一種鋼管空心混凝土樓板及其施工方法技術

一種鋼管空心混凝土樓板，其特征在于樓板內設有多個鋼管，鋼管周圍為混凝土結構，形成空心樓板；鋼管的兩端固定在與樓板相結合的框架梁上。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種混凝土樓板，特別是涉及一種適用于荷載大，跨度大、但要限高的建筑物中的空心混凝土樓板。
技術介紹
用混凝土做的空心樓板早已在房屋、橋梁中被廣泛地應用，遺憾的是在制作空心樓板的過程中，用于成型的管從來就不參與空心板的受力，僅僅是空心樓板成型的模板而已。樓板做成空心的目的是有效減輕樓板的自重，并節省材料。此外，還有專門為減小地震力而將空心樓板設計為抗震結構。在現有技術中，空心樓板的生產制作可以在工廠，也可以在工地現場。在工廠制作時，通常有專門設計的模具，等混凝土初凝固后，就將模具抽出，從而形成空心樓板；在工地則不同，常用的用于成型的模板有水泥加纖維或紙筒管，或者塑料筒管，放置在板中，用于成型的管在澆筑完混凝土后不拆除。以上類型的用于成型的管具有以下缺陷(1).管與板不能很好的結合，而只能起到成型的作用，不提高板的承載力和剛度，即用其制作出來的空心樓板承載力低；(2).即使不拆除用于成型的管，當樓板受力時，管不能與板共同協調變形，不參與板的抗彎、抗剪等受力過程；(3).樓板內空心處內壁抗擁壓能力差，容易產生裂紋或裂縫。此外，在施工過程中，還需要支模用多個鋼管豎直布置，并在鋼管頂端制作樓板的模板，等澆筑好樓板后再拆掉用來支頂的鋼管，施工過程繁瑣、成本高、工期長，尤其是對于層高較高的工程，支頂費用更高。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種鋼管空心混凝土樓板，樓板整體截面小、重量輕、并且承載力大。本專利技術的技術方案可以用以下的技術措施來實現，一種鋼管空心混凝土樓板，其特征在于樓板內設有多個鋼管，鋼管周圍為混凝土結構，形成空心樓板；鋼管的兩端固定在與樓板相結合的框架梁上。所述的鋼管不但作為空心樓板的成型模板，且澆注混凝土后不拆除，作為空心樓板結構的一部分。本專利技術還可以作如下改進，所述的鋼管分為兩組，其中一組鋼管的下方設有支架，設有支架的各鋼管與另一組中的各鋼管交替并平行布置，相鄰二鋼管之間留有間隔。所述的鋼管上設有的支架包括托板和吊板，托板水平布置，與鋼管的長度相適應；吊板位于鋼管下方，由多個垂直于托板并沿托板長度方向間隔排列的豎向板組成，豎向板的上端與鋼管固定。本專利技術還可以作如下改進，所述的樓板還包括桁架模板，桁架模板由多個模板單元所組成，每個模板單元設置在相鄰二支架的托板上。所述的桁架模板的每個模板單元的兩端分別搭接固定在位于其兩側的二支架的托板上。即桁架模板通過支架上的吊板及托板，被鋼管吊起。所述的樓板頂部及底部分別設有縱橫交錯布置的鋼筋，其中，位于樓板底部的鋼筋布置在桁架模板的底部。本專利技術還可以作如下改進，在所述的相鄰二鋼管之間的混凝土內，還可以布置有預應力鋼鉸線，鋼鉸線的兩端也固定到與樓板相結合的框架梁上。鋼鉸線的設置大大加強了樓板的承載能力。同時，預應力鋼鉸線的應用還提高了空心樓板的抗裂能力。所述的預應力鋼鉸線為中間下凹的拋物線形狀。上述的鋼管空心混凝土樓板的施工方法，其具體包括如下步驟(1).制作兩組鋼管，將其中一組鋼管上固定安裝上支架，先將該組鋼管平行布置，并讓其兩端固定到兩側的用來與樓板相結合的框架梁上，相鄰二鋼管之間預留間隔；(2).安裝桁架模板將多個桁架模板單元分別布置在設有支架的相鄰二鋼管之間，并將每個桁架模板的兩端分別搭接在相鄰二鋼管的支架上；(3).在桁架模板的底面上安裝樓板底部的鋼筋；(4).安裝另一組鋼管將另一組鋼管的兩端也固定到兩側的框架梁上，并將鋼管分別布置在上述步驟1預先安裝好的相鄰二鋼管之間的間隔中，讓兩組鋼管交替布置并互相平行，然后澆筑板底混凝土；(5).待板底混凝土變硬后，安裝樓板上部的鋼筋；(6).澆筑上部混凝土。