一種帶鋼桁架的預應力混凝土疊合板的制作方法

本實用新型涉及一種建筑工程技術領域，尤其是一種帶鋼桁架的預應力混凝土疊合板。

背景技術：

近年來，隨著我國對綠色建造、節能減排要求的提高，以及勞動力市場價格的大幅提升，預制裝配式建造技術得到大力推廣應用。樓板作為建筑結構中重要的傳力構件，正由傳統的整體現澆或整體預制轉變為下部底板工廠預制、上部疊合層現澆的疊合樓板。與傳統整體現澆樓板相比，疊合板避免了施工現場支模、下部鋼筋綁扎等施工工序，節約建材、縮短工期、綠色環保，符合國家對建筑工業化的發展要求；與傳統整體預制樓板相比，疊合板的整體性好，抗震性能優越，不存在滲漏及裂縫等問題，滿足建筑安全性及使用性要求。基于上述優勢，近幾年來，疊合板在新建工業及民用建筑中開始得到了應用。

建筑工程采用的疊合板主要有平板型疊合板、鋼筋桁架疊合板和預制帶肋預應力混凝土疊合板。

平板型疊合板、鋼筋桁架疊合板和預制帶肋預應力混凝土疊合板在制作、運輸、施工及使用過程中發現存在一定程度的問題或缺陷。

(1)平板型疊合板的預制底板抗彎及抗折剛度較低，運輸及吊裝過程中容易折斷，施工時需要設置較密的臨時支撐，且新舊混凝土之間的粘結力較低，樓面荷載較大時疊合面之間易開裂。

(2)鋼筋桁架疊合板分為普通鋼筋桁架疊合板和預應力鋼筋桁架疊合板。普通鋼筋桁架疊合板的預制底板厚度均達到60mm～80mm，造成自重較大，難以應用于較大跨度的情況，且安裝施工時，預制底板下方需布置多道臨時支撐；預應力鋼筋桁架疊合板的預制底板厚度較小，施加預應力后預制底板易產生反拱，在吊裝、運輸及安裝過程中板面混凝土易開裂。

(3)預制帶肋預應力混凝土疊合板是在預制底板上部增設混凝土肋或鋼板肋。混凝土肋或鋼板肋提高了預制底板的平面外剛度，但采用混凝土肋時，存在支模復雜，肋和底板需要分二次施工，生產效率低，且肋與底板之間存在施工縫，導致預制底板的整體性較差；采用鋼板肋時，吊裝、運輸及安裝過程中，鋼腹板易將預制底板切裂，造成產品使用壽命短。另外，兩種肋板上的孔洞不連續，實際施工時，建筑內拐角區域的管線穿插存在困難。

除此之外，上述三種疊合板的預制底板鋼筋保護層厚度設計值均為15mm。建筑發生火災時，高溫容易造成底部表層混凝土剝落及下部鋼筋斷裂，使樓板結構抗火不滿足規范設計要求，存在一定的安全隱患。因此，現階段有必要研發一種新型預制混凝土疊合板，能夠滿足整體受力性能好、適用跨度較大、工廠生產效率高、現場施工簡便的要求，同時防火效果優良、滿足國家抗火規范的要求。

技術實現要素：

本實用新型的技術任務是針對上述現有技術中的不足提供一種帶鋼桁架的預應力混凝土疊合板，該一種帶鋼桁架的預應力混凝土疊合板具有整體受力性能好、適用跨度大、防火效果優良、工廠生產效率高、現場施工簡便的特點。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：它包括預制底板、橫向鋼筋和疊合層，所述的預制底板包括多塊，每塊預制底板沿長度方向上的兩個側面均為斜面，相鄰預制底板之間形成楔形拼縫，楔形拼縫內填充高強灌漿料至預制底板上表面，所述的預制底板內部沿長度方向布置縱向預應力鋼筋，沿寬度方向布置橫向分布鋼筋，橫向分布鋼筋位于縱向預應力鋼筋上方，每塊所述的預制底板上部沿長度方向至少設置一道鋼桁架，所述的鋼桁架下方沿預制底板寬度方向穿插橫向鋼筋，橫向鋼筋位于預制底板的上表面，能夠將多塊預制底板連接在一起，預制底板上方澆筑疊合層，疊合層內部布置疊合層橫向鋼筋和疊合層縱向鋼筋，所述的疊合層橫向鋼筋固定在鋼桁架上表面，疊合層縱向鋼筋應避開鋼桁架布置。

