有效延长，装配式防火混凝土层同时可作为钢结构的外部饰面；加上对装配式防火混凝土层适当处理，不会产生渗漏问题。

Description

钢结构防火混凝土层装配式结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及土木工程施工技术、装配式建筑技术领域，尤其涉及钢结构防火混凝土层装配式结构及其施工方法。

背景技术

钢结构建筑具有承载力高的特点，然而，在火灾或高温下，钢材极易软化，丧失承载力。其中，中国专利“一种半组合预制装配式梁(授权公告号CN209194844U)”、中国专利“一种半组合预制装配式柱(授权公告号CN209194852U)”提出在钢结构外围裹上混凝土防火层的方法以保护内部钢结构免受火灾下的高温损害，延长钢材受热变形和失去承载力的时间，从而增强结构的整体耐火性能。但是，外附混凝土防火层的厚度不能太薄，否则达不到阻热的效果，一般要求厚度大于等于50mm。

关于混凝土防火层如何外附于钢结构上的施工方式，上述两项专利有提到“在钢梁(柱)外表面配置钢丝网，在工厂的模台上(为钢梁、钢柱)立模板、浇筑混凝土、振捣密实，并快速蒸汽养护至设计强度后脱模；”。但此种施工方式存在以下弊端：

1、钢结构本身就是一种装配式结构，钢构件在现场通过焊接等方式形成整体钢结构，施工现场的吊机吊力有限，在工厂预制阶段就在钢结构外围裹上防火混凝土层的做法显然增加了施工现场吊机的负担；

2、钢构件体积、重量较大，在钢构件外围支设模板，必然面临对钢构件腾挪、翻转不便的施工难题；

3、在钢构件的上、下、左、右侧均搭模浇筑防火混凝土层，浇筑范围较大，拐角转折较多，又有钢构件的遮挡以及防火混凝土层内又配置了钢丝网，会导致混凝土振捣不密实，留下蜂窝麻面的缺陷(见图1)；

4、工厂内浇筑钢构件防火混凝土层时必须留出钢构件接头部位，必然导致在施工现场对接头部位再度浇筑防火混凝土层，耗费劳动力。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种实施可靠、施工便捷且易于高效安装的钢结构防火混凝土层装配式结构及其施工方法。

为了实现上述的技术目的，本发明所采用的技术方案为：

一种钢结构梁部位防火混凝土层装配式结构，其包括：

钢梁，为工字钢；

U形节段防火混凝土层，数量为多个，厚度为50～60mm，其主体为混凝土材质，且内置有U形结构的钢筋骨架，所述钢筋骨架的两端向上延伸出U形节段的上端面，所述U形节段的内U形敞开侧由所述钢梁的下翼缘套入所述钢梁，且多个所述U型节段防火混凝土层并排设置在钢梁上；

混凝土楼板，其浇筑成型在钢梁的上翼缘上，且边缘超出所述上翼缘的两侧，所述混凝土楼板上设有与所述U形节段防火混凝土层的钢筋骨架上部突出段一一相对的穿置通孔，所述钢筋骨架的上部突出段向上穿过所述穿置通孔后，相向折弯固定在所述混凝土楼板上。

作为一种可能的实施方式，进一步，本方案所述钢筋骨架为多根间隔设置的U形钢筋与将多根U形钢筋相对焊接固定的多根纵向钢筋构成；

相邻所述U形节段防火混凝土层的相对侧面还施加有水泥基填缝剂。

作为一种可能的实施方式，进一步，本方案还包括：

横向钢筋，其数量与U形节段防火混凝土层内的钢筋骨架上部突出段数量一一对应，所述横向钢筋设置在所述混凝土楼板上端面，其分别与所述钢筋骨架相向折弯的端部焊接且形成焊缝。

基于上述，本方案还提出一种钢结构梁部位防火混凝土层装配式结构的施工方法，其包括：

S01、捆扎钢筋骨架，将其置于模具中成型出预设规格的U形节段防火混凝土层，同时，令钢筋骨架的两端向上高出U形节段的上端面；

S02、安装钢梁，在钢梁上浇筑混凝土楼板，同时预留出与所述U形节段防火混凝土层上钢筋骨架上部突出段配合的穿置通孔；

S03、将U形节段防火混凝土层的内U形敞开侧由所述钢梁的下翼缘套入所述钢梁，同时，令所述钢筋骨架的上部突出段向上穿过所述穿置通孔后，相向折弯固定在所述混凝土楼板上，再通过横向钢筋进行焊接固定，通过焊接形成的焊缝将钢筋骨架折弯的两端固定；

