本發(fā)明涉及建筑工業(yè)化領域的預制裝配式混凝土結構及方法，具體涉及一種裝配式板柱結構樓板及其劃分方法以及樓板單元構件。

背景技術：

由于裝配式建筑符合環(huán)保節(jié)能的生產(chǎn)方式，國家提出了用10年左右的時間，使裝配式建筑占新建建筑的比例達到30％的發(fā)展目標；而板柱結構具有在同等的使用空間前提下可減少層高的優(yōu)點，并在地下建筑和多層停車庫中具有很好的經(jīng)濟性，板柱結構如能實現(xiàn)預制裝配式也將有很大的市場空間。

把建筑結構拆分成可工廠生產(chǎn)、運輸、便于安裝，又符合安全可靠和經(jīng)濟合理的構件是建筑工業(yè)化——裝配式建筑的關鍵第一步。

目前裝配式預制混凝土結構的板柱結構存在如下缺點：

(1)目前的裝配式混凝土板柱結構形式有采用起源于上世紀80年代南斯拉夫“IMS”體系的預應力摩擦節(jié)點的“整體預應力裝配式板柱結構”，即樓板依靠預應力及其產(chǎn)生的靜摩擦力支承固定在柱上，板和柱之間形成預應力摩擦節(jié)點形式。在這種形式中，摩擦力的壓應力來源于現(xiàn)場后張拉的預應力鋼絞線，因其連接的特殊要求，該預應力鋼絞線張拉的施工工藝繁瑣、難度大，對施工人員的技術要求非常高；此外，節(jié)點張拉的預應力目的是為了連接需要，而對原有裝配的構件產(chǎn)生了附加應力，既增加設計難度又影響到工程造價；還有采用“IMS”體系時，預應力摩擦節(jié)點不僅需要滿足鋼筋混凝土結構有關的規(guī)定，還需符合《整體預應力裝配式板柱結構技術規(guī)程CECS52：2010》的要求，其僅為協(xié)會標準規(guī)程，而非國家級標準，從另一方面間接說明該“IMS”體系連接方法存在一些問題或至少說明不是完美的結構形式，是沒有通過國家級認可的實施技術；在實際應用中因為現(xiàn)場施工難度大(即不適用工業(yè)化施工)、造價高不適合于市場經(jīng)濟的生產(chǎn)、執(zhí)行標準問題而受到阻力，導致二三十年過去了應用仍然不多。

(2)目前裝配式樓板的劃分都是在柱連線處進行，這種劃分使得板柱結構應力復雜，具體是柱上板帶處的彎矩最大、樓板與柱連接處的剪力最大，而其樓板(相當于梁板結構)的厚度較小，導致受彎截面的有效高度較小、配筋率較高，柱與板連接處的抗沖剪截面也小，因此這種劃分方法是非常不科學的。此外，相鄰柱連線處板帶是整個板柱結構最重要的部位，而其鋼筋連接安全可靠性至關重要，即使鋼筋連接也要達到I級連接接頭要求。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的第一個目的在于提供一種裝配式板柱結構樓板的劃分方法，通過該方法對裝配式板柱結構樓板劃分成若干預制單元，利用這種劃分的預制單元所裝配成的板柱結構樓板不但能夠節(jié)省成本和方便施工，同時還能夠提高預制樓板板柱結構的安全可靠性。

本發(fā)明的第二個目的在于提供一種由上述裝配式板柱結構樓板的劃分方法獲得的裝配式板柱結構樓板。

本發(fā)明的第三個目的在于提供一種構成上述裝配式板柱結構的樓板單元構件。

本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案是：

一種裝配式板柱結構樓板的劃分方法，將板柱結構的整體樓板用后澆混凝土連接帶劃分為若干個包含有相鄰柱連接板帶的預制樓板單元構件，這些包含有相鄰柱連接板帶的預制樓板單元構件之間以及該包含有相鄰柱連接板帶的預制樓板單元構件與結構柱之間經(jīng)后澆混凝土連接帶連接成板柱結構樓板；

