一种钢板混凝土叠合梁板结构体系的制作方法

本实用新型属于建筑结构技术领域，具体涉及一种钢板混凝土叠合梁板结构体系。

背景技术：

常规梁板结构体系包括现浇混凝土楼板、钢梁+压型钢板组合楼板、预制混凝土楼板三种形式。现浇混凝土楼板需现场搭设施工脚手架、绑扎钢筋、浇筑混凝土与养护，不能进行工厂预制与模块化施工，现场工作强度大，施工周期长，受雨、雪、高温等环境条件影响较大，施工条件恶劣。钢梁+压型钢板的组合楼板，压型钢板搁置在钢梁上，组合截面高降低了房间净高，钢梁防火性能不佳，钢梁为开口截面受扭不利，压型钢板跨度有限需布置较密钢梁，压型钢板板底为波浪状无法留设预埋件。预制混凝土楼板的预制梁多为矩形或T型截面，截面高度大，自重大，不便于运输与安装，多按简支梁设计；已有预制板，截面宽度小且跨度不大，一个梁格或支承边界内需布置多块预制板，预制板之间存在缝隙，按简支单向板设计，已有预制梁、板承载能力和整体性与现浇结构相比存在不足，抗震应用时存在限制。

技术实现要素：

为解决上述常规梁板结构体系的不足，本实用新型提供了一种新型的钢板混凝土叠合梁板结构体系，钢板混凝土叠合梁板结构由混凝土牛腿、钢板混凝土预制梁、钢板混凝土预制板、梁板混凝土叠合层组成。新型结构体系大部分 构件为钢板混凝土预制梁、板，工厂按梁、板支承边界大跨大面积预制施工，外包钢板可兼做模板且不易损坏，现场无需支设模板，提高建造效率，降低现场强度与建造成本；钢板混凝土预制梁采用扁平梁，梁、板完成面标高平齐，组合构件截面高度小，提高楼层净高；新型结构体系内部布置型钢与钢筋，火灾情况下外部钢板失效后，仍具有承载能力，防火性能优良；钢板混凝土预制梁底部与混凝土牛腿上的预埋件焊接连接，梁顶钢筋伸入柱内锚固，钢板混凝土预制板底部钢筋、T型钢和板顶双向钢筋锚入梁内，现场浇筑少量叠合层混凝土，楼板为双向受力，整体性良好，支座节点固结连接，抗震性能与现浇结构一致。

本实用新型采用如下技术方案：

一种新型钢板混凝土叠合梁板结构体系，技术方案包括，混凝土牛腿、钢板混凝土预制梁、钢板混凝土预制板、梁板混凝土叠合层。所述钢板混凝土预制梁包括，梁底和两侧钢板、梁底T型钢、梁侧角钢与挑耳、梁中部拉筋、内部填充的混凝土。所述钢板混凝土预制板包括，板底钢板、T型钢、板底单向钢筋、板顶双向钢筋、板内斜向钢筋、上部填充的混凝土。钢板混凝土预制梁与预制板工厂预制，现场吊装预制梁与预制板、安装梁顶纵向钢筋后浇筑叠合层混凝土。

进一步地，钢板混凝土预制梁采用扁平梁，预制梁按支撑跨度整体预制。

进一步地，钢板混凝土预制梁的梁顶面混凝土为凸凹的粗糙表面，并设有拉筋伸出粗糙表面。

进一步地，钢板混凝土预制梁的梁端支承在柱的混凝土牛腿上，预制梁梁端与柱留设不超过5cm的间隙，牛腿顶面埋设有钢预埋件，钢预埋件与预制梁的底部钢板焊接连接。

进一步地，柱在预制梁的梁顶面标高处设置施工缝，梁底和两侧钢板、梁底T型钢不伸入柱内，梁顶纵向钢筋现场绑扎，梁顶纵向钢筋锚入柱内。

进一步地，梁侧角钢顶部开孔穿过螺杆，螺杆、梁中部拉筋与梁顶纵向钢筋绑扎连接，螺杆两端通过螺母与角钢固定连接，角钢、螺杆与拉筋组成梁的复合箍筋。

进一步地，钢板混凝土预制板由板底钢板、T型钢、板底单向钢筋、板顶双向钢筋、斜向钢筋、上部填充的混凝土组成，板底T型钢、板底钢筋、板顶双向钢筋伸出预制板混凝土边界的预留段满足锚固长度。

