格構式疊合梁與板及其施工方法
【專利摘要】本項發(fā)明是一種格構式疊合梁與板，主要由混凝土邊殼、混凝土中肋、混凝土橫肋、混凝土底殼、預制疊合樓板、樓板搭接肋和后澆混凝土層等組成。兩側混凝土邊殼中間為混凝土中肋，混凝土橫肋等間距沿全梁均勻布置，混凝土邊殼和混凝土橫肋的高度相等，混凝土中肋的高度為混凝土邊殼高度的三分之二；預制疊合樓板為工字型，兩端分別有兩個樓板搭接肋，預制疊合樓板的端部至混凝土邊殼的外側邊緣。本發(fā)明的效果和優(yōu)點是承載力高、施工方便、施工速度快、經濟效果好等特點。運輸方便，運輸過程中不易損壞，施工過程中避免穿筋，縮短工時，降低造價。
【專利說明】格構式疊合梁與板及其施工方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種建筑結構新型混凝土疊合梁與板，特別是涉及一種裝配式混凝土結構的格構式疊合梁與板及其施工方法。
【背景技術】
[0002]裝配式混凝土建筑是指以工廠化生產的混凝土預制構件為主.通過現場裝配的方式設計建造的混凝土結構類房屋建筑。構件的裝配方法一般有現場后澆疊合層混凝土、鋼筋錨固后澆混凝土連接等，鋼筋連接可采用套筒灌漿連接、焊接、機械連接及預留孔洞搭接連接等做法。20世紀80年代，在我國流行的裝配式預制大板住宅，由于結構整體性差、滲漏、樓板裂縫等原因，存在許多影響結構安全及正常使用的隱患和缺陷，逐漸被現澆混凝土結構所取代。但隨著當前新興的裝配式混凝土結構的應用，特別是近年來引進了許多國外先進技術，本土化的裝配式混凝土結構建造新技術正逐步形成。
[0003]隨著我國“建筑工業(yè)化、住宅產業(yè)化”進程的加快狨以及中國“人口紅利”的不斷減少敬建筑行業(yè)用工荒的出現敬住宅工業(yè)產業(yè)化的趨勢日漸明顯。裝配式混凝土結構的應用重新成為當前研究熱點敬全國各地不斷涌現出住宅建筑裝配式混凝土結構的新技術、新形式。裝配式鋼筋混凝土結構是我國建筑結構發(fā)展的重要方向之一，它有利于我國建筑工業(yè)化的發(fā)展，提高生產效率節(jié)約能源，發(fā)展綠色環(huán)保建筑，并且有利于提高和保證建筑工程質量。與現澆施工工法相比，裝配式RC結構有利于綠色施工，因為裝配式施工更能符合綠色施工的節(jié)地、節(jié)能、節(jié)材、節(jié)水和環(huán)境保護等要求，降低對環(huán)境的負面影響，包括降低噪音、防止揚塵、減少環(huán)境污染、清潔運輸、減少場地干擾、節(jié)約水、電、材料等資源和能源，遵循可持續(xù)發(fā)展的原則。而且，裝配式結構可以連續(xù)地按順序完成工程的多個或全部工序，從而減少進場的工程機械種類和數量，消除工序銜接的停閑時間，實現立體交叉作業(yè)，減少施工人員，從而提高工效、降低物料消耗、減少環(huán)境污染，為綠色施工提供保障。另外，裝配式結構在較大程度上減少建筑垃圾(約占城市垃圾總量的30% — 40%)，如廢鋼筋、廢鐵絲、廢竹木材、廢棄混凝土等。
[0004]裝配式混凝土建筑依據裝配化程度高低可分為全裝配和部分裝配兩大類。全裝配建筑一般限制為低層或抗震設防要求較低的多層建筑；部分裝配混凝土建筑主要構件一般采用預制構件、在現場通過現澆混凝土連接，形成裝配整體式結構的建筑。