或者將板柱結構的整體樓板用后澆混凝土連接帶劃分為若干個包含有相鄰柱連接板帶的預制樓板單元構件和若干個常規(guī)預制樓板單元構件，這些包含有相鄰柱連接板帶的預制樓板單元構件之間以及該包含有相鄰柱連接板帶的預制樓板單元構件與結構柱之間經(jīng)后澆混凝土連接帶連接、所述常規(guī)預制樓板單元構件之間以及該常規(guī)預制樓板單元構件與包含有相鄰柱連接板帶的預制樓板單元構件之間經(jīng)后澆混凝土連接帶連接，形成板柱結構樓板；

所述包含有相鄰柱連接板帶的預制樓板單元構件中的相鄰柱連接板帶是相鄰兩柱之間整垮的長條形帶狀板，所述相鄰柱連接板帶以所連接的相鄰兩結構柱的截面形心連線為基線，其寬度大于等于該相鄰柱連接板帶所連接的相鄰兩結構柱的連接邊中的最大邊長；所述相鄰柱連接板帶在跨度方向配置有直通的底部配筋。

優(yōu)選地，所述包含有相鄰柱連接板帶的預制樓板單元構件分為B1型預制樓板單元構件、B2型預制樓板單元構件、B3型預制樓板單元構件和B4型預制樓板單元構件，其中，B1型預制樓板單元構件為以相鄰柱連接板帶為中心兩側具有相等寬度的常規(guī)樓板連接板帶；B2型預制樓板單元構件為以相鄰柱連接板帶為中心兩側具有不等寬度的常規(guī)樓板連接板帶；B3型預制樓板單元構件為以相鄰柱連接板帶為中心一側具有常規(guī)樓板連接板帶，另一側沒有常規(guī)樓板連接板帶；所述B4型預制樓板單元構件為以相鄰柱連接板帶為中心兩側均沒有常規(guī)樓板連接板帶；所述常規(guī)樓板連接板帶是包含有相鄰柱連接板帶的預制樓板單元構件中除相鄰柱連接板帶外的其他部分。上述B1-B4型預制樓板單元構件中，相鄰柱連接板帶是它們共有的結構，該相鄰柱連接板帶用于確保樓板最大應力部分為鋼筋連續(xù)且質(zhì)量保證的整體預制構件，在此基礎上，相鄰柱連接板帶兩側是否設置常規(guī)樓板連接板帶以及所設置的常規(guī)樓板連接板帶的寬度則根據(jù)樓板的具體結構而確定，實際施工中可靈活設計。

一種裝配式板柱結構樓板，該裝配式板柱結構樓板包括若干個包含有相鄰柱連接板帶的預制樓板單元構件，這些包含有相鄰柱連接板帶的預制樓板單元構件之間以及該包含有相鄰柱連接板帶的預制樓板單元構件與結構柱之間經(jīng)后澆混凝土連接帶連接，形成整體樓板；

或者包括若干個包含有相鄰柱連接板帶的預制樓板單元構件和若干個常規(guī)預制樓板單元構件，這些包含有相鄰柱連接板帶的預制樓板單元構件之間以及該包含有相鄰柱連接板帶的預制樓板單元構件與結構柱之間經(jīng)后澆混凝土連接帶連接、所述常規(guī)預制樓板單元構件之間以及該常規(guī)預制樓板單元構件與包含有相鄰柱連接板帶的預制樓板單元構件之間經(jīng)后澆混凝土連接帶連接，形成整體樓板；

所述包含有相鄰柱連接板帶的預制樓板單元構件中的相鄰柱連接板帶是相鄰兩柱之間整垮的長條形帶狀板，所述相鄰柱連接板帶以所連接的相鄰兩結構柱的截面形心連線為基線，其寬度大于等于該相鄰柱連接板帶所連接的相鄰兩結構柱的連接邊中的最大邊長；所述相鄰柱連接板帶在跨度方向配置有直通的底部配筋。