S04、在U形节段防火混凝土层的侧面上涂抹水泥砂浆，然后重复S03～S04操作，将多个所述U型节段防火混凝土层并排设置在钢梁上；

S05、采用防水水泥砂浆填充混凝土楼板上的穿置通孔，在相邻所述U形节段防火混凝土层的相对侧面施加水泥基填缝剂。

基于上述，本方案还提出一种钢结构钢柱、柱脚部位防火混凝土层装配式结构，其包括：

钢柱，为工字钢；

底板，固定连接在所述钢柱的柱脚，所述底板上设有多个加强肋；

连接组件，设置在所述底板上，且用于辅助安装底板；

防火混凝土块，为多个，其砌筑拼装在所述钢柱下部，且将所述钢柱与所述底板之间的连接部合围包覆其中。

作为一种较优的实施选择，优选的，本方案所述连接组件包括螺栓、螺母和垫片，所述底板上设有供螺栓穿置的安装孔。

作为一种较优的实施选择，优选的，所述防火混凝土块对应底板上的加强肋、连接组件设有结构与其相适应的仿形避让槽。

基于上述，本方案还提出一种钢结构钢柱、柱脚部位防火混凝土层装配式结构施工方法，其包括如下步骤：

S01、根据钢柱的柱脚的形态，在其上设置用于制作防火混凝土块成型模具，并浇筑混凝土成型，然后进行脱模获得预制的防火混凝土块；

S02、在钢柱的柱脚区域的底板面上、钢柱侧面、加劲肋侧面、防火混凝土块内部接触面均涂抹上一层水泥砂浆，再将预制的防火混凝土块贴合底板面上，同步完成钢柱侧面及加劲肋侧面安装配合就位，使加劲肋、螺栓、螺母、垫片等部件正好插入防火混凝土块的空腔内，待水泥砂浆结硬后，防火混凝土块即在柱脚区域牢固安装。

基于上述，本方案还提出一种钢结构梁柱节点部位防火混凝土层装配式结构，所述钢结构梁柱节点部位包括钢柱和与钢柱侧面相连接的至少一根钢梁，其包括：

防火混凝土块，安装于钢柱和/或钢梁的腹板两侧，且与对应钢柱和/或钢梁的翼缘相抵，填充的防火混凝土块遮蔽了节点区域的钢材，达到防火效果；

U形节段防火混凝土层，数量为多个，其主体为混凝土材质，厚度为50～60mm，且内置有U形结构的钢筋骨架，所述钢筋骨架的两端向上延伸出U形节段的上端面，所述U形节段的内U形敞开侧由所述钢梁的下翼缘套入所述钢梁，且多个所述U型节段防火混凝土层并排设置在钢梁上；

混凝土楼板，其浇筑成型在钢梁的上翼缘上，且边缘超出所述上翼缘的两侧；所述混凝土楼板上设有与所述U形节段防火混凝土层的钢筋骨架上部突出段一一相对的穿置通孔，所述钢筋骨架的两端向上穿过所述穿置通孔后，相向折弯固定在所述混凝土楼板上。

基于上述，本方案还提出一种钢结构梁柱节点部位防火混凝土层装配式结构施工方法，其包括：

S01、在钢柱下柱安装防火混凝土块，其中，最上层的防火混凝土块顶紧其上方钢梁的下翼缘，当二者之间具有空隙时，通过水泥砂浆填充空隙；

S02、在最上层的防火混凝土块顶面和钢梁下翼缘顶面涂抹10mm厚左右的水泥砂浆找平；然后在节点区域的钢梁、钢柱相应的腹板侧面、翼缘侧面涂抹一层水泥砂浆，用规则的防火混凝土块填充至节点区域以形成整齐的结构外部界面，同时，令填充的防火混凝土块遮蔽了节点区域的钢材，达到防火效果；

