一种新型复合式钢龙骨-大板结构体系及施工方法与流程

1.本发明涉及建筑结构设计及施工技术领域，特别提供一种新型复合式钢龙骨-大板结构体系及施工方法。


背景技术：

2.随着我国经济的快速发展，城市化进程加快，带地下室的高层建筑已经成为一种普遍的趋势。根据《混凝土结构设计规范》规定，按单向板算，楼层板厚度为长宽比大于2.0，板厚不小于短边长度的1/30左右，且商业及屋面板厚一般不宜小于120mm。另外当地下室顶板作为嵌固端时，《规范》要求厚度不小于180mm。不作为嵌固端时，其厚度不小于 160mm。同时，根据建筑防水规范要求，地下室顶板厚度不得小于250mm，综合分析，在进行结构设计过程中，从经济和结构安全方面设计领域普遍采用混凝土-大板结构。
3.目前，根据结构设计的概念，传统的传力体系主要是将板面荷载传给梁，然后梁再次传给竖向构件力。在计算假定过程中，将板假定为刚性楼板，其意义混凝土楼板考虑面内刚度，忽略面外刚度，但是与工程实际情况不符合；其实际工程中，由于楼板也是具有一定的面外刚度，因此力可直接传递给柱子，基于此理论知识，考虑到地下室顶板具有厚度较大特性，造成板外刚度较大，因此可以省去梁直接将力传给柱子，这样设计极大节省工程成本，以及工程进度。但是考虑到工程质量方面，楼盖延性较差，同时柱子截面相对于板的截面小很多，在板与柱子交接处产生极大的集中力。目前，钢筋混凝土楼板中抵抗柱的抗冲切力不足，因此柱板节点破坏成为工程中主要建筑危害。
4.另外为满足净空需求，工程设计普遍做成宽扁梁或者无梁，宽扁梁在受力方面满足较差，无梁则存在严重的安全隐患。因此，设计行业主要采用加腋的方式加强板柱节点或者设置暗梁的方式改变板荷载传力路径；但加腋大板在施工过程中存在一定难度，支模架搭设时中间平板部分较方便，但加腋斜板部分钢管高度不一，并且对于模板加固施工较为麻烦。并且存在大量的斜板，较多的木方会被割断，木方也存在一定的周期困难。
5.综上所述，现有技术还缺少一种能够快速施工、设计合理、稳定性强且经济性指标高的复合式混凝土-钢骨架大板及其施工方法。


技术实现要素：

6.为了克服现有技术不足，本发明提供一种能够快速施工、设计合理、稳定性强且经济性指标高的新型复合式钢龙骨-大板结构体系及其施工方法。该新型复合式钢龙骨-大板结构体系及其施工方法有效地防止板柱中冲切破坏，必将成为建筑行业，特别是在地下室的修建中发展成为一个趋势。
7.根据上述困难点，现将本发明提供如下的技术方案：
8.本发明的第一个方面，提供了一种复合式混凝土-钢骨架大板，包括钢骨架和混凝土，所述混凝土浇筑在所述钢骨架四周，所述钢骨架由多个钢结构搭接的网格状，相邻钢结构之间通过连接件固定。
9.优选的，本发明的新型复合式钢龙骨-大板结构体系中钢骨架包括弧形骨架，所述弧形骨架应用于异形板施工需求。
10.优选的，所述钢结构包括工字型钢、箱型钢和双工字钢。
11.优选的，连接件为螺栓或者焊接。连接件便于钢骨架安装。
12.优选的，多个钢骨架采用米字型接头、十字型接头或t型接头，然后通过直钢骨架或者弧形钢骨架搭接成网格状钢骨架，在接头上留有螺栓孔。
13.优选的，在接头上留有钢筋孔，方便钢筋弯钩通过，钢筋布置设置成双层双向的钢筋网片，直钢骨架或者弧形钢骨架可以采用钢筋代替，钢筋直径不宜小于12mm，间距不宜大于200mm。
14.优选的，本发明的复合式混凝土-钢骨架大板还包括斜杠支撑，所述斜杆支撑设置于网格状的所述钢骨架的每个方形格内。斜杠支撑可进一步提供楼板稳定性。
15.优选的，本发明的复合式混凝土-钢骨架大板还包括x型支撑，所述x型支撑设置于网格状的所述钢骨架的每个方形格内。
16.优选的，钢骨架接头留有竖向钢筋孔。其间距根据工程中柱钢筋间距确定，钢筋孔间距不宜小于50mm。该设计是为了进一步固定钢骨架。
17.本发明的第二个方面，提供了一种新型复合式钢龙骨-大板结构体系及施工方法的安装方法，包括以下步骤：
18.s1、根据项目工程需求，采用弹性板设计地下室顶板，采用等效代换原则进行替换钢筋，即单位面积内的钢筋面积等于采用钢骨架单位面积内的面积或者配筋率，绘制施工图；
