本發(fā)明涉及一種建筑工程領(lǐng)域中的預(yù)制樓板構(gòu)件，更具體講是一種適用于多層或高層鋼結(jié)構(gòu)工程的鋼筋桁架夾芯預(yù)制樓板，也可以作為內(nèi)隔板、外墻板、板跨3.0米左右的短跨承載板或長(zhǎng)跨非承載屋頂板使用的。

背景技術(shù)：

目前，建筑工程中的樓板大體分為兩大類——預(yù)制樓板和現(xiàn)澆樓板。但傳統(tǒng)的兩種樓板都在使用過程中慢慢地暴露出各自的缺點(diǎn)和不足。

多年來預(yù)制樓板在技術(shù)上并未出現(xiàn)較大的改變和改進(jìn)，基本上還是以帶有空心孔洞的混凝土樓板為主。此種混凝土樓板存在的主要缺點(diǎn)是：板沉、笨重、抗震性差、不隔音、不保溫、需要多次吊裝和轉(zhuǎn)運(yùn)、人工安裝困難（單塊板一般都在350公斤以上，位置微調(diào)時(shí)不方便挪動(dòng)），而且相鄰樓板之間由于完全獨(dú)立、缺少可靠的連接，裝配后容易出現(xiàn)板縫，影響美觀、整體性差。

對(duì)于現(xiàn)澆樓板來說，現(xiàn)場(chǎng)立模、現(xiàn)場(chǎng)澆注，雖然省去了多次吊裝和轉(zhuǎn)運(yùn)的麻煩，但是需要在現(xiàn)場(chǎng)有限的場(chǎng)地內(nèi)搭建大量的腳手架、方木和木模板，手工支模過程繁瑣、勞動(dòng)強(qiáng)度大、費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，隨著勞動(dòng)力成本的大幅提高，這種方式越來越不經(jīng)濟(jì)，且浪費(fèi)大量木材資源。

近幾年來，鋼結(jié)構(gòu)框架式建筑越來越多，即首先將作為主支撐的鋼柱、鋼梁安裝到位，后續(xù)安裝的樓板、內(nèi)墻板、外墻板與鋼柱、鋼梁再進(jìn)行連接和固定。于是就出現(xiàn)了一種代替?zhèn)鹘y(tǒng)木模板的波紋鋼板現(xiàn)澆樓板：即將波紋鋼板放置于鋼梁上，直接利用波紋鋼板作為樓模板，同時(shí)又作為樓板的底部鋼筋。雖然波紋鋼板現(xiàn)澆樓板可以省去傳統(tǒng)木模板以及拆模的麻煩，但是樓板底部外露的波紋鋼板不美觀、難上涂料；結(jié)構(gòu)防火性能差，鋼板一旦受熱后樓板承載力就大大降低；另外，隨著鋼板銹蝕還存在鋼筋減損的問題。因此，這種波紋鋼板現(xiàn)澆樓板在使用上大大受限，目前只在小規(guī)模改造工程和裝修工程中使用，未能大量推廣到多層、高層鋼結(jié)構(gòu)工程中。

目前在多層、高層鋼結(jié)構(gòu)工程中，最廣泛使用的現(xiàn)澆混凝土樓板立模板技術(shù)，是一種叫做“鋼筋桁架樓承板”的技術(shù)，也是與發(fā)明最接近的現(xiàn)有技術(shù)。鋼筋桁架樓承板的核心構(gòu)件是三角鋼筋桁架，即由一根上主筋、兩根下主筋沿水平縱向延伸布置、所擺放成的橫截面為三角形的構(gòu)件。換句話說，就是三根主筋之間形成了一個(gè)水平底面和兩個(gè)傾斜側(cè)面，在兩個(gè)傾斜側(cè)面上設(shè)置有縱向連續(xù)彎成波浪線延伸的斜筋、并與上、下主筋焊接。而鋼筋桁架樓承板就是將焊接好的三角鋼筋桁架三個(gè)為一組，以均布的方式將三個(gè)三角鋼筋桁架的水平底面固定焊接于一塊薄鍍鋅鋼板上，即構(gòu)成一塊60公分寬、長(zhǎng)度可任意設(shè)定的鋼模板，將鋼筋桁架樓承板固定于鋼梁上，然后直接澆筑混凝土料漿。與上述波紋鋼板現(xiàn)澆樓板相比，鋼筋桁架樓承板底部的薄鍍鋅鋼板是平板，且只起臨時(shí)支撐混凝土的作用，在樓板混凝土凝固后薄鍍鋅鋼板就失去作用，因?yàn)闃前鍍?nèi)的三角鋼筋桁架正好構(gòu)成了樓板要求的配筋，已能滿足承載要求。因此，底部的薄鍍鋅鋼板可以在樓板混凝土凝固后進(jìn)行拆除。另外，三角鋼筋桁架可以通過自動(dòng)焊機(jī)連續(xù)焊接，加工精度高、效率高、經(jīng)濟(jì)性好。同時(shí)，鋼筋桁架樓承板作為目前多層、高層鋼結(jié)構(gòu)工程中主流的立模方式，節(jié)省了大量的立模板和人工費(fèi)用，也節(jié)省了大量的木材資源。不足之處在于：人工拆除薄鍍鋅鋼板需要耗費(fèi)一定的人力，而且拆下來的鍍鋅鋼板多數(shù)嚴(yán)重變形，所以只能當(dāng)廢品回爐再處理，這也造成一個(gè)新的浪費(fèi)。

