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CN117052035A - 一种大跨度预应力型钢混凝土组合楼承板及施工方法 - Google Patents

一种大跨度预应力型钢混凝土组合楼承板及施工方法 Download PDF

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CN117052035A
CN117052035A CN202311061169.3A CN202311061169A CN117052035A CN 117052035 A CN117052035 A CN 117052035A CN 202311061169 A CN202311061169 A CN 202311061169A CN 117052035 A CN117052035 A CN 117052035A
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China
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张召磊
姚磊
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China MCC17 Group Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种大跨度预应力型钢混凝土组合楼承板及施工方法，属于建筑施工技术领域，包括设置于相邻两个型钢梁之间上的楼承板体，所述楼承板体包括沿型钢梁长度方向铺设的多个底模，垂直安装在底模中部的辅助梁，设置于相邻辅助梁之间的分布钢筋，以及位于分布钢筋上方的若干受力钢筋，所述辅助梁的两侧设有一对预应力钢筋，所述型钢梁的上方设有多个加强钢筋。本发明通过对现有的楼承板的结构进行改进，利用辅助梁的结构配合支撑，同时配合分布钢筋、受力钢筋增加强度，并设置预应力钢筋，在混凝土达到一定强度后张拉，以达到增加承载力、减小挠度和裂缝的目的，使得型钢混凝土组合楼承板能够达到3～4m的跨度，减少钢材用量，节约成本。

