一种装配式无梁楼板结构的单元楼板的制作方法

本发明涉及混凝土结构预制装配式建筑结构领域，具体为一种装配式无梁楼板结构的单元楼板。

背景技术：

由于装配式建筑符合环保节能的生产方式，国家提出了用10年左右的时间，使装配式建筑占新建建筑的比例达到30％的发展目标；而无梁楼板结构具有在同等的使用空间前提可减少层高，在地下建筑和作为多层停车具有很好的经济性，无梁楼板结构既能现场浇筑也可实现预制装配式也将有很大的市场空间。

装配式建筑的关键是能将建筑结构拆分成可工厂生产、运输、便于安装且符合安全可靠和经济合理的构件以及实现建筑工业化的装配施工。

目前无梁楼板结构装配式预制混凝土结构的无梁楼板结构存在如下缺点：

(1)目前的装配式混凝土无梁楼板结构形式有采用起源于上世纪80年代南斯拉夫“ims”体系的预应力摩擦节点的“整体预应力装配式板柱(无梁楼板)结构”，即楼板依靠预应力及其产生的静摩擦力支承固定在柱上，板和柱之间形成预应力摩擦节点形式。在这种形式中，摩擦力的压应力来源于现场后张拉的预应力钢绞线，因其连接的特殊要求，该预应力钢绞线张拉的施工工艺繁琐，难度大，且对施工人员的技术要求非常高；此外，节点张拉的预应力目的是为了连接需要，而对原有装配的构件产生了附加应力，这既增加设计难度又影响到工程造价；还有采用“ims”体系时，预应力摩擦节点不仅需要满足钢筋混凝土结构有关的规定，还需符合《整体预应力装配式板柱结构技术规程cecs52：2110》的要求，其仅为协会标准规程，而非国家级标准，从另一方面间接说明该“ims”体系连接方法存在一些问题或至少说明不是完美的结构形式、是没有通过国家级认可的实施技术；在应用因为现场施工难度大—即不适用工业化施工、造价高不适合于市场经济的生产以及执行标准问题而受到阻力，导致二三十年过去了应用的不多。

(2)目前装配式无梁楼板结构(板柱结构)的相关技术公开还有专利申请号为2017107612055、2016111750922和201621391998.3中的方式，其虽然解决板柱结构的预制构件划分、预制和装配的技术方式方法，但其与人们装配习惯有较大的差别，还不够简单全面去解决板柱结构的预制构件的划分和装配。

技术实现要素：

本发明的目的在于是提供一种装配式无梁楼板结构的单元楼板，该装配式无梁楼板结构的单元楼板装配的建筑能够实现与现浇混凝土所建造的建筑具有一样的安全可靠性，此外，所述装配式无梁楼板结构的单元楼板能提供更加全面、多样化的装配式无梁楼板结构的单元楼板的预制楼板构件的样式和装配方式；通过对板柱结构的预制楼板构件的多样选择、从而使装配更加简单、经济且更利于推广。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：

一种装配式无梁楼板结构的单元楼板，包括竖向构件、预制楼板构件以及连接节点，所述竖向构件包括剪力墙和柱，所述连接节点包括预制楼板构件之间的连接节点和预制楼板构件与竖向构件之间的连接节点，其中，

所述预制楼板构件包括包含部分柱间连接板带的a型预制楼板构件；所述柱间连接板带是相邻两个柱的主轴之间的整垮长条形带状板，其宽度大于等于柱宽、小于等于板柱结构通常规定的柱间连接板带的宽度，用于连接两根柱的两块a型预制楼板构件中的部分柱间连接板带组合成一个完整柱间连接板带；

所述a型预制楼板构件中的部分柱间连接板带的两端预留钢筋均连接于柱与预制楼板构件之间的连接节点范围内；该a型预制楼板构件中的部分柱间连接板带在跨度方向配置有直通的底筋；装配完成所述装配式无梁楼板结构的单元楼板的相邻两柱的主轴之间的柱间连接板带的直通的底筋直接把荷载传递到柱或柱的扩大接头。

优选的，所述装配式无梁楼板结构的单元楼板的预制楼板构件组合方式包括：

全部由包含部分柱间连接板带的a型预制楼板构件组合而成，所述a型预制楼板构件通过连接节点的结构连接在一起形成所述预制楼板构件；

或由包含部分柱间连接板带的a型预制楼板构件和不含柱间连接板带的c型预制楼板构件组合而成，所述c型预制楼板构件的四周分别与a型预制楼板构件通过连接节点的结构连接在一起形成所述预制楼板构件；

