無梁空心樓蓋結(jié)構(gòu)及其施工方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種無梁空心樓蓋結(jié)構(gòu)，包括樓蓋及若干個(gè)支撐柱單元，每個(gè)支撐柱單元上端設(shè)于樓蓋下端面，每個(gè)支撐柱單元下端設(shè)于地面上，樓蓋包括已凝固的砼，砼內(nèi)嵌設(shè)有若干條鋼筋及若干個(gè)芯模，鋼筋縱橫交錯(cuò)布置形成若干個(gè)網(wǎng)格狀的鋼筋籠，芯模位于鋼筋籠內(nèi)。該樓蓋結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕，無需設(shè)置橫梁即可安全使用，其還適用于樓板。本發(fā)明還提供了一種無梁空心樓蓋結(jié)構(gòu)的施工方法，該施工方法用于建造上述無梁空心樓蓋結(jié)構(gòu)，其包括如下步驟：在地面上設(shè)置若干支撐柱單元；在支撐柱單元的上端架設(shè)模板；在模板上設(shè)置鋼筋籠；將芯模固定于鋼筋籠內(nèi)；在模板上澆注液態(tài)砼，液態(tài)砼流入鋼筋籠內(nèi)且完全淹沒芯模；等待砼凝固后即形成無梁空心樓蓋結(jié)構(gòu)。
【專利說明】無梁空心樓蓋結(jié)構(gòu)及其施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種無梁空心樓蓋結(jié)構(gòu)及其施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]為了保證房屋建筑物能夠安全使用，現(xiàn)有樓蓋或樓板均需要設(shè)置橫梁以提高其抗剪強(qiáng)度。橫梁包括明梁和暗梁，明梁是指外露于樓蓋或樓板下端面的橫梁，暗梁是指嵌設(shè)于樓蓋或樓板內(nèi)的橫梁。無論是明梁還是暗梁，在施工時(shí)均需要現(xiàn)場(chǎng)綁扎箍筋再進(jìn)行混凝土(砼)澆注，其工序復(fù)雜，工期長(zhǎng)，而且增加了樓蓋或樓板的重量，隨之也提高了施工成本。另夕卜，請(qǐng)參見圖1，對(duì)于明梁2’而言，樓蓋I’下端面設(shè)置明梁2’，再在明梁2’下端設(shè)置支柱3’，由于明梁2’外露于現(xiàn)有樓蓋I’下端面，因此，它不但影響了建筑物室內(nèi)的觀感，而且減少了室內(nèi)可利用的空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，提供了一種質(zhì)量輕、無需設(shè)置橫梁即可安全使用的無梁空心樓蓋結(jié)構(gòu)，該樓蓋結(jié)構(gòu)還適用于樓板。
[0004]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種無梁空心樓蓋結(jié)構(gòu)，包括樓蓋及若干個(gè)支撐柱單元，每個(gè)所述支撐柱單元上端設(shè)于所述樓蓋下端面，每個(gè)所述支撐柱單元下端設(shè)于地面上，所述樓蓋包括已凝固的砼，所述砼內(nèi)嵌設(shè)有若干條鋼筋及若干個(gè)芯模，所述鋼筋縱橫交錯(cuò)布置形成若干個(gè)網(wǎng)格狀的鋼筋籠，所述芯模位于所述鋼筋籠內(nèi)。
[0005]進(jìn)一步地，所述支撐柱單元包括柱體及柱帽，所述柱帽設(shè)于所述柱體上端，所述柱帽上端設(shè)于所述樓蓋下端面，所述柱帽下端與所述柱體上端連接，所述柱體下端設(shè)于所述地面上。
[0006]更進(jìn)一步地，所述柱帽為平板狀，所述柱帽的上端面與所述樓蓋的下端面連接，所述柱帽的下端面與所述柱體上端連接，所述柱帽的水平截面面積大于所述柱體的水平截面面積。
[0007]具體地，所述柱帽的水平截面及所述柱體的水平截面均為矩形，所述柱帽的水平截面的長(zhǎng)度和寬度均大于所述柱體的水平截面的長(zhǎng)度和寬度。
