薄壁钢管肋空心混凝土叠合板、楼板、建筑物及制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种薄壁钢管肋空心混凝土叠合板、楼板、建筑物及制造方法，属于建筑工程技术领域。混凝土叠合板主要包括混凝土底板，混凝土底板内设有纵横双向加强钢筋，其中纵向加强钢筋的延伸方向与混凝土底板的长度方向相同；所述横向加强钢筋与薄壁钢管固定连接；薄壁钢管的顶部凸出于所述混凝土底板；且所述薄壁钢管的轴线与所述混凝土底板长度方向相同的直线平行。本发明所提供的混凝土叠合板，加工方便，成本低廉，不仅能在板中性轴位置产生空心，而且实现了薄壁钢管肋在施工阶段和后期使用阶段都能有效承载的作用。
【专利说明】
薄壁钢管肋空心混凝土叠合板、楼板、建筑物及制造方法
技术领域
[0001]本发明涉及建筑结构相关技术领域，具体的说，是涉及一种薄壁钢管肋空心混凝土叠合板、楼板、建筑物及制造方法。
【背景技术】
[0002]钢筋混凝土叠合楼板是在预制板上加浇一层现浇混凝土而形成的一种装配整体式楼板。装配整体式楼板集现浇楼板和装配式楼板的优点于一体，相比于现浇式楼板，该楼板实现了预制部分工业化生产，可减少支模和混凝土施工湿作业量，缩短施工周期;相比于装配式楼板，该楼板的预制底板与上部现浇混凝土结合成一个整体，楼板整体刚度及抗震性能均大大提高，故对于某些荷载较大的多层工业厂房、高层建筑以及有抗震设防要求的建筑，也可采用这种结构形式。
[0003]常见的预制混凝土叠合板有平面型叠合板、抗剪连接型叠合板和带肋底板型叠合板三类。三种类型的叠合板中，均存在不同程度的缺陷，具体包括:
[0004](I)平面型叠合板新旧混凝土之间的粘结力较低，新旧混凝土容易开裂而发生安全问题，且该种叠合板的刚度较低，施工阶段需要设置临时支撑。
[0005](2)抗剪连接型叠合板在平面型底板上表面设置短钢筋或钢筋桁架等类型的抗剪连接件，增强了新旧混凝土的粘结力，但该种叠合板的用钢量偏高，许多钢筋在后期无效造成了钢材的浪费。
[0006](3)带肋底板型叠合板在矩形底板上设置单向或双向助而形成，预制带肋底板的肋不但增加了底板的刚度，减少或避免了临时支撑的使用，而且增加了新旧混凝土之间的粘结力和抗剪强度。实心叠合板自重较大，一般适用于中小跨度。较大跨度叠合板宜采用空心型叠合板或夹芯型叠合板。这两种叠合板能在保证刚度和承载力的前提下，减少混凝土的用量，减轻结构自重，降低建筑成本，使建筑结构具有更好的保温和隔音性能。广泛应用于房屋建筑和桥梁工程中。
[0007]常见的带肋底板型叠合板的肋为混凝土结构，截面形状为矩形和T型两种。该种叠合板一般自重较大，开孔不便且空洞位置容易产生裂缝，造成叠合板的内部缺陷，该种叠合板的底板施工时支模板较多，施工不便。空心型叠合板的一种实施方式是预制底板釆用圆孔板，该方式下预制与现浇部分没有采用很好的连接措施，为保证预制底板的刚度及叠合板的整体性，楼板往往较厚、自重大、且圆孔的位置偏离板的中性轴；空心型叠合板的另一种实施方式是在预制底板上布置模板，在后浇混凝土与底板之间形成空心，该方式减少了预制与现浇部分之间粘结面积，新旧混凝土之间的粘结强度较低容易受剪开裂，且该方式支模较多施工不便;夹芯型叠合板的实施方式是在预制底板中预埋多孔轻质的夹芯，后期浇筑混凝土形成整体，为了保证新旧混凝土的粘结力，预制底板和夹芯的构造复杂，这种方式施工程序较为繁琐、复杂，叠合板的刚度较弱，且两种材料之间容易产生裂缝。空心型和夹芯型叠合板都存在预制平板抗弯刚度较低，平板较厚，运输易折断，施工时跨中需设置支撑等缺点。