或由包含部分柱间连接板带的a型预制楼板构件和含完整柱间连接板带的b型预制楼板构件组合而成，所述a型预制楼板构件和b型预制楼板构件通过连接节点的结构连接在一起形成所述预制楼板构件；

或由包含部分柱间连接板带的a型预制楼板构件、含完整柱间连接板带的b型预制楼板构件和不含柱间连接板带的c型预制楼板构件组合而成，所述a型预制楼板构件、b型预制楼板构件和c型预制楼板构件通过连接节点的结构连接在一起形成所述预制楼板构件。

优选的，所述预制楼板构件由a型预制楼板构件和b型预制楼板构件构成时或者由a型预制楼板构件、b型预制楼板构件以及c型预制楼板构件构成时，所有b型预制楼板构件中的完整柱间连接板带的方向一致，所有a型预制楼板构件的部分柱间连接板带的方向一致。

优选的，在预制楼板构件中，每个a型预制楼板构件包含一半的柱间连接板带。这样可以实现对称性的预制件，简化施工。

优选的，所述预制楼板构件与柱之间的连接节点内含有抗剪型钢。从而加强柱与预制楼板构件之间的连接节点处的连接。

优选的，所述b型预制楼板构件为叠合型预制板。

优选的，所述b型预制楼板构件为“凸岛”型预制板。其作用在于便于连接且可以很好施加预应力成为预应力预制板。

优选的，所述b型预制楼板构件的宽度大于或者等于柱宽加三倍的预制楼板构件的厚度之和。这样，通过控制一定的宽度有利于钢筋的配置，使得板柱结构更加安全。

优选的，所述c型预制楼板构件为普通的整厚度型预制板或者叠合型预制板或者密肋复合型预制板，这样可以实现装配结构的多样性。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果:

(1)本发明的装配式无梁楼板结构的单元楼板，引入一种新的包含部分柱向连接板带的a型预制楼板构件，通过a型预制楼板构件可以和其他预制楼板构件组合成为创新的装配结构形式，其能够实现与现浇混凝土结构具有一样的安全可靠性，此外，所述装配式无梁楼板结构的单元楼板能提供更加全面、多样化的装配式无梁楼板结构的单元楼板的预制楼板构件的样式和装配方式；通过对板柱结构的预制楼板构件的多样选择、从而使装配更加简单、经济且更利于推广。

(2)本发明的装配式无梁楼板结构的单元楼板，引入一种新的包含部分柱向连接板带的a型预制楼板构件，通过a型预制楼板构件可以和其他预制楼板构件组合成为创新的装配结构形式，从而实现柱间连接板带的底筋直通到达竖向构件，进而将预制楼板构件的载荷传递给竖向构件，使得结构更加合理，材料性能发挥到极致，从而具有更加安全和更加经济的优点。

(3)本发明的装配式无梁楼板结构的单元楼板，引入一种新的包含部分柱向连接板带的a型预制楼板构件，通过a型预制楼板构件可以和其他预制楼板构件组合成为创新的装配结构形式，在装配过程吊装预制楼板构件时，根据钢筋布置的上下层次(分明)决定吊装前后次序，从而可以降低施工难度、提高装配效率。

(4)本发明的装配式无梁楼板结构的单元楼板，引入一种新的包含部分柱向连接板带的a型预制楼板构件，通过a型预制楼板构件可以和其他预制楼板构件组合成为创新的装配结构形式，提高了预制楼板构件的多样性、选择的灵活性，从而整体优化预制楼板构件和整个装配工艺，从而减轻单个预制楼板构件的重量，以达到现场吊装设备要求；从而实现安全和经济完美平衡。

(5)本发明的装配式无梁楼板结构的单元楼板引入的a型预制楼板构件，可以很好与配置抗剪型钢的预制楼板构件与竖向构件之间的连接节点组合装配，二块a型预制楼板构件中可以配置节点型钢，这是其他类型预制楼板构件无法相比的组合形式。

附图说明

图1为本发明的装配式无梁楼板结构的单元楼板的一个具体实施方式的平面结构图。

图2为图1的a-a方向的剖视图。

图3为图1的b-b方向的剖视图。

图4为图1的c-c方向的剖视图。

图5为图1的d-d方向的剖视图。

图6-图8为本发明的装配式无梁楼板结构的单元楼板中的c型预制楼板构件中的三个不同实施方式的透视图；其中，图6为普通形式预制楼板构件，图7为叠合板形式预制楼板构件，图8为密肋板形式预制楼板构件。

