一种预应力型钢混凝土双t板及其施工方法
阅读说明：本技术 一种预应力型钢混凝土双t板及其施工方法 (Prestressed steel reinforced concrete double-T plate and construction method thereof ) 是由 杨勇 马银科 于云龙 薛亦聪 徐龙康 张树琛 于 2021-08-13 设计创作，主要内容包括：一种预应力型钢混凝土双T板,由左肋板、右肋板以及面板组成,其中左肋板由左侧U型箍筋、左侧肋板纵筋、左侧型钢、左侧上翼缘栓钉、左侧下翼缘栓钉、左肋板混凝土和左侧预应力筋组成；右肋板由右侧U型箍筋、右侧肋板纵筋、右侧型钢、右侧上翼缘栓钉、右侧下翼缘栓钉、右肋板混凝土和右侧预应力筋组成；面板由面板纵筋、面板横筋和面板混凝土组成。本发明在左右肋板中布置型钢和粘结预应力筋,可以减小肋板截面面积,减少混凝土用量,减轻结构自重,增大双T板的跨度,还可以明显提高双T板的刚度和承载力,具有很好的经济效益。预应力型钢混凝土双T板在工厂预制,现场进行快速拼装,具有施工方便、施工质量好、施工周期短等优点。(A prestressed steel reinforced concrete double-T plate comprises a left rib plate, a right rib plate and a panel, wherein the left rib plate comprises a left U-shaped stirrup, a left rib plate longitudinal rib, left section steel, a left upper flange stud, a left lower flange stud, left rib plate concrete and a left prestressed rib; the right rib plate consists of a right U-shaped stirrup, a right rib plate longitudinal bar, a right section steel, a right upper flange stud, a right lower flange stud, right rib plate concrete and a right prestressed rib; the panel is composed of panel longitudinal ribs, panel transverse ribs and panel concrete. The structural steel and the bonding prestressed tendons are arranged in the left and right rib plates, so that the cross section area of the rib plates can be reduced, the consumption of concrete is reduced, the self weight of the structure is reduced, the span of the double T plates is increased, the rigidity and the bearing capacity of the double T plates can be obviously improved, and the economic benefit is good. The prestressed steel reinforced concrete double-T plate is prefabricated in a factory, is quickly assembled on site, and has the advantages of convenience in construction, good construction quality, short construction period and the like.)
技术领域
