一种装配式钢结构组合楼板系统及其安装方法

文档序号:45652 发布日期:2021-09-28 浏览:35次 >En<

阅读说明:本技术 一种装配式钢结构组合楼板系统及其安装方法 (Assembled steel structure combined floor system and installation method thereof ) 是由 张艳霞 武丙龙 张爱林 王杰 于 2021-07-06 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种装配式钢结构组合楼板系统及其安装方法。该系统包括不等宽翼缘钢次梁(1)、钢筋桁架楼承板(2)、钢框架梁(3)和钢连接件(4)。不等宽翼缘钢次梁(1)与钢筋桁架楼承板(2)在工厂整体预制完成后运输到施工现场进行安装,不等宽翼缘钢次梁(1)和钢筋桁架楼承板(2)组成了组合楼板,组合楼板间通过预埋的钢连接件(4)及高强度螺栓进行连接,不等宽翼缘钢次梁(1)与钢框架梁(3)之间通过连接板与高强度螺栓进行连接。本发明中将不等宽翼缘钢次梁与钢筋桁架楼承板一起制作,提升了组合楼板的刚度,增强了与主体结构的联系,采用高强度螺栓连接的方式,实现了施工现场无湿作业,全装配的设计理念。(The invention provides an assembly type steel structure combined floor system and an installation method thereof. The system comprises unequal-width flange steel secondary beams (1), steel bar truss floor bearing plates (2), steel frame beams (3) and steel connecting pieces (4). The unequal-width flange steel secondary beam (1) and the steel bar truss floor bearing plate (2) are transported to a construction site to be installed after being integrally prefabricated in a factory, the unequal-width flange steel secondary beam (1) and the steel bar truss floor bearing plate (2) form a combined floor slab, the combined floor slab is connected through a pre-buried steel connecting piece (4) and a high-strength bolt, and the unequal-width flange steel secondary beam (1) and the steel bar truss floor bearing plate (3) are connected through a connecting plate and the high-strength bolt. According to the invention, the flange steel secondary beams with different widths and the steel bar truss floor bearing plate are manufactured together, so that the rigidity of the composite floor slab is improved, the connection with the main structure is enhanced, and the design concept of no-wet operation and full assembly on a construction site is realized by adopting a high-strength bolt connection mode.)

一种装配式钢结构组合楼板系统及其安装方法

技术领域

本发明涉及装配式钢结构

技术领域

,尤其涉及一种装配式钢结构组合楼板系统及其安装方法。

背景技术

压型钢板-混凝土组合楼板是一种将压型钢板和混凝土两种不同性质的材料组合成为一个整体,从而使其能够共同工作的受力构件。为加强压型钢板和混凝土之间的组合效果,结构设计人员通过在压型钢板表面设置压痕、改变压型钢板截面形式以及设置抗剪连接件等方式保证二者间的组合效应,从而在整体上实现压型钢板代替受拉钢筋承担拉应力,上部混凝土承担压应力,最终达到提高组合楼板经济效益的目的。

近年来,随着我国建筑产业的蓬勃发展,大量高层以及超高层建筑采用压型钢板-混凝土组合板作为主体结构的楼板和屋面板,其在工程应用中典型代表建筑有上海金茂大厦、北京香格里拉饭店和沈阳市府恒隆广场等。

但目前现有技术中的压型钢板混凝土楼板仍需要在施工现场浇筑混凝土,采用预制楼板运输至施工现场后楼板间的连接传力问题没有解决。在装配式建筑中楼板的装配过程中,楼板搭接在墙板或梁上,相邻楼板仅密拼,未形成可靠连接,而由于楼板之间承受的压力不完全一样,这样不利于楼板之间传递内力,尤其是相邻楼板之间承受的压力之差较大时,会导致楼板的拼接面产生裂缝,一方面影响美观,一方面可能导致漏水现象的发生。