優(yōu)選地，所述包含有相鄰柱連接板帶的預制樓板單元構件包括B1型預制樓板單元構件、B2型預制樓板單元構件、B3型預制樓板單元構件和B4型預制樓板單元構件，其中，B1型預制樓板單元構件為以相鄰柱連接板帶為中心兩側具有相等寬度的常規(guī)樓板連接板帶；B2型預制樓板單元構件為以相鄰柱連接板帶為中心兩側具有不等寬度的常規(guī)樓板連接板帶；B3型預制樓板單元構件為以相鄰柱連接板帶為中心一側具有常規(guī)樓板連接板帶，另一側沒有常規(guī)樓板連接板帶；所述B4型預制樓板單元構件為以相鄰柱連接板帶為中心兩側均沒有常規(guī)樓板連接板帶；所述常規(guī)樓板連接板帶是包含有相鄰柱連接板帶的預制樓板單元構件中除相鄰柱連接板帶外的其他部分。

一種裝配式板柱結構的樓板單元構件，該樓板單元構件為一種包含有相鄰柱連接板帶的預制樓板單元構件，所述包含有相鄰柱連接板帶的預制樓板單元構件中的相鄰柱連接板帶是相鄰兩柱之間整垮的長條形帶狀板，所述相鄰柱連接板帶以所連接的相鄰兩結構柱的截面形心連線為基線，其寬度大于等于該相鄰柱連接板帶所連接的相鄰兩結構柱的連接邊中的最大邊長；所述相鄰柱連接板帶在跨度方向配置有直通的底部配筋，該底部配筋在連接結合面預留有能足夠錨入支座的長度。

優(yōu)選地，所述包含有相鄰柱連接板帶的預制樓板單元構件包括B1型預制樓板單元構件、B2型預制樓板單元構件、B3型預制樓板單元構件和B4型預制樓板單元構件，其中，B1型預制樓板單元構件為以相鄰柱連接板帶為中心兩側具有相等寬度的常規(guī)樓板連接板帶；B2型預制樓板單元構件為以相鄰柱連接板帶為中心兩側具有不等寬度的常規(guī)樓板連接板帶；B3型預制樓板單元構件為以相鄰柱連接板帶為中心一側具有常規(guī)樓板連接板帶，另一側沒有常規(guī)樓板連接板帶；所述B4型預制樓板單元構件為以相鄰柱連接板帶為中心兩側均沒有常規(guī)樓板連接板帶；所述常規(guī)樓板連接板帶是包含有相鄰柱連接板帶的預制樓板單元構件中除相鄰柱連接板帶外的其他部分。

優(yōu)選地，在所述B1型預制樓板單元構件中，位于相鄰柱連接板帶兩側的常規(guī)樓板連接板帶的端面設有45°的切角，這樣當將四個B1型預制樓板單元構件連接在結構柱的四個側面處時，相鄰柱連接板帶的端部就可以更加接近結構柱，B1型預制樓板單元構件的相鄰柱連接板帶能直接與柱帽連接。

優(yōu)選地，所述包含有相鄰柱連接板帶的預制樓板單元構件中的常規(guī)樓板連接板帶是肋形預制板或實心普通預制板。肋形預制板包括密肋復合結構板、雙向肋形板、單向肋形板、空心板等。

優(yōu)選地，所述包含有相鄰柱連接板帶的預制樓板單元構件中相鄰柱連接板帶的配筋采用通長暗梁式，或局部暗梁式(即在兩端配置為暗梁、中間為板式)或全板式；該設計配筋可根據(jù)建筑抗震、使用及荷載情況進行合理選用，以達到經(jīng)濟性與安全性統(tǒng)一。