图9和图10为本发明的装配式无梁楼板结构的单元楼板中的b型预制楼板构件中的两个不同实施方式的透视图；其中，图9为叠合板形式预制楼板构件，图10为“凸岛”板形式预制楼板构件。

图11为图1中的所述a型预制楼板构件的透视图。

图12为图1中有型钢的连接节点的平面放大图。

图13为图12中e-e方向的剖视图。

图14为图12中f-f方向的剖视图。

图中：1-c型预制楼板构件，2-b型预制楼板构件，3-a型预制楼板构件，4-柱间连接板带，5-竖向构件，6-后浇混凝土浇筑槽，7-预制楼板构件的分界线，8-抗剪型钢，9-柱间连接板带的上部钢筋，10-柱间连接板带的底筋；l-柱间连接板带的宽度，b-柱宽，h-含连接板带预制楼板构件的厚度。

具体实施方式

现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。前、后、左、右、上、下是所示图的相对关系、以正视图面方位为标准。

实施例1

参见图1-图5，本发明的装配式无梁楼板结构的单元楼板包括竖向构件5、预制楼板构件以及连接节点，所述竖向构件5包括剪力墙和柱，连接节点包括预制楼板构件之间的连接节点和竖向构件与预制楼板构件之间的连接节点(其除注明之外、皆为采用现有技术连接的连接节点)，图1展示了四个完整的楼板结构单元，所述完整的楼板结构单元指的是相邻竖向构件5支撑的稳定楼板、其为一块完整的受力楼板结构单元，四个完整的楼板结构单元都包括包含部分柱间连接板带4的a型预制楼板构件3，所述柱间连接板带4是相邻两个柱的主轴之间的整垮长条形带状板，柱间连接板带4宽度l大于等于相连接的柱宽b，小于等于通常约定的板柱结构(无梁楼板结构)的柱间连接板带4的宽度l，用于连接两根柱的两块a型预制楼板构件3中的部分柱间连接板带4组合成一个完整柱间连接板带4，(如图1的最上边的柱水平主轴处的预制楼板构件的分界线7把完整柱间连接板带4分成上下二块两块a型预制楼板构件3)；所述a型预制楼板构件3中的部分柱间连接板带4在跨度方向配置有直通的底筋10，所述柱间连接板带4处的底筋10预留有足够锚入柱与预制楼板构件的连接节点内的长度；装配完成所述装配式无梁楼板结构的单元楼板的相邻两个柱的主轴之间的柱间连接板带4的底筋10直接把荷载传递到柱或柱的扩大接头。

本文所述的板柱(无梁楼板)结构的“柱向连接板带”和“竖向构件主轴方向”是《混凝土结构设计规范》gb50010-2010中的名称，与规范所指一致。在行业中通常约定的无梁楼板结构柱向连接板带的宽度l为柱二边楼板总宽度的各1/4宽度之和。

所述的连接节点为预制楼板构件之间连接节点和预制楼板构件与柱连接节点，除特别注明的连接节点外，其余连接节点的结构为现有技术中的连接节点。

参见图1，所述预制楼板构件还可以通过该预制楼板构件的分界线7划分成包含完整柱间连接板带4的b型预制楼板构件2以及不含柱间连接板带4的c型预制楼板构件1，因此，所述装配式无梁楼板(板柱结构)的单元楼板的预制楼板构件的组合方式包括以下四种方式：

(一)、全部由包含部分柱间连接板带4的a型预制楼板构件3通过连接节点的结构连接在一起(参见图1中左上方处的完整的楼板结构单元)；该楼板结构单元的竖向构件5包括两根柱和一片剪力墙和三块a型预制楼板构件3以及其连接节点构成。

(二)、由包含部分柱间连接板带4的a型预制楼板构件3和不含柱间连接板带4的c型预制楼板构件1组合而成；所述c型预制楼板构件1的四周分别与a型预制楼板构件3通过连接节点的结构连接在一起(参见图1中右上方处的完整的楼板结构单元)；该完整的楼板结构单元包括竖向构件5为三根柱和一片剪力墙的端部，三块a型预制楼板构件3和一块c型预制楼板构件1及其连接节点构成。

