CN209891556U - 一种钢板混凝土柱与钢板桁架梁装配式框架结构及其楼板 - Google Patents
一种钢板混凝土柱与钢板桁架梁装配式框架结构及其楼板 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种钢板混凝土柱与钢板桁架梁装配式框架结构及其楼板，该框架结构包括钢板混凝土柱和钢板桁架梁，钢板混凝土柱由柱钢板围成柱外壳，柱外壳中浇筑混凝土；钢板桁架梁包括相对设置的槽型钢板及连接的缀板；柱和梁通过框架柱中预设的连接钢筋连接；框架结构装配的楼板包括钢筋桁架、浇筑楼板层和高密板，钢筋桁架的下弦主筋位于浇筑楼板层的底部，其下固定高密板。本实用新型消除了钢筋混凝土柱及楼板的保护层，节省浇筑的大量模板，避免了钢结构中受压柱容易失稳和屈曲等致命弱点。梁与柱装配时通过预置的连接钢筋进行焊接，形成的节点抗震性能强，解决了钢结构节点连接复杂的问题，框架柱、桁架梁及钢筋桁架高密板构件可实现工业化生产。
Description
技术领域
本实用新型属于建筑结构技术领域，尤其涉及一种装配式钢板混凝土柱及钢板桁架梁框架结构。
背景技术
传统的混凝土柱主要包括混凝土和其内设置的纵向钢筋和箍筋，浇筑过程中需要大量模板，施工工期长，混凝土柱截面的使用效率较低。传统钢框架梁为工字钢或H型钢用钢量大、跨度小、自重较重。传统的楼板主要是通过混凝土和其内设置的钢筋制作而成，浇筑过程中仍需大量模板，且装配式钢筋混凝土楼板的预制构件自重较大，叠合楼板现场二次浇筑混凝土时易出现结合不好的质量弊病。传统的钢框架梁与混凝土柱或钢框架柱及楼板的连接节点复杂，节点体量大，不美观也不利于使用。
实用新型内容
针对上述背景技术中指出的不足，本实用新型提供了一种装配式钢板混凝土柱及钢板桁架梁框架结构，该结构是介于钢筋混凝土结构和钢结构之间的结构体系，集合了两者的长处，避免了各自的不足，利用该框架结构装配的楼板中的钢筋外移下置，紧贴桁架钢筋下设高密板，该楼板构件重量轻，避免了PC 中的叠合楼板预制部分自重过大、叠合楼板现场二次浇筑混凝土结合不好的问题。
本实用新型是这样实现的，一种装配式钢板混凝土柱及钢板桁架梁框架结构，包括钢板混凝土柱和钢板桁架梁，所述钢板混凝土柱包括由柱钢板围成的柱外壳，柱外壳中浇筑混凝土；所述钢板桁架梁包括两相对设置的槽型钢板，两槽型钢板之间通过缀板连接固定；所述钢板混凝土柱和钢板桁架梁通过钢板混凝土框架柱中预设的连接钢筋连接，所述连接钢筋的一端置于钢板混凝土框架柱中，另一端通过柱钢板上预留的钢筋孔伸出柱钢板与钢板桁架梁连接。
优选地，所述连接钢筋置于柱外壳中的一端设置连接钢筋弯折部；所述连接钢筋弯折部焊接于与连接钢板桁架梁的柱钢板相对的柱钢板内壁上。
优选地，所述钢板混凝土框架柱中靠近柱外壳四角处纵向设置加强筋，通过加强筋和柱钢板共同承受拉力。
优选地，所述钢板混凝土柱与钢板桁架梁连接的柱钢板内壁上靠近连接钢筋处纵向固定补强筋，减少柱钢板上开设穿入连接钢筋的预留孔对柱强度的影响。
优选地，所述槽型钢板的腹板上设有孔洞形成镂空结构，相比在同荷载的 H型钢或工字钢，镂空结构的钢板桁架梁的自重轻，用钢量少。
本实用新型进一步提供了一种利用所述装配式钢板混凝土柱及钢板桁架梁框架结构装配的楼板。