Description

一种大跨度预应力型钢混凝土组合楼承板及施工方法
技术领域
本发明属于建筑施工技术领域，具体涉及一种大跨度预应力型钢混凝土组合楼承板及施工方法。
背景技术
型钢混凝土组合楼承板是将型钢作为主要受力构件，与厚度很薄的镀锌钢板结合成一体，是工厂化生产的系列标准化产品。该产品在现场施工阶段，能够承受混凝土自重及施工荷载。混凝土浇捣成型后，型钢与混凝土共同受力形成型钢混凝土组合楼板。该类型楼承板产品，可省去支模、拆模的工序与费用，底部光滑，不需要抹灰等工序，美观耐用，较适用于各类大型公共建筑、办公写字楼、宾馆酒店、大型商场、医院、学校、工业厂房、市政高架桥桥面等诸多的钢构与钢筋混凝土结构，能大幅提高施工效率，降低施工成本。
型钢混凝土组合楼承板特别适用于钢结构和装配式结构的楼面，它不需要搭设脚手架和支模板，施工方便快捷，将预制的楼承板直接搭在支撑梁上，上面浇混凝土即可。但现有的楼承板一般是单向结构，支撑梁的间距很小，次梁较密，例如常见的现浇混凝土梁的间距一般3～4m，而型钢混凝土组合楼承板下面梁的间距只有1.5m左右，跨度不足的问题会导致次梁的安装较为密集，增加了施工成本，也制约了型钢混凝土组合楼承板的应用。
发明内容
为了解决上述技术问题，发明人经过实践和总结得出本发明的技术方案，本发明公开了一种大跨度预应力型钢混凝土组合楼承板，包括设置于相邻两个型钢梁之间上的楼承板体，所述楼承板体包括沿型钢梁长度方向铺设的多个底模，垂直安装在底模中部的辅助梁，设置于相邻辅助梁之间的分布钢筋，以及位于分布钢筋上方的若干受力钢筋，所述辅助梁的两侧设有一对预应力钢筋，所述型钢梁的上方设有多个加强钢筋。
进一步优选地，所述辅助梁为工字型梁，所述分布钢筋的端部分别位于两侧辅助梁的下翼板上。
进一步优选地，若干所述受力钢筋沿平行于辅助梁的方向间隔设置。
进一步优选地，多个所述加强钢筋沿垂直于预应力钢筋的方向间隔设置。
进一步优选地，所述底模底部中间位置设有一对压板，一对所述压板分别位于辅助梁腹板的两侧。
进一步优选地，相邻两个所述底模之间设有相互配合的插接口，通过所述插接口实现底模间的连接固定。
进一步优选地，所述预应力钢筋呈抛物线形结构设置，其中部设有一个谷底。
本发明还公开了一种大跨度预应力型钢混凝土组合楼承板的施工方法，包括以下步骤：
S1、首先根据承载力计算出所需的钢筋和辅助梁型号，布置安装型钢梁；
S2、在型钢梁上安装集成底模和辅助梁的装配件，沿型钢梁长度方向铺设底模；
S3、安装分布钢筋、受力钢筋以及预应力钢筋，并布置钢绞线；
S4、待钢绞线布置完成后，安装加强钢筋，然后浇筑混凝土；
S5、待混凝土强度达到75％以上时，张拉钢绞线，施加预应力，完成后封锚即可。
与现有技术相比，本发明可以获得以下技术效果：
本发明通过对现有的楼承板的结构进行改进，利用辅助梁的结构配合支撑，同时配合分布钢筋、受力钢筋增加强度，并设置预应力钢筋，在混凝土达到一定强度后张拉，以达到增加承载力、减小挠度和裂缝的目的，使得型钢混凝土组合楼承板能够达到3～4m的跨度，提高净空，进而减少钢材用量，节约成本。
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，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为本发明的结构示意图；
图2为本发明中楼承板体的剖面图；
图3为图2中A处的放大图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
实施例
如图1-3所示，一种大跨度预应力型钢混凝土组合楼承板，设置于相邻两个型钢梁1之间上的楼承板体2由底模21、辅助梁22、分布钢筋23、受力钢筋24和预应力钢筋3组成，通过对现有的楼承板的结构进行改进，利用辅助梁22的结构配合支撑，同时配合分布钢筋23、受力钢筋24增加强度，并设置预应力钢筋3，在混凝土达到一定强度后张拉，以达到增加承载力、减小挠度和裂缝的目的，使得型钢混凝土组合楼承板能够达到3～4m的跨度，提高净空，进而减少钢材用量，节约成本。
底模21沿型钢梁1的长度方向铺设有若干个，辅助梁22垂直安装在底模21上，并且沿底模21的跨度方向设置，为了方便安装，底模21底部中间位置设有一对压板211，分别位于辅助梁22腹板的两侧，当将辅助梁22的位置放好后，将压板211折弯，使压板211压在辅助梁22下腹板的两侧，实现底模21和辅助梁22之间的连接固定；相邻两个底模21之间还设有相互配合的插接口212，通过插接口212实现底模21间的连接固定，使得楼面更好的形成一个整体。
为了提供整个型钢混凝土组合楼承板的强度，取消掉传统焊接在底模上的三角钢筋架，而是在底模21的中部设置工字型的辅助梁22，以实现对整个型钢混凝土组合楼承板的支撑。
为了进一步提高型钢混凝土组合楼承板的整体性，在相邻辅助梁22之间设置有分布钢筋23，并且分布钢筋23的端部分别位于两侧辅助梁22的下翼板上，也可以说分布钢筋23设置在压板211上，分布钢筋23沿辅助梁22的长度方向间隔设置，在分布钢筋23的上方水平垂直分布有若干受力钢筋24，受力钢筋24沿型钢梁1的长度方向间隔设置，并且受力钢筋24平行于辅助梁22，这样分布钢筋23和受力钢筋24之间就形成了格栅网状的布局设计，能够有效提高整个型钢混凝土组合楼承板的强度。
考虑到辅助梁22的设置的实现了大跨度方向上的支撑，但还是会存在型钢混凝土组合楼承板开裂的问题，为此，在辅助梁22的两侧设有一对预应力钢筋3，预应力钢筋3的设置，在待混凝土强度达到75％以上时，张拉形成预压力，形成与辅助梁22的配合，能够有效减小型钢混凝土组合楼承板挠度和裂缝，进而确保大跨度的应用稳定；为了使预应力钢筋的效果更佳，预应力钢筋3呈抛物线形结构设置，其中部设有一个谷底，这样在张拉时产生向上的等效荷载，抵消部分恒载和活载的作用。
为了承担支座处的负弯矩，在型钢梁1的上方设有多个加强钢筋11，多个加强钢筋11沿垂直于预应力钢筋3的方向间隔设置，即加强钢筋11为分段设置，而不是整根长度，其以辅助梁22为中心线，延长至底模21的四分之一线的位置处；同时，加强钢筋11与型钢梁1的长度方向平行设置，每个型钢梁1的上方设置几根加强钢筋11，这是考虑到型钢梁1的支撑点，为了避免此处受力，导致型钢混凝土组合楼承板开裂，为此，通过设置加强钢筋11，进一步增加强度。
一种大跨度预应力型钢混凝土组合楼承板的施工方法，具体步骤如下：
S1、首先根据承载力计算出所需的钢筋和辅助梁22型号，布置安装型钢梁1；
S2、在型钢梁1上吊装集成底模21和辅助梁22的装配件，沿型钢梁1长度方向铺设底模21，需要注意的是装配件在铺设时根据其受力方向与型钢梁1连接，即辅助梁22方向垂直于型钢梁1布置，辅助梁22垂直型钢梁1布置时，该节点为受力节点；
S3、安装分布钢筋23、受力钢筋24以及预应力钢筋3，并布置钢绞线；
S4、待钢绞线布置完成后，安装加强钢筋11，然后浇筑混凝土；
S5、待混凝土强度达到75％以上时，张拉钢绞线，施加预应力，完成后封锚即可，这样施工完成后型钢梁1之间的跨度最少可以做到3m。
S1中承载力的计算过程如下：
混凝土的容重r＝25kN/m3，混凝土板的厚度为h，则单位宽度的荷载为25h kN/m，自重产生的弯矩Mc＝1/8×25hl2＝3.125hl2kN·m。
型钢梁截面的最大应力其中Wx为截面模量。在施工阶段，要求σ≤fa。
无粘结预应力筋的强度为1860级，直径15.2mm，单根钢绞线的面积为140mm2，抗拉强度设计值为fpy。钢筋面积为As，抗拉强度设计值为fy。
混凝土抗压强度设计值为fc。在使用阶段，楼板上面恒载为：
DL＝aKN/m2
活载为：
LL＝bKN/m2
弯矩设计值：
M＝[1.3×(25h+a)+1.5b]l2/8
M≥α1fcbx(h0-x/2)+f'yA's(h0-a's)+f'aA'af(h0-a'a)+Maw
α1fcbx+f'yA's+f'aA'af-fyAs-faAaf-fpyAp+Naw＝0
上式中
上述式中：M为弯矩设计值；Maw为型钢梁腹板承受的轴向合力对型钢梁受拉翼缘和纵向受拉钢筋合力点的力矩；Naw为型钢梁腹板承受的轴向合力；α1为受压区混凝土压应力影响系数；β1为受压区混凝土应力图形影响系数；fc为混凝土轴心抗压强度设计值；fa、fa`为型钢梁抗拉、抗压强度设计值；fy、fy`为钢筋抗拉、抗压强度设计值；As、As`为受拉、受压钢筋的截面面积；Aaf、Aaf`为型钢梁受拉、受压翼缘的截面面积；b为截面宽度；h为截面高度；h0为截面有效高度；tw为型钢梁腹板厚度；x为混凝土等效受压区高度；as、aa为受拉区钢筋、辅助梁翼缘合力点至截面受拉边缘的距离；a为辅助梁受拉翼缘与受拉钢筋合力点到截面受拉边缘的距离；δ1为辅助梁腹板上端至截面上边的距离与h0的比值，δ1h0为辅助梁腹板上端至截面上边的距离；δ2辅助梁腹板下端至截面上边的距离与h0的比值，δ2h0为辅助梁腹板下端至截面上边的距离。