[0008]進(jìn)一步地，所述柱帽呈上端大、下端小的漏斗狀，所述柱帽的上端面與所述樓蓋的下端面連接，所述柱帽的下端面與所述柱體上端連接，所述柱帽的水平截面面積大于所述柱體的水平截面面積。
[0009]更進(jìn)一步地，所述柱帽下端的側(cè)面與所述柱體上端的側(cè)面平滑過渡。
[0010]特別地，所述支撐柱單元包括柱體，所述柱體上端設(shè)于所述樓蓋下端面，所述柱體下端設(shè)于所述地面上。
[0011]優(yōu)選地，所述芯模為空心管、充氣芯模或木制芯模，所述充氣芯模為橡膠材料的氣囊。
[0012]本發(fā)明所提供的無梁空心樓蓋結(jié)構(gòu)具有以下技術(shù)效果:[0013]本發(fā)明在砼內(nèi)嵌入芯模，芯模在砼內(nèi)替代一部分砼的位置，形成內(nèi)部具有多個(gè)未填充區(qū)域的砼板(即空心樓蓋)，本發(fā)明通過該方式形成的空心樓蓋重量輕，無需設(shè)置橫梁即可安全使用，鋼筋籠即起到抗剪的作用，進(jìn)一步減輕了樓蓋整體的重量，同時(shí)，還省去了設(shè)置橫梁的施工環(huán)節(jié)，簡(jiǎn)化了施工工序，節(jié)約用料，增加了室內(nèi)可用空間，其外表更美觀，無需吊頂。本發(fā)明施工期短，保溫隔熱效果好，隔音效果優(yōu)異，防震抗震性能強(qiáng)，尤其適用于大跨度、大空間建筑。另外，本發(fā)明所提供的無梁空心結(jié)構(gòu)不但適用于樓蓋，而且適用于樓板。
[0014]本發(fā)明還提供了 一種無梁空心樓蓋結(jié)構(gòu)的施工方法，該施工方法用于建造上述無梁空心樓蓋結(jié)構(gòu)，其包括如下步驟:
[0015]在所述地面上設(shè)置若干所述支撐柱單元；
[0016]在所述支撐柱單元的上端架設(shè)模板；
[0017]在所述模板上設(shè)置所述鋼筋籠；
[0018]將所述芯模固定于所述鋼筋籠內(nèi)；
[0019]在所述模板上澆注液態(tài)砼，所述液態(tài)砼流入所述鋼筋籠內(nèi)且完全淹沒所述芯模；
[0020]等待所述砼凝固后即形成所述無梁空心樓蓋結(jié)構(gòu)。
[0021]進(jìn)一步地，在所述模板上澆注所述液態(tài)砼，所述液態(tài)砼流入所述鋼筋籠內(nèi)且完全淹沒所述芯模后，對(duì)所述液態(tài)砼進(jìn)行振搗。
[0022]本發(fā)明所提供的無梁空心樓蓋結(jié)構(gòu)的施工方法具有以下技術(shù)效果:
[0023]本發(fā)明所提供的施工方法無需現(xiàn)場(chǎng)綁扎箍筋設(shè)置橫梁，其具有施工工序簡(jiǎn)單，工期短，用料少，成本低的優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為現(xiàn)有樓蓋結(jié)構(gòu)；
[0025]圖2為本發(fā)明實(shí)施例所提供的無梁空心樓蓋結(jié)構(gòu)；
[0026]圖3為本發(fā)明實(shí)施例中支撐柱單元的第一種實(shí)施方式；
[0027]圖4為本發(fā)明實(shí)施例中支撐柱單元的第二種實(shí)施方式；
[0028]圖5為本發(fā)明實(shí)施例中無梁空心樓蓋的立體剖視圖；
[0029]圖6為本發(fā)明實(shí)施例中鋼筋籠在無梁空心樓蓋內(nèi)的平面布局示意圖；
[0030]圖7為圖6中A-A的剖視圖；
[0031]圖8為本發(fā)明實(shí)施例中無梁空心樓蓋內(nèi)設(shè)有芯模的區(qū)域。
【具體實(shí)施方式】