进一步地，钢板混凝土预制板按支撑边界尺寸整体预制，钢板混凝土预制板的板顶面混凝土为凸凹的粗糙面，并设有斜向钢筋伸出粗糙表面。

进一步地，浇筑预制板混凝土后，将板顶钢筋与板内斜向钢筋绑扎，在工厂预制阶段完成板钢筋绑扎，现场直接整体吊装。

进一步地，钢板混凝土预制板的短跨方向板底设置T型钢，板顶同方向设置顶部钢筋，在T型钢与顶部钢筋之间设置板内斜向钢筋形成桁架，斜向钢筋通过在T型钢顶部设有长度为5倍钢筋直径的平直段与T型钢焊接，斜向钢筋与T型钢腹板的中心线位于同一平面内。钢板混凝土预制板的板底T型钢、同方向板顶钢筋与斜向钢筋组成的桁架，其平面布置，位于钢板混凝土预制梁梁侧相邻两角钢中间位置。

进一步地，与T型钢垂直的另一跨度方向的预制板板底设置钢筋，在板底钢筋与垂直方向T型钢相交处，T型钢腹板上开圆孔穿过钢筋，圆孔直径比钢筋直径大5mm，圆孔底与钢板之间的距离不小于钢筋的保护层厚度，板顶同方向设置顶部钢筋。与T型钢垂直的另一跨度方向的板底与板顶钢筋，其平面布置，位于钢板混凝土预制梁梁侧相邻两角钢中间位置。

进一步地，钢板混凝土预制板支承在预制梁的挑耳上，预制板的板底T型钢与钢筋、板顶钢筋的预留段伸入并锚固在梁的叠合层内。

进一步地，预制梁的梁底钢板、预制板的板底钢板起拱高度为跨度的0.1％--0.3％。

本实用新型的效果在于：(1)钢板混凝土叠合梁板结构采用组合截面，通过设置梁底T型钢、梁侧角钢，加强钢板与预制梁混凝土的粘结作用；通过设置板底T型钢，加强钢板与预制板混凝土的粘结作用，保证钢板与混凝土共同受力，充分发挥钢板与混凝土的材料性能，受力性能优于现有现浇混凝土结构。

(2)钢板混凝土叠合梁顶部纵向钢筋伸入柱内满足锚固长度，并锚固在叠合层现浇混凝土内，预制梁的底部钢板与柱牛腿上的钢预埋件通过焊缝连接；钢板混凝土叠合板的板底T型钢、板底与板顶钢筋伸出预制板混凝土边界的预留段满足锚固长度，并锚固在叠合层现浇混凝土内，支座节点设计成固端，抗震性能与现浇结构一致。

(3)钢板混凝土预制梁的梁端与柱之间留设间隙，且预制梁底部的T型钢、梁底钢板、梁侧钢板不伸入柱内，便于预制梁的吊装就位；钢板混凝土预制板的板底T型钢、板底与板顶钢筋、斜向钢筋，其平面布置位于钢板混凝土预制梁梁侧相邻两角钢中间位置，与角钢间隔布置，且混凝土叠合梁顶部纵向钢筋在预制板吊装就位后绑扎，避免钢筋相互冲突，便于预制板的吊装就位。

(4)钢板混凝土叠合梁的复合箍筋由梁侧角钢、螺杆、拉筋组成，梁顶纵向钢筋在钢板混凝土预制梁、预制板吊装就位后绑扎，拉筋钩住纵向钢筋、螺杆两端通过螺母与角钢固定连接形成复合箍筋，便于钢板混凝土预制板内T型钢、钢筋锚固于支撑梁中。解决了常规叠合梁板结构中，梁顶纵向钢筋与梁内箍筋需整体同时完成，梁顶纵向钢筋与梁内箍筋无法分开分阶段施工，从而造 成预制板钢筋无法锚固在梁内、整体性不佳的问题。