S03、在钢梁上搭设模板，浇筑混凝土楼板；

S04、将U形节段防火混凝土层安装于节点区域附近的钢梁外侧；

S05、在混凝土楼板面层上填抹水泥砂浆找平，然后开始在钢柱上柱安装防火混凝土层。

基于上述，本方案还提出一种钢结构防火混凝土层装配式结构，其包括上述所述的钢结构梁部位防火混凝土层装配式结构或上述所述的钢结构钢柱、柱脚部位防火混凝土层装配式结构或上述所述的钢结构钢梁节点部位防火混凝土层装配式结构；

或者，其由上述所述的钢结构梁部位防火混凝土层装配式结构的施工方法、上述所述的钢结构钢柱、柱脚部位防火混凝土层装配式结构施工方法、上述所述的钢结构钢梁节点部位防火混凝土层装配式结构施工方法之一制得。

采用上述的技术方案，本发明与现有技术相比，其具有的有益效果为：本方案巧妙性地将钢结构外裹的防火混凝土层划分为小块部件，分别浇筑成型，部件内部可内置钢丝网或小直径钢筋，再运送至施工现场，采用砂浆砌筑、吊筋弯折、钢筋焊接等方式将防火混凝土层安装于钢结构外围。在此基础上，本方案针对施工中在结构上产生的各类孔道、缝隙，用防水水泥砂浆填充，防止渗漏问题产生。本方案的防火混凝土层小块部件成型方便，可根据实际需要设计成各种形状；化整为零，部件不重，施工现场拼装方便，避免了现场搭设模板；结构施工成型后，可对钢结构的耐火极限时间有效延长；装配式防火混凝土层同时可作为钢结构的外部饰面；对装配式防火混凝土层适当处理，不会产生渗漏问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术的混凝土振捣不密实，导致钢梁外侧的现浇防火混凝土层留下蜂窝麻面缺陷的示意图；

图2是本方案钢结构梁部位防火混凝土层装配式结构中所用的U形节段防火混凝土层的简要三维结构示意；

图3是本方案钢结构梁部位防火混凝土层装配式结构中所用的U形节段的钢筋骨架简要三维结构示意；

图4是本方案钢结构梁部位防火混凝土层装配式结构施工过程中的状态变化示意；

图5是本方案钢结构钢柱、柱脚部位防火混凝土层装配式结构施工过程中的状态变化示意；

图6是本方案钢结构钢柱、柱脚部位防火混凝土层装配式结构中所用模具和对应成型出的防火混凝土快的结构示意；

图7是本方案钢结构钢梁节点部位防火混凝土层装配式结构施工过程中的状态变化示意。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本发明，但不对本发明的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本发明的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例方案公开了一种钢结构防火混凝土层装配式结构，其包括钢结构梁部位防火混凝土层装配式结构、钢结构钢柱、柱脚部位防火混凝土层装配式结构和钢结构梁柱节点部位防火混凝土层装配式结构。相应的，本方案还提供了所述钢结构梁部位防火混凝土层装配式结构的施工方法、所述钢结构钢柱、柱脚部位防火混凝土层装配式结构施工方法和所述钢结构梁柱节点部位防火混凝土层装配式结构施工方法。

本方案中，钢结构主要有梁、柱、柱脚、梁柱节点等部位，各个部位的结构形式复杂程度不一样，以下分开叙述上述四个钢结构部位如何应用钢结构防火混凝土层装配式结构及其施工方法。所述钢梁、钢柱均为常用工字形截面；本方案具体包括如下：

结合图2至图4之一所示，本实施例方案一种钢结构梁部位防火混凝土层装配式结构，其包括：

钢梁3，为工字钢，其具有腹板31和翼缘32；

U形节段防火混凝土层1，数量为多个，其主体为混凝土材质，厚度50～60mm，且内置有U形结构的钢筋骨架2，所述钢筋骨架2的两端向上延伸出U形节段1的上端面，所述U形节段防火混凝土层1的内U形敞开侧由所述钢梁3的下翼缘32套入所述钢梁3，且多个所述U型节段防火混凝土层1并排设置在钢梁3上；相邻所述U形节段防火混凝土层1的相对侧面还施加有水泥基填缝剂7；

混凝土楼板4，其浇筑成型在钢梁3的上翼缘上，且边缘超出所述上翼缘的两侧，所述混凝土楼板4上设有与所述U形节段防火混凝土层的钢筋骨架2的上部突出段一一相对的穿置通孔41，所述钢筋骨架2的上部突出段向上穿过所述穿置通孔41后，相向折弯固定在所述混凝土楼板4上。