综上所述,故亟需开发一种连接牢固、有利于楼板之间传递内力的楼板连接节点。

发明内容

本发明提供了一种装配式钢结构组合楼板系统及其安装方法,以克服现有技术的问题。

为了实现上述目的,本发明采取了如下技术方案。

根据本发明的一个方面,提供了一种装配式钢结构组合楼板系统,包括:不等宽翼缘钢次梁(1)、钢筋桁架楼承板(2)、钢框架梁(3)和钢连接件(4);

所述不等宽翼缘钢次梁(1)与所述钢筋桁架楼承板(2)在工厂整体预制完成后运输到施工现场进行安装,所述不等宽翼缘钢次梁(1)和所述钢筋桁架楼承板(2)组成了组合楼板,组合楼板间通过预埋的钢连接件(4)及螺栓进行连接,所述钢连接件(4)伸入混凝土楼板一定长度,所述不等宽翼缘钢次梁(1)与所述钢框架梁(3)之间通过连接板与螺栓进行连接。

优选地,所述不等宽翼缘钢次梁(1)与所述钢筋桁架楼承板(2)之间通过栓钉增强连接,所述组合楼板包括边跨组合楼板和跨中组合楼板,所述跨中组合楼板(25)与所述边跨组合楼板(24)之间的连接部分通过螺栓进行连接。

优选地,所述不等宽翼缘钢次梁(1)的外伸部分的长度与厚度之比不超过fy表示钢材屈服强度。

优选地,所述不等宽翼缘钢次梁(1)的长翼缘的一侧焊接栓钉,栓钉间距每隔300mm设置一个,所述不等宽翼缘钢次梁(1)的长翼缘的另一侧开设螺栓孔洞,利用该螺栓孔洞所述不等宽翼缘钢次梁(1)与所述钢筋桁架楼承板(2)以及与另一个方向上的不等宽翼缘钢次梁(1)的拼接均通过钢连接件(4)与螺栓进行连接。

优选地,所述不等宽翼缘钢次梁(1)与所述钢框架梁(3)之间通过连接板与螺栓进行连接,在所述钢框架梁(3)的钢次梁腹板拼接位置设置加劲肋。

优选地,所述钢筋桁架楼承板(2)沿次梁方向的混凝土外伸连接部分的外伸长度不应小于120mm,厚度不小于50mm,所述钢筋桁架楼承板(2)上设置的螺栓孔的间距不小于3倍螺栓的直径,不大于200mm,与外伸部分搭接的另一块钢筋桁架楼承板(2)的长度不应小于120mm,厚度不小于50mm,搭接部分厚度之和应小于钢筋桁架楼承板(2)的厚度,差值应不小于20mm。

优选地,搭接完成后的钢筋桁架楼承板(2)的拼接处通过硬性砂浆和5%的防水粉进行封堵,钢筋桁架楼承板(2)与柱壁间通过硬性砂浆和5%的防水粉进行封堵。

优选地,所述钢连接件(4)预埋在钢筋桁架楼承板(2)的内部,钢连接件(4)的尾部钢筋的直径不小于12mm,未弯折区的长度不小于35倍钢筋直径,弯折区带有90°弯折,弯折长度不小于3倍钢筋直径,每根钢筋间距不小于30mm,所述钢连接件(4)的钢板厚度不小于钢筋厚度+2mm。

根据本发明的另一个方面,提供了一种所述的装配式钢结构组合楼板系统的安装方法,包括:

先制作跨中组合楼板25,将栓钉焊在钢梁上搭设压型钢板、浇筑混凝土,待混凝土终凝后运输至施工现场,按照同样的方法制作边跨组合楼板24;施工现场先吊装跨中组合楼板25,再吊装两侧边跨组合楼板24,跨中组合楼板25与边跨组合楼板24之间的连接部分通过螺栓进行连接;