[0032]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0033]參見圖2，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種無梁空心樓蓋結(jié)構(gòu)，包括樓蓋1及若干個(gè)支撐柱單元2，每個(gè)所述支撐柱單元2上端設(shè)于所述樓蓋1下端面，每個(gè)所述支撐柱單元2下端設(shè)于地面(圖未示)上，參見圖5-圖7，所述樓蓋1包括已凝固的砼11，所述砼11內(nèi)嵌設(shè)有若干條鋼筋12及若干個(gè)芯模13，所述鋼筋12縱橫交錯(cuò)布置形成若干個(gè)網(wǎng)格狀的鋼筋籠121，所述芯模13位于所述鋼筋籠121內(nèi)。芯模13的密度小于砼11的密度。[0034]本發(fā)明在砼內(nèi)嵌入芯模，芯模在砼內(nèi)替代一部分砼的位置，形成內(nèi)部具有多個(gè)未填充區(qū)域的砼板(即空心樓蓋)，本發(fā)明通過該方式形成的空心樓蓋重量輕，無需設(shè)置橫梁即可安全使用，鋼筋籠即起到抗剪的作用，進(jìn)一步減輕了樓蓋整體的重量，同時(shí)，還省去了設(shè)置橫梁的施工環(huán)節(jié)，簡(jiǎn)化了施工工序，節(jié)約用料，增加了室內(nèi)可用空間，其外表更美觀，無需吊頂。本發(fā)明施工期短，保溫隔熱效果好，隔音效果優(yōu)異，防震抗震性能強(qiáng)，尤其適用于大跨度、大空間建筑(例如商場(chǎng)、停車場(chǎng)、會(huì)展中心等)。另外，本發(fā)明所提供的無梁空心結(jié)構(gòu)不但適用于樓蓋，而且適用于樓板。
[0035]本發(fā)明實(shí)施例提供了以下三種關(guān)于支撐柱單元2的實(shí)施方式:
[0036]實(shí)施方式一:參見圖3，所述支撐柱單元2a包括柱體21a及柱帽22a，所述柱帽22a設(shè)于所述柱體21a上端，所述柱帽22a上端設(shè)于所述樓蓋I下端面，所述柱帽22a下端與所述柱體21a上端連接，所述柱體21a下端設(shè)于所述地面上。所述柱帽22a的水平截面面積大于所述柱體21a的水平截面面積。樓蓋I將縱向受到的力傳遞給柱帽22a，柱帽22a再將該力間接傳遞給柱體21a，柱體21a最終將該力傳遞至地面上，支撐柱單元2a起到支撐樓蓋I的作用。柱帽22a將樓蓋I上周邊較大面積所受到的力集中傳遞至柱體21a上，其傳力效果好，而且美觀。
[0037]優(yōu)選地，所述柱帽22a為平板狀，所述柱帽22a的上端面與所述樓蓋I的下端面連接，所述柱帽22a的下端面與所述柱體21a上端連接，所述柱帽22a的水平截面面積大于所述柱體21a的水平截面面積。柱帽22a為平板狀，其結(jié)構(gòu)在符合受力要求的條件下，節(jié)約了用料。
[0038]更具體地，所述柱帽22a的水平截面及所述柱體21a的水平截面均為矩形，所述柱帽22a的水平截面的長(zhǎng)度和寬度均大于所述柱體21a的水平截面的長(zhǎng)度和寬度。柱帽22a的水平截面設(shè)置為矩形，其便于尺寸的計(jì)算和受力分析。當(dāng)然，所述柱帽22a的水平截面及所述柱體21a的水平截面還可為其他符合建筑受力要求的形狀，例如圓形等。
[0039]實(shí)施方式二:參見圖4，所述支撐柱單元2b包括柱體21b及柱帽22b，所述柱帽22b呈上端大、下端小的漏斗狀，所述柱帽22b的上端面與所述樓蓋I的下端面連接，所述柱帽22b的下端面與所述柱體21b上端連接，所述柱帽22b的水平截面面積大于所述柱體21b的水平截面面積。漏斗狀的柱帽22b不但符合建筑受力要求，而且外表美觀。
[0040]為了提高力傳遞的效果，所述柱帽22b下端的側(cè)面與所述柱體21b上端的側(cè)面平滑過渡。平滑過渡的結(jié)構(gòu)還使得支撐柱單元2b更加美觀。
[0041]實(shí)施方式三(圖未示):所述支撐柱單元2包括柱體，所述柱體上端設(shè)于所述樓蓋I下端面，所述柱體下端設(shè)于所述地面上。實(shí)際上，柱帽對(duì)于支撐柱單元2并不是必要的，支撐柱單元2僅包括柱體也可以起到支撐樓蓋I的作用，只要尺寸符合建造力學(xué)要求即可。
[0042]在本發(fā)明實(shí)施例中，所述芯模13可為空心管、充氣芯模或木制芯模，所述充氣芯模為橡膠材料的氣囊。芯模13也可以選擇其他材質(zhì)的芯模，例如竹模。其密度比砼小，即可保證樓蓋I重量足夠輕。若選用充氣芯模，還可在砼上預(yù)留用于抽出芯模氣囊的通孔，充氣芯模放氣后，其氣囊即可由該通孔抽出。芯模13的形狀可為六棱柱、八棱柱或者圓柱等，其符合受力要求即可。