本方案中，本方案所述钢筋骨架2为多根间隔设置的U形钢筋21与将多根U形钢筋21相对焊接固定的多根纵向钢筋22构成。

其中，作为一种可能的实施方式，本方案的U形节段防火混凝土层1对应的防火混凝土层的厚度一般为50mm，内嵌有钢丝网或者U形钢筋、纵向钢筋等，空间狭小，宜采用细石混凝土浇筑，在工厂预制。

为了提高U形节段防火混凝土层1与混凝土楼板4的配合可靠性，进一步，本方案还包括：

横向钢筋5，其数量与U形节段防火混凝土层1中的U形钢筋数量一一对应，所述横向钢筋5设置在所述混凝土楼板4上端面，其分别与所述钢筋骨架2相向折弯的端部焊接且形成焊缝6。

基于上述，本方案还提出一种钢结构梁部位防火混凝土层装配式结构的施工方法，其包括：

S01、捆扎钢筋骨架，将其置于模具中成型出预设规格的U形节段防火混凝土层，同时，令钢筋骨架的两端向上高出U形节段的上端面。

结合图2或图3所示，本方案中，U形节段防火混凝土层节段长度模数可设置为100mm、200mm、300mm等，可根据实际需要设定；在该方式下，该部件具有重量轻，便于制造、搬运、施工现场拼装的优点；而部件尺寸模数可根据实际需要进行设定，其具有灵活可变的优点；同时，也可根据尺寸模数制造成型模具，大批量生产U形节段防火混凝土层。

本方案中，U形节段防火混凝土层的厚度一般为50mm(出于防火阻热要求，防火混凝土层具有一定厚度)；U形节段防火混凝土层内置钢筋骨架(或可内置钢丝网片)，通过该方式，可以防止防火混凝土层开裂、脱落；增强火灾下防火混凝土层的力学性能。钢筋骨架由U形钢筋(或者称吊筋)和纵向钢筋绑扎组成；U形钢筋(或者称吊筋)和纵向钢筋的直径一般为8mm、10mm、12mm，易于容纳于防火混凝土层内部；U形钢筋(或者称U形吊筋)的纵向间距一般可设置为100mm、150mm、200mm等，或可根据实际需要具体设置；U形吊筋的作用在于为装配式防火混凝土层结构提供充足的吊力，不使其在使用期间发生掉落。纵向钢筋沿钢筋骨架角部、底部、侧面均匀布置，间距一般可设置为100mm、150mm、200mm等，或可根据实际需要具体设置；纵向钢筋的作用在于与U形吊筋采用铁丝相互绑扎或焊接形成钢筋骨架，增强U形节段防火混凝土层的整体稳定性。U形节段防火混凝土层的内部宽、高尺寸应贴合钢梁的外端界面，利于现场施工安装；U形吊筋的端部应伸出U形节段防火混凝土层顶面一定长度，伸出的长度一般约等于混凝土楼板厚度与U形钢筋水平宽度一半的和；如此做法用意在于在现场拼装时，U形吊筋端头可穿过楼板预留安装孔道，进一步地，可对U形吊筋端头预留长度钢筋段进行弯折、焊接、固定等。

工厂预制U形节段防火混凝土层时，应先制作相应的可拆卸钢制模具，在模具内摆放、固定钢筋骨架，再浇筑防火混凝土，最后脱模成型。采用可拆卸钢制模具的优点在于可重复利用、大批量生产预制U形节段防火混凝土层。

S02、安装钢梁，在钢梁上浇筑混凝土楼板，同时预留出与所述U形节段防火混凝土层上钢筋骨架配合的穿置通孔；其中，穿置通孔的纵向间距应与防火混凝土层内埋的U形吊筋纵向间距相同，穿置通孔的横向间距应与防火混凝土层内埋的U形吊筋的左、右肢钢筋间距相同；穿置通孔直径宜比U形钢筋的直径大10～20mm，以防止孔道或U形钢筋定位误差大导致现场安装困难。

