专利名称：钢梁-钢筋混凝土楼盖结构及其施工方法
技术领域：
本发明涉及建筑领域，具体是一种钢梁-钢筋混凝土楼盖结构及其施工方法。
背景技术：
国内钢结构房屋建筑工程，常采用钢筋混凝土板作为组合楼板，并通过焊钉作为连接件使组合楼板与钢梁牢固连接而构成房屋建筑的楼盖体系。然而混凝土为脆性材料， 而钢梁为良好的弹性材料且其延伸率可达20%以上，当钢梁发生显著的伸长变形时，与其紧密结合的混凝土将无法适应钢梁的变形量而开裂。尤其是当钢筋混凝土板支承在大悬挑钢桁架的上弦或者大悬挑钢梁之上时，钢桁架上弦、钢梁上翼缘因受拉而产生显著的伸长变形，混凝土楼板将不可避免的出现裂缝(参见图1)。在图1中，F为钢梁受力方向，10为钢筋混凝土板上的裂缝，20为钢梁上翼缘，30为焊钉。虽然采用后浇带、诱导缝、增加钢筋混凝土中的钢筋量、在混凝土中掺加抗拉纤维、优化混凝土配合比或控制施工顺序等措施，可在一定程度上减轻裂缝出现的程度及裂缝宽度，但对于大悬挑钢桁架、大悬挑钢梁受力伸长变形而导致的混凝土裂缝为显著的结构受力裂缝，采取上述方法仍无法有效控制裂缝的发生与发展。因此提供一种可以控制大悬挑钢桁架、大悬挑钢梁上的钢筋混凝土裂缝的钢梁-钢筋混凝土楼盖结构及其施工方法是一个需要解决的技术问题。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种可以控制大悬挑钢桁架、大悬挑钢梁上的钢筋混凝土裂缝的钢梁-钢筋混凝土楼盖结构及其施工方法。为解决上述技术问题，本发明采用的钢梁-钢筋混凝土板楼盖结构，其包括钢梁和置于其上的钢筋混凝土板，该钢筋混凝土板中设有若干与该钢梁固定连接的焊钉，其中 所述焊钉外包裹有膨胀止水胶。改进之一所述膨胀止水胶的厚度 i^l.O+sxj^ (mm)，其中f为钢梁的伸长车」力钢梁与钢筋混凝土板接触区段的长度。改进之二 所述钢筋混凝土板上间「R设置有若干诱导缝，所述膨胀止水胶的厚度 t = \.Q+SxL/2 (mm)，其中&为钢梁的伸长车」力相邻诱导缝的间距。为解决上述技术问题，本发明采用的钢梁-钢筋混凝土板楼盖结构的施工方法包括以下步骤
510计算膨胀止水胶的厚度，本步骤包括以下步骤，
511汁算钢梁后期载荷作用下，钢梁与钢筋混凝土板接触区段的伸长量，然后得到钢梁的伸长
512按照公式i =(mm)计算膨胀止水胶的厚度t，其中“力钢梁与钢筋混凝土板接触区段的长度，或为钢筋混凝土板上的相邻诱导缝之间的间距； S20 在钢梁上焊接焊钉； S30 绑扎楼板钢筋；
S40 按照步骤SlO计算得到的膨胀止水胶的厚度t包裹各个焊钉，然后浇筑混凝土以封闭焊钉并形成钢筋混凝土板。改进之一在所述步骤S40中，若楼板区域较大，需要分区浇筑混凝土时，膨胀止水胶也需要分区包裹。与现有技术相比，有益效果是本发明提供了一种钢筋混凝土楼板与钢梁相对脱开的连接方式，由于焊钉外包裹有膨胀止水胶，可以避免因钢梁显著变形伸长而造成的钢筋混凝土楼板开裂的现象。另外，对于高层建筑的钢结构连体结构，若其在地震作用下水平变形较大时，亦可采用本发明使钢筋混凝土楼板不跟随钢梁发生同步变形而控制混凝土裂缝；对于房屋平面超长的钢梁-钢筋混凝土楼盖结构，也可采用本发明降低温度效应而造成的混凝土楼板裂缝。