19.s2、制备第一复合顶板，第二复合顶板、第三复合顶板和第四复合顶板；其中，第一复合顶板包括钢骨架和混凝土，所述混凝土浇筑在所述钢骨架上并留有保护层，所述钢骨架由多个钢结构搭接的网格状，相邻钢结构之间通过连接件固定；第二复合顶板包括钢骨架和混凝土，所述混凝土浇筑在所述钢骨架四周，所述钢骨架由多个钢结构搭接的网格状，相邻钢结构之间通过连接件固定，且还包括斜杠支撑，所述斜杆支撑设置于网格状的所述钢骨架的每个方形格内；第三复合顶板包括钢骨架和混凝土，所述混凝土浇筑在所述钢骨架四周，所述钢骨架由多个钢结构搭接的网格状，相邻钢结构之间通过连接件固定，且还包括x型支撑，所述x型支撑设置于网格状的所述钢骨架的每个方形格内；所述第四复合顶板包括钢骨架和混凝土，所述混凝土浇筑在所述钢骨架四周，所述钢骨架由多个钢结构搭接的网格状，相邻钢结构之间通过连接件固定，且还包括弧形骨架，所述弧形骨架替代网格状的所述钢骨架的部分网格边；
20.s3、根据实际工程柱跨度不同，以及建筑造成的不同，采用不同的混凝土-钢骨架复合大板，布置工艺如下，首先将柱从基础浇筑到地下室顶板下表面标高，根据柱距调整复合板布置样式，其中在柱间距为6-8m时，采用第二复合顶板；当柱距为8-10m时，采用第二复合顶板；当柱距为10-12m时，采用第三复合板，进行工程下料；
21.s4、安装钢骨架接头，钢骨架通过预留钢筋孔直接套入柱钢筋中，且保证钢筋套筒位于柱中心线位置；钢骨架接头底表面与混凝土顶板间距20mm，作为钢筋混凝土的保护层，根据步骤s1中的施工图和步骤s2的布置方案进行现场布置，其中，第四复合板主要应用于边角柱上。
22.优选的，所述钢结构包括工字型钢、箱型钢和双工字钢。
23.优选的，所述第一复合顶板，第二复合顶板、第三复合顶板和第四复合顶板的厚度为 125-150mm。
24.优选的，步骤s1还包括，在第一复合顶板，第二复合顶板、第三复合顶板和第四复合顶板的混凝土上预留多个间距100-200mm，直径8-12mm的通孔，其目的方便施工现场进行另外非特定构件的连接。
25.与现有技术相比，本发明有益效果及显著进步在于：
26.1、本发明充分利用钢骨架具有轻质高强的结构特性。加固板柱节点，防止冲切破坏，在保证结构体系安全稳定的同时，提高施工效率，提高施工精确度，且提高模板可重复利用率，并减少资源浪费，节省材料，使用性广。
27.2、本发明的方法直接将新型复合式钢龙骨-大板结构体系安装在支柱上，省去了梁结构，但是整体建筑的稳定性更强。
28.3、本发明的方法新型复合式钢龙骨-大板结构体系及其施工方法应用场景广泛，不仅限于地下室顶板，可以应用于楼层层间板。
29.4、本发明钢骨架及其施工方法灵活程度高，技术程度力，方便大众施工，并且强度高，施工深度快。
附图说明
30.为更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对本发明的实施例所需使用的附图作一简单介绍。
31.显而易见地，下面描述中的附图仅是本发明中的部分实施例的附图，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，但这些其他的附图同样属于本发明实施例所需使用的附图之内。
32.图1为本发明实施例的新型复合式钢龙骨-大板结构体系的钢结构的结构示意图。
33.图2为本发明实施例的新型复合式钢龙骨-大板结构体系的钢结构安装爆炸图。
34.图3为本发明实施例的新型复合式钢龙骨-大板结构体系的钢结构安装效果图。
35.图4为本发明实施例的第一复合顶板的结构示意图；
36.图5为本发明实施例的第二复合顶板的结构示意图；
37.图6为本发明实施例的第三复合顶板的结构示意图；
38.图7为本发明实施例的第四复合顶板的结构示意图；
39.图8为本发明实施例的复合顶板的安装效果图。
40.附图标记：1、工字型钢，2、箱型钢，3、双工字钢，4、钢结构，5、通孔，6、螺栓， 7、网格状钢骨架，8、斜杠支撑，9、x型支撑，10、弧形骨架，11、钢筋，12、支柱。
具体实施方式