所述的鋼桁架包括一道上弦鋼板、兩根下弦鋼筋和兩根腹桿彎折鋼筋，所述的腹桿彎折鋼筋為波浪形彎折，每根腹桿彎折鋼筋的上彎折點均與上弦鋼板焊接，下彎折點均與下弦鋼筋焊接，所述的上弦鋼板位于預制底板外部，下弦鋼筋位于預制底板內，固定于預制底板內部的橫向分布鋼筋上，所述的上弦鋼板高于預制底板上表面，且低于疊合層高度。

所述的腹桿彎折鋼筋的彎折角度為30度～60度。

所述的鋼桁架的下弦鋼筋通過綁扎或焊接固定在預制底板內部的橫向分布鋼筋上方。

每塊所述的預制底板內部沿長度方向等間距布置縱向預應力鋼筋，沿寬度方向等間距布置橫向分布鋼筋，所述的縱向預應力鋼筋采用1570級Φ^H4.8消除應力螺旋肋鋼絲，橫向分布鋼筋采用Φ^b4冷拔低碳鋼絲，縱向預應力鋼筋的間距根據設計及施工條件要求確定，且應滿足80mm～250mm的構造要求，橫向分布鋼筋的間距為250mm。

所述的預制底板的混凝土強度等級為C40，疊合層的混凝土強度等級為C30或C40；預制底板的長度為1200mm～7200mm，寬度為600mm～1200mm，厚度為50～70mm。

所述的縱向預應力鋼筋外側距預制底板下邊緣的距離為25mm，伸出端部長度為150mm。縱向預應力鋼筋也可根據工程需要不伸出預制底板的端面，但應采取附加短鋼筋的構造措施加強預制底板端部的連接。

所述的預制底板上表面為滿足凹凸深度不小于4mm的規范粗糙度要求的自然粗糙面或壓痕粗糙面。

一種帶鋼桁架的預應力混凝土疊合板的制作方法，包括以下步驟：

(1)根據預制底板尺寸規格制作鋼模具并予以固定，鋼模具預留端孔用于穿插縱向預應力鋼筋；

(2)將縱向預應力鋼筋放入模具內并進行張拉；

(3)依次綁扎固定預制底板的橫向分布鋼筋及鋼桁架；

(4)往鋼模具內澆筑混凝土并振搗養護，上表面保留自然粗糙面或處理成壓痕粗糙面，當澆筑的混凝土抗壓強度達到設計抗壓強度標準值的75％時，放松縱向預應力鋼筋，當澆筑的混凝土抗壓強度達到設計值的100％后，方可脫模起吊；

(5)將預制底板吊裝就位，根據需要考慮是否需要搭設臨時支撐；

(6)采用高強灌漿料填充相鄰預制底板之間的楔形拼縫，填充高度至預制底板上表面；

(7)鋼桁架下方穿插設備管線及橫向鋼筋；

(8)綁扎疊合層內部的疊合層橫向鋼筋和疊合層縱向鋼筋；

(9)澆筑疊合層混凝土至設計厚度。

本實用新型的一種帶鋼桁架的預應力混凝土疊合板和現有技術相比，具有以下突出的有益效果：

預制底板沿長度方向上布置縱向預應力鋼筋，通過對預制底板施加預應力能夠有效提高其平面外剛度，降低板厚，減輕自重，增加建筑凈高；

相鄰預制底板之間的斜側面能夠形成楔形拼縫，拼縫內部填充高強灌漿料，提高了拼縫的抗裂性能；

鋼桁架能顯著提高預制底板的平面外剛度和承載力，增加了疊合板的適用跨度，同時，能夠減小預應力引起的反拱，避免在吊裝、運輸及安裝過程中板面混凝土發生開裂，同時施工階段能夠減少或避免下部臨時支撐，顯著提高預制底板的安裝速度和施工效率；