[0005]北美地區(qū)主要以美國和加拿大為主.由于預制/預應力混凝土協(xié)會(PCI)長期研究與推廣預制建筑，預制混凝土的相關標準規(guī)范也很完善.所以其裝配式混凝土建筑應用非常普遍。北美的預制建筑主要包括建筑預制外墻和結構預制構件兩大系列，預制構件的共同特點是大型化和預應力相結合.可優(yōu)化結構配筋和連接構造。減少制作和安裝工作量，縮短旖工工期，充分體現工業(yè)化、標準化和技術經濟性特征。在20世紀，北美的預制建筑主要用于低層非抗震設防地區(qū)。由于加州地區(qū)的地震影響，近年來非常重視抗震和中高層預制結構的工程應用技術研究。PCI最近出版了《預制混凝土結構抗震設計》一書，從理論和實踐角度系統(tǒng)地分析了預制建筑的抗震設計問題，總結了許多預制結構抗震設計的最新科研成果，對指導預制結構設計和工程應用推廣具有很強的指導意義。
[0006]歐洲是預制建筑的發(fā)源地，早在17世紀就開始了建筑工業(yè)化之路。第二次世界大戰(zhàn)后，由于勞動力資源短缺，歐洲更進一步研究探索建筑工業(yè)化模式。無論是經濟發(fā)達的北歐、西歐，還是經濟欠發(fā)達的東歐，一直都在積極推行預制裝配混凝土建筑的設計施工方式。積累了許多預制建筑的設計施工經驗，形成了各種專用預制建筑體系和標準化的通用預制產品系列，并編制了一系列預制混凝土工程標準和應用手冊，對推動預制混凝土在全世界的應用起到了非常重要的作用。
[0007]日本和韓國借鑒了歐美的成功經驗，在探索預制建筑的標準化設計施工基礎上。結合自身要求。在預制結構體系整體性抗震和隔震設計方面取得了突破性進展。具有代表性成就的是日本2008年采用預制裝配框架結構建成的兩棟58層的東京塔。同時，日本的預制混凝土建筑體系設計、制作和施工的標準規(guī)范也很完善，目前使用的預制規(guī)范有《預制混凝土工程} (JASSlO)和《混凝土幕墻)(JASS14)。
[0008]我國從20世紀五六十年代開始研究裝配式混凝土建筑的設計施工技術，形成了一系列裝配式混凝土建筑體系，較為典型的建筑體系有裝配式單層工業(yè)廠房建筑體系、裝配式多層框架建筑體系、裝配式大板建筑體系等。到20世紀80年代裝配式混凝土建筑的應用達到全盛時期，全國許多地方都形成了設計、制作和施工安裝一體化的裝配式混凝土工業(yè)化建筑模式.裝配式混凝土建筑和采用預制空心樓板的砌體建筑成為兩種最主要的建筑體系，應用普及率達70%以上。由于裝配式建筑的功能和物理性能存在許多局限和不足，我國的裝配式混凝土建筑設計和施工技術研發(fā)水平還跟不上社會需求及建筑技術發(fā)展的變化，到20世紀90年代中期，裝配式混凝土建筑已逐漸被全現澆混凝土建筑體系取代，目前除裝配式單層工業(yè)廠房建筑體系應用較廣泛外。其他預制裝配式建筑體系的工程應用極少。預制結構抗震的整體性和設計施工管理的專業(yè)化研究不夠，造成其技術經濟性較差。是導致預制結構長期處于停滯狀態(tài)的根本原因。
[0009]預應力薄板疊合樓板 1940?1942年間,英國P.W.埃伯利斯首先創(chuàng)議把下部用預應力薄板作為模板與上部現澆混凝土組成一個整體。40年代末到50年代初，英國、蘇聯(lián)、瑞士、瑞典、法國、波蘭、奧地利等國都開始采用這類樓板。60?70年代迅速發(fā)展，特別是法國和聯(lián)邦德國目前已廣泛應用在各類房屋建筑中。中國于1980年進行試制。經過多種跨度和不同荷載的結構試驗，1981年在北京27層高的西苑飯店工程首次采用，面積約2萬平方米。此后，在一些高層旅游賓館、辦公樓、外交公寓、倉庫等工程中，得到推廣。