優(yōu)選地，所述包含有相鄰柱連接板帶的預制樓板單元構件和常規(guī)預制樓板單元構件為預應力預制樓板單元構件；即這些預制樓板單元構件在預制時施加以預應力，這樣可以減少鋼筋用量和減少樓板撓度。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下有益效果：

(1)本發(fā)明公開的裝配式板柱結構樓板及其劃分方法以及樓板單元構件中，引入了一個板柱結構新概念——“相鄰柱連接板帶”，給出了板柱結構的包含相鄰柱連線板帶的預制樓板單元構件，所述相鄰柱連接板帶的鋼筋整跨直通，從而對板柱結構中最重要且受力最復雜的部位進行整體預制，提高了裝配式板柱結構的可靠性、安全性；而現(xiàn)有技術中位于相鄰兩結構柱之間的相鄰柱連接板帶為非整垮結構，即把相鄰柱連線板帶分為二個預制單元，且其連接節(jié)點在應力比較大的地方，增加連接節(jié)點的施工難度，增加造價；安全度相對較低。

(2)本發(fā)明的裝配式板柱結構樓板及其劃分方法以及樓板單元構件適用于所有板柱結構，且具有目前技術不可類比的結構合理性和經(jīng)濟性：本發(fā)明的裝配式板柱結構樓板，結構的力傳遞直接簡單，施工簡單--只有少量的現(xiàn)場鋼筋和后澆混凝土，沒有“IMS”體系的預應力摩擦節(jié)點的整體預應力裝配式板柱結構施工復雜的現(xiàn)場預應力鋼絲張拉工作以及連接預應力對結構帶來的“副作用”--附加應力；此外，在施工和設計過程中，只遵從鋼筋混凝土結構的有關規(guī)定，降低了設計的復雜程度，減少了設計人員的工作量。本發(fā)明當采用預應力預制樓板時，可以有效相對減少板厚度，減少撓度，又能節(jié)省找平層，在節(jié)省工作量和工程量同時，還能進一步減輕重量，簡單的現(xiàn)場施工又能實現(xiàn)預應力結構，從而實現(xiàn)經(jīng)濟性，這些都是目前技術(包括現(xiàn)澆混凝土板柱結構)無法類比的。

(3)本發(fā)明的裝配式板柱結構樓板及其劃分方法以及樓板單元構件，通過合理劃分組合使裝配的連接節(jié)點盡可能設置在應力最小的地方，通過連接節(jié)點的后澆混凝土強度不低于原連接構件強度，所選擇的劃分連接結合面處的抗剪、抗壓、抗拉等應力很容易滿足，從而達到安全儲備高，達到“強節(jié)點、弱構件”的結構設計要求，抗震性能良好。

(4)本發(fā)明的裝配式板柱結構樓板，通過整厚板預制，實現(xiàn)高預制率和裝配率，本發(fā)明所述預制樓板單元構件預制率高，樓板構件預制率大于80％，能達到《GB/T51129-2015》要求的樓板預制率的最高標準。

(5)本發(fā)明提供了標準化的板柱(無梁樓板)結構的樓板劃分出標準，為設計提供方便，為預制構件單元模塊化的生產(chǎn)和標準化安裝提供可實施性。

(6)本發(fā)明為板柱結構裝配式提供一種新的技術方案，使板柱結構裝配式施工既滿足安全可靠、同時具有造價經(jīng)濟、施工方便，為大范圍推廣板裝配式柱結構提供技術基礎；在這之前除了少量采用“IMS”體系的預應力摩擦節(jié)點的整體預應力裝配式板柱結構外，很少裝配式板柱結構。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1的樓板劃分平面圖。