本发明属于建筑技术领域，特别涉及一种预应力型钢混凝土双T板及其施工方法。
背景技术
装配式建筑具有生产效率高、产品质量优、环境影响小等特点，国家和各地近些年相继推出各种激励政策推动装配式建筑的全面快速发展。而在实际建设中，建设大跨度礼堂、会议厅、体育设施等时，仍多使用钢结构，其防腐、耐火性能往往较差，而与之配套的屋面维护结构及屋面防水保温要求相对较高，从而造成造价较高等问题。
预应力混凝土双T板是板、梁互相结合的一种预制钢筋混凝土结构，具有明确的传力层次、良好的力学性能等优点，常用于大跨度、大覆盖面积的楼盖结构。由实践可知，预应力混凝土双T板和相同跨度的钢结构相比，可以很大程度上减轻结构自重和节省钢材，取得了显著的经济效益和社会效益。随着建筑结构对大空间要求的不断提高，预应力混凝土双T板逐渐向更高承载力、更高刚度以及更大跨度方向发展。而普通预应力混凝土双T板在需要较大承载力时，构件钢筋和预应力筋配筋将大幅增加，从而导致双T板截面尺寸增加，且钢筋和预应力筋布置较为困难。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种预应力型钢混凝土双T板及其施工方法，保留了工业化生产和装配化施工的优势，同时解决了现有结构的不足，具有经济效益好、施工方便、施工质量好、空间利用率高、承载力高以及跨度大的特点。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种预应力型钢混凝土双T板，其特征在于，包括左肋板、右肋板和面板，其中：
所述左肋板包括左肋板混凝土以及沿板长方向布置在左肋板混凝土中的左侧型钢和若干左侧预应力筋；
所述右肋板包括右肋板混凝土以及沿板长方向布置在右肋板混凝土中的右侧型钢和若干右侧预应力筋；
所述面板包括面板混凝土以及垂直于板长方向布置在面板混凝土中的面板横筋，所述左肋板混凝土、右肋板混凝土与面板混凝土一体浇筑成型；
其中，左肋板、右肋板位于面板的下侧，且沿板长方向对称。
优选地，所述左肋板内，沿左侧型钢腹板对称设置有若干沿板长方向的左侧肋板纵筋，左侧U型箍筋绑扎在左侧肋板纵筋的外侧形成钢筋网，将左侧型钢和左侧肋板纵筋以及左侧预应力筋包裹在内，所述左侧预应力筋沿左侧型钢腹板对称分布在两侧下部，所述左侧型钢上翼缘外表面焊接有若干左侧上翼缘栓钉，下翼缘外表面焊接有若干左侧下翼缘栓钉；所述右肋板内，沿右侧型钢腹板对称设置有若干沿板长方向的右侧肋板纵筋，右侧U型箍筋绑扎在右侧肋板纵筋的外侧形成钢筋网，将右侧型钢和右侧肋板纵筋以及右侧预应力筋包裹在内，所述右侧预应力筋沿右侧型钢腹板对称分布在两侧下部，所述右侧型钢上翼缘外表面焊接有若干右侧上翼缘栓钉，下翼缘外表面焊接有若干右侧下翼缘栓钉。
优选地，所述面板内，沿板长方向布置有若干面板纵筋，所述面板横筋垂直于面板纵筋并绑扎在面板纵筋上，形成钢筋网片。
优选地，所述左侧上翼缘栓钉、右侧上翼缘栓钉、左侧U型箍筋的两端以及右侧U型箍筋的两端均伸入到面板中，且所述左侧上翼缘栓钉和右侧上翼缘栓钉高出面板横筋。
优选地，所述左侧U型箍筋、左侧肋板纵筋、右侧U型箍筋、右侧肋板纵筋、面板纵筋和面板横筋均选用HPB300级钢筋。
优选地，所述左侧肋板纵筋、左侧型钢、左侧预应力筋、右侧肋板纵筋、右侧型钢、右侧预应力筋和面板纵筋沿板长方向两端均伸出一部分。
优选地，所述左肋板、右肋板的厚度由上而下逐渐减小；所述左肋板、右肋板与面板的连接处形成斜角。
优选地，所述左侧预应力筋和右侧预应力筋均为先张法粘结预应力筋，采用单根或成束的钢丝、钢绞线以及预应力钢筋，线型为抛物线型或直线型。
优选地，所述左肋板混凝土、右肋板混凝土和面板混凝土用同种强度等级的高强混凝土或者超高性能混凝土同一批次一次性浇筑成型。
本发明还提供了所述预应力型钢混凝土双T板的施工方法，步骤如下：
1)、将左侧U型箍筋和右侧U型箍筋分别绑扎在左侧肋板纵筋、右侧肋板纵筋的外侧形成钢筋网；将左侧型钢和右侧型钢的上、下翼缘外侧沿长度方向分别焊接若干左侧上翼缘栓钉和左侧下翼缘栓钉以及右侧上翼缘栓钉和右侧下翼缘栓钉；将面板纵筋和面板横筋按间距均匀布置并用扎丝绑扎形成钢筋网片；