[0010]疊合樓板是預制和現澆混凝土相結合的一種較好結構形式。預制預應力薄板(厚5?8厘米)與上部現澆混凝土層結合成為一個整體，共同工作。薄板的預應力主筋即是疊合樓板的主筋，上部混凝土現澆層僅配置負彎矩鋼筋和構造鋼筋。預應力薄板用作現澆混凝土層的底模，不必為現澆層支撐模板。薄板底面光滑平整，板縫經處理后，頂棚可以不再抹灰。這種疊合樓板具有現澆樓板的整體性、剛度大、抗裂性好、不增加鋼筋消耗、節(jié)約模板等優(yōu)點。由于現澆樓板不需支模，還有大塊預制混凝土隔墻板可在結構施工階段同時吊裝，從而可提前插入裝修工程，縮短整個工程的工期。
[0011]樓板跨度在8米以內，能廣泛用于旅館、辦公樓、學校、住宅、醫(yī)院、倉庫、停車場、多層工業(yè)廠房等各種房屋建筑工程。預應力薄板按疊合面的構造不同，可分為三類:①疊合面承受的剪應力較小，疊合面不設抗剪鋼筋，但要求混凝土上表面粗糙、劃毛或留一些結合洞。②疊合面承受的剪應力較大，薄板表面除要求粗糙劃毛外，還要增設抗剪鋼筋，鋼筋直徑和間距經計算確定。鋼筋的形狀有波形、螺旋形及點焊網片彎折成三角形斷面的。③預制薄板上表面設有鋼桁架，用以加強薄板施工時的剛度，減少薄板下面架設的支撐。
[0012]混凝土疊合樓板為疊合結構的一部分，是預制和現澆相結合的一種結構形式。疊合板在施工過程中，先在底部安放預制底板，它在澆筑上層混凝土起模板的作用，而后兩部分混凝土形成整體來承受荷載。疊合樓版集現澆和預制的優(yōu)點于一身，是一種很有發(fā)展前途的樓蓋形式。
[0013]I)從受力上看，相對于全預制裝配樓板而言，可提高結構的整體剛度和抗震性能，在配置同樣的預應力筋時，相對于全截面的荷載作用受拉邊緣而言，在預制截面上建立的有效預應力較大，從而提高了結構的抗裂性能。在同樣抗裂性能的前提下，則可以節(jié)省預應力筋的用量。
[0014]2)從制作工藝上看，疊合樓版的主要受力部分在工廠制造，機械化程度高，易于保證質量，采用流水作業(yè)生產速度快，并且可以提前制作，不占工期，而且預制部分的模板可以重復使用。后澆混凝土以預制底板做模板，較全現澆樓板可以減少支模的工作量，減少施工現場濕作業(yè)，改善施工現場條件，提高施工效率，尤其是在高空作業(yè)或支模困難的條件下效果更是明顯，并且工廠預制易于實現較復雜的截面形式的制作，對于開發(fā)構件承載潛力，降低結構自重具有明顯的優(yōu)勢。同時大跨度疊合板還符合現代住宅樓蓋的發(fā)展方向。
[0015]3)長期的科學實驗和工程實踐結果表明，混凝土結構工程中采用疊合樓版可以取得十分明顯的效益，當結合采用高強度鋼筋時，鋼筋用量大大降低。當結合采用空腹預制截面時，還可以節(jié)省混凝土用量，工期也相應的縮短，它的不足之處在于增加了預制加工和運輸吊裝環(huán)節(jié)。
[0016]4)混凝土疊合樓板截面由預制和現澆兩部分組成，它們共同的工作性能依賴于新舊疊合面的抗剪性能，因此疊合面抗剪設計是非常重要的部分，可見混凝土疊合樓板對施工技術含量也有較高的要求，特別在施工質量管理方面想使用單位提出了更嚴格的要求。