在构件加工厂,先搭钢筋桁架楼承板(2),再焊接栓钉,将跨中的钢筋桁架楼承板(2)搭接在两根不等宽翼缘钢次梁(1)的翼缘上,不等宽翼缘钢次梁(1)通过连接板与螺栓与钢框架梁(3)的加劲肋进行连接,连接完成后铺设左右两侧的钢筋桁架楼承板(2),通过螺栓连接拼接处不等宽翼缘钢次梁(1)的翼缘、钢筋桁架楼承板(2)的预留外伸连接带;再通过螺栓连接钢框架梁(1)的翼缘与钢筋桁架楼承板(2);

将钢连接件(4)预埋在钢筋桁架楼承板(2)内部,待模板支好后浇筑混凝土,混凝土终凝完成后,跨中组合楼板(25)完成施工,边跨组合楼板(24)施工流程与跨中组合楼板(25)一致,组合楼板施工完成后运输至施工现场;

在施工现场,钢框架梁(3)与钢柱(5)通过螺栓(34)、连接板(35)安装完成后,吊装跨中组合楼板(25),钢次梁通过连接板(16)与螺栓(17)与钢框架梁(3)加劲肋(32)进行连接,然后吊装边跨组合楼板(24),通过螺栓(21)连接两块钢筋桁架楼承板,再通过螺栓(36)连接钢筋桁架楼承板(2)与主体结构,最后在钢筋桁架楼承板拼接处以及与柱壁间隙处填充硬性砂浆和防水粉进行封堵,至此装配式钢结构组合楼板系统安装完成。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出,本发明中将次梁与钢筋桁架楼承板一起制作,提升了组合楼板的刚度,增强了与主体结构的联系,采用高强度螺栓连接的方式,实现了施工现场无湿作业,全装配的设计理念。本发明中采用不等宽翼缘的钢次梁,为了减少钢筋桁架楼承板的搭接长度,增加楼板与钢次梁的连接。

本发明中应在钢筋桁架楼承板拼接处、与钢珠壁的间隙中设置硬性砂浆和5%的防水粉进行封堵,放止两个位置出现漏水、渗水。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,这些将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,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为本发明实施例提供的一种装配式钢结构组合楼板系统的整体图;

图2为本发明实施例提供的一种装配式钢结构组合楼板系统的部分剖视图及各部件位置关系图;

图3为本发明实施例提供的一种装配式钢结构组合楼板系统的各构件分解图;

图4为本发明实施例提供的一种装配式钢结构组合楼板系统的钢框架梁的结构示意图;

图5为本发明实施例提供的一种组合楼板的各部件位置关系示意图;

图6为本发明实施例提供的一种装配式钢结构组合楼板系统的钢连接件的结构示意图;

图7为本发明实施例提供的一种装配式钢柱的结构示意图;

图8为本发明实施例提供的一种不等宽翼缘钢次梁的截面示意图;

图9为本发明实施例提供的一种装配式钢结构组合楼板系统及其他构件的装配完成图。

附图标记:

1-不等宽翼缘钢次梁;2-钢筋桁架楼承板;3-钢框架梁;4-钢连接件;5-钢柱;6-剖视位置

11-不等宽翼缘钢次梁上翼缘;12-不等宽翼缘钢次梁腹板;13-不等宽翼缘钢次梁下翼缘;14-不等宽翼缘钢次梁与钢筋桁架楼承板高强度螺栓连接孔洞;15-不等宽翼缘钢次梁上翼缘栓钉;16-不等宽翼缘钢次梁与钢框架梁连接板;17-不等宽翼缘钢次梁与钢框架梁连接用高强度螺栓;18-不等宽翼缘钢次梁上翼缘长翼缘

21-不等宽翼缘钢次梁与钢筋桁架楼承板连接用高强度螺栓;22-钢筋桁架楼承板预留外伸连接带;23-钢筋桁架楼承板预留高强度螺栓连接孔。24-边跨组合楼板;25-跨中组合楼板;

31-不等宽翼缘钢次梁与钢框架梁连接设加劲肋;32-不等宽翼缘钢次梁与钢框架梁连接设高强度螺栓孔;33-钢框架梁与钢筋桁架楼承板连接用高强度螺栓孔;34-钢框架梁与钢柱连接用连接板;35-钢框架梁与钢柱连接用高强度螺栓;35-钢框架梁与钢筋桁架楼承板连接用高强度螺栓;

