一种全预制楼板及其连接节点结构、装配式建筑结构

技术领域

本发明涉及房屋建筑技术领域，尤其涉及一种全预制楼板及其连接节点结构、装配式建筑结构。

背景技术

目前常用的楼板有以下三种：

①钢筋混凝土叠合板：叠合楼板是由预制板和现浇钢筋混凝土层叠合而成的装配整体式楼板。叠合楼板整体性好，刚度大，可节省模板，而且板的上下表面平整，便于饰面层装修，适用于对整体刚度要求较高的高层建筑和大开间建筑。

但是，叠合板一般至少为预制6cm+现浇7cm，厚度达到130mm，重量大，材料浪费，而且由于预制部分重量大，运输、吊装等比较困难；施工阶段需临时支撑，施工复杂，现场湿作业多；施工阶段楼板刚度和承载力低，楼板跨度一般在4m以内；叠合板四周出筋，对模具和运输要求高。

②钢筋桁架楼承板：钢筋桁架与底板通过电阻点焊连接成整体的组合承重板叫做钢筋桁架楼承板。实现了机械化生产，有利于钢筋排列间距均匀、混凝土保护层厚度一致，提高了楼板的施工质量。装配式钢筋桁架楼承板可显著减少现场钢筋绑扎工程量，加快施工进度，增加施工安全保证，实现文明施工。装配式模板和连接件拆装方便，可多次重复利用，节约钢材，符合国家节能环保的要求。

但其底模为薄钢板，施工完后一般应拆除底模或者设置吊顶，增加了施工工序，还容易在板底留下锈点，适用于钢结构建筑，与混凝土连接困难；施工阶段如不设置临时支撑，楼承板跨度较小，一般跨度在4m以内；楼板底面为压型钢板，不美观，不适用于住宅等混凝土结构；而且不经济。

③预应力混凝土空心板：空心楼板是一种预制楼板，内设一个或几个总纵向孔道，以节省材料，并减轻重量。通常用预应力混凝土制成，其尺寸根据房屋开间大小和吊装机械的能力而定。该产品具有节能，隔音，抗震，阻燃等多种优点，主要用作楼层板、楼面板、墙板、隔音板、盖板。

发明内容

本申请提供一种全预制楼板及其连接节点结构、装配式建筑结构，其首要解决现有楼板受力低效、施工现场湿作业多的问题；其次再解决现有技术施工复杂的问题。为达上述问题，本申请通过下述技术方案实现：

本申请提供的一种全预制楼板，包括面板、底板、填充材料和钢筋桁架，所述面板与底板之间设有所述填充材料，钢筋桁架与面板、底板锚固。

可选的，所述钢筋桁架为三角形钢筋桁架，钢筋桁架的三根弦杆筋分别埋于面板与底板内；

面板和底板内设或者不设横向钢筋，横向钢筋与钢筋桁架的弦杆筋垂直。

可选的，所述面板和底板均采用UHPC制作，UHPC配置或不配置钢纤维。

可选的，填充材料为泡沫混凝土，填充材料内设或者不设置管线。

可选的，全预制楼板的侧面和/或端部为U形槽结构，钢筋桁架的局部露于U形槽内。

本申请提供的全预制楼板的连接节点结构，全预制楼板与全预制楼板通过混凝土暗梁连接，所述混凝土暗梁包括暗梁箍筋和暗梁纵筋，暗梁箍筋伸入两个全预制楼板的U形槽内部；

钢筋桁架的局部露于U形槽内，混凝土暗梁的部分暗梁纵筋锚入全预制楼板的钢筋桁架内。

可选的，钢梁的栓钉与所述混凝土暗梁锚固。

可选的，全预制楼板与全预制楼板连续设置，楼板局部开洞，钢梁的栓钉插入所述洞中，板洞内浇混凝土填充。

可选的，剪力墙通过混凝土暗梁与其两侧的全预制楼板固接；

所述混凝土暗梁包括暗梁箍筋和暗梁纵筋，暗梁箍筋穿过剪力墙伸入两侧全预制楼板的U形槽内部，钢筋桁架的局部露于U形槽内；混凝土暗梁的部分暗梁纵筋锚入全预制楼板的钢筋桁架内。