Claims (8)

1.一种大跨度预应力型钢混凝土组合楼承板，包括设置于相邻两个型钢梁(1)之间上的楼承板体(2)，其特征在于：所述楼承板体(2)包括沿型钢梁(1)长度方向铺设的多个底模(21)，垂直安装在底模(21)中部的辅助梁(22)，设置于相邻辅助梁(22)之间的分布钢筋(23)，以及位于分布钢筋(23)上方的若干受力钢筋(24)，所述辅助梁(22)的两侧设有一对预应力钢筋(3)，所述型钢梁(1)的上方设有多个加强钢筋(11)。
2.根据权利要求1所述的一种大跨度预应力型钢混凝土组合楼承板，其特征在于：所述辅助梁(22)为工字型梁，所述分布钢筋(23)的端部分别位于两侧辅助梁(22)的下翼板上。
3.根据权利要求2所述的一种大跨度预应力型钢混凝土组合楼承板，其特征在于：若干所述受力钢筋(24)沿平行于辅助梁(22)的方向间隔设置。
4.根据权利要求1所述的一种大跨度预应力型钢混凝土组合楼承板，其特征在于：多个所述加强钢筋(11)沿垂直于预应力钢筋(3)的方向间隔设置。
5.根据权利要求1所述的一种大跨度预应力型钢混凝土组合楼承板，其特征在于：所述底模(21)底部中间位置设有一对压板(211)，一对所述压板(211)分别位于辅助梁(22)腹板的两侧。
6.根据权利要求5所述的一种大跨度预应力型钢混凝土组合楼承板，其特征在于：相邻两个所述底模(21)之间设有相互配合的插接口(212)，通过所述插接口(212)实现底模(21)间的连接固定。
7.根据权利要求1所述的一种大跨度预应力型钢混凝土组合楼承板，其特征在于：所述预应力钢筋(3)呈抛物线形结构设置，其中部设有一个谷底。
8.一种根据权利要求1所述的大跨度预应力型钢混凝土组合楼承板的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、首先根据承载力计算出所需的钢筋和辅助梁(22)型号，布置安装型钢梁(1)；S2、在型钢梁(1)上安装集成底模(21)和辅助梁(22)的装配件，沿型钢梁(1)长度方向铺设底模(21)；S3、安装分布钢筋(23)、受力钢筋(24)以及预应力钢筋(3)，并布置钢绞线；S4、待钢绞线布置完成后，安装加强钢筋(11)，然后浇筑混凝土；S5、待混凝土强度达到75％以上时，张拉钢绞线，施加预应力，完成后封锚即可。
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