單純從結(jié)構(gòu)重量來比較，不管是樓板或是墻板，在同幅面、等厚度的前提下大多是現(xiàn)澆板的重量大于預(yù)制板（例如最通用的辦公樓、住宅現(xiàn)澆板厚度是10公分，自重每平方240公斤，而普通預(yù)制板一般在170-180公斤/平米），因此在減輕結(jié)構(gòu)重量方面現(xiàn)澆板并無優(yōu)勢(shì)，而且目前現(xiàn)澆板的施工工藝中也并無減輕結(jié)構(gòu)重量的可行方法。在目前國(guó)家大力推行節(jié)能、環(huán)保的裝配式建筑的背景下，在建筑樓板這個(gè)領(lǐng)域，唯有改進(jìn)預(yù)制樓板的工藝，減輕樓板的自重，改善樓板的裝配性能才是技術(shù)創(chuàng)新的方向，這也是本發(fā)明的動(dòng)因所在。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的正是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足之處而提供一種鋼筋桁架夾芯預(yù)制樓板。本發(fā)明具有自重輕、成本低、易定位、安裝效率高、環(huán)保、節(jié)約成本、連接可靠、抗震性能強(qiáng)以及隔音、保溫、整體美觀等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的目的可通過下述技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明的鋼筋桁架夾芯預(yù)制樓板是由自下而上疊置的下硬質(zhì)材料層、水泥聚苯夾芯層和上硬質(zhì)材料層構(gòu)成的層狀結(jié)構(gòu)夾芯板；在所述下硬質(zhì)材料層和上硬質(zhì)材料層內(nèi)均平鋪有鋼絲網(wǎng)片（目的是防裂以及加強(qiáng)表層剛度），在所述水泥聚苯夾芯層里包裹有若干組沿縱長(zhǎng)方向延伸的三角鋼筋桁架，在水泥聚苯夾芯層左、右兩側(cè)面上設(shè)置有縱向延伸、且相互匹配的凸榫、凹槽（在現(xiàn)場(chǎng)裝配時(shí)可實(shí)現(xiàn)相鄰兩塊夾芯板的快速定位和快速拼接，而且在拼接縫處采用水泥基粘接材料處理后密封效果好）；所述三角鋼筋桁架是由一根上主筋與兩根下主筋布置在三角形頂點(diǎn)位置、并通過呈波浪線縱向延伸的兩組斜筋連接上、下主筋形成的桁架單元；其中，下主筋貼放在下硬質(zhì)材料層上表面，上主筋內(nèi)嵌在水泥聚苯夾芯層與上硬質(zhì)材料層之間的結(jié)合縫處。

本發(fā)明中所述上主筋被上硬質(zhì)材料層包裹的面積大于被水泥聚苯夾芯層包裹的面積（便于聯(lián)合承受壓力）。

本發(fā)明中所述上硬質(zhì)材料層的厚度大于下硬質(zhì)材料層的厚度，所述水泥聚苯夾芯層的厚度大于上硬質(zhì)材料層的厚度。

本發(fā)明中所述鋼絲網(wǎng)片的寬度與上、下硬質(zhì)材料層的寬度均相等。

本發(fā)明中所述三角鋼筋桁架的數(shù)量為三組。

本發(fā)明中所述凸榫和凹槽的數(shù)量均為一個(gè)。

本發(fā)明中所述凸榫和凹槽的截面形狀為梯形（具有拔模斜度，相鄰兩塊夾芯板組裝時(shí)凸榫和凹槽容易組配，便于快速定位）。

本發(fā)明中所述凸榫和凹槽的截面形狀為半圓弧狀（相鄰兩塊夾芯板組裝時(shí)凸榫和凹槽容易組配，便于快速定位，對(duì)應(yīng)的弧狀模具容易加工）。