[0043]本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種無梁空心樓蓋結(jié)構(gòu)的施工方法，該施工方法用于建造上述無梁空心樓蓋結(jié)構(gòu)，其包括如下步驟:[0044]在所述地面上設(shè)置若干所述支撐柱單元2 ；
[0045]在所述支撐柱單元2的上端架設(shè)模板14 (參見圖5與圖7);
[0046]在所述模板14上設(shè)置所述鋼筋籠121 (參見圖6)；
[0047]將所述芯模13固定于所述鋼筋籠121內(nèi)；
[0048]在所述模板14上澆注液態(tài)砼，所述液態(tài)砼流入所述鋼筋籠121內(nèi)且完全淹沒所述芯模13 ；
[0049]等待所述砼11凝固后即形成所述無梁空心樓蓋結(jié)構(gòu)。
[0050]另外，芯模13主要分布于圖8所示的陰影區(qū)域，即芯模13不位于支撐柱單元2的正上方，芯模13位于支撐柱單元2正上方以外的位置，保證了樓蓋I的受力強(qiáng)度。
[0051]本發(fā)明所提供的施工方法無需現(xiàn)場(chǎng)綁扎箍筋設(shè)置橫梁，其具有施工工序簡(jiǎn)單，工期短，用料少，成本低的優(yōu)點(diǎn)。
[0052]可選地，在上述步驟中，在所述模板14上澆注所述液態(tài)砼，所述液態(tài)砼流入所述鋼筋籠121內(nèi)且完全淹沒所述芯模13后，可對(duì)所述液態(tài)砼進(jìn)行振搗。振搗液態(tài)砼可使其凝固后更結(jié)實(shí)穩(wěn)固。
[0053]本發(fā)明實(shí)施例主要依據(jù)以下公式調(diào)整柱帽(如果沒有設(shè)置柱帽，則指柱體)的大小及其周邊樓蓋實(shí)心區(qū)域(即不嵌設(shè)有芯模13的區(qū)域)的范圍，增加柱帽(柱體)周邊的抗沖切區(qū)域，使柱帽(柱體)周邊的樓蓋滿足受沖切承載力的要求:
[0054]F1 ≤(0.7 β hft+0.25 σ pc，m) n umh0 ；
[0055]η = min (0.4+1.2/ β s, 0.5+ a Ja0/4um)；
[0056]上式中,F1為集中反力設(shè)計(jì)值；β h為截面高度影響系數(shù)；σ pe，m為計(jì)算截面周長(zhǎng)上兩個(gè)方向混凝土有效預(yù)壓應(yīng)力按長(zhǎng)度的加權(quán)平均值；um為計(jì)算截面的周長(zhǎng)，取距離集中反力作用面積周邊h/2處板垂直截面的最不利周長(zhǎng)；&為截面有效高度；Π 集中反力作用面積形狀的影響系數(shù)；H2為計(jì)算截面周長(zhǎng)與板截面有效高度之比的影響系數(shù)；β s為局部荷載或集中反力作用面積為矩形時(shí)的長(zhǎng)邊與短邊尺寸的比值；a s為柱位置影響系數(shù)。
[0057]經(jīng)計(jì)算和有限元分析，相對(duì)于有梁樓蓋而言，本發(fā)明實(shí)施例中的柱帽寬度(長(zhǎng)度)一般為該有梁樓蓋中支柱寬度(長(zhǎng)度)的1.05~1.15倍。在同等條件下，無梁空心樓蓋與有梁空心樓蓋相比，無梁空心樓蓋中支撐柱單元2周邊的實(shí)心區(qū)域(即不嵌設(shè)有芯模13的區(qū)域)的寬度(長(zhǎng)度)為有梁空心樓蓋的1.03~1.15倍。
[0058]下表為不同跨度、不同使用功能、不同荷載情況下無梁空心樓蓋的實(shí)際板厚及柱帽尺寸情況:
[0059]
【權(quán)利要求】