[0008]因此，如何设计一种新结构的空心混凝土叠合板，是本领域技术人员亟需解决的问题。
【发明内容】
[0009]本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种薄壁钢管肋空心混凝土叠合板。本发明所提供的混凝土叠合板，加工方便，成本低廉，不仅能在板中性轴位置产生空心，而且实现了薄壁钢管肋在施工阶段和后期使用阶段都能有效承载的作用。
[0010]为了达成上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0011 ] 一种薄壁钢管肋空心混凝土叠合板，包括:
[0012]混凝土底板，混凝土底板内设有纵横双向加强钢筋，其中纵向加强钢筋的延伸方向与混凝土底板的长度方向相同；
[0013]所述横向加强钢筋与薄壁钢管固定连接；
[0014]薄壁钢管的底部嵌入所述混凝土底板，其顶部凸出于所述混凝土底板；
[0015]且所述薄壁钢管的轴线与所述混凝土底板长度方向相同的直线平行。
[0016]优选的，所述加强钢筋为钢筋网片。
[0017]优选的，所述加强钢筋为横向钢筋，横向钢筋的轴线与薄壁钢管的轴线垂直。
[0018]优选的，所述加强钢筋还包括纵向钢筋，纵向钢筋与横向钢筋固定连接，薄壁钢管位于相邻的纵向钢筋之间。
[0019]优选的，所述薄壁钢管为多个，相邻的薄壁钢管轴线平行。
[0020]优选的，所述薄壁钢管的截面为圆形、椭圆形、方形或多边形。
[0021]在提供上述叠合板方案的同时，本发明还提供了一种楼板，该楼板包括上述的叠合板，所述叠合板的混凝土底板上具有后浇混凝土层。
[0022]上述的楼板中，优选的是，所述后浇混凝土层将所述薄壁钢管的凸出于所述混凝土底板的部分完全覆盖。
[0023]同时，本发明还提供了一种建筑物，该建筑物具有楼板，所述楼板为上述的楼板。
[0024]作为更佳的方案，本发明还提供了一种上述叠合板的制造方法，主要包括如下步骤:
[0025]A、先绑扎叠合板底部纵横钢筋，确保钢筋下部的混凝土保护层厚度，将薄壁钢管与横向加强钢筋固定连接；
[0026]B、安装模板，浇筑混凝土底板，令混凝土底板将加强钢筋和薄壁钢管底部覆盖，但浇筑的混凝土高度远低于薄壁钢管的顶部；
[0027]C、静置12-48小时，至步骤B所述的混凝土凝固，然后拆除侧模板。
[0028]本发明的有益效果是:
[0029]1.本发明所述的薄壁钢管肋空心混凝土叠合板，其受力合理、加工方便、自重轻、承载力高、施工阶段现浇混凝土方便，是十分理想的结构构件。
[0030]2.本发明中薄壁钢管的使用在楼板内产生了空心，减少了板中性轴处受力较小的混凝土，降低了叠合板的重量。
[0031]3.本发明中薄壁钢管作为叠合板的加劲肋，增大了叠合板的承载力，减少或避免了施工阶段临时支撑的使用。
[0032]4.本发明中后浇混凝土层可以防止薄壁钢管的局部屈曲，在后期使用阶段，薄壁钢管仍然可以作为混凝土板的主要受力构件，与混凝土共同承担外荷载。
[0033]5.本发明中的叠合板在前期的底板施工和后期的现场饶筑过程中，支模和支撑较少，施工方便，能方便的控制孔的位置和大小。
[0034]6.本发明中采用了薄壁钢管肋，增加了叠合板与后浇混凝土的接触面积，增强了新I日混凝土之间的粘结强度。