本發(fā)明的設(shè)計(jì)原理如下：

從上述結(jié)構(gòu)可以看出，位于中間層的水泥聚苯夾芯層在夾芯板的結(jié)構(gòu)厚度上占主體(下硬質(zhì)材料層的厚度為5mm～10mm，上硬質(zhì)材料層的厚度為10mm～20mm，中間層的水泥聚苯夾芯層的厚度80mm～150mm)，即占夾芯板板體積的比例較大，而中間層是由比重小的聚苯顆粒與水泥料漿混合后形成的混合料漿澆注成型而來(混合料漿的密度約為每立方米250公斤)，與傳統(tǒng)單純混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋桁架樓承板相比，樓板的自重大大減輕。同時(shí)，聚苯顆粒取自廢棄的聚苯板，廢物二次利用，節(jié)約成本、保護(hù)環(huán)境；而且聚苯顆粒具有良好的保溫效果和隔音效果。在本發(fā)明的鋼筋桁架夾芯預(yù)制樓板的兩側(cè)開設(shè)有沿縱向延伸、且形狀和尺寸相匹配凸榫和凹槽，這樣在現(xiàn)場(chǎng)裝配時(shí)相鄰兩塊夾芯板之間可實(shí)現(xiàn)快速定位和快速拼接，安裝效率高。同時(shí)，由于夾芯預(yù)制樓板的上、下層硬質(zhì)材料層中鋪設(shè)有可以防裂和加強(qiáng)表面剛度的鋼絲網(wǎng)片，再加上在相鄰樓板快速定位后可以對(duì)拼接縫處采用水泥基粘接材料進(jìn)行密封處理，以及上下硬質(zhì)材料層的外表面容易刷抹涂料進(jìn)行后期裝飾，因此本發(fā)明不僅解決了傳統(tǒng)的板縫問題，而且樓板的整體板面美觀。本發(fā)明是以多組三角鋼筋桁架作為承載主體的輕質(zhì)樓板，在樓板放置在鋼梁基體后，可以很容易敲出貼放在樓板下硬質(zhì)材料層上表面的下主筋，并將鋼筋點(diǎn)焊在鋼梁基體上進(jìn)行定位和固定，解決了傳統(tǒng)樓板在鋼梁上無法定位的難題，連接可靠、承載能力強(qiáng)、抗震性能大大提高。

本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明具有自重輕、成本低、易定位、安裝效率高、環(huán)保、節(jié)約成本、連接可靠、抗震性能強(qiáng)以及隔音、保溫、整體美觀等優(yōu)點(diǎn)。

更具體講，目前的現(xiàn)澆樓板重量普遍大于240公斤/平米，預(yù)制樓板重量一般都大于170公斤/平米，而本發(fā)明的鋼筋桁架夾芯預(yù)制樓板的重量做到70公斤-100公斤/平米，考慮到多層鋼結(jié)構(gòu)中的鋼結(jié)構(gòu)柱、梁主體框架的重量一般在每平方米建筑面積100公斤以內(nèi)，樓板重量每平方米減輕140公斤以上意味著建筑總體重量大大減輕，建筑成本也相應(yīng)大幅減少。相比于通常的預(yù)制板，由于重量不到普通混凝土預(yù)制板的一半，很適合建筑工地多次拆卸、安裝使用；同時(shí)在災(zāi)后重建中，適合大批量運(yùn)輸，快速新建住宅。

附圖說明

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)一的橫剖視圖。

圖2是本發(fā)明的縱剖視圖。

圖3是本發(fā)明中三角鋼筋桁架的橫剖主視圖。

圖4是圖3的左視圖。

圖5是本發(fā)明結(jié)構(gòu)二的橫剖視圖。

圖中序號(hào)：1、下硬質(zhì)材料層，2、水泥聚苯夾心層，3、上硬質(zhì)材料層，4、鋼絲網(wǎng)片，5、三角鋼筋桁架，6、凹槽，7、凸榫，8、上主筋，9、下主筋，10、斜筋。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明以下將結(jié)合實(shí)施例（附圖）作進(jìn)一步描述：