S03、将U形节段的防火混凝土层临时托举就位，使U形节段防火混凝土层内侧贴合钢梁侧面和底面，贴合混凝土楼板底面，令U形节段防火混凝土层的内U形敞开侧由所述钢梁的下翼缘套入所述钢梁，同时，令所述钢筋骨架的上部突出段向上穿过所述穿置通孔后，相向折弯固定在所述混凝土楼板上，再通过横向钢筋进行焊接固定，通过焊接形成的焊缝将钢筋骨架折弯的两端固定；通过该方式，钢筋骨架形成的U形钢筋就形成一个回环，牢牢地将U形节段防火混凝土层吊装在混凝土楼板底面。

S04、在U形节段防火混凝土层的侧面上涂抹水泥砂浆，然后重复S03～S04操作，将多个所述U型节段防火混凝土层并排设置在钢梁上；U形节段防火混凝土层的侧面上涂抹水泥砂浆有助于填补U形节段防火混凝土层之间的间隙，使钢梁处于一种与外界空气隔绝的密闭空间内，火灾发生时，热空气不会直接与钢梁接触。

S05、采用防水水泥砂浆填充混凝土楼板上的穿置通孔，在相邻所述U形节段的相对侧面施加水泥基填缝剂；施加水泥基填缝剂能够防止渗漏；使得U形节段防火混凝土层既可以充当防火功能又有饰面作用。

S06、在混凝土楼板面层上填抹水泥砂浆找平、铺地砖等后续装修工作。本步骤施工完成后，装配式防火混凝土层牢牢固定，外部饰面平整；防火混凝土层内部配置有钢筋骨架，整体性较强；装配式防火混凝土层将钢梁围住，形成一个密闭空间，有效地起到防火作用。

结合图5和图6所示，基于上述，本方案还提出一种钢结构钢柱、柱脚部位9防火混凝土层装配式结构，其包括：

钢柱8，为工字钢，其具有腹板82和翼缘81；

底板14，固定连接在所述钢柱8的柱脚区域9，所述底板14上设有多个加强肋10；

连接组件，设置在所述底板14上，且用于辅助安装底板14；

防火混凝土块17，为多个，其砌筑拼装在所述钢柱8下部，且将所述钢柱8与所述底板14之间的连接部合围包覆其中。

其中，作为一种较优的实施选择，优选的，本方案所述连接组件包括螺栓13、螺母12和垫片11，所述底板14上设有供螺栓13穿置的安装孔。

为了提高包覆效果，作为一种较优的实施选择，优选的，所述防火混凝土块17对应底板上的加强肋10、连接组件设有结构与其相适应的仿形避让槽171。

本方案中，钢结构的柱身部分一般是等截面柱，较好安装装配式防火混凝土层结构，而柱脚区域结构稍微复杂，如图5所示，钢柱脚区域有众多加劲肋、螺栓、螺母、垫片分布，遮挡、阻碍防火混凝土层的安装、贴合。采取的思路是预制防火混凝土块，内部设有多个空腔，空腔贴合加劲肋、螺栓、螺母、垫片等形状，将预制防火混凝土块安装、砌筑于柱脚区域9。在柱身区域，采用预制防火混凝土块逐块由下往上砌筑，包覆柱身。

本方案中，预制防火混凝土块部件成型方便，可根据实际需要设计成各种形状；化整为零，部件不重，施工现场砌筑、拼装方便，避免了现场搭设模板；结构施工成型后，可对钢结构的耐火极限时间有效延长；装配式防火混凝土层同时可作为钢柱的外部饰面；预制防火混凝土块砌筑于钢柱周围，对钢柱形成围压约束，可以提高钢柱的受压稳定性。

基于上述，本方案还提出一种钢结构钢柱、柱脚部位防火混凝土层装配式结构施工方法，其包括如下步骤：

S01、结合图5或图6所示，本步骤根据钢柱的柱脚的形态，在其上设置用于制作防火混凝土块成型模具16，并浇筑混凝土成型，然后进行脱模获得预制的防火混凝土块17，其中，防火混凝土块成型模具16内设有避让加强肋10和连接组件的凸起部161、162。

本步骤中，防火混凝土块成型模具可以根据柱脚结构形式具体设计，防火混凝土块成型模具及其内部隔板、填充块均为铁质材料，浇筑的防火混凝土块结硬成型后，其上有多个不同形状的内部空腔，空腔应贴合加劲肋、螺栓、螺母、垫片等外轮廓形状；制作时，空腔尺寸应略大于加劲肋、螺栓、螺母、垫片等外轮廓尺寸，以防止制作的尺寸误差导致施工现场安装不便。

