一种装配式组合楼盖系统

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，具体涉及一种装配式组合楼盖系统。

背景技术

在建筑结构服役过程中，钢-混凝土组合结构能充分发挥混凝土和钢梁各自的材料性能优势，具有强度高、刚度大、延性好的工程力学特性。组合梁在世界各国的大跨度桥梁、高层建筑和工业厂房中具有显著的技术经济效益和广泛的应用前景。

相比简支组合梁，连续组合梁具有承载力高、刚度和稳定性好的优点。而现有技术中，连续组合梁存在以下缺陷：

1、在重力荷载下，梁端位于负弯矩区，钢梁主要承受压力，混凝土主要承受拉力，组成材料的缺点不利于力学性能有效发挥，造成资源浪费和梁端楼板开裂。

2、连续组合梁梁端的刚度取决于钢梁和钢筋所形成的组合截面，翼板的延性与板中配筋率及钢筋变形能力相关，而处于框架节点的连续梁梁端钢筋连续拉通或锚固施工难度大，难以保证足够的刚度。

3、地震荷载作用下，梁端支座处位于塑性铰区域，梁端在往复荷载作用下混凝土翼板开裂及翼板钢筋屈服后导致刚度和强度显著降低。

4、连续组合梁梁端如果钢梁截面刚度不足，且受压翼缘和腹板未受到有效约束，容易发生侧扭屈曲。

5、钢梁腹板如果有开洞需求，为了保证足够的承载力和刚度，洞口尺寸限制较严格。基于以上原因，连续组合梁在实际建筑工程项目中未能得到量大面广的应用。同时，传统的钢主梁-钢次梁-混凝土楼板组成的框架系统其结构层过高，使用净空难以充分利用，需要提升和改进。

发明内容

为此，本发明提供一种装配式组合楼盖系统，以解决现有技术中的上述问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供一种装配式组合楼盖系统，所述装配式组合楼盖系统包括主钢梁、组合板和剪切连接件，所述主钢梁通过所述剪切连接件与所述组合板装配在一起；所述主钢梁为变截面梁，所述主钢梁的靠近梁端支座的部分为第一截面梁，所述第一截面梁形成受拉加强区；且所述主钢梁的跨中部分为第二截面梁，所述第二截面梁的截面面积小于所述第一截面梁的截面面积。

可选地，所述第一截面梁包括上翼缘、上腹板、中翼缘、下腹板和下翼缘；所述中翼缘、下腹板和下翼缘形成工字型结构，所述下腹板连接所述中翼缘和所述下翼缘，所述上腹板位于所述中翼缘的上方中部并与所述中翼缘连接，所述上翼缘与所述上腹板连接。

可选地，所述上翼缘与所述上腹板形成T字型结构。

可选地，所述中翼缘的宽度比所述上翼缘的宽度在左右两侧分别增加50mm及以上。

可选地，所述所述T字型结构形成负弯矩加强区；

或，采用H型结构形成负弯矩加强区；

或，采用工字型结构形成负弯矩加强区；

或，采用槽钢结构形成负弯矩加强区。

可选地，所述第一截面梁上设置有供管线穿过的预留洞口，所述预留洞口尺寸高度在所述上翼缘和所述下翼缘之间。

可选地，所述第二截面梁包括中翼缘、下腹板和下翼缘，且所述中翼缘、下腹板和下翼缘形成工字型结构。

可选地，所述第一截面梁的剪切连接件为所述上翼缘与所述上腹板形成的T字型结构。

可选地，所述第二截面梁的剪切连接件为栓钉。

可选地，所述组合板为扁钢次梁装配整体式楼板，所述组合板包括桁架钢筋混凝土叠合板、现浇混凝土板和扁钢次梁，在所述桁架钢筋混凝土叠合板上现场浇筑混凝土形成现浇混凝土板，所述扁钢次梁嵌设于现浇混凝土板的内部。

可选地，所述装配式组合楼盖系统还包括第一钢筋和第二钢筋，所述第一钢筋沿所述主钢梁的长度方向全长布置；所述第二钢筋沿所述第二截面梁的长度方向布置，所述第一钢筋和所述第二钢筋平行设置，且所述第一钢筋与所述第二钢筋高度相同。

本发明具有如下优点：

本发明提供的装配式组合楼盖系统，其结构设计合理，同时优势非常明显，不仅施工方便，用钢量减少，提高了框架节点的承载能力和刚度，而且整体性好，力学性能好，强度高，变形小，安全性好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术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示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容涵盖的范围内。