41.为使本发明实施例的目的、技术方案、有益效果及显著进步更加清楚，下面，将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
42.显然，所有描述的这些实施例仅是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其
他实施例，都属于本发明保护的范围。
43.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”和“第三”(如果存在)等，仅是用于区别不同的对象，而非用于描述特定的顺序。此外，术语“包括”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
44.需要理解的是：
45.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或活动连接，亦可是成为一体；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介的间接连接或是无形的信号连接，甚至是光连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。
46.对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
47.还需要说明的是，以下的具体实施例可以相互结合，对于其中相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。
48.下面，以具体的实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
49.实施例1
50.如图1-3所示，示出了新型复合式钢龙骨-大板结构体系的局部结构示意图，包括工字型钢1、箱型钢2、双工字钢3、钢结构4、通孔5、螺栓6，钢结构4包括工字型钢1、箱型钢2、双工字钢3，其不仅结构强度大，而且还能减少混凝土的浇筑量。钢骨架由多个钢结构4搭接的网格状，相邻钢结构4之间通过螺栓6固定。钢结构4上还分布有多个用于穿过支柱钢筋的通孔5。通孔间距200mm，直径12mm。
51.如图4所示，第一复合顶板，包括钢骨架7和混凝土，混凝土浇筑在钢骨架7四周，钢骨架7由多个钢结构搭接的网格状，相邻钢结构之间通过连接件固定。
52.如图5所示，示出了第二复合顶板，包括钢骨架7、斜杠支撑8和混凝土，斜杆支撑8 设置于网格状的钢骨架7的每个方形格内。
53.如图6所示，示出了第三复合顶板，包括钢骨架7、x型支撑9和混凝土，x型支撑9 设置于网格状的钢骨架7的每个方形格内。
54.如图7所示，示出了第四复合顶板，包括钢骨架7、弧形骨架10和混凝土，弧形骨架 10替代网格状的钢骨架7的部分网格边。
55.如图8所示，示出了一种新型复合式钢龙骨-大板结构体系及施工方法的安装效果图，复合顶板用于地下室顶板的钢架混凝土复合体系主要包括钢骨架和钢筋混凝土，钢骨架由工字型钢、箱型钢和双工字钢构成。混凝土等级采用c35以上型号，钢筋直径12mm以上，根据跨度要定制各部分钢骨架尺寸。首先将钢骨架采用焊接或者螺栓方式按照板的类型进行拼接完成，其次，铺设钢筋并绑扎完成。最后进行支模并养护至混凝土强度。钢骨架形式分为十字型骨架、丁字型骨架等节点骨架和弧型骨架。钢骨架的高度为120mm。钢骨架上留有螺栓孔，并采用螺栓将直骨架和节点骨架连接。其中十字型骨架、弧形骨架和丁字型骨架等节点骨架采用母头，直骨架采用公头。骨架底部和上部预留两层直径为12mm的钢筋孔，方便布设钢并穿过。钢筋孔间距为200mm。钢骨架的宽度可根据工程实际需要设计，且不宜不
小于250mm；且在转角骨架处留有竖向钢筋孔，方便柱子纵向钢筋穿过。工字型钢采用翼缘和腹板厚度均不应小于4mm，箱型骨架不应小于4mm箱型管。钢骨架布置形式分为田字型、口字型和及交叉布置斜等多张常规形式，可以根据板的需求就行设计其布置形式。在钢筋铺设完成之后，如果采用箱型骨架，管线管宜通过骨架内部穿过。楼板设计过程中，其中板计算方式采用弹性楼板假定，考虑面外刚度对板的影响。斜骨架是由长斜骨架和短斜骨架构成；长斜骨架和短斜骨架采用焊接方式，或者增加链接腹板。