(三)、由包含部分柱间连接板带4的a型预制楼板构件3和含完整柱间连接板带4的b型预制楼板构件2组合而成；所述a型预制楼板构件3和b型预制楼板构件2通过连接节点的结构连接在一起(参见图1左下方处的完整的楼板结构单元)；该完整的楼板结构单元包括竖向构件5为二根柱和一片剪力墙，二块a型预制楼板构件3和一块b型预制楼板构件2及其连接节点构成。

(四)、由包含部分柱间连接板带4的a型预制楼板构件3、含完整柱间连接板带4的b型预制楼板构件2和不含柱间连接板带4的c型预制楼板构件1组合而成；所述a型预制楼板构件3、b型预制楼板构件2和c型预制楼板构件1通过连接节点的结构连接在一起(参见图1的右下方处的完整的楼板结构单元)。该完整的楼板结构单元包括竖向构件5为三根柱和一片剪力墙的端部，三块a型预制楼板构件3、一块b型预制楼板构件2和一块c型预制楼板构件1及其连接节点构成。

参见图1，所述预制楼板构件由a型预制楼板构件3和b型预制楼板构件2构成时或者由a型预制楼板构件3、b型预制楼板构件2以及c型预制楼板构件1构成时，所有b型预制楼板构件2中的完整柱间连接板带4的延伸方向一致，所有a型预制楼板构件3的部分柱间连接板带4的延伸方向一致，且b型预制楼板构件3中的完整柱间连接板带4和a型预制楼板构件3中的部分柱间连接板带4的延伸方向相互垂直。这样在施工过程中可以更好的实现吊装顺序，使得钢筋的层次分明，方便装配。

参见图6-图8，根据设计以及吊装要求，所述c型预制楼板构件1可以是普通常用的整厚度型预制板(参见图6)或者叠合型预制板(参见图7)或者密肋复合型预制板(参见图8)。

参见图9，所述b型预制楼板构件2根据设计和吊装要求，可采用叠合型预制板，所述叠合型预制板是指预制时该叠合型预制板的厚度不是整厚，而是只有厚度的一部分(例如预制部分为1/2板厚度)，在装配之后，利用后浇混凝土浇筑剩余部分的厚度。这有利于通过连接的整体性以及方便钢筋绑扎，且布置时所受到的干扰小。此外，采用叠合型预制板时，可以减轻运输吊装重量，全面的叠合层可以增强楼板的整体性。

参见图10，所述b型预制楼板构件2也可以采用“凸岛”型预制板，所述“凸岛”型预制板是预制板的四周为叠合板层中心部分为整厚的楼板；所述“凸岛”型预制板四周的叠合层便于连接，中心部分为整厚的楼板为抵抗预应力提供足够的刚度，该楼板内克服叠合板张拉预应力不足的缺点。

参见图9和图10，所述b型预制楼板构件2的宽度要求大于等于柱宽b加三倍预制楼板构件的厚度h，其作用是限制柱间连接板带4的宽度l不能太小，以便于有合理宽度去布置直通的底筋10，并要求柱间连接板带4的底筋10预留足够长度达到柱与预制楼板构件的连接节点的锚入要求，以此确保安全性和经济性，且合理宽度会使结构更合理、材料性能发挥到极致，具有更好安全性能和经济性能；在实际工程中还要求所述b型预制楼板构件2的宽度不大于板柱结构中约定的柱间连接板带4的宽度l，在工程通常约定的柱间连接板带4的宽度l为柱两边的楼板各边宽度的1/4之和(这样是专业人员知道的常识)。

参见图11，所述a型预制楼板构件3为整厚的密肋板和实心的柱间连接板带4部分组合的预制板,该a型预制楼板构件3包含1/2的柱间连接板带4，该柱间连接板带4的底筋10预留足够长度达到竖向构件5的连接节点的锚入要求。在实际实施过程中，所述a型预制楼板构件3还可以是叠合板或者整厚度型预制板，但a型预制楼板构件3所包含不一定为1/2的柱间连接板带4。

如图1所示，所述柱与预制楼板构件之间的连接节点是普通的连接节点和含有抗剪型钢8的柱与预制楼板构件之间的连接节点。有抗剪型钢8的连接节点可以简化连接节点的施工，主要是减少连接节点内的钢筋数量，还能提高承载力。板柱结构(即无梁楼板结构)的安全性最重要是取决于柱与预制楼板构件之间连接的安全性。抗剪型钢8(图1所示)正好配置在二块a型预制楼板构件3的部分柱间连接板带4中。