图1为本发明实施例提供的一种装配式组合楼盖系统主钢梁的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种装配式组合楼盖系统主钢梁的第一截面梁的截面示意图；

图3为本发明实施例提供的一种装配式组合楼盖系统主钢梁的第二截面梁的截面示意图；

图4为本发明实施例提供的一种装配式组合楼盖系统的结构示意图。

其中：1、主钢梁；2、组合板；3、上翼缘；4、上腹板；5、中翼缘；6、下腹板；7、下翼缘；8、栓钉；9、现浇混凝土板；10、桁架钢筋混凝土叠合板；11、扁钢次梁；12、第一钢筋；13、第二钢筋；14、第一截面梁；15、第二截面梁；16、预留洞口。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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做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。

实施例1

如图1至图4所示，本实施例提供一种装配式组合楼盖系统，所述装配式组合楼盖系统包括主钢梁1、组合板2和剪切连接件。

具体地，所述主钢梁1通过所述剪切连接件与所述组合板2装配在一起；所述主钢梁1为变截面梁，所述主钢梁1的靠近梁端支座的部分为第一截面梁14，所述第一截面梁14形成受拉加强区。

进一步具体地，所述主钢梁1的跨中部分为第二截面梁15，所述第二截面梁15的截面面积小于所述第一截面梁14的截面面积。

根据主钢梁1的结构特点设计主钢梁1的各部分截面形状和尺寸，通过受拉加强区使得主钢梁1的负弯矩区受拉性能充分发挥，同时提高框架节点承载能力和刚度。本申请能够充分发挥材料强度和提高主钢梁1的刚度，达到节约材料的目的，尤其是显著减少用钢量。

可选地，所述第一截面梁14包括上翼缘3、上腹板4、中翼缘5、下腹板6和下翼缘7；所述中翼缘5、下腹板6和下翼缘7形成工字型结构，所述下腹板6连接所述中翼缘5和所述下翼缘7，所述上腹板4位于所述中翼缘5的上方中部并与所述中翼缘5连接，所述上翼缘3与所述上腹板4连接。这使得第一截面梁14能够充分发挥受拉性能，以更好地提高框架节点的承载能力和刚度。

可选地，所述上翼缘3与所述上腹板4形成T字型结构。其中，T字型结构暗藏于混凝土翼板中，使钢梁负弯矩区受拉性能充分发挥，同时提高框架节点承载能力和刚度。

可选地，所述中翼缘5的宽度比所述上翼缘3的宽度在左右两侧分别增加50mm及以上。这使得在满足主钢梁1的支座梁端在满足受拉需求的前提下能够显著减少用钢量。

可选地，所述上翼缘3与所述上腹板4形成T字型结构，所述T字型结构形成负弯矩加强区，或，采用H型结构形成负弯矩加强区；或，采用工字型结构形成负弯矩加强区；或，采用槽钢结构形成负弯矩加强区。

上翼缘3与上腹板4形成的结构能够暗藏于混凝土翼板中，使钢梁负弯矩区受拉性能充分发挥，同时提高框架节点承载能力和刚度。

可选地，所述第一截面梁14上设置有供管线穿过的预留洞口16，所述预留洞口16尺寸高度在所述上翼缘3和所述下翼缘7之间。预留洞口16形成尺寸相对充足的空间，便于水、暖、电、空调等管线布置。

可选地，所述第一截面梁的剪切连接件为所述上翼缘3与所述上腹板4形成的T字型结构，所述第二截面梁的剪切连接件为栓钉8。这使得主钢梁1和组合板2的连接非常简单，也便于保证整体结构的稳定性。

可选地，所述第二截面梁15包括中翼缘5、下腹板6和下翼缘7，且所述中翼缘5、下腹板6和下翼缘7形成工字型结构。工字型结构能够满足主钢梁1的跨中的受力需求，从而能够减少钢用量。

可选地，所述组合板2为扁钢次梁11装配整体式楼板，所述组合板2包括桁架钢筋混凝土叠合板10、现浇混凝土板9和扁钢次梁11，其中，桁架钢筋混凝土叠合板10为预制板。