圖2為本發(fā)明實施例2的樓板劃分平面圖。

圖3為本發(fā)明實施例3的樓板劃分平面圖。

圖4為本發(fā)明實施例4的樓板劃分平面圖。

圖5為實施例1、2和4中常規(guī)預制樓板單元構件的透視圖。

圖6為實施例1中B1型預制樓板單元構件的透視圖。

圖7為實施例2和4中帶切角的B1型預制樓板單元構件的透視圖。

圖8為實施例1中B2型預制樓板單元構件的透視圖。

圖9為實施例3中B3型預制樓板單元構件的透視圖。

圖10為肋形結構的B3型預制樓板單元構件的透視圖。

圖11(a)和圖11(b)圖為1的A-A剖面圖(節(jié)點沒有澆筑混凝土)，其中圖11(a)為總剖面示意圖，圖11(b)為剖面節(jié)點大樣圖。

圖12為圖1和圖2的B-B剖面圖(節(jié)點沒有澆筑混凝土)。

圖13(a)和圖13(b)為圖1和圖2的C-C剖面圖(節(jié)點沒有澆筑混凝土)，其中圖13(a)為總剖面示意圖，圖13(b)為剖面節(jié)點大樣圖。

圖14為圖1和圖2的D-D剖面圖(節(jié)點沒有澆筑混凝土)。

圖15(a)和圖15(b)為圖3的E-E剖面圖(節(jié)點沒有澆筑混凝土)，其中圖15(a)為總剖面示意圖，圖15(b)為剖面節(jié)點大樣圖。

圖16(a)和圖16(b)為圖3的F-F剖面圖(節(jié)點沒有澆筑混凝土)，其中圖16(a)為總剖面示意圖，圖16(b)為剖面節(jié)點大樣圖。

圖中附圖標記：1-常規(guī)預制樓板單元構件，2-B1型預制樓板單元構件，2a-B2型預制樓板單元構件，3-B3型預制樓板單元構件，4-相鄰柱連接板帶，5-結構柱，6-后澆混凝土連接帶，7-相鄰柱連接板帶的底部配筋；L-結構柱連線之間板帶寬度，b-結構柱的截面寬度，h-樓板厚度。

具體實施方式

下面結合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。

實施例1

本實施例的裝配式板柱結構樓板及其劃分方法以及樓板單元構件按以下方式實施：

如圖1、圖5-6、圖8和圖11-14所示，所述裝配式板柱結構樓板包括(劃分為)若干個包含有相鄰柱連接板帶4的預制樓板單元構件和若干個常規(guī)預制樓板單元構件1，這些包含有相鄰柱連接板帶4的預制樓板單元構件之間以及該包含有相鄰柱連接板帶4的預制樓板單元構件與結構柱5之間經(jīng)后澆混凝土連接帶6連接、所述常規(guī)預制樓板單元構件1之間以及該常規(guī)預制樓板單元構件1與包含有相鄰柱連接板帶4的預制樓板單元構件之間經(jīng)后澆混凝土連接帶6連接，形成板柱結構樓板。所述后澆混凝土連接帶6處形成連接節(jié)點。

如圖1、圖5-6、圖8和圖11-14所示，所述包含有相鄰柱連接板帶4的預制樓板單元構件中的相鄰柱連接板帶4是相鄰兩柱之間整垮的長條形帶狀板，所述相鄰柱連接板帶4以所連接的相鄰兩結構柱5的截面形心連線為基線，其寬度大于該相鄰柱連接板帶4所連接的相鄰兩結構柱5的連接邊中的最大邊長；所述相鄰柱連接板帶4在跨度方向配置有直通的底部配筋7，該底部配筋7在連接結合面預留有能足夠錨入支座的長度。

如圖1、圖5-6、圖8和圖11-14所示，所述包含有相鄰柱連接板帶4的預制樓板單元構件包括B1型預制樓板單元構件2和B2型預制樓板單元構件2a，其中，所述B1型預制樓板單元構件2為以相鄰柱連接板帶4為中心兩側具有相等寬度的常規(guī)樓板連接板帶；所述B2型預制樓板單元構件2a為以相鄰柱連接板帶4為中心兩側具有不等寬度的常規(guī)樓板連接板帶；所述常規(guī)樓板連接板帶是包含有相鄰柱連接板帶4的預制樓板單元構件中除相鄰柱連接板帶4外的其他部分。