优选地，所述楼板包括提供楼板承载力的钢筋桁架，浇筑楼板层和高密板，所述钢筋桁架包括上弦主筋和下弦主筋，所述上弦主筋位于浇筑楼板层的内部，所述下弦主筋位于浇筑楼板层的底部，所述下弦主筋的下方固定高密板。钢筋桁架下固定高密板，既是钢筋的保护层，又是浇筑混凝土的模板，因为没有了保护层，无形中增加了板的有效高度。
优选地，所述高密板的厚度为15mm。
优选地，所述钢筋桁架的上弦主筋和下弦主筋通过腹筋连接形成截面为三角形的结构。
本实用新型进一步还提供了一种利用所述钢板混凝土柱、钢板桁架梁与楼板组成的装配式框架结构。
本实用新型的钢板混凝土柱是将现有的钢筋混凝土柱内的纵向钢筋和箍筋外移至表皮并替换为钢板，由钢板围成混凝土柱的外壳，其内浇筑混凝土，作为框架柱的设计思路；钢板桁架梁是将槽型钢板通过缀板连接形成整体式小型桁架结构，作为框架梁的设计思路；框架梁与框架柱再通过框架柱中预设的钢筋进行连接，使钢筋在混凝土中的锚固性能好，形成力学性能较好的框架节点；利用钢板混凝土柱与钢板桁架梁装配式框架结构装配的楼板也采用钢筋外移的理念，将受力钢筋置于浇筑混凝土板的下表面，其下再设一层高密板的设计思路。本实用新型根据设计思路设计的框架结构是一种介于钢筋混凝土结构和钢结构之间的结构体系，集合了两者的长处，避免了各自的不足。
相比于现有技术的缺点和不足，本实用新型具有以下有益效果：
(1)由于混凝土柱的钢筋外移置换成钢板，在其内浇筑混凝土形成钢板混凝土柱，消除了钢筋混凝土柱的保护层，即增加了柱子的有效高度，相比同尺寸钢筋混凝土柱，提高了截面的使用效率，同时，节省了浇筑的大量模板，节约了模板的投资和人工的成本，也缩短了施工工期。
(2)钢板混凝土柱结构避免了钢结构中受压柱容易失稳和屈曲等致命的弱点，相比钢筋混凝土柱，其断面可以适当放小，相比钢结构柱的用钢量明显减少，既发挥了钢筋受拉的优势，又发挥混凝土能够承受压力的优势。
(3)钢板混凝土柱结构的钢板内浇筑混凝土有益于连接钢筋的锚固，形成的节点抗震性能最优，更适宜建造高烈度地区的房屋。
(4)钢板桁架梁与钢板混凝土柱在现场装配时，通过已在预制柱钢板时预置连接钢筋进行焊接，解决了钢结构的节点连接复杂的问题。
(5)将楼板中的钢筋外移下置，因为没有了保护层，这样无形中增加了板的有效高度，同时减轻了整栋建筑物的重量。紧贴钢筋桁架中的钢筋下设高密板，既是钢筋的保护层，又是浇筑混凝土的模板，也是室内顶棚的装修层，有一板三用的效果。钢筋桁架与高密板组成的构件重量轻，避免了PC中的叠合楼板预制部分自重过大、叠合楼板现场二次浇筑混凝土结合不好的问题。
(6)柱钢板围成的柱外壳、钢板桁架梁及钢筋桁架高密板构件可在工厂预制，因在特定的环境内进行加工和施焊，保证了构件的质量和精度，实现工业化生产。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的装配式钢板混凝土柱及钢板桁架梁框架结构的正立面图。
图2是本实用新型实施例提供的装配式钢板混凝土柱及钢板桁架梁框架结构的平面图。
图3是图1中A-A处的剖面图。
图4是图1中B-B处的剖面图。
图5是本实用新型实施例提供的钢板混凝土柱与钢板桁架梁装配连接的结构示意图。