[0017]主要分一下四個方面研究疊合樓板
O系統(tǒng)介紹疊合樓板結構體系的基本原理和應用技術；
2)研究疊合樓蓋結構體系的方案比選、結構設計和施工技術；
3)對疊合樓蓋結構體系的技術經濟指標進行比較研究，系統(tǒng)的描述混凝土疊合板的技術經濟性。

【發(fā)明內容】

[0018]本發(fā)明的目的在于提供一種格構式疊合梁與板及其施工方法，主要為了開發(fā)一種整體性好、傳力明確、構造簡單、安全可靠、節(jié)約材料和施工方便的格構式疊合梁與板。能夠有效的解決疊合板的運輸和施工困難等問題。
[0019]本發(fā)明的目的由如下技術方案實現的:
格構式疊合梁與板主要由混凝土邊殼、混凝土中肋、混凝土橫肋、混凝土底殼、底部縱向鋼筋、箍筋、腰筋、預制疊合樓板、樓板搭接肋、搭接肋外伸鋼筋、樓板外伸鋼筋和后澆混凝土層等組成。其特征在于，兩側混凝土邊殼中間為混凝土中肋，混凝土橫肋3等間距沿全梁均勻布置，兩端不設置混凝土橫肋，最外側混凝土橫肋3距兩端長度為兩個混凝土橫肋3間距離的一半，混凝土邊殼和混凝土橫肋3的高度相等，混凝土中肋2的高度為混凝土邊殼I高度的三分之二 ；預制疊合樓板為工字型，兩端分別有兩個樓板搭接肋，預制疊合樓板的底部與混凝土邊殼和混凝土橫肋3的頂面同一高度，預制疊合樓板的端部至混凝土邊殼的外側邊緣，相鄰兩片預制疊合樓板的樓板搭接肋置于同一個混凝土橫肋上，樓板搭接肋端部至混凝土中肋的兩側面的邊緣，底部縱向鋼筋、箍筋、腰筋、搭接肋外伸鋼筋和樓板外伸鋼筋均外伸，格構式疊合梁兩側的樓板外伸鋼筋一一對應，均伸到混凝土中肋上部，兩側的搭接肋外伸鋼筋相互錯開，均伸到對側樓板搭接肋的端部。
[0020]格構式疊合梁與板的加工方法:
a、制作格構式疊合梁與板的模具；
b、綁扎底部縱向鋼筋、箍筋、腰筋，澆筑并養(yǎng)護；
C、綁扎預制疊合樓板鋼筋，包括搭接肋外伸鋼筋、樓板外伸鋼筋，澆筑并養(yǎng)護；
d、格構式疊合梁與柱及其他格構式疊合梁安裝搭接；
e、將板與梁安裝搭接；
f、澆筑格構式疊合梁與板并養(yǎng)護。
[0021]本發(fā)明的優(yōu)點及有益效果:
本發(fā)明的效果和優(yōu)點是承載力高、施工方便、施工速度快、經濟效果好等特點。運輸方便，運輸過程中不易損壞，施工過程中避免穿筋，縮短工時，降低造價。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為格構式疊合梁平面示意圖。
[0023]圖2為圖1A-A首I]面不意圖。
[0024]圖3為格構式疊合梁與板平面示意圖。
[0025]圖中，I為混凝土邊殼；2為混凝土中肋；3為混凝土橫肋；4為混凝土底殼；5為底部縱向鋼筋；6為箍筋；7為腰筋；8為預制疊合樓板；9為樓板搭接肋；10為搭接肋外伸鋼筋；11為樓板外伸鋼筋；12為后澆混凝土層。
【具體實施方式】
[0026]下面結合技術方案和參照附圖對本發(fā)明進行詳細說明。