1.一種無梁空心樓蓋結(jié)構(gòu)，包括樓蓋及若干個(gè)支撐柱單元，每個(gè)所述支撐柱單元上端設(shè)于所述樓蓋下端面，每個(gè)所述支撐柱單元下端設(shè)于地面上，其特征在于:所述樓蓋包括已凝固的砼，所述砼內(nèi)嵌設(shè)有若干條鋼筋及若干個(gè)芯模，所述鋼筋縱橫交錯(cuò)布置形成若干個(gè)網(wǎng)格狀的鋼筋籠，所述芯模位于所述鋼筋籠內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的無梁空心樓蓋結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述支撐柱單元包括柱體及柱帽，所述柱帽設(shè)于所述柱體上端，所述柱帽上端設(shè)于所述樓蓋下端面，所述柱帽下端與所述柱體上端連接，所述柱體下端設(shè)于所述地面上。
3.如權(quán)利要求2所述的無梁空心樓蓋結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述柱帽為平板狀，所述柱帽的上端面與所述樓蓋的下端面連接，所述柱帽的下端面與所述柱體上端連接，所述柱帽的水平截面面積大于所述柱體的水平截面面積。
4.如權(quán)利要求3所述的無梁空心樓蓋結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述柱帽的水平截面及所述柱體的水平截面均為矩形，所述柱帽的水平截面的長(zhǎng)度和寬度均大于所述柱體的水平截面的長(zhǎng)度和覽度。
5.如權(quán)利要求2所述的無梁空心樓蓋結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述柱帽呈上端大、下端小的漏斗狀，所述柱帽的上端面與所述樓蓋的下端面連接，所述柱帽的下端面與所述柱體上端連接，所述柱帽的水平截面面積大于所述柱體的水平截面面積。
6.如權(quán)利要求5所述的無梁空心樓蓋結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述柱帽下端的側(cè)面與所述柱體上端的側(cè)面平滑過渡。
7.如權(quán)利要求1所述的無梁空心樓蓋結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述支撐柱單元包括柱體，所述柱體上端設(shè)于所述樓蓋下端面，所述柱體下端設(shè)于所述地面上。
8.如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的無梁空心樓蓋結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述芯模為空心管、充氣芯?；蚰局菩灸?，所述充氣芯模為橡膠材料的氣囊。
9.一種無梁空心樓蓋結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于，該施工方法用于建造權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的無梁空心樓蓋結(jié)構(gòu)，其包括如下步驟: 在所述地面上設(shè)置若干所述支撐柱單元； 在所述支撐柱單元的上端架設(shè)模板； 在所述模板上設(shè)置所述鋼筋籠； 將所述芯模固定于所述鋼筋籠內(nèi)； 在所述模板上澆注液態(tài)砼，所述液態(tài)砼流入所述鋼筋籠內(nèi)且完全淹沒所述芯模； 等待所述砼凝固后即形成所述無梁空心樓蓋結(jié)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求9所述的無梁空心樓蓋結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于:在所述模板上澆注所述液態(tài)砼，所述液態(tài)砼流入所述鋼筋籠內(nèi)且完全淹沒所述芯模后，對(duì)所述液態(tài)砼進(jìn)行振搗。
【文檔編號(hào)】E04B5/36GK103711245SQ201310713557
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】魏璉, 王森 申請(qǐng)人:魏璉