41-钢连接件连接板;42-钢连接件连接板与桁架楼承板、钢次梁连接设高强度螺栓孔;43-钢连接件锚固钢筋;44钢连接件弯折钢筋;

51-钢柱悬臂梁段。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式,所述实施方式的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的,仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解,除非特意声明,这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是,本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件,但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解,当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时,它可以直接连接或耦接到其他元件,或者也可以存在中间元件。此外,这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非像这里一样定义,不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为便于对本发明实施例的理解,下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明,且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。

本发明实施例提供的一种装配式钢结构组合楼板系统的结构如图1所示,包括不等宽翼缘钢次梁(1)、钢筋桁架楼承板(2)、钢框架梁(3)、钢连接件(4)、钢柱(5)和剖视位置(6)。还包括栓钉、高强度螺栓、硬性砂浆和防水粉。上述装配式钢结构组合楼板系统的部分剖视图及各部件位置关系图如图2所示,各构件分解图如图3所示,各构件主要通过高强度螺栓(36、21、17)进行连接。

不等宽翼缘钢次梁(1)、钢筋桁架楼承板(2)在工厂预制完成后运输到施工现场进行安装,不等宽翼缘钢次梁(1)与钢筋桁架楼承板(2)之间通过栓钉增强连接。不等宽翼缘钢次梁(1)、钢筋桁架楼承板(2)组成了组合楼板,图5为本发明实施例提供的一种组合楼板的各部件位置关系示意图。组合楼板包括边跨组合楼板和跨中组合楼板,跨中组合楼板也是指跨中钢筋桁架楼承板。组合楼板间通过预埋的钢连接件(4)及高强度螺栓进行连接,其中钢连接件(4)应伸入混凝土楼板一定长度,保证与钢筋桁架楼承板(2)的连接性能。

图8为本发明实施例提供的一种不等宽翼缘钢次梁(1)的截面示意图,不等宽翼缘钢次梁(1)的外伸部分的长度与厚度之比不超过fy表示钢材屈服强度。不等宽翼缘钢次梁(1)的长翼缘的一侧应焊接栓钉,栓钉间距应每隔300mm设置一个,不等宽翼缘钢次梁(1)的长翼缘的另一侧应开设高强度螺栓孔洞,利用该高强度螺栓孔洞不等宽翼缘钢次梁(1)与钢筋桁架楼承板(2)以及与另一个方向上的不等宽翼缘钢次梁(1)的拼接均通过钢连接件(4)与高强度螺栓进行连接。

图4为本发明实施例提供的一种装配式钢结构组合楼板系统的钢框架梁(3)的结构示意图,不等宽翼缘钢次梁(1)与钢框架梁(3)之间通过连接板与高强度螺栓进行连接,在钢框架梁(3)的钢次梁腹板拼接位置设置加劲肋,不等宽翼缘钢次梁(1)应简支于钢框架梁(3)。

钢筋桁架楼承板(2)沿次梁方向的混凝土外伸连接部分的外伸长度不应小于120mm,厚度不小于50mm,钢筋桁架楼承板2上设置的高强度螺栓孔的间距不小于3倍高强度螺栓的直径,不大于200mm。与外伸部分搭接的另一块钢筋桁架楼承板2的长度不应小于120mm,厚度不小于50mm,搭接部分厚度之和应小于钢筋桁架楼承板(2)的厚度,差值应不小于20mm。搭接完成后的钢筋桁架楼承板(2)的拼接处通过硬性砂浆和5%的防水粉进行封堵。钢筋桁架楼承板(2)与柱壁间通过硬性砂浆和5%的防水粉进行封堵。

图6为本发明实施例提供的一种装配式钢结构组合楼板系统的钢连接件(4)的结构示意图。钢连接件(4)预埋在钢筋桁架楼承板(2)的内部,钢连接件(4)的尾部钢筋的直径不小于12mm,以选用12mm、14mm等,未弯折区的长度不小于35倍钢筋直径,弯折区带有90°弯折,弯折长度不小于3倍钢筋直径,每根钢筋间距不小于30mm,钢连接件(4)的钢板厚度不小于钢筋厚度+2mm。