参见图1-图11，本发明的装配式无梁楼板结构的单元楼板具体施工方法是：

在预制工厂按图纸生产c型预制楼板构件1、b型预制楼板构件2和a型预制楼板构件3以及加工好连接节点所需的钢筋，其施工顺序如下：

(1)根据施工荷载要求、安装平整度以及标高要求，安装好用于支承预制楼板构件的竖向支撑；当采用包含柱帽合或托板的竖向构件5时，应该要求满足施工荷载要求和安装平整度要求。

(2)吊装b型预制楼板构件2，搁置固定于竖向支撑上。

(3)吊装a型预制楼板构件3和c型预制楼板构件1，搁置固定于b型预制楼板构件2的侧边叠合层上，以此形成后浇混凝土浇筑槽6。

(4)安装连接绑扎后浇混凝土浇筑槽6处的钢筋，按设计要求进行，钢筋包括预制楼板构件预留的连接或锚固的底筋10和设计或构造需要的补充钢筋。

(5)在后浇混凝土浇筑槽6内浇筑后浇连接混凝土，混凝土凝固达到强度后拆除竖向支撑。

实施例2

参见图12-图14，本实施例与实施例1的不同之处在于所述连接节点内设置有抗剪型钢8，预制楼板构件的长度方向与抗剪型钢8相交的底筋10锚入抗剪型钢8翼缘、上部钢筋9跨过抗剪型钢8上表面，并达到锚固长度；抗剪型钢8设置在柱的两个主轴方向。抗剪型钢8有利于柱间连接板带4的大部分的主要钢筋把荷载通过抗剪型钢8传递到竖向构件5中。所述竖向构件5为钢筋混凝土柱，所述抗剪型钢8设置在混凝土柱中心。

参见图12-图14，根据需要可以把所配置的抗剪型钢8的总截面积的剪切强度设计值大于等于在本层楼板重力荷载代表值作用下的柱轴向压力设计值。作用是确保抗剪型钢8满足安全要求，减少预制楼板构件的钢筋锚入柱内数量，便于施工和保证质量。通过这保证连接节点处的抗剪承载力满足国家规范《混凝土结构设计规范》gb50010-2010和《建筑抗震设计规范》gb50011-2010规定。使得柱头钢筋数量减少，以利于钢筋配置和布置，保证施工容易和更好保证质量。

参见图12-图14，上述实施例2的具体施工方法是：

在预制工厂按图纸生产c型预制楼板构件1、b型预制楼板构件2和a型预制楼板构件3以及加工好连接节点所需的钢筋，其施工顺序如下：

(1)根据施工荷载要求、安装平整度以及标高要求，安装好用于支承预制楼板构件的竖向支撑。

(2)在钢筋混凝土柱的连接节点处安装抗剪型钢8，(型钢柱与预制楼板构件之间的连接节点在工厂已经把科技型钢与柱焊接一体化)

(3)吊装b型预制楼板构件2，搁置固定于竖向支撑上，使得b型预制楼板构件2的底筋10搁置在抗剪型钢8的底部翼缘。

(4)吊装a型预制楼板构件3，搁置固定于b型预制楼板构件2的侧边叠合层上，使得a型预制楼板构件3的底筋10搁置在抗剪型钢8的底部翼缘，以此形成后浇混凝土浇筑槽6。

(5)安装连接绑扎后浇混凝土浇筑槽6处的钢筋，按设计要求进行，钢筋包括预制楼板构件预留的连接或锚固的底筋10和设计或构造需要的补充钢筋。

(6)在后浇混凝土浇筑槽6内浇筑后浇连接混凝土，混凝土凝固达到强度后拆除竖向支撑。

本发明所述的板柱(无梁楼板或无梁楼盖)结构的“柱间连接板带”和“竖向构件主轴方向”是《混凝土结构设计规范》gb50010-2010中的名称，与规范所指一致。“无梁楼盖”或“无梁楼板”是以前规范和工程的名称，现在规范叫“板柱结构”；本文的名称“无梁楼盖”、“无梁楼板”和“板柱结构”为相同的建筑结构形式(即是在我国不同时期的名称叫法不同而已)；本文采用“无梁楼板”为主要名称是因为竖向构件有剪力墙，其实“板柱结构”也可以含有剪力墙，但为了不产生异议而采用“无梁楼板”为标题。

上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。