[0035]7.本发明中薄壁钢管可以作为后浇层内负弯矩钢筋和构造钢筋的支座，减少了后浇层内钢筋的设置。
[0036]8.本发明中的叠合板具有良好的隔声隔热的作用。
[0037]9.本发明中的预制混凝土叠合板，可预先安装线路管线。
【附图说明】
[0038]图1为两根薄壁钢管肋空心混凝土叠合板的结构示意图；
[0039]图2为单根薄壁钢管肋空心混凝土叠合板的结构示意图；
[0040]图3为三根薄壁钢管肋空心混凝土叠合板的结构示意图；
[0041 ]图4为本发明中第一种薄壁钢管的横截面图；
[0042]图5为本发明中第二种薄壁钢管的横截面图；
[0043]图6为本发明中第三种薄壁钢管的横截面图；
[0044]图7为本发明中第四种薄壁钢管的横截面图；
[0045]图8为两根薄壁钢管肋空心混凝土叠合板的横截面图；
[0046]图9为两根薄壁钢管肋空心混凝土叠合板后期浇筑完成后的横截面图；
[0047]图中，1、薄壁钢管，2、混凝土底板，3、横向钢筋，4、纵向钢筋，5、后浇混凝土层。
【具体实施方式】
[0048]下面将结合附图对本发明进行详细说明。
[0049]实施例1:如图1-图9所示，一种薄壁钢管肋空心混凝土叠合板，包括混凝土底板2，混凝土底板2内部具有加强钢筋，加强钢筋可以是现成的钢筋网片，也可以是由横向钢筋3和纵向钢筋4固定连接而成的钢筋网。其中，纵向钢筋4的延展方向与混凝土底板的长度方向相一致。
[0050]所述的横向钢筋3与薄壁钢管I焊接连接。薄壁钢管I位于相邻的纵向钢筋4之间，且薄壁钢管I的轴线与纵向钢筋4的轴线平行。
[0051]根据不同的需要，所述薄壁钢管I可以选择为圆形、椭圆形、方形或正多边形截面的一种。
[0052 ]作为较佳的方案，纵向钢筋4分布在横向钢筋3之上。
[0053]需要注意的是，所述薄壁钢管I的下部位于混凝土底板2内。
[0054]实施例2:—种楼板，如图1-图9所示，包括实施例1中的叠合板，该楼板还具有后浇混凝土层5，后饶混凝土层5将薄壁钢管I的顶部完全覆盖。
[0055]且后浇混凝土层5的浇筑厚度应满足薄壁钢管I上边缘及上层钢筋的混凝土保护层厚度的要求。
[0056]实施例3:—种建筑物，该建筑物中具有实施例2中所述的楼板。
[0057]实施例4:一种制备实施例1所述叠合板的方法，步骤如下:
[0058]A、先绑扎底板钢筋，在横向钢筋3上焊接或绑扎连接纵向钢筋4，并将薄壁钢管I与横向钢筋3焊接连接；
[0059]B、安装模板，浇筑混凝土底板2，令混凝土底板2将加强钢筋覆盖，但浇筑的混凝土高度低于薄壁钢管的顶部；
[0060]C、静置12-48小时，至步骤B所述的混凝土凝固，然后拆除侧模板。
[0061]本发明所提供的叠合板结构，采用薄壁钢管作为加强肋，且薄壁钢管与叠合板底板内的钢筋固定连接，使得薄壁钢管可以作为后浇层内负弯矩钢筋和构造钢筋的支座，减少了后浇层内钢筋的设置。
[0062]以厚度120的楼板为例。
[0063]采用传统叠合板制成的实心混凝土楼板，纵向受力钢筋为Φ120150，分布钢筋为Φ 80200ο则I米宽3米长的楼板，混凝土体积为0.36立方，重量为9000.0N;纵向钢筋重量为177.5N;分布钢筋重量为59.2N。则楼板总重量为9236.7N。混凝土价格按600元每立方计算，
0.36立方混凝土共216元;钢筋价格按6000元每吨计算，共142。则混凝土和钢筋总价共358元。采用预应力钢筋后，纵向受力钢筋可由Φ 120150减小为Φ60100预应力钢丝，钢材用量虽然减少，但单位钢材的价格提高，并增加了预应力钢筋的张拉费用，因此总费用与采用Φ120150普通钢筋价格基本一致。