其中，铁质模具由数块钢板、铁块焊接而成，制作、保存方便；铁质模具可以重复利用，大批量生产防火混凝土块；可以根据柱脚区域具体情况灵活设计模具中的隔板、填充块布置。

S02、在钢柱的柱脚区域的底板面上、钢柱侧面、加劲肋侧面、防火混凝土块内部接触面均涂抹上一层水泥砂浆，再将预制的防火混凝土块贴合底板面上，同步完成钢柱侧面及加劲肋侧面安装配合就位，使加劲肋、螺栓、螺母、垫片等部件正好插入防火混凝土块的空腔内，待水泥砂浆结硬后，防火混凝土块即在柱脚区域牢固安装。

S03、往柱身区域继续安装上一层的防火混凝土块；在下一层的防火混凝土块顶面、钢柱侧面、防火混凝土块内部接触面均涂抹上一层水泥砂浆，将预制的防火混凝土块贴合钢柱侧面安装就位，待水泥砂浆结硬后，防火混凝土块即在柱身区域牢固安装。

本步骤中，柱身周边的防火混凝土块高度可取100mm、150mm、200mm等，可根据实际情况设定。

S04、重复步骤S03；最后，对防火混凝土块之间的表面间接进行填缝。

本步骤中，防火混凝土块的主要作用是使钢构件外围有一厚度为50mm以上的防火混凝土层。

结合图7所示，基于上述，本方案还提出一种钢结构梁柱节点部位防火混凝土层装配式结构，所述钢结构钢梁节点部位包括钢柱和与钢柱侧面相连接的至少一根钢梁，其包括：

防火混凝土块19，安装于钢柱83和/或钢梁33、34、35、36的腹板84两侧，且与对应钢柱和/或钢梁的翼缘相抵；

U形节段防火混凝土层20，数量为多个，其主体为混凝土材质，且内置有U形结构的钢筋骨架，所述钢筋骨架的上部突出段向上延伸出U形节段的上端面，所述U形节段防火混凝土层20的内U形敞开侧由所述钢梁33、34、35、36的下翼缘套入所述钢梁34、35、36，且多个所述U型节段20并排设置在钢梁33、34、35、36上；

混凝土楼板21，其浇筑成型在钢梁的上翼缘上，且边缘超出所述上翼缘的两侧；所述混凝土楼板21上设有与所述U形节段防火混凝土层20的钢筋骨架上部突出段一一相对的穿置通孔，所述钢筋骨架的上部突出段向上穿过所述穿置通孔后，相向折弯固定在所述混凝土楼板上。

本方案中，梁柱节点部位是前、后、左、右四个方位的梁与柱交汇的地方，梁、柱的翼缘与腹板将此处的空间划分为数个不整齐的小区域，增加了在梁柱节点处安装装配式防火混凝土层的难度。因此，在施工时，先要采用不同尺寸的防火混凝土块分别填充到这些不整齐的小区域，形成整齐的结构外部界面，再用U形节段防火混凝土层和规则的防火混凝土块安装贴附在梁柱节点部位附近的梁、柱上。

基于上述，本方案还提出一种钢结构梁柱节点部位防火混凝土层装配式结构施工方法，其包括：

S01、在钢柱下柱安装防火混凝土块，其中，最上层的防火混凝土块顶紧其上方钢梁的下翼缘，当二者之间具有空隙时，通过水泥砂浆18填充空隙；

S02、在最上层的防火混凝土块顶面和钢梁下翼缘顶面涂抹10mm厚左右的水泥砂浆找平；然后在节点区域的钢梁、钢柱相应的腹板侧面、翼缘侧面涂抹一层水泥砂浆，用规则的防火混凝土块填充至节点区域以形成整齐的结构外部界面，同时，令填充的防火混凝土块遮蔽了节点区域的钢材，达到防火效果；