在本專利技術所述的鋼管空心混凝土樓板的施工方法中，所述的步驟1和2中，其中一組鋼管上設有的支架包括一水平布置的托板和豎向布置的吊板組成，托板與鋼管的長度相適應；吊板包括多個垂直固定在托板上并沿托板長度方向間隔排列的豎向板，將豎向板的上端與鋼管焊接固定；將每個桁架模板單元的兩端分別搭接在相鄰二支架上的托板上。相應地，所述的與樓板相結合的框架梁上應至少設有一個安裝平面，則鋼管的端面和預應力鋼鉸線的端部均與該安裝平面固定連接。施工方便，快捷。與現有技術相比，本專利技術的優點是 (1).在混凝土空心樓板中內置了鋼管，解決了樓板內空心孔的內破壞問題，使樓板的結構更加接近于型鋼混凝土，是一個鋼—混凝土板疊合的混合結構；與現有技術中的普通混凝土結構相比，其含鋼量大大提高，從而在相同荷載的條件下，本專利技術的樓板厚度更小，重量更輕，占用的空間更小；(2).鋼管與樓板內的混凝土緊密結合一起，使鋼管能與混凝土樓板能協調變形，參與抵抗外力，并能承擔樓板的部分彎矩、剪力，同時提高了樓板的整體剛度，鋼管直徑越大、壁越厚，承載力越大；(3).由于鋼管與混凝土有良好的結合，鋼管和混凝土形成的內孔還能承受更大的擁壓力；從而有效克服樓板的內部出現裂紋或裂縫等缺陷；(4).與同重量的混凝土樓板相比，鋼管空心樓板的承載力可最大可提高70％，減小了樓板的厚度和自重，特別是當本專利技術用于地下室時，開挖深度大大縮小，節省人力和時間；(5).施工方便，可以不用支模，自行吊壓型板施工，縮短工期，很適用于高空作業，具有廣泛的應用前景。下面通過試驗例進一步證明本專利技術的效果，試驗名稱鋼管空心混凝土樓板節點的有限元分析1.ABAQUS計算總說明混凝土強度等級采用C35，型鋼采用Q345鋼，所有節點的混凝土采用損傷模型實體單元模擬，型鋼采用殼單元模擬。因為忽略了鋼筋的影響，混凝土損傷加快加大，從而剪力鍵的所受應力會增大，所以只要現有模型計算結果滿足規范要求，加鋼筋的情況將自動滿足。因此在計算結果中比較有參考價值的參數分別是位移，型鋼應力，混凝土損傷情況。鋼材模型鋼材的彈塑性分參數如下(單位kN-m)，材料，名稱＝Q345彈性 200e6塑性，硬化＝kinematic 345e3，0 470e3，0.025質量 7.800混凝土模型采用彈塑性損傷模型，可考慮材料拉壓強度的差異，剛度強度的退化和拉壓循環的剛度恢復。例如C35混凝土采用的參數如下定義(單位kN-m)*材料，名稱e＝C35*彈性31500000，0.2*質量2.5*損傷，alpha＝0.0 *混凝土 損傷 塑性25*混凝土受壓 硬化16380.， 023400.， 0.00078943115814.6，0.0025625310267.4，0.004270927408.77，0.005893955749.74，0.007478914682.74，0.009045073943.69，0.01060083403.29，0.01215032991.69，0.0136956*混凝土受壓 損傷0， 00.01， 0.0007894310.324164， 0.002562530.561223， 0.004270920.683386， 0.005893950.796302， 0.007478910.858328， 0.009045070.89589，0.01060080.92031，0.01215030.937062， 0.0136956*混凝土受拉 硬化2640.， 02200.， 0.00003014本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鋼管空心混凝土樓板，其特征在于樓板內設有多個鋼管，鋼管周圍為混凝土結構，形成空心樓板；鋼管的兩端固定在與樓板相結合的框架梁上。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳星，羅赤宇，向前，李欣，孫禮軍，葉浩，林撲強，王華林，歐妍君，郭偉杰，李娜，蔣運林，彭思，
申請(專利權)人：廣東省建筑設計研究院，
類型：發明
國別省市：81