[0064]采用新型空心薄壁钢管叠合板厚，薄壁钢管采用Φ85χ1.0，间距500。则I米宽3米长的楼板，混凝土体积为0.325立方，重量为8149.0N，造价195.6元;2根薄壁钢管的重量为125.7N，造价75.4元；由于薄壁钢管充当楼板中的暗梁，原纵向受力钢筋，现为分布钢筋，可采用Φ 60200，重量为59.2N，造价35.5元;原横向分布钢筋，现为受力钢筋，但跨度仅500mm，可采用Φ60200，重量为59.2N，造价35.5元。新型楼板总重量为8456N，比传统实心楼板重量降低10.1 %。总造价342.0元，比传统实心楼板节省4.7%。
[0065]同时，在进行制造前，因为建筑物的各项要求是已知的，因此可以根据建筑物的设计要求，令薄壁钢管I的轴线与中性轴重合，使得楼板具有更高的强度。
[0066]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现，未予以详细说明和局部放大呈现的部分，为现有技术，在此不进行赘述。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和特点相一致的最宽的范围。
【主权项】
1.一种薄壁钢管肋空心混凝土叠合板，其特征在于，包括: 混凝土底板，混凝土底板内设有纵横双向加强钢筋，纵向加强钢筋的延伸方向与混凝土底板的长度方向相同； 所述横向加强钢筋与薄壁钢管固定连接； 薄壁钢管的顶部凸出于所述混凝土底板； 且所述薄壁钢管的轴线与所述混凝土底板长度方向相同的直线平行。2.根据权利要求1所述的薄壁钢管肋空心混凝土叠合板，其特征在于，所述加强钢筋为钢筋网片。3.根据权利要求1所述的薄壁钢管肋空心混凝土叠合板，其特征在于，所述加强钢筋为横向钢筋，横向钢筋的轴线与薄壁钢管的轴线垂直。4.根据权利要求3所述的薄壁钢管肋空心混凝土叠合板，其特征在于，所述加强钢筋还包括纵向钢筋，纵向钢筋与横向钢筋固定连接，薄壁钢管位于相邻的纵向钢筋之间。5.根据权利要求1所述的薄壁钢管肋空心混凝土叠合板，其特征在于，所述薄壁钢管为多个，相邻的薄壁钢管轴线平行。6.根据权利要求1所述的薄壁钢管肋空心混凝土叠合板，其特征在于，所述薄壁钢管的截面为圆形、椭圆形、方形或多边形。7.—种楼板，其特征在于，该楼板包括权利要求1-6任一项所述的叠合板，且所述叠合板的混凝土底板上具有后浇混凝土层。8.根据权利要求7所述的楼板，其特征在于，所述后浇混凝土层将所述薄壁钢管的凸出于所述混凝土底板的部分完全覆盖。9.一种建筑物，该建筑物具有楼板，其特征在于，所述楼板为权利要求7或8所述的楼板。10.—种制造权利要求1-6任一项所述的薄壁钢管肋空心混凝土叠合板的制造方法，其特征在于，步骤如下: A、先绑扎叠合板底部纵横钢筋，确保钢筋下部的混凝土保护层厚度，并将薄壁钢管与横向加强钢筋固定连接； B、安装模板，浇筑混凝土底板，令混凝土底板将加强钢筋覆盖，但浇筑的混凝土高度低于薄壁钢管的顶部； C、静置12-48小时，至步骤B所述的混凝土凝固，然后拆除侧模板。
【文档编号】E04C2/06GK105971176SQ201610473623
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月24日
【发明人】王培军, 刘昌斌
【申请人】山东大学