本申请提供的一种全预制楼板装配式建筑结构，包括钢梁、剪力墙、墙柱以及所述的全预制楼板；

全预制楼板与全预制楼板的断开处通过混凝土暗梁连接，断开处的混凝土暗梁锚固钢梁的栓钉；

全预制楼板与全预制楼板的连续连接处，楼板局部开洞，钢梁的栓钉插入板洞中，板洞内浇混凝土填充；

楼板布置方向变化处，沿第一方向布置的全预制楼板与沿第二方向布置的全预制楼板通过混凝土暗梁连接，所述楼板方向变化处的混凝土暗梁锚固钢梁的栓钉；

单向楼板非主受力方向连接处，全预制楼板与全预制楼板通过混凝土暗梁连接；

剪力墙通过混凝土暗梁与其两侧的全预制楼板固接；

墙柱贯通楼板处，全预制楼板中部开洞，墙柱从楼板中部的洞中穿过；楼板中部可开洞用于墙柱穿出，结构整体性好；楼板在墙柱及结构梁处可连续，增强楼板的通用性；

所述混凝土暗梁包括暗梁箍筋和暗梁纵筋，暗梁箍筋伸入全预制楼板的U形槽内部，钢筋桁架的局部露于U形槽内；混凝土暗梁的部分暗梁纵筋锚入全预制楼板的钢筋桁架内。

与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：

1，本申请的全预制楼板为夹心结构，受力高效合理，楼板跨度对重量几乎无影响，应用于4m以上跨度优势更明显；

2，本申请的全预制楼板，工业化程度高，预制率高，现场湿作业少，绿色环保，更能体现装配式建筑的优点；全预制设计，楼板上表面装饰可进行工厂化加工，下表面免抹灰，进一步提高装配率，施工速度进一步加快；

3，全预制楼板的构件重量轻，全预制楼板轻质高强，有利抗震，并可节省主体结构及基础造价，经济性好；楼板尺寸规则，运输效率高，现场吊装施工方便，节省工期和施工费用；

4，本申请的全预制楼板生产工艺简单，不需要特殊设备，预制部分所有构造一次成型；四周无钢筋伸出，可降低对模板的要求，方便工业化生产及现场安装；

5，面板和底板采用超高性能混凝土（UHPC），楼板具有超高耐久性及自愈合能力；而且一般不会开裂，小裂缝具有自修复能力；

6，UHPC可配置钢纤维，取消面板和底板横向钢筋，简化生产工艺，可进一步减轻楼板重量；而且可进一步节省钢材；

7，泡沫混泥土制作的填充材料，保温隔声性能优异，利于解决现有部分楼板保温隔声性能差的问题；

8，本申请的楼板侧面和端部U形槽内置暗梁，暗梁箍筋、纵筋与楼板内钢筋桁架腹杆互锚，保证极端情况下楼板安全性；暗梁内还可设置管线，保证现场施工管线敷设的灵活性；

9，楼板施工不必设置楼板支撑，减少施工工作量并取得经济性；施工阶段和使用阶段楼板承载力相同，无需施工阶段的特殊加强措施（例如临时支撑、局部加强钢筋等），经济性明显，施工便捷。

10，楼板承受施工和正常使用荷载能力相同，免除施工措施等相关费用，经济性明显；底楼板厚度同现浇钢筋混凝土楼板持平，楼板整体重量轻，还能够节约支撑梁以及竖向构件的材料用量。

11，本申请的全预制楼板在保留钢筋混凝土叠合楼板底面平整优势的基础上，相对于普通钢筋混凝土叠合楼板具有更轻的重量、更高的承载力和刚度，跨度可更大；可广泛应用于各种住宅、办公、酒店、商业等低多层、高层和超高层建筑中。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请实施方式的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施方式的限定。

图1是本发明实施例中设双向钢筋的全预制楼板大样图；

图2是图1中A-A处的剖视图；

图3是图1中B-B处的剖视图；

图4本发明实施例中设单向钢筋的全预制楼板大样图；

图5是图4中C-C处的剖视图；

图6是图4中D-D处的剖视图；

图7是钢筋桁架倒置时全预制楼板的结构示意图；

图8是钢筋桁架正倒混合时全预制楼板的结构示意图；

图9是全预制楼板的U形槽处的结构示意图；

图10是楼板断开处的俯视图；

图11是楼板断开处的剖视图；

图12是连续楼板节点处的俯视图；

图13是连续楼板节点处的剖视图；

图14是楼板布置方向变化处的俯视图；

图15是楼板布置方向变化处的剖视图；

图16是单向楼板非主受力方向连接处的俯视图；

图17是单向楼板非主受力方向连接处的剖视图；

图18是楼板与剪力墙连接处的俯视图；

图19是楼板与剪力墙连接处的剖视图；

图20是墙柱贯通楼板处的俯视图；

图21是墙柱贯通楼板处的剖视图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、 “内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

如图1-图8所示，本实施例公开的全预制楼板1，包括面板11、底板12、填充材料14和钢筋桁架13。面板11与底板12间隔设置，二者之间设有填充材料14。钢筋桁架13与面板11、底板12锚固。