[0027]本發(fā)明提出的格構式疊合梁與板如圖f圖3所示。格構式疊合梁與板主要由混凝土邊殼1、混凝土中肋2、混凝土橫肋3、混凝土底殼4、底部縱向鋼筋5、箍筋6、腰筋7、預制疊合樓板8、樓板搭接肋9、搭接肋外伸鋼筋10、樓板外伸鋼筋11和后澆混凝土層12等組成。其特征在于，兩側混凝土邊殼I中間為混凝土中肋2，混凝土橫肋3等間距沿全梁均勻布置，兩端不設置混凝土橫肋3，最外側混凝土橫肋3距兩端長度為兩個混凝土橫肋3間距離的一半，混凝土邊殼I和混凝土橫肋3的高度相等，混凝土中肋2的高度為混凝土邊殼I高度的三分之二 ；預制疊合樓板8為工字型，兩端分別有兩個樓板搭接肋9，預制疊合樓板8的底部與混凝土邊殼I和混凝土橫肋3的頂面同一高度，預制疊合樓板8的端部至混凝土邊殼I的外側邊緣，相鄰兩片預制疊合樓板8的樓板搭接肋9置于同一個混凝土橫肋3上，樓板搭接肋9端部至混凝土中肋2的兩側面的邊緣，底部縱向鋼筋5、箍筋6、腰筋7、搭接肋外伸鋼筋10和樓板外伸鋼筋11均外伸，格構式疊合梁兩側的樓板外伸鋼筋11 對應，均伸到混凝土中肋2上部，兩側的搭接肋外伸鋼筋10相互錯開，均伸到對側樓板搭接肋9的端部。
[0028]a、制作格構式疊合梁與板的模具；
b、綁扎底部縱向鋼筋5、箍筋6、腰筋7，澆筑并養(yǎng)護；
C、綁扎預制疊合樓板8鋼筋，包括搭接肋外伸鋼筋10、樓板外伸鋼筋11，澆筑并養(yǎng)護；
d、格構式疊合梁與柱及其他格構式疊合梁安裝搭接；
e、將板與梁安裝搭接；
f、澆筑格構式疊合梁與板并養(yǎng)護。
【權利要求】
1.一種格構式疊合梁與板，由混凝土邊殼(I)、混凝土中肋(2)、混凝土橫肋(3)、混凝土底殼(4)、底部縱向鋼筋(5)、箍筋(6)、腰筋(7)、預制疊合樓板(8)、樓板搭接肋(9)、搭接肋外伸鋼筋(10)、樓板外伸鋼筋(11)和后澆混凝土層(12)組成，其特征在于:兩側混凝土邊殼(I)中間為混凝土中肋(2)，混凝土橫肋(3)等間距沿全梁均勻布置，兩端不設置混凝土橫肋(3)，最外側混凝土橫肋(3)距兩端長度為兩個混凝土橫肋(3)間距離的一半，混凝土邊殼(I)和混凝土橫肋(3)的高度相等，混凝土中肋(2)的高度為混凝土邊殼(I)高度的三分之二 ；預制疊合樓板(8)為工字型，兩端分別有兩個樓板搭接肋(9)，預制疊合樓板(8)的底部與混凝土邊殼(I)和混凝土橫肋(3)的頂面同一高度，預制疊合樓板(8)的端部至混凝土邊殼(I)的外側邊緣，相鄰兩片預制疊合樓板(8)的樓板搭接肋(9)置于同一個混凝土橫肋(3)上，樓板搭接肋(9)端部至混凝土中肋(2)的兩側面的邊緣，底部縱向鋼筋(5)、箍筋(6)、腰筋(7)、搭接肋外伸鋼筋(10)和樓板外伸鋼筋(11)均外伸，格構式疊合梁兩側的樓板外伸鋼筋(11) 一一對應，均伸到混凝土中肋(2)上部，兩側的搭接肋外伸鋼筋(10 )相互錯開，均伸到對側樓板搭接肋(9 )的端部。
2.—種如權利要求1所述的格構式疊合梁與板的加工方法，其特征在于: a、制作格構式疊合梁與板的模具； b、綁扎底部縱向鋼筋(5)、箍筋(6)、腰筋(7)，澆筑并養(yǎng)護； C、綁扎預制疊合樓板(8)鋼筋，包括搭接肋外伸鋼筋(10)、樓板外伸鋼筋(11)，澆筑并養(yǎng)護； d、格構式疊合梁與柱及其他格構式疊合梁安裝搭接； e、將板與梁安裝搭接； f、澆筑格構式疊合梁與板并養(yǎng)護。
【文檔編號】E04G21/00GK103541478SQ201310437206
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年9月24日 優(yōu)先權日:2013年9月24日
【發(fā)明者】張延年, 汪青杰, 孫平 申請人:沈陽建筑大學