(5)钢板混凝土预制梁的混凝土顶面为凸凹的粗糙表面，并设有拉筋伸出粗糙表面；钢板混凝土预制板的混凝土顶面为凸凹的粗糙表面，并设有斜向钢筋伸出粗糙表面，实现钢板混凝土预制梁板的混凝土与叠合层现浇混凝土有效粘结，提高结合面的抗剪承载力。

(6)钢板混凝土叠合梁板结构体系大部分构件为预制构件，可工厂模块化施工，预制板按梁格或支承边界大跨大面积预制，预制板按支撑边界尺寸整体预制，避免传统小宽度与小跨度的预制板之间存在分缝，整体性差的缺点。

(7)在工厂预制阶段完成板钢筋绑扎，现场直接整体吊装，无需支设模板，只需绑扎少量梁顶纵向钢筋与浇筑叠合层的混凝土，且外包钢板不易损坏，大幅提高施工效率，降低建造成本，做到文明施工与经济环保。

(8)通过设置梁底T型钢、梁侧角钢，加强钢板混凝土预制梁的刚度与强度；通过设置板底T型钢，加强钢板混凝土预制板的刚度与强度，减小组合构件截面高度。制作时预制梁的梁底钢板、预制板的板底钢板、底部T型钢起拱高度为跨度的0.1％--0.3％，避免组合构件截面高度小挠度大的问题，钢板混凝土叠合梁板结构体系在满足刚度与强度要求的同时，可提高楼层净高，提高使用空间，经济效益良好。

(9)钢板内部布置有型钢与钢筋，火灾情况下外部钢板失效后，仍具有较大承载能力，防火性能优良。

附图说明

图1为钢板混凝土预制梁轴视图

图2为钢板混凝土预制梁剖面图

图3为钢板混凝土预制板轴视图

图4为钢板混凝土预制板剖面图

图5为钢板混凝土预制梁安装于牛腿的剖面图

图6为钢板混凝土预制板安装于钢板混凝土预制梁的示意图

图7为钢板混凝土预制板与钢板混凝土预制梁现浇混凝土叠合层的示意图

图8为钢板混凝土叠合梁板剖面图

图中，1-预制梁的底部钢板，2-预制梁内T型钢，3-预制梁的钢挑耳，4-钢加劲肋，5-预制梁的混凝土，6-角钢，7-拉筋，8-预制板的钢板，9-预制板内T型钢，10-预制板的混凝土，11-预制板底部钢筋，12-预制板顶部钢筋a，13-预制板斜向钢筋，14-柱，15-混凝土牛腿，16-预埋钢板及锚筋，17-螺母，18-螺杆，19-梁纵向钢筋，20-叠合层现浇混凝土，21-角钢上圆孔，22-预制梁的侧面钢板，23-预制板顶部钢筋b，24-T型钢上圆孔，25-柱施工缝，26-间隙。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行进一步描述。

一种钢板混凝土叠合梁板结构体系，由混凝土牛腿、钢板混凝土预制梁、钢板混凝土预制板、梁板混凝土叠合层等几部份组成，包括预制梁的底部钢板1、预制梁内T型钢2、预制梁的钢挑耳3、钢加劲肋4、预制梁的混凝土5、角钢6、拉筋7、预制板的钢板8、预制板内T型钢9、预制板的混凝土10、预制板底部钢筋11、预制板顶部钢筋a12、预制板斜向钢筋13、柱14、混凝土牛腿15、预埋钢板及锚筋16、螺母17、螺杆18、梁纵向钢筋19、叠合层现浇混凝土20、角钢上圆孔21、预制梁的侧面钢板22、预制板顶部钢筋b23、T型钢上圆孔24、柱施工缝25、间隙26。

其中，所述钢板混凝土预制梁由预制梁的底部钢板1、预制梁内T型钢2、预制梁的钢挑耳3、钢加劲肋4、预制梁的混凝土5、角钢6、拉筋7、预制梁的侧面钢板22组成。

所述钢板混凝土叠合梁由钢板混凝土预制梁和叠合层现浇混凝土20组成，在叠合层现浇混凝土20内设置螺母17、螺杆18、梁纵向钢筋19。

所述钢板混凝土预制板由预制板的钢板8、预制板内T型钢9、预制板的混凝土10、预制板底部钢筋11、预制板顶部钢筋a12、预制板斜向钢筋13、预制板顶部钢筋b23组成。