图1是现有钢梁-钢筋混凝土板楼盖结构的裂缝示意图； 图2是实施例的钢梁-钢筋混凝土板楼盖结构的结构示意图； 图3是实施例的焊钉结构示意图4是实施例的所述工程实例的结构示意图。
具体实施例方式如图2所示，本实施例的钢梁-钢筋混凝土板楼盖结构包括钢梁1和置于其上的钢筋混凝土板2 (也称为钢筋混凝土楼板)。如图3所示，该钢筋混凝土板2中设有若干与该钢梁1固定连接的焊钉3，焊钉3外包裹有膨胀止水胶4。焊钉3外包裹膨胀止水胶，一方面可以吸收焊钉3 (钢梁变形所致)的位移避免混凝土板出现裂缝，另一方面即使焊钉3 处混凝土出现裂缝也可以阻止该处裂缝渗水。该焊钉3包裹的膨胀止水胶的厚度(mm)，其中 为钢梁1的伸长
率，L为钢梁1与钢筋混凝土板2接触区段的长度。在本实施例中，由于钢筋混凝土板2区域较大，因此在钢筋混凝土板2上设置有诱导缝5 (参见图3)，此时膨胀止水胶厚度计算公
式(mm)中的“则为相邻诱导缝的间距。在选择膨胀止水胶时，需要考虑以下性能(1)遇水缓胀性能。7天的净膨胀率不应大于最终膨胀率的60%，最终体积膨胀率应不小于250% ；当该材料由于施工操作的失误未能与焊钉、混凝土紧密结合时，遇到渗水后将发生体积膨胀阻止渗水的继续深入。同时由于该材料的缓胀性能，可以避免在施工过程中遇到施工用水、雨水时短期内完全膨胀而失去工程所需要的后期膨胀率。(2)耐热及耐低温性能。由于施工现场的温度可能较高或较低，特别是在太阳暴晒时钢构件表面温度可能达到60°C以上。通常，具备遇水膨胀性能的普通防水材料的高温流淌性较低，容易发生高温流淌变形或低温脆裂而失效的现象。因此需
4要选取具有较佳耐热及耐低温性能的膨胀止水胶。本实施例的钢梁-钢筋混凝土板楼盖结构的施工方法包括以下步骤
510计算膨胀止水胶的厚度，本步骤包括以下两个步骤，
511计算钢梁后期载荷作用下，钢梁与钢筋混凝土板接触区段的伸长量，然后得到钢梁的伸长率￡；
512按照公式￡ = 1.0+0 (mm)计算膨胀止水胶的厚度t，其中￡为钢梁与钢筋混
凝土板接触区段的长度，当钢筋混凝土板的区域较大时，可以在其上设置禹导缝，此时该公式中L为相邻诱导缝之间的间距； S20 在钢梁上焊接焊钉； S30 绑扎楼板钢筋；
S40 按照步骤SlO计算得到的膨胀止水胶的厚度t来包裹各个焊钉，然后浇筑混凝土以封闭焊钉并形成钢筋混凝土板。在本步骤中，若楼板区域较大需要分区浇筑混凝土时，膨胀止水胶也需要分区包裹。下面结合工程实例对本实施例的钢梁-钢筋混凝土板楼盖结构的施工方法进行更进一步的说明。如图4所示，某悬挑钢桁架结构，悬挑长度36m，包括屋面在内的各层楼板采用压型钢板-钢筋混凝土，与桁架的弦杆6 (钢梁)用焊钉连接。在竖向荷载作用下，桁架上弦杆的伸长变形量很大，采用本发明的施工方法可以避免混凝土楼板开裂，具体施工方法如下
1.选定焊钉直径，由于本悬挑结构高度达到25m，在当地12级台风作用下，结构将发生水平变形，楼板不宜与钢梁完全相对脱开而采取相对脱开的连接形式(即焊钉连接方式)， 确定焊钉直径为16mm。2.按以下标准选取膨胀止水胶7天净膨胀率不大于最终膨胀率的60%，最终体积膨胀率不小于300%，耐高温150°C不流淌，耐低温-20°C不发脆。3.计算桁架在后期荷载(混凝土楼板自重、顶层防水保温材料重量、覆土重量、活荷载重量、幕墙重量以及室内装修等重量)作用下，桁架上弦杆(即钢梁)在内跨的伸长变形量。