S03、在钢梁上搭设模板，浇筑混凝土楼板；

S04、将U形节段防火混凝土层上部突出段安装于节点区域附近的钢梁外侧；

S05、在混凝土楼板面层上填抹水泥砂浆找平，然后开始在钢柱上柱安装防火混凝土层。

由于建筑中的钢结构形式多样，防火混凝土层装配式施工方法的实施例无法一一列举。以上实施例仅说明常见的以工字形截面为主的梁、柱构件及其构成的柱脚、梁柱节点部位的防火混凝土层装配式施工步骤，主要思路就是根据钢构件的具体外轮廓形状倒模，预制浇筑具有多个内部空腔的防火混凝土块，内部空腔可以贴合于钢构件外表面突出部分(如加劲肋、螺栓等)，将防火混凝土块贴合于钢构件，采用水泥砂浆涂抹黏结或者采用吊筋悬吊安装。

本实施方案的优点可以概括如下几点：

1、不增加预制钢构件的重量，不增加施工现场吊机吊力的负担；

2、将防火混凝土层结构化整为零，施工轻巧、方便；

3、避免了钢结构防火混凝土层出现蜂窝麻面的情况；

4、按一定的尺寸模数批量预制防火混凝土层(块)，提高了生产效率；

5、装配式防火混凝土层既可以达到防火效果，也可以充当钢结构外表的饰面；

6、在装配式防火混凝土层(块)之间间隙中填入水泥砂浆，使装配式防火混凝土层结构形成整体；

7、用防水水泥砂浆填充在施工过程中预留在楼板中的安装孔道间隙，有效防止渗漏。

以上所述仅为本发明的部分实施例，并非因此限制本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种钢结构梁部位防火混凝土层装配式结构，其特征在于，其包括：

钢梁；

U形节段防火混凝土层，数量为多个，其主体为混凝土材质，内置有U形结构的钢筋骨架，所述钢筋骨架的两端向上延伸出U形节段防火混凝土层的上端面，所述U形节段防火混凝土层的内U形敞开侧由所述钢梁的下翼缘套入所述钢梁，且多个所述U型节段防火混凝土层并排设置在钢梁上；

混凝土楼板，其浇筑成型在钢梁的上翼缘上，且边缘超出所述上翼缘的两侧，所述混凝土楼板上设有与所述U形节段防火混凝土层的钢筋骨架上部突出段一一相对的穿置通孔，所述钢筋骨架的上部突出段向上穿过所述穿置通孔后，相向折弯固定在所述混凝土楼板上。

2.如权利要求1所述的钢结构梁部位防火混凝土层装配式结构，其特征在于，所述钢梁为工字钢；

所述U形节段防火混凝土层的厚度为50～60mm；

所述钢筋骨架为多根间隔设置的U形钢筋与将多根U形钢筋相对焊接固定的多根纵向钢筋构成；

相邻所述U形节段防火混凝土层的相对侧面还施加有水泥基填缝剂。

3.如权利要求1或2所述的钢结构梁部位防火混凝土层装配式结构，其特征在于，还包括：

横向钢筋，其数量与U形节段防火混凝土层数量一一对应，所述横向钢筋设置在所述混凝土楼板上端面，其分别与所述钢筋骨架相向折弯的端部焊接且形成焊缝。

4.一种钢结构梁部位防火混凝土层装配式结构的施工方法，其特征在于，其包括：

S01、捆扎钢筋骨架，将其置于模具中成型出预设规格的U形节段防火混凝土层，同时，令钢筋骨架的两端向上高出U形节段防火混凝土层的上端面；

S02、安装钢梁，在钢梁上浇筑混凝土楼板，同时预留出与所述U形节段防火混凝土层内钢筋骨架上部突出段配合的穿置通孔；

S03、将U形节段防火混凝土层的内U形敞开侧由所述钢梁的下翼缘套入所述钢梁，同时，令所述钢筋骨架的两端向上穿过所述穿置通孔后，相向折弯固定在所述混凝土楼板上，再通过横向钢筋进行焊接固定，通过焊接形成的焊缝将钢筋骨架折弯的两端固定；