所述钢板混凝土叠合板由钢板混凝土预制板和叠合层现浇混凝土20组成。

所述钢板混凝土预制板与钢板混凝土预制梁相连接；所述钢板混凝土预制梁通过混凝土牛腿15与柱14相连接；所述梁板混凝土叠合层的现浇混凝土20浇筑于柱施工缝25、预制梁的混凝土5与预制板的混凝土10的表面之上，将钢板混凝土预制板、钢板混凝土预制梁、柱14与现浇混凝土20形成叠合结构并结合成整体。

所述钢板混凝土预制梁采用扁平梁，预制梁宽度与柱14宽度相同。

所述钢板混凝土预制梁的长度由支撑跨度决定，外形尺寸由梁底钢板1与梁侧钢板22焊接而成，内部浇筑预制梁的混凝土5。

所述钢板混凝土预制梁内T型钢2位于梁底沿梁跨度方向布置，与预制梁的底部钢板1通过角焊缝连接，预制梁的底部钢板1、预制梁内T型钢2起拱高度为跨度的0.1％--0.3％。角钢6位于梁侧面与梁底底部钢板1垂直，与预制梁的侧面钢板22通过角焊缝连接。通过设置梁底T型钢2加强梁底钢板1的刚度、梁侧角钢6加强梁侧钢板22的刚度，并加强梁底钢板1、梁侧钢板22与预制梁混凝土5的粘结作用，保证钢板与混凝土共同受力。

所述钢板混凝土预制梁的梁端与柱14之间留设不超过5cm的间隙26，预制梁底部的T型钢2、梁底钢板1、梁侧钢板22不伸入柱14内，留有间隙26便于预制梁的吊装就位。

所述钢板混凝土预制梁的混凝土5顶面为凸凹的粗糙表面，并设有拉筋7，拉筋7底部与预制梁内T型钢2通过T形焊接接头连接，顶部伸出粗糙表面，粗糙表面的处理、拉筋7在梁板混凝土叠合层的现浇混凝土20内的锚固长度应满足现行《混凝土设计规范》的叠合梁的规定。

所述钢板混凝土预制梁达到设计强度后，吊装搁置在柱牛腿15上，牛腿15上的钢预埋件16与预制梁的底部钢板1通过角焊缝焊接。

所述钢板混凝土叠合梁顶部设有纵向钢筋19，位于梁板混凝土叠合层的现浇混凝土20内，在钢板混凝土预制梁吊装搁置在柱牛腿15后现场绑扎，纵向钢筋19在柱内的锚固长度满足按现行《混凝土设计规范》计算的钢筋受拉锚固长度，柱14在预制梁的梁顶面标高处设置施工缝25，便于梁顶钢筋19锚入柱14内。

所述钢板混凝土叠合梁内设置的梁侧角钢6、拉筋7、连接螺母17与螺杆18组成梁的复合箍筋，且拉筋7钩住梁纵向钢筋19，螺杆18与拉筋7、梁梁纵向钢筋19绑扎。

所述钢板混凝土预制板的平面尺寸由支撑边界尺寸决定，在设置的预制板钢板8上部浇筑预制板的混凝土10。

所述钢板混凝土预制板内T型钢9位于板底沿短跨方向布置，T型钢9与预制板的底部钢板8通过角焊缝连接，预制板的底部钢板8、预制板内T型钢9起拱高度为跨度的0.1％--0.3％。通过设置板底T型钢9加强板底钢板8的刚度，并加强板底钢板8与预制板混凝土10的粘结作用，保证钢板与混凝土共同受力。

所述钢板混凝土预制板内设置与T型钢9垂直的另一跨度方向的板底钢筋11，T型钢9的腹板在与板底钢筋11相交处开圆孔24，圆孔24直径比板底钢筋11直径大5mm，圆孔24底与钢板8之间的距离不小于钢筋的保护层厚度，板底钢筋11通过圆孔24穿过T型钢9的腹板。

所述钢板混凝土预制板设有斜向钢筋13，斜向钢筋13底部焊接在T型钢9顶部，双面焊缝长度为5倍钢筋直径，斜向钢筋13与T型钢9腹板的中心线位于同一平面内，斜向钢筋13所承受的剪力直接传递到T型钢9。