56.在本实施例中，一种新型复合式钢龙骨-大板结构体系及施工方法的具体实施方案如下： 1、根据设计要求采用计算软件，并采用弹性楼板假定的方式，出具施工图纸；2、模板工程：现场根据施工图进行施工模板工程；3、场地布置，将钢龙骨架组装完成，并铺设绑扎剩余部分的钢筋，布设管线。4、浇筑混凝土
57.实施例2
58.下面将结合本发明的一种新型复合式钢龙骨-大板结构体系及施工方法的安装方法对本发明的复合顶板做进一步说明，复合顶板安装方法包括以下步骤：
59.s1、根据项目工程需求，采用弹性板设计地下室顶板，采用等效代换原则进行替换钢筋，即单位面积内的钢筋面积等于采用钢骨架单位面积内的面积或者配筋率，绘制施工图；
60.s2、制备第一复合顶板，第二复合顶板、第三复合顶板和第四复合顶板；其中，第一复合顶板包括钢骨架和混凝土，所述混凝土浇筑在所述钢骨架上并留有保护层，所述钢骨架由多个钢结构搭接的网格状，相邻钢结构之间通过连接件固定；第二复合顶板包括钢骨架和混凝土，所述混凝土浇筑在所述钢骨架四周，所述钢骨架由多个钢结构搭接的网格状，相邻钢结构之间通过连接件固定，且还包括斜杠支撑，所述斜杆支撑设置于网格状的所述钢骨架的每个方形格内；第三复合顶板包括钢骨架和混凝土，所述混凝土浇筑在所述钢骨架四周，所述钢骨架由多个钢结构搭接的网格状，相邻钢结构之间通过连接件固定，且还包括x型支撑，所述x型支撑设置于网格状的所述钢骨架的每个方形格内；所述第四复合顶板包括钢骨架和混凝土，所述混凝土浇筑在所述钢骨架四周，所述钢骨架由多个钢结构搭接的网格状，相邻钢结构之间通过连接件固定，且还包括弧形骨架，所述弧形骨架替代网格状的所述钢骨架的部分网格边；
61.s3、根据实际工程柱跨度不同，以及建筑造成的不同，采用不同的混凝土-钢骨架复合大板，布置工艺如下，首先将柱从基础浇筑到地下室顶板下表面标高，根据柱距调整复合板布置样式，其中在柱间距为6-8m时，采用第二复合顶板；当柱距为8-10m时，采用第二复合顶板；当柱距为10-12m时，采用第三复合板，进行工程下料；
62.s4、安装钢骨架接头，钢骨架通过预留钢筋孔直接套入柱钢筋中，且保证钢筋套筒位于柱中心线位置；钢骨架接头底表面与混凝土顶板间距20mm，作为钢筋混凝土的保护层，根据步骤s1中的施工图和步骤s2的布置方案进行现场布置，其中，第四复合板主要应用于边角柱上。
63.在本实施例中，所述钢结构包括工字型钢、箱型钢和双工字钢。
64.在本实施例中，所述第一复合顶板，第二复合顶板、第三复合顶板和第四复合顶板的厚度为100-150mm。
65.在本实施例中，步骤s1还包括，在第一复合顶板，第二复合顶板、第三复合顶板和
第四复合顶板的混凝土上预留多个间距100-200mm，直径12mm的通孔。
66.在上述说明书的描述过程中：
67.术语“本实施例”、“本发明实施例”、“如
……
所示”、“进一步的”、“进一步改进的技术分方案”等的描述，意指该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中；在本说明书中，对上述术语的示意性表述不是必须针对相同的实施例或示例，而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点等可以在任意一个或者多个实施例或示例中以合适的方式结合或组合；此外，在不产生矛盾的前提下，本领域的普通技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合或组合。
68.最后应说明的是：
69.以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非是对其的限制；
70.尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，本领域技术人员根据本说明书内容所做出的非本质改进和调整或者替换，均属本发明所要求保护的范围。