面板11和底板12作为楼板承受楼面弯矩的构件。可选的，面板11和底板12均采用超高性能混凝土UHPC，该材料具有超高强度抗压强度120MPa-200MPa和超高耐久性的特点。UHPC具有超高耐久性、密实度、强度及自愈合能力，可降低钢筋桁架13的保护层厚度及锚固厚度要求。

钢筋桁架13用于承担楼板剪力及协调面板11、底板12变形。钢筋桁架13包括弦杆筋131和腹杆132，弦杆筋131分别埋于面板11与底板12内，腹杆132将弦杆筋131连接在一起形成整体。

特别的，钢筋桁架13采用三角形钢筋桁架，保证面板11、底板12受力时的面外稳定性。特别的，钢筋桁架13有三根弦杆筋131和两个波折形腹杆，三根弦杆筋131呈三角形布置，三根弦杆筋131中的部分弦杆筋131埋于面板11内，另一部分弦杆筋131埋于底板12内。两个波折形腹杆将三根弦杆筋131连接在一起。

特别的，全预制楼板1内沿垂直于弦杆筋131的方向布设钢筋桁架13。

可选的，面板11和底板12内可埋横向钢筋15，横向钢筋15与弦杆筋131垂直。

值得一提的是，UHPC可配置钢纤维，取消面板11和底板12的横向钢筋15，既保证了楼面弯矩承受能力由简化了生产工艺。

为进一步减少面板11、底板12厚度，钢筋桁架13可采用高强钢筋HRB500、HRB600代替普通钢筋。

值得说明的是，根据受力情况，钢筋桁架13可采用正置、倒置及混合放置方式，如图6-图8所示。

面板11与底板12之间的填充材料14，于工厂内可采用现浇形式，也可采用预制形式。值得说明的是，若填充材料14采用预制形式，可以预制块的形式填充。

特别的，填充材料14为泡沫混凝土，填充材料14可起保温、吸声等作用；填充材料14内部可设置管线，确保管线与主结构分离。此外，泡沫混凝土抗压强度为1-4MPa，还可作为钢筋桁架13的腹杆132的面外约束，约束腹杆132屈曲，防止腹杆132面外失稳。填充材料14还可作为面板11浇筑时模板，避免抽芯工艺，简化生产工序。

可选的，如图9所示，全预制楼板1的侧面和/或端部为U形槽16结构。特别的，填充材料14边缘内凹与面板11、底板12共同构成U形槽16，钢筋桁架13的局部露于U形槽16中。

本申请的全预制楼板采用夹心结构，面板和底板采用UHPC，楼板承载力高，安全冗余度大，具有更加优异的承载与抗震能力，楼板不易整体垮塌，可提高建筑抗震安全性，利于保护人民的生命财产安全；楼板在工厂加工整体成型，具有重量轻、强度高、延性好、耐久性能好、抗裂性能好、裂缝自修复、施工安装便捷、节约材料、安全冗余度高等特点，以较低的工程造价实现了装配式楼板的结构受力性能和抗震性能。

基于上述全预制楼板1，本申请公开了了全预制楼板1装配式建筑结构，其楼板节点结构可分为以下六种情况：

第一种、楼板断开处的节点结构。如图10、图11所示，全预制楼板1与全预制楼板1的断开处通过混凝土暗梁2连接，混凝土暗梁2与钢梁3固接。

特别的，混凝土暗梁2包括暗梁箍筋21和暗梁纵筋22；暗梁箍筋21伸入全预制楼板1的U形槽16内部，混凝土暗梁2的部分暗梁纵筋22锚入全预制楼板1的钢筋桁架13内。

通过浇筑混凝土23实现暗梁箍筋21、暗梁纵筋22与钢筋桁架13的腹杆132互锚，以及钢梁栓钉31的锚固。在协调楼板传递地震引起的楼层剪力同时，并保证极端情况下楼板不连续倒塌；U形槽16还可作为结构暗梁混凝土23的浇筑模板。为便于暗梁箍筋21的放入，在面板11上设有与暗梁箍筋21匹配的开口槽。

第二种、连续楼板的节点结构。如图12、图13所示，楼板连续设置，楼板与钢梁3的连接，可采用楼板局部开洞方式，钢梁栓钉31直接插入板洞4，后于板洞4内浇混凝土填充，施工简单。

第三种、楼板布置方向变化处的节点结构。如图14、15所示，沿第一方向布置的全预制楼板1与沿第二方向布置的全预制楼板1通过混凝土暗梁2连接，混凝土暗梁2与钢梁3固接。

特别的，混凝土暗梁2包括暗梁箍筋21和暗梁纵筋22；暗梁箍筋21伸入全预制楼板1的U形槽16内部，混凝土暗梁2的部分暗梁纵筋22锚入全预制楼板1的钢筋桁架13内。