所述钢板混凝土预制板的混凝土10顶面为凸凹的粗糙表面，斜向钢筋13顶部伸出粗糙表面，粗糙表面的处理、斜向钢筋13在梁板混凝土叠合层的现浇混凝土20内的锚固长度应满足现行《混凝土设计规范》的叠合板的规定。

所述钢板混凝土预制板的混凝土10达到设计强度后，将板顶钢筋a12、板顶钢筋b23与板内斜向钢筋13绑扎。预制板的板底T型钢9、板顶钢筋a12与斜向钢筋13组成的桁架，其平面布置位于钢板混凝土预制梁梁侧相邻两角钢6中间位置，与角钢6间隔布置；与T型钢垂直的另一跨度方向的板底钢筋11与板顶钢筋b23，其平面布置位于钢板混凝土预制梁梁侧相邻两角钢6中间位置，与角钢6间隔布置。

所述钢板混凝土预制板的板底T型钢9、板底单向钢筋11、板顶钢筋a12、板顶钢筋b23伸出预制板混凝土10边界的预留段满足按现行《混凝土设计规范》计算的钢筋受拉锚固长度，并锚固于预制梁顶部混凝土叠合层的现浇混凝土20内。

这种钢板混凝土叠合梁板结构体系的施工方法包括以下几个步骤：

步骤1：如图1、2所示，工厂制作钢板混凝土预制梁，完成梁底钢板1和两侧钢板22、梁底T型钢2、挑耳3、钢加劲肋4、梁侧角钢6、梁中部拉筋7 等零部件的下料，在梁侧角钢6顶部开圆孔21。

步骤2：如图1、2所示，在T型钢2顶部焊接拉筋7，将梁底T型钢2与梁底钢板1焊接；将梁侧角钢6与梁侧面钢板22焊接，在梁侧面钢板22顶部焊接挑耳3与加劲肋4；将梁底钢板1与梁侧钢板22焊接，形成预制梁的外形尺寸。

步骤3：如图1、2所示，在梁底钢板1与梁侧钢板22形成的预制梁空间内部浇筑混凝土5，完成钢板混凝土预制梁的制作。

步骤4：如图3、4所示，工厂制作钢板混凝土预制板，完成板底钢板8和T型钢9、板底单向钢筋11、板顶钢筋a12、板顶钢筋b23、板内斜向钢筋13等零部件的下料，在T型钢9腹板上开圆孔24。

步骤5：如图4所示，将斜向钢筋13焊接在T型钢9顶部，板底T型钢9与板底钢板8焊接。

步骤6：如图4所示，安装与T型钢9垂直方向的板底钢筋11。

步骤7：如图3、4所示，在钢板8上部浇筑混凝土10，预制板混凝土10达到设计强度后，将板顶钢筋a12、板顶钢筋b23与板内斜向钢筋13绑扎，完成钢板混凝土预制板的制作。

步骤8：如图5所示，现场施工时在柱14上完成混凝土牛腿15，在牛腿15顶面埋设钢预埋件16，钢预埋件16顶标高与牛腿15顶标高平齐。在柱14上预留施工缝25，施工缝25与预制梁的顶标高相同。

步骤9：如图5所示，钢板混凝土预制梁达到设计强度后，运至现场，吊装搁置在柱牛腿15上，牛腿15上的钢预埋件16与预制梁的底部钢板1焊接。

步骤10：如图6、7所示，钢板混凝土预制板达到设计强度后，运至现场， 吊装搁置在预制梁挑耳3上。

步骤11：如图7、8所示，在钢板混凝土预制板吊装就位后，安装梁叠合层内纵向钢筋19，纵向钢筋19伸入柱14内锚固，预留拉筋7钩住纵向钢筋19，在梁侧角钢6顶部开孔21处穿入螺杆18，将螺杆18与拉筋7、梁纵向钢筋19绑扎，拧紧螺杆18与角钢6的连接螺母17，角钢6、螺杆18与拉筋7组成梁的复合箍筋。

步骤12：在预制梁板上浇筑梁板叠合层混凝土20，形成楼板结构。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。