在所述桁架钢筋混凝土叠合板10上现场浇筑混凝土形成现浇混凝土板9，所述扁钢次梁11嵌设于现浇混凝土板9的内部。

在本实施例中，可采用现浇楼板、叠合、空心或预制成品楼盖系统，装配式施工可实现干作业连接，运输、搬运、安装简单。

可选地，所述装配式组合楼盖系统还包括第一钢筋12和第二钢筋13，所述第一钢筋12沿所述主钢梁1的长度方向全长布置；所述第二钢筋13沿所述第二截面梁15的长度方向布置，所述第一钢筋12和所述第二钢筋13平行设置，且所述第一钢筋12与所述第二钢筋13高度相同。

第一钢筋12和第二钢筋13能够很好地满足楼盖系统的相关部分的受力要求，而且施工简单，整体性好。

需要说明的是：主钢梁1的加工工序：如图1所示，在构件加工厂制作主钢梁1，主钢梁1形成了梁端与洞口加强型连续组合梁。其中，每端的第一截面梁14的长度为主钢梁1的全跨长的1/4左右，第二截面梁15的长度为全跨长的1/2左右。可以根据设计尺寸需求开设预留洞口16，根据受力情况设置栓钉8的间距和型号，上翼缘3和上腹板4形成的负弯矩区加强的T字型结构，与中翼缘5、下翼缘7、下腹板6组成的工字型结构焊接连接。其中，T字型结构可用工字型结构、槽钢结构或槽钢或其它形式型钢结构代替。

扁钢次梁11的加工工序：如图4所示，在构件加工厂制作扁钢次梁11，扁钢次梁11的下翼缘7比上翼缘3大50mm或以上，以悬挑方式作为预制桁架桁架钢筋混凝土叠合板的支撑构件，扁钢次梁11可采用焊接方式进行制作。桁架钢筋混凝土叠合板的装配工序：根据国家建筑标准设计图集(15G366-1)或自行设计预先制作桁架钢筋混凝土叠合板10。

将制作好的主钢梁1、扁钢次梁11和桁架钢筋混凝土叠合板分别运至施工现场；桁架钢筋混凝土叠合板放置在扁钢次梁11的下翼缘7，扁钢次梁11通过铰接方式与主钢梁1连接，主钢梁1可利用上翼缘3和上腹板4形成的负弯矩区加强区结构中的竖向构件进行焊接或栓钉8连接。根据设计要求布置第一钢筋12和第二钢筋13，现场浇筑混凝土，形成现浇混凝土板9。

本实施例提供的装配式组合楼盖系统，其结构设计合理，同时优势非常明显，具体如下：

1、框架梁采用钢-混凝土组合梁，并连续布置，可充分发挥材料强度和提高梁刚度，达到节约材料的目的，尤其是显著减少用钢量。

2、钢框架梁的主钢梁1的梁端截面在梁上翼缘3顶设置加强T字型钢梁(也可采用H字型钢、工字钢、槽钢或其它形式型钢)暗藏于混凝土翼板中，使钢梁负弯矩区受拉性能充分发挥，同时提高框架节点承载能力和刚度。

3、在重力和地震荷载作用下，钢框架梁的主钢梁1的梁端受力集中；因此，通过在梁端混凝土翼板中设置T型钢(也可采用H钢、工字钢、槽钢或其它形式型钢)加强而成为变截面钢梁，减少钢梁梁高，从而可减少结构层高或增加楼层净高，显著节约材料，并有效地约束受压翼缘和腹板，减小侧扭屈曲发生。

4、次梁采用装配式扁钢梁组合板，可采用现浇楼板、叠合、空心或预制成品楼盖系统，装配式施工可实现干作业连接，运输、搬运、安装简单。

5、钢梁腹板开洞尺寸超过规范规定的常规高度时，可利用混凝土翼板中加强设置的T型钢(也可H钢、工字钢、槽钢或其它形式型钢)可增加钢梁的实际梁高，无需通长增加整个梁高或采取特殊研究和加强措施，有利于水、暖、电、空调等管线布置和增加净高或减少层高。

6、钢梁上翼缘3增加的型钢段可替代抗剪连接件，并能与框架柱等竖向构件进行焊接或螺栓连接，施工方便。

7、混凝土和钢材结合方式优越，整体性好，力学性能好，强度高，变形小，安全性好。

综上，本实施例提供的装配式组合楼盖系统，其结构设计合理，不仅施工方便，用钢量减少，提高了框架节点的承载能力和刚度，而且整体性好，力学性能好，强度高，变形小，安全性好。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。