2)、将左侧U型箍筋和左侧肋板纵筋绑扎形成的钢筋网以及右侧U型箍筋和右侧肋板纵筋绑扎形成的钢筋网分别放入预应力型钢混凝土双T板模板肋板中的预定位置；将焊接栓钉的左侧型钢和右侧型钢分别放入模板肋板中的预定位置；将面板纵筋和面板横筋绑扎形成的钢筋网片布置在模板面板的预定位置；将左侧预应力筋和右侧预应力筋分别对称布置在左侧型钢和右侧型钢腹板下部的预定位置并按照交叉对称顺序进行张拉，形成双T板钢筋骨架；
3)、将相同强度等级的混凝土浇筑于预应力型钢混凝土双T板模板内，进行蒸汽循环加热养护；
4)、养护完毕后，在预应力筋达到设计的强度时采用夹片式锚具和锚固板固定，采用“由下向上、先张先放、对称进行”的放张原则完成预应力筋的放张工作，形成预应力型钢混凝土双T板。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)经济性好、施工方便。
一方面，由于T形截面保证了预应力筋较大的截面有效高度，使得本发明截面的高度大大降低，进而使本发明不但具有了更高的承载力，而且拥有了更大的跨度，因而本发明在构件的数量以及材料的用量上相比常规构件要少，具有良好的经济性。
另外一方面，本发明具有与主结构连接方便、标准化程度高、吊装效率高等优势，不仅在施工中可省去很多主梁、次梁，而且几乎不需要在施工现场使用模板、模架体系；同时相比常规构件，本发明避免了施工时先装梁后铺板的繁琐工序，不但减少了施工工序、降低了施工强度，而且大大加快了施工进度，进而节约了大量工期成本。
2)施工质量好、空间利用率高。
本发明与主结构采用“湿式连接”，即在本发明板端连接处做配筋后浇层以及在本发明面板上现浇混凝土形成叠合层。这种“湿式连接”的方式使得本发明最终的受力由单跨变为多跨连续板，克服了一般预制构件整体性差的缺陷，使结构具有了更高的整体性，施工质量更容易保证。
同时，本发明通过等间距的肋板与宽大面板的组合，使得室内的消防、暖通、用电等管道线路设施可以很好地隐藏安装于本发明纵向的肋板中间，大幅提高了室内净高和空间利用率。
3)承载力高、跨度大。
本发明在肋板底部施加预应力以及布置型钢，这种结构形式将大幅增加结构的刚度、承载力和稳定性，使其有广泛的应用前景。本发明不仅能满足正常跨度的需求，也能应用于对空间有较大要求的大跨度、重荷载结构中。同时，预应力和型钢对构件在重载作用下跨中变形的抑制作用以及U型箍筋骨架对核心混凝土的约束作用，不仅使构件中裂缝的发展得到有效的抑制，而且将进一步增强结构的安全稳定性。
附图说明
图1是本发明预应力型钢混凝土双T板沿长度方向的截面示意图。
图2是本发明预应力型钢混凝土双T板的立体示意图。
图3是本发明预应力型钢混凝土双T板左肋板沿长度方向的截面示意图。
图4是本发明预应力型钢混凝土双T板右肋板沿长度方向的截面示意图。
图5是本发明预应力型钢混凝土双T板面板沿长度方向的截面示意图。
图6是本发明钢筋骨架立体示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
如图1和图2所示，本发明一种预应力型钢混凝土双T板，包括左肋板1、右肋板2和面板3，左肋板1、右肋板2位于面板3的下侧，且沿板长方向对称。
示例地，左肋板1、右肋板2的厚度由上而下逐渐减小。
示例地，左肋板1、右肋板2与面板3的连接处形成斜角。
如图3所示，本发明左肋板1包括左肋板混凝土9，在左肋板混凝土9中沿板长方向布置左侧型钢6和若干左侧预应力筋10，其中左侧预应力筋10沿左侧型钢6的腹板对称分布在腹板两侧的下部。
示例地，在左肋板1内，还可沿左侧型钢6腹板对称设置若干沿板长方向的左侧肋板纵筋5，在左侧肋板纵筋5的外侧绑扎左侧U型箍筋4形成钢筋网，将左侧型钢6和左侧肋板纵筋5以及左侧预应力筋10包裹在内。
示例地，左侧型钢6上翼缘外表面焊接有若干左侧上翼缘栓钉7，下翼缘外表面焊接有若干左侧下翼缘栓钉8。
如图4所示，本发明右肋板2包括右肋板混凝土16，在右肋板混凝土16中沿板长方向布置右侧型钢13和若干右侧预应力筋17，其中右侧预应力筋17沿右侧型钢13的腹板对称分布在腹板两侧的下部。
在左右肋板中布置型钢和粘结预应力筋，可以减小肋板截面面积，减少混凝土用量，减轻结构自重，增大双T板的跨度，还可以明显提高双T板的刚度和承载力，具有很好的经济效益。