鋼桁架增加了預制底板與上部疊合層混凝土之間的粘結力，有效避免疊合板新舊混凝土之間開裂；

鋼桁架上弦鋼板能夠作為后澆疊合層內的疊合層橫向鋼筋的支座，同時可與上部疊合層縱向鋼筋同時考慮受力，減少了后澆疊合層上部疊合層縱向鋼筋的配置；

鋼桁架的腹桿彎折鋼筋采用波浪形彎折鋼筋，便于穿插下部橫向鋼筋和設備管線，通過布置下部橫向鋼筋并澆筑疊合層混凝土能夠實現疊合板的雙向傳力，提高疊合板的受力性能；

預制底板下部鋼筋保護層厚度為25mm，當建筑發生火災時，能夠延遲底板下表層混凝土的剝落及下部鋼筋的斷裂，增加了人員疏散和營救的時間，提高了建筑的抗火安全度；

預制底板的加工模具簡單，鋼桁架能夠實現機器自動加工焊接，鋼桁架與預制底板混凝土可以一次澆筑成型，徹底實現工廠流水線生產，生產效率高。鋼桁架與預制底板之間不存在施工縫，脫模、吊裝、運輸及安裝過程中不易斷裂破損，產品合格率高。

附圖說明

附圖1是四塊預制底板拼接構成的且每塊預制底板上部帶一道鋼桁架的預應力混凝土疊合板的結構示意圖；

附圖2是圖1中所示的預制底板的結構示意圖；

附圖3是圖1中所示的預制底板的剖視圖；

附圖4是三塊預制底板拼接構成的且每塊預制底板上部帶二道鋼桁架的預應力混凝土疊合板的結構示意圖；

附圖5是圖4中所示的的預制底板的結構示意圖；

附圖6是圖4中所示的預制底板的剖視圖；

附圖7是鋼桁架的結構示意圖；

附圖8是鋼桁架的側視圖；

附圖9是鋼桁架的主視圖；

附圖標記說明：1、預制底板，2、楔形拼縫，3、橫向鋼筋，4、疊合層，5、縱向預應力鋼筋，6、橫向分布鋼筋，7、鋼桁架，8、疊合層橫向鋼筋，9、疊合層縱向鋼筋，10、預制底板上表面，11、斜面，12、上弦鋼板，13、下弦鋼筋，14、腹桿彎折鋼筋，15、上彎折點，16、下彎折點。

具體實施方式

參照說明書附圖1至附圖9對本實用新型的一種帶鋼桁架的預應力混凝土疊合板作以下詳細地說明。

本實用新型的一種帶鋼桁架的預應力混凝土疊合板，其結構包括預制底板1、橫向鋼筋3和疊合層4，所述的預制底板1包括多塊，每塊預制底板1沿長度方向上的兩個側面均為斜面11，相鄰預制底板1之間形成楔形拼縫2，楔形拼縫2內填充高強灌漿料至預制底板上表面10，所述的預制底板1內部沿長度方向布置縱向預應力鋼筋5，沿寬度方向布置橫向分布鋼筋6，橫向分布鋼筋6位于縱向預應力鋼筋5上方，每塊所述的預制底板1上部沿長度方向至少設置一道鋼桁架7，在澆筑上部疊合層4之前，在鋼桁架7下方沿預制底板1寬度方向穿插橫向鋼筋3，橫向鋼筋3位于預制底板1的上表面，能夠將多塊預制底板1連接在一起，可實現疊合板的雙向整體傳力，預制底板1上方澆筑疊合層4，疊合層4內部布置抵抗負彎矩的疊合層橫向鋼筋8和疊合層縱向鋼筋9，所述的疊合層橫向鋼筋8固定在鋼桁架7上表面，疊合層縱向鋼筋9應避開鋼桁架7布置，疊合層4內的疊合層橫向鋼筋8和疊合層縱向鋼筋9的直徑及間距應根據設計要求確定，其中疊合層縱向鋼筋9可考慮鋼桁架7的上弦鋼板的有利作用降低配筋面積。