图6是本实用新型实施例提供的钢板混凝土柱中预设连接钢筋的结构示意图。
图7是本实用新型实施例提供的利用装配式钢板混凝土柱及钢板桁架梁框架结构装配的楼板的结构示意图。
图8是图7中C处的放大图。
图9是图8中D-D处的剖面图。
图中：1-钢板混凝土柱；2-钢板桁架梁；3-柱外壳；4-混凝土；5-加强筋；6-槽型钢板；7-缀板；8-孔洞；9-连接钢筋；10-补强筋；11-连接钢筋弯折部； 12-楼板；13-浇筑楼板层；14-上弦主筋；15-下弦主筋；16-高密板；17-腹筋； 18-连接件；19-自攻螺丝钉。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
参照图1-图6，一种装配式钢板混凝土柱及钢板桁架梁框架结构，包括钢板混凝土柱1和钢板桁架梁2(如图1和图2)，钢板混凝土柱1包括由柱钢板围成的柱外壳3，柱外壳3中浇筑混凝土4；为了进一步加强柱外壳3的受拉强度或使其可在高烈度地区使用，在预制柱外壳时，钢板混凝土框架柱中靠近柱外壳四角处纵向设置加强筋5，通过加强筋5和柱外壳3共同承受拉力，如图3 所示。钢板桁架梁2包括两相对设置的槽型钢板6，两槽型钢板6之间通过缀板7连接固定(如图4)；为了减轻钢板桁架梁2的自重，减少用钢量，在槽型钢板6的腹板上开设孔洞8，使槽型钢板6形成镂空结构，如图1所示。
钢板混凝土柱1和钢板桁架梁2通过柱外壳3中预设的连接钢筋9连接，形成受力性能较好的节点，利用了钢筋在混凝土锚固性能好的优点，形成力学性能较好的框架节点。制作柱外壳3时，柱外壳3一侧的柱钢板上预留钢筋孔，连接钢筋9通过预留钢筋孔***柱外壳3中(如图5)，为了使连接钢筋9的固定性更好，连接钢筋9置于钢板混凝土框架柱中的一端设置连接钢筋弯折部11，连接钢筋弯折部11焊接于与开有钢筋预留孔的柱钢板相对的柱钢板内壁上，如图6所示。连接钢筋9的另一端留于柱外壳3外与钢板桁架梁2进行连接，在施工现场组装时与钢板桁架梁进行施焊；由于柱钢板上开设了预留钢筋孔，为了减少柱钢板上开设预留孔对钢板混凝土柱1强度的影响，在钢板混凝土柱1 与钢板桁架梁2连接的柱钢板内壁上靠近连接钢筋9处纵向固定补强筋10(如图6)。
利用上述钢板混凝土柱1与钢板桁架梁2装配式框架结构装配的楼板12 的结构如图7-图9所示。根据本实用新型钢板混凝土柱1与钢板桁架梁2的设计思路，楼板12中的钢筋外移下置作为连接钢板桁架梁2的钢筋桁架，钢筋桁架为楼板提供承载力，钢筋桁架包括上弦主筋14和下弦主筋15，上弦主筋14 位于浇筑楼板层13的内部，下弦主筋15位于浇筑楼板层13的底部，下弦主筋15的下方固定高密板16。下弦主筋15与高密板16的固定方式如图8-9所示，下弦主筋15的下方通过连接件18和自攻螺丝钉19固定高密板16。高密板16 的厚度以15mm最佳，然后现场进行浇筑楼板层13。紧贴钢筋桁架下固定一层高密板16，既是钢筋的保护层，又是浇筑混凝土的模板，因为没有了保护层，无形中增加了板的有效高度。例如同样是100mm的钢筋混凝土现浇板，可做成 80mm厚的板，板厚减少了20％，相应重量也减少了20％。楼板12在具体施工时，在浇筑楼板层13中钢筋桁架的上弦主筋14和下弦主筋15通过腹筋17连接形成截面为三角形的结构。