參見圖11(b)，本實施例中，部分(即圖1所示水平向放置的)相鄰柱連接板帶4的配筋為局部暗梁式(即在兩端配置為暗梁、中間為板式)；參見圖13(b)，部分(即圖1所示豎向放置的)相鄰柱連接板帶4的配筋采用通長暗梁式。

參見圖5，所述常規(guī)預制樓板單元構件1為現(xiàn)有技術中普通的預制樓板單元構件(注：該圖只是其中一種形式，其可以是實心普通預制樓板或空心樓板或肋形板等)。

本實施例上面未提到的其他實施方式，根據(jù)實際工程情況，其結構配筋、板厚、連接處的寬度和柱帽尺寸及其配筋按有關設計規(guī)范進行設計。

實施例2

如圖2、圖5、圖7和圖12-14所示，本實施例與實施例1相比的不同之處在于，本實施例中，所述B1型預制樓板單元構件2中，位于相鄰柱連接板帶4兩側的常規(guī)樓板連接板帶的端面設有45°的切角。且本實施例中沒有B2型預制樓板單元構件2a。

參見圖13(b)，本實施例中，相鄰柱連接板帶4的配筋采用通長暗梁式；并且其底部配筋7施加預應力，變成預應力預制樓板單元構件。

本實施上述以外的其他實施方式參照實施例1進行。

實施例3

如圖3、圖9-10和圖15-16所示，本實施例與實施例1相比的不同之處在于，本實施例中，所述裝配式板柱結構樓板包括(劃分為)若干個包含有相鄰柱連接板帶4的預制樓板單元構件，這些包含有相鄰柱連接板帶4的預制樓板單元構件之間以及該包含有相鄰柱連接板帶4的預制樓板單元構件與結構柱5之間經(jīng)后澆混凝土連接帶6連接，形成整體樓板。本實施例中沒有采用常規(guī)預制樓板單元構件1。

參見圖3和圖16，所述包含有相鄰柱連接板帶4的預制樓板單元構件為B3型預制樓板單元構件3，該B3型預制樓板單元構件3為以相鄰柱連接板帶4為中心一側具有常規(guī)樓板連接板帶，另一側沒有常規(guī)樓板連接板帶。具體地，所述相鄰柱連接板帶4以所連接的相鄰兩結構柱5的截面形心連線為中心，寬度L＝3h+b。

參圖15(b)，所述相鄰柱連接板帶4的配筋采用通長暗梁式；并且其底部配筋7施加預應力，變成預應力預制樓板單元構件。

參見圖10，所述包含有相鄰柱連接板帶4的預制樓板單元構件中的常規(guī)樓板連接板帶是雙向肋形預制板。同理也可采用肋形預制板，包括密肋復合結構板、單向肋形板、空心板結構形式的板等。

本實施上述以外的其他實施方式參照實施例1進行。

實施例4

參見圖4，本實施例進一步說明本發(fā)明的裝配式板柱結構樓板及其劃分方法以及樓板單元構件適用于各種類型的板柱構件體系。

本實施例中，所述裝配式板柱結構樓板包括(劃分為)若干個包含有相鄰柱連接板帶4的預制樓板單元構件和若干個常規(guī)預制樓板單元構件1。所述包含有相鄰柱連接板帶4的預制樓板單元構件既有帶切角的B1型預制樓板單元構件2，還有B2型預制樓板單元構件2a和B3型預制樓板單元構件3，本實施例包括上述實施例1、實施例2和實施例3的所有樓板形式，并有不規(guī)則柱網(wǎng)和異形的多邊形預制樓板單元構件，其他結構形式與上述實施例1、實施例2和實施例3相似。

上述為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述內(nèi)容的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。