上述本发明实施例的装配式钢结构组合楼板系统的安装过程包括:

安装时应先制作跨中组合楼板(25),将栓钉焊在钢梁上搭设压型钢板、浇筑混凝土,待混凝土终凝后运输至施工现场,按照同样的方法制作边跨组合楼板(24)。施工现场先吊装跨中组合楼板(25),再吊装两侧边跨组合楼板(24),跨中组合楼板(25)与边跨组合楼板(24)之间的连接部分也通过高强度螺栓进行连接。

在构件加工厂,先搭钢筋桁架楼承板(2),再焊接栓钉,将跨中的钢筋桁架楼承板(2)搭接在两根不等宽翼缘钢次梁(1)的翼缘上,此时不等宽翼缘钢次梁(1)应通过连接板与高强度螺栓与钢框架梁3的加劲肋进行连接。连接完成后铺设左右两侧的钢筋桁架楼承板(2),首先通过高强度螺栓连接拼接处不等宽翼缘钢次梁(1)的翼缘、钢筋桁架楼承板的预留外伸连接带;再通过高强度螺栓连接钢框架梁(1)的翼缘与钢筋桁架楼承板(2)。

将钢连接件(4)预埋在钢筋桁架楼承板(2)内部,待模板支好后浇筑混凝土,混凝土终凝完成后,跨中组合楼板(25)完成施工。边跨组合楼板(24)施工流程与跨中组合楼板(25)一致。组合楼板施工完成后应采用立式运输至施工现场。

图7为本发明实施例提供的一种装配式钢柱的结构示意图。在施工现场,钢框架梁(3)与钢柱(5)通过高强度螺栓(34)、连接板(35)安装完成后,吊装跨中组合楼板(25),钢次梁通过连接板(16)与高强度螺栓(17)与钢框架梁(3)加劲肋(32)进行连接,然后吊装边跨组合楼板(24),通过高强度螺栓(21)连接两块钢筋桁架楼承板,再通过高强度螺栓(36)连接钢筋桁架楼承板(2)与主体结构。最后在钢筋桁架楼承板拼接处以及与柱壁间隙处填充硬性砂浆和5%的防水粉进行封堵,放止两个位置出现漏水、渗水。至此装配式钢结构组合楼板系统安装完成。图9为本发明实施例提供的一种装配式钢结构组合楼板系统及其他构件的装配完成示意图。

综上所述,本发明实施例针对现有装配式中工厂预制混凝土楼板间传力不连续的问题,提出了一种通过高强度螺栓连接的装配式钢结构组合楼板系统,以达到施工现场的全装配连接、无湿作业,并且楼板间传力连续稳定。

本发明实施例针对现有装配式中工厂预制混凝土楼板间传力不连续的问题,提出了一种通过高强度螺栓连接的装配式钢结构组合楼板系统,以达到施工现场的全装配连接,同时能够彻底解决目前钢结构建造过程中无法避免的大量或少量的湿作业问题。无需进行混凝土现场浇筑和养护,使其工期大大缩短。另一方面,在建筑物需要拆除时,本项目所提出的楼板结构体系能彻底解决目前钢结构拆除时楼板拆除困难的问题。该结构体系的结构构件(包括装配式梁、柱、楼板)均能够进行完整拆除,操作简单、方便。能大幅提高钢结构建筑物构件的循环利用率,节约大量人力、物力和时间。并且由于避免了现场湿作业,拆除时能有效减少建筑垃圾,使得本项目的楼板结构体系具有极度环境友好型特点,具有巨大的科学意义和应用前景,可带来工业化绿色建筑领域的突破性进展。

本领域普通技术人员可以理解:附图只是一个实施例的示意图,附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于装置或系统实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述得比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下,即可以理解并实施。

以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

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