本实用新型钢板混凝土框架柱可在工厂预制成建筑构件，实现工业化生产。在现场组装时，与钢板桁架梁的上下弦杆直接焊接，解决了钢结构的节点连接复杂的问题。
本实用新型钢板桁架梁可在型材钢厂内订制，避免因开孔而浪费钢材，同样可实现工业化生产。一次性完成桁架梁的上弦杆、下弦杆及腹杆的连接。
本实用新型楼板的钢筋桁架和高密板，也可在工厂中按设计要求进行加工，制作成钢筋桁架高密板预制构件，该构件因为重量轻，可按普通房间的整间进行预制，即每间为一整块构件。该构件运输到现场后，吊装就位板内主筋与钢板桁架梁点焊，然后上浇普通混凝土完成楼板的施工。由于该构件重量轻，因此避免了PC中的叠合楼板预制部分自重过大的问题，和叠合楼板现场二次浇筑混凝土结合不好的质量弊病。
本实用新型钢板混凝土框架柱、钢板桁架梁及钢筋桁架高密板构件均可在工厂预制，工厂预制时由于在特定的环境内进行加工和施焊，因而保证了构件的质量和精度。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种钢板混凝土柱与钢板桁架梁装配式框架结构，其特征在于，包括钢板混凝土柱和钢板桁架梁，所述钢板混凝土柱包括由柱钢板围成的柱外壳，柱外壳中浇筑混凝土；所述钢板桁架梁包括两相对设置的槽型钢板，两槽型钢板之间通过缀板连接固定；所述钢板混凝土柱和钢板桁架梁通过钢板混凝土框架柱中预设的连接钢筋连接，所述连接钢筋的一端置于钢板混凝土框架柱中，另一端通过柱钢板上预留的钢筋孔伸出柱钢板与钢板桁架梁连接。
2.如权利要求1所述的钢板混凝土柱与钢板桁架梁装配式框架结构，其特征在于，所述连接钢筋置于柱外壳中的一端设置连接钢筋弯折部；所述连接钢筋弯折部焊接于与连接钢板桁架梁的柱钢板相对的柱钢板内壁上。
3.如权利要求1所述的钢板混凝土柱与钢板桁架梁装配式框架结构，其特征在于，所述钢板混凝土框架柱中靠近柱外壳四角处纵向设置加强筋。
4.如权利要求2所述的钢板混凝土柱与钢板桁架梁装配式框架结构，其特征在于，所述钢板混凝土柱与钢板桁架梁连接的柱钢板内壁上靠近连接钢筋处纵向固定补强筋。
5.如权利要求1所述的钢板混凝土柱与钢板桁架梁装配式框架结构，其特征在于，所述槽型钢板的腹板上设有孔洞形成镂空结构。
6.一种利用权利要求1～5任一项所述的钢板混凝土柱与钢板桁架梁装配式框架结构装配的楼板。
7.如权利要求6所述的楼板，其特征在于，所述楼板包括提供楼板承载力的钢筋桁架，浇筑楼板层和高密板，所述钢筋桁架位于浇筑楼板层的内部，所述钢筋桁架的下方固定高密板。
8.如权利要求7所述的楼板，其特征在于，所述高密板的厚度为15mm。
9.如权利要求7所述的楼板，其特征在于，所述钢筋桁架的上下弦主筋通过腹筋连接，钢筋桁架的截面为三角形。
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| CN115596151A (zh) * | 2022-10-26 | 2023-01-13 | 中建五局第三建设有限公司（Cn） | 一种装配式薄膜梁组合结构 |
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