S04、在U形节段防火混凝土层的侧面上涂抹水泥砂浆，然后重复S03～S04操作，将多个所述U型节段防火混凝土层并排设置在钢梁上；

S05、采用防水水泥砂浆填充混凝土楼板上的穿置通孔，在相邻所述U形节段的相对侧面施加水泥基填缝剂。

5.一种钢结构钢柱、柱脚部位防火混凝土层装配式结构，其特征在于，其包括：

钢柱，为工字钢；

底板，固定连接在所述钢柱的柱脚，所述底板上设有多个加强肋；

连接组件，设置在所述底板上，且用于辅助安装底板；

防火混凝土块，为多个，其砌筑拼装在所述钢柱下部，且将所述钢柱与所述底板之间的连接部合围包覆其中。

6.如权利要求5所述的钢结构钢柱、柱脚部位防火混凝土层装配式结构，其特征在于：所述连接组件包括螺栓、螺母和垫片，所述底板上设有供螺栓穿置的安装孔；

所述防火混凝土块对应底板上的加强肋、连接组件设有结构与其相适应的仿形避让槽。

7.一种钢结构钢柱、柱脚部位防火混凝土层装配式结构施工方法，其特征在于：其包括如下步骤：

S01、根据钢柱的柱脚的形态，在其上设置用于制作防火混凝土块成型模具，并浇筑混凝土成型，然后进行脱模获得预制的防火混凝土块；

S02、在钢柱的柱脚区域的底板面上、钢柱侧面、加劲肋侧面、防火混凝土块内部接触面均涂抹上一层水泥砂浆，再将预制的防火混凝土块贴合底板面上，同步完成钢柱侧面及加劲肋侧面安装配合就位，使加劲肋、螺栓、螺母、垫片等部件正好插入防火混凝土块的空腔内，待水泥砂浆结硬后，防火混凝土块即在柱脚区域牢固安装。

8.一种钢结构梁柱节点部位防火混凝土层装配式结构，所述钢结构梁柱节点部位包括钢柱和与钢柱侧面相连接的至少一根钢梁，其特征在于：其包括：

防火混凝土块，采用水泥砂浆填筑于钢柱和/或钢梁的腹板两侧，且与对应钢柱和/或钢梁的翼缘相抵；

U形节段防火混凝土层，数量为多个，厚度为50～60mm，其主体为混凝土材质，且内置有U形结构的钢筋骨架，所述钢筋骨架的两端向上延伸出U形节段的上端面，所述U形节段防火混凝土层的内U形敞开侧由所述钢梁的下翼缘套入所述钢梁，且多个所述U型节段防火混凝土层并排设置在钢梁上；

混凝土楼板，其浇筑成型在钢梁的上翼缘上，且边缘超出所述上翼缘的两侧；所述混凝土楼板上设有与所述U形节段防火混凝土层的钢筋骨架上部突出段一一相对的穿置通孔，所述钢筋骨架的上部突出段向上穿过所述穿置通孔后，相向折弯固定在所述混凝土楼板上。

9.一种钢结构钢梁节点部位防火混凝土层装配式结构施工方法，其特征在于，其包括：

S01、在钢柱下柱安装防火混凝土块，其中，最上层的防火混凝土块顶紧其上方钢梁的下翼缘，当二者之间具有空隙时，通过水泥砂浆填充空隙；

S02、在最上层的防火混凝土块顶面和钢梁下翼缘顶面涂抹10mm厚左右的水泥砂浆找平；然后在节点区域的钢梁、钢柱相应的腹板侧面、翼缘侧面涂抹一层水泥砂浆，用规则的防火混凝土块填充至节点区域以形成整齐的结构外部界面，同时，令填充的防火混凝土块遮蔽了节点区域的钢材，达到防火效果；

S03、在钢梁上搭设模板，浇筑混凝土楼板；

S04、将U形节段防火混凝土层安装于节点区域附近的钢梁外侧；

S05、在混凝土楼板面层上填抹水泥砂浆找平，然后开始在钢柱上柱安装防火混凝土层。

10.一种钢结构防火混凝土层装配式结构，其特征在于，其包括权利要求1至3之一所述的钢结构梁部位防火混凝土层装配式结构或权利要求5至6之一所述的钢结构钢柱、柱脚部位防火混凝土层装配式结构或权利要求8所述的钢结构梁柱节点部位防火混凝土层装配式结构；

或者，其由权利要求4所述的钢结构梁部位防火混凝土层装配式结构的施工方法、权利要求7所述的钢结构钢柱、柱脚部位防火混凝土层装配式结构施工方法、权利要求9所述的钢结构梁柱节点部位防火混凝土层装配式结构施工方法之一制得。