示例地，在右肋板2内，还可沿右侧型钢13腹板对称设置若干沿板长方向的右侧肋板纵筋12，在右侧肋板纵筋12的外侧绑扎右侧U型箍筋11形成钢筋网，将右侧型钢13和右侧肋板纵筋12以及右侧预应力筋17包裹在内。
示例地，右侧型钢13上翼缘外表面焊接有若干右侧上翼缘栓钉14，下翼缘外表面焊接有若干右侧下翼缘栓钉15。
如图5所示，面板3包括面板混凝土20，在面板混凝土20中垂直于板长方向布置面板横筋19。
示例地，面板3内，沿板长方向布置有若干面板纵筋18，面板横筋19垂直于面板纵筋18并绑扎在面板纵筋18上，形成钢筋网片。
本发明中，左肋板混凝土9、右肋板混凝土16与面板混凝土20一体浇筑成型。
如图6所示，本发明中，左侧上翼缘栓钉7、右侧上翼缘栓钉14、左侧U型箍筋4的两端以及右侧U型箍筋11的两端均伸入到面板3中，且左侧上翼缘栓钉7和右侧上翼缘栓钉14高出面板横筋19。左侧肋板纵筋5、左侧型钢6、左侧预应力筋10、右侧肋板纵筋12、右侧型钢13、右侧预应力筋17和面板纵筋18沿板长方向两端均伸出一部分。
本发明中，左侧U型箍筋4、左侧肋板纵筋5、右侧U型箍筋11、右侧肋板纵筋12、面板纵筋18和面板横筋19可均选用HPB300级钢筋。左侧预应力筋10和右侧预应力筋17可均为先张法粘结预应力筋，可以采用单根或成束的钢丝、钢绞线以及预应力钢筋，且其线型可以为抛物线型或直线型。左肋板混凝土9、右肋板混凝土16和面板混凝土20用同种强度等级的混凝土同一批次一次性浇筑成型，可以采用高强混凝土或者超高性能混凝土等。
其中：
1)本发明所涉及的混凝土采用高强混凝土或者超高性能混凝土，可提高预应力型钢混凝土双T板的抗裂性能、耐久性能和承载力。
2)本发明所涉及的预应力筋和型钢将会大幅增加结构的刚度、承载力和稳定性，使其有广泛的应用前景。
3)左侧肋板纵筋5、左侧型钢6、左侧预应力筋10、右侧肋板纵筋12、右侧型钢13、右侧预应力筋17和面板纵筋18沿双T板长度方向两端均伸出一部分。在现场施工安装时，外伸型钢与其他构件可采用螺栓进行连接，便于施工。
4)本发明预应力筋所涉及的种类、线型、股数等设计参数可根据相应的设计计算方法进行优化设计。
5)本发明型钢所涉及的强度、厚度、尺寸等设计参数可根据相应的设计计算方法进行优化设计。
6)本发明栓钉所涉及的直径、长径比、数量等设计参数可根据相应的设计计算方法进行优化设计。
7)本发明HPB300级钢筋布置间距可根据相应的设计计算方法进行优化护设计。
本发明预应力型钢混凝土双T板可在工厂预制，现场进行快速拼装，具有施工方便、施工质量好、施工周期短等优点。其具体施工方法为：
首先在工厂，将左侧U型箍筋4和右侧U型箍筋11分别绑扎在左侧肋板纵筋5、右侧肋板纵筋12的外侧形成钢筋网。将左侧型钢6和右侧型钢13的上、下翼缘外侧沿长度方向分别焊接若干左侧上翼缘栓钉7和左侧下翼缘栓钉8以及右侧上翼缘栓钉14和右侧下翼缘栓钉15。将面板纵筋18和面板横筋19按一定间距均匀布置并用扎丝绑扎形成钢筋网片。随后将钢筋网、钢筋网片、型钢和预应力筋分别放置在双T板模板的预定位置。预应力筋按照交叉对称顺序进行张拉，形成双T板钢筋骨架。然后将相同强度等级的混凝土浇筑于预应力型钢混凝土双T板模板内，并进行蒸汽循环加热养护。养护完毕后，在预应力筋达到设计的强度时采用夹片式锚具和锚固板固定，采用“由下向上、先张先放、对称进行”的放张原则完成预应力筋的放张工作，形成预应力型钢混凝土双T板。再在现场进行安装，预应力型钢混凝土双T板与组合梁柱、钢梁柱以及混凝土梁柱进行湿式连接。最后在预应力型钢混凝土双T板面板上现浇混凝土形成叠合层，完成双T板的施工。
本发明在保留了工业化生产和装配化施工优势的基础上，解决了现有常规双T板结构的不足，可以很大程度上提高构件的承载力、刚度以及变形性能，使结构的跨度大幅提升，可以广泛应用于各类钢筋混凝土和钢结构建筑中，也可以用于对空间有较大要求的大跨度、重荷载结构中。预应力型钢混凝土双T板中所涉及的型钢强度、厚度、尺寸等设计参数，栓钉直径、长径比、数量等设计参数，预应力筋种类、线型、股数等设计参数，以及混凝土种类、强度等级等设计参数均可以结合不同工程情况需求做出相应的优化设计。
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