本实例达到7. 6mm，即伸长率为0. 042 %。若混凝土楼板与钢梁紧密结合，则混凝土将受到13. 的附加拉应力，远远超过混凝土受拉强度标准值2. 20MPa限值，混凝土楼板将开裂。4.由于楼板区域比较大，为进一步控制楼板裂缝，按间距不超过18m设置诱导缝。 根据公式(=1.0+^ mm，计算得到膨胀止水胶的理论厚度为3. 8mm，实际厚度采用5mm。5.绑扎楼板钢筋。6.分区将弦杆上的焊钉包裹上5mm厚的膨胀止水胶，检查后浇筑混凝土。S卩“分区包裹，分区浇筑”，避免膨胀止水胶外露时间过长而降低产品性能。7.最后按混凝土防水构件常规养护要求，对混凝土进行必须的养护。此外，在上述施工步骤中还需要采取合适的施工顺序，使钢梁与混凝土楼板之间的变形差尽可能小。例如在除顶层之外的各层混凝土楼板浇筑完毕、且桁架施工支撑拆除后，再浇筑顶层混凝土楼板。如此，可释放大部分的钢梁与混凝土楼板之间的变形差。在本工程实例长达近一年的检查中，未见任何可见裂缝或渗漏情况。可见本发明的施工方法具有良好的效果。
权利要求
1.一种钢梁-钢筋混凝土板楼盖结构，包括钢梁和置于其上的钢筋混凝土板，该钢筋混凝土板中设有若干与该钢梁固定连接的焊钉，其特征在于所述焊钉外包裹有膨胀止水胶。
2.根据权利要求1所述的钢梁-钢筋混凝土板楼盖结构，其特征在于所述膨胀止水胶的厚度 = 1.0+0 ,单位为mm，其中力钢梁的伸长率，L为钢梁与钢筋混凝土板接触区段的长度。
3.根据权利要求1所述的钢梁-钢筋混凝土板楼盖结构，其特征在于所述钢筋混凝土板上间隔设置有若干诱导缝，所述膨胀止水胶的厚度￡ =，单位为_，其中日为钢梁的伸长率，L为相邻诱导缝的间距。
4.一种钢梁-钢筋混凝土板楼盖结构的施工方法，其特征在于包括以下步骤510计算膨胀止水胶的厚度，本步骤包括以下步骤，511计算钢梁后期载荷作用下，钢梁与钢筋混凝土板接触区段的伸长量，然后得到钢梁的伸长512按照公式i =，单位为mm，计算膨胀止水胶的厚度t，其中￡为钢梁与钢筋混凝土板接触区段的长度，或为钢筋混凝土土板上的相邻诱导缝之间的间距； S20 在钢梁上焊接焊钉； S30 绑扎楼板钢筋；S40 按照步骤SlO计算得到的膨胀止水胶的厚度t包裹各个焊钉，然后浇筑混凝土以封闭焊钉并形成钢筋混凝土板。
5.根据权利要求4所述的钢梁-钢筋混凝土板楼盖结构的施工方法，其特征在于在所述步骤S40中，若楼板区域较大，需要分区浇筑混凝土时，膨胀止水胶也需要分区包裹。
全文摘要
本发明涉及建筑领域，具体是一种钢梁-钢筋混凝土楼盖结构及其施工方法。该楼盖结构包括钢梁和置于其上的钢筋混凝土板，该钢筋混凝土板中设有若干与该钢梁固定连接的焊钉，其中所述焊钉外包裹有膨胀止水胶。本发明提供了一种钢筋混凝土楼板与钢梁相对脱开的连接方式，由于焊钉外包裹有膨胀止水胶，可以避免因钢梁显著变形伸长而造成的钢筋混凝土楼板开裂的现象。另外，本发明还提供了一种上述楼盖结构的施工方法。
文档编号E04G21/02GK102251581SQ20111011091
公开日2011年11月23日 申请日期2011年4月29日 优先权日2011年4月29日
发明者刘琼祥, 刘臣, 崔博彦, 林文明, 王启文, 石星亮 申请人:深圳市建筑设计研究总院有限公司