所述的鋼桁架7包括一道上弦鋼板12、兩根下弦鋼筋13和兩根腹桿彎折鋼筋14，所述的腹桿彎折鋼筋14為波浪形彎折，每根腹桿彎折鋼筋14的上彎折點15均與上弦鋼板12焊接，下彎折點16均與下弦鋼筋13焊接，所述的上弦鋼板12位于預制底板1外部，下弦鋼筋13位于預制底板1內，固定于預制底板1內部的橫向分布鋼筋6上，所述的上弦鋼板12高于預制底板1上表面，且低于疊合層4高度，疊合層縱向鋼筋9應避開鋼桁架7的上弦鋼板12布置。鋼桁架7的數量可根據預制底板1跨度、寬度及設計施工要求確定，需要說明的是多道鋼桁架7能夠增加預制底板1的剛度，減少或避免下部臨時支撐，增大適用跨度，提高施工速度。

每塊預制底板1上部沿長度方向設置二道鋼桁架7相比設置一道鋼桁架7，預制底板1平面外剛度大大增加，能夠適用于較大跨度(6m以上)的情況。

所述的腹桿彎折鋼筋14的彎折角度為30度～60度。

所述的鋼桁架7的下弦鋼筋13通過綁扎或焊接固定在預制底板1內部的橫向分布鋼筋6上方。

每塊所述的預制底板1內部沿長度方向等間距布置縱向預應力鋼筋5，沿寬度方向等間距布置橫向分布鋼筋6，所述的縱向預應力鋼筋5采用1570級Φ^H4.8消除應力螺旋肋鋼絲，橫向分布鋼筋6采用Φ^b4冷拔低碳鋼絲，縱向預應力鋼筋5的間距根據設計及施工條件要求確定，且應滿足80mm～250mm的構造要求，橫向分布鋼筋6的間距為250mm。

所述的預制底板1的混凝土強度等級為C40，疊合層4的混凝土強度等級為C30或C40；預制底板1的長度為1200mm～7200mm，寬度為600mm～1200mm，厚度為50～70mm，具體尺寸要求應根據使用用途及設計要求確定。

所述的縱向預應力鋼筋5外側距預制底板1下邊緣的距離為25mm，伸出端部長度為150mm。縱向預應力鋼筋也可根據工程需要不伸出預制底板1的端面，但應采取附加短鋼筋的構造措施加強預制底板1端部的連接。

所述的預制底板上表面10為滿足凹凸深度不小于4mm的規范粗糙度要求的自然粗糙面或壓痕粗糙面。

一種帶鋼桁架的預應力混凝土疊合板的制作方法，包括以下步驟：

(1)根據預制底板1尺寸規格制作鋼模具并予以固定，鋼模具預留端孔用于穿插縱向預應力鋼筋5；

(2)將縱向預應力鋼筋5放入模具內并進行張拉；

(3)依次綁扎固定預制底板1的橫向分布鋼筋6及鋼桁架7；

(4)往鋼模具內澆筑混凝土并振搗養護，上表面保留自然粗糙面或處理成壓痕粗糙面，當澆筑的混凝土抗壓強度達到設計抗壓強度標準值的75％時，放松縱向預應力鋼筋5，當澆筑的混凝土抗壓強度達到設計值的100％后，方可脫模起吊；

(5)將預制底板1吊裝就位，根據需要考慮是否需要搭設臨時支撐；

(6)采用高強灌漿料填充相鄰預制底板1之間的楔形拼縫2，填充高度至預制底板1上表面；

(7)鋼桁架7下方穿插設備管線及橫向鋼筋3；

(8)綁扎疊合層4內部的疊合層橫向鋼筋8和疊合層縱向鋼筋9；

(9)澆筑疊合層4混凝土至設計厚度。

以上所列舉的實施方式僅供理解本實用新型之用，并非是對本實用新型所描述的技術方案的限定，有關領域的普通技術人員，在權利要求所述技術方案的基礎上，還可以作出多種變化或變形，所有等同的變化或變形都應涵蓋在本實用新型的權利要求保護范圍之內。本實用新型未詳述之處，均為本技術領域技術人員的公知技術。