通过浇筑混凝土23实现暗梁箍筋21、暗梁纵筋22与钢筋桁架13的腹杆132互锚，以及钢梁栓钉31的锚固。在协调楼板传递地震引起的楼层剪力同时，并保证极端情况下楼板不连续倒塌；U形槽16还可作为结构暗梁混凝土的浇筑模板。

第四种、单向楼板非主受力方向连接处的节点结构。如图16、图17所示，全预制楼板1与全预制楼板1通过混凝土暗梁2连接。

特别的，混凝土暗梁2包括暗梁箍筋21和暗梁纵筋22；暗梁箍筋21伸入全预制楼板1的U形槽16内部，混凝土暗梁2的部分暗梁纵筋22锚入全预制楼板1的钢筋桁架13内。

通过浇筑混凝土23实现暗梁箍筋21、暗梁纵筋22与钢筋桁架13的腹杆132互锚。在协调楼板传递地震引起的楼层剪力同时，并保证极端情况下楼板不连续倒塌；U形槽16还可作为结构暗梁混凝土的浇筑模板。

第五种、楼板与剪力墙连接处的节点结构。如图18、图19所示，剪力墙5通过混凝土暗梁2与其两侧的全预制楼板1固接。

特别的，混凝土暗梁2包括暗梁箍筋21和暗梁纵筋22；暗梁箍筋21水平穿过剪力墙5，箍筋21的两端分别伸入两侧全预制楼板1的U形槽16内部，混凝土暗梁2的部分暗梁纵筋22锚入全预制楼板1的钢筋桁架13内。

通过浇筑混凝土或其他浇筑材料实现暗梁箍筋21、暗梁纵筋22与钢筋桁架13的腹杆132互锚。U形槽16可作为结构暗梁浇筑材料的浇筑的模板。

可选的，剪力墙5的两侧装有抗剪连接件6，全预制楼板1的端部搭在抗剪连接件6上。特别的，抗剪连接件6包括L形板和连接件，L形板通过连接件与剪力墙5固接。全预制楼板1搭在L形板的水平板上。

第六种、墙柱7贯通楼板处的节点结构。如图20、图21所示，全预制楼板1中部可开洞，便于墙柱7从楼板中部穿出，全预制楼板1与墙柱7的整体性进一步得到加强。

墙柱7与钢梁3连接，全预制楼板1支承在钢梁3上方。

可选的，墙柱7外表面四周装有抗剪连接件6，全预制楼板1的洞口边缘搭在抗剪连接件6上。特别的，抗剪连接件6包括L形板和连接件，L形板通过连接件与剪力墙5固接。全预制楼板1搭在L形板的水平板上。

值得一提的是，为减少异性楼板设置，增强楼板的通用性。全预制楼板1在墙柱7及结构梁3处不必断开，全预制楼板1施工可直接搭设在结构梁3及墙柱侧面，不必设置楼板支撑，减少施工工作量并取得经济性。

使用本申请的全预制楼板1，现场仅需局部浇筑混凝土，工业化程度高，预制率高，现场湿作业少，更能体现装配式建筑的优点；全预制设计，楼板上表面装饰可进行工厂化加工，进一步提高装配率；楼板上表面全预制，施工速度进一步加快；楼板四周无钢筋伸出，降低对模板要求，方便工业化生产。

全预制楼板施工阶段和使用阶段楼板承载力一样，可加大楼板施工阶段跨度，无需施工阶段的特殊加强措施（例如临时支撑、局部加强钢筋等），经济性明显，施工便捷；填充材料轻质，楼板跨度增加对楼板重量几乎无影响，可加大楼板跨度，对于4m以上跨度楼板优势更明显。

实施例二

本实施例中全预制楼板1厚度为100mm-500mm；面板11、底板12的钢筋保护层厚度取5-10mm，而普通混凝土的钢筋保护层厚度为15mm；面板11和底板12厚度为20mm-30mm，而普通混凝土板材的厚度最小为50mm。

全预制楼板1采用大板形式，长度为2m-13m，宽度可为0.5m-4m，可控制楼板接缝数量，减少楼板开裂渗漏风险，并可加快施工速度。

暗梁箍筋21伸入全预制楼板1的U形槽16内部50-200mm。

全预制楼板1工厂生产，表面平整度高，无需二次抹灰等工序；楼板重量为普通混凝土楼板的1/2-2/3，做到了轻质高强，对结构抗震及经济性有较大帮助。

本申请的全预制楼板，充分发挥UHPC的综合性能，材料性能优异，并避免了传统预制楼板缺陷：其生产工艺简单，无需特殊的设备；除具有良好的力学性能外，还具有抗腐蚀、抗渗性能好、节能低耗、绿色环保等优点，可以用于各类装配式建筑。

以上的具体实施方式，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。