實(shí)施例一

如圖1～圖4所示，本發(fā)明的鋼筋桁架夾芯預(yù)制樓板是由自下而上疊置的下硬質(zhì)材料層1、水泥聚苯夾芯層2和上硬質(zhì)材料層3構(gòu)成的層狀結(jié)構(gòu)夾芯板；在所述下硬質(zhì)材料層1和上硬質(zhì)材料層3內(nèi)均平鋪有鋼絲網(wǎng)片4（目的是防裂以及加強(qiáng)表層剛度），在所述水泥聚苯夾芯層2里包裹有若干組沿縱長(zhǎng)方向延伸的三角鋼筋桁架5，在水泥聚苯夾芯層2左、右兩側(cè)面上設(shè)置有縱向延伸、且相互匹配的凸榫7、凹槽6（在現(xiàn)場(chǎng)裝配時(shí)可實(shí)現(xiàn)相鄰兩塊夾芯板的快速定位和快速拼接，而且在拼接縫處采用水泥基粘接材料處理后密封效果好）；所述三角鋼筋桁架5是由一根上主筋8與兩根下主筋9布置在三角形頂點(diǎn)位置、并通過呈波浪線縱向延伸的兩組斜筋10連接上、下主筋8、9形成的桁架單元；其中，下主筋9貼放在下硬質(zhì)材料層1上表面，上主筋8內(nèi)嵌在水泥聚苯夾芯層2與上硬質(zhì)材料層3之間的結(jié)合縫處。

本發(fā)明中所述上主筋8被上硬質(zhì)材料層3包裹的面積大于被水泥聚苯夾芯層2包裹的面積（便于聯(lián)合承受壓力）。

本發(fā)明中所述上硬質(zhì)材料層3的厚度大于下硬質(zhì)材料層1的厚度，所述水泥聚苯夾芯層2的厚度大于上硬質(zhì)材料層3的厚度。

本發(fā)明中所述鋼絲網(wǎng)片4的寬度與上、下硬質(zhì)材料層3、1的寬度均相等。

本發(fā)明中所述三角鋼筋桁架5的數(shù)量為三組。

本發(fā)明中所述凸榫7和凹槽6的數(shù)量均為一個(gè)。

本發(fā)明中所述凸榫7和凹槽6的截面形狀為梯形（具有拔模斜度，相鄰兩塊夾芯板組裝時(shí)凸榫7和凹槽6容易組配，便于快速定位）。

實(shí)施例二

本實(shí)施例與實(shí)施例一的不同之處僅僅在于：所述凸榫7和凹槽6的截面形狀為半圓弧狀（相鄰兩塊夾芯板組裝時(shí)凸榫7和凹槽6容易組配，便于快速定位，對(duì)應(yīng)的弧狀模具容易加工）。

本發(fā)明的具體使用過程為：

本發(fā)明的鋼筋桁架夾芯預(yù)制樓板可以作為室內(nèi)樓板，也可以作為內(nèi)隔板、外墻板。使用過程中的操作非常簡(jiǎn)單，以樓板為例：首先，將若干塊本發(fā)明的夾芯板運(yùn)送、并放置到對(duì)應(yīng)需要安裝的位置，使前后每相鄰兩塊夾芯板的凸榫7、凹槽6相互卡鉗、進(jìn)行拼接；然后，在樓板定位后，在需要與鋼梁基體連接的位置敲出下硬質(zhì)材料層1中鋼絲網(wǎng)片4以及下主筋9，與鋼梁基體點(diǎn)焊在一起，于是夾芯板就與鋼梁基體非常結(jié)實(shí)地固定為一個(gè)整體，這樣就輕松解決了普通預(yù)制板無法在鋼梁基體定位的難題，而且大大增強(qiáng)了夾芯板在使用過程中的抗震性能；定位固定之后，在相鄰?qiáng)A芯板的拼接縫處灌注水泥基粘接材料，完成拼縫的密封和粘接，便于在后期裝修過程中對(duì)樓板下表面涂刷涂料、對(duì)上表面鋪設(shè)地板等。

另外通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，本發(fā)明還可以作為板跨3.0米左右的的短跨承載板或長(zhǎng)跨非承載屋頂板使用：在鋼結(jié)構(gòu)工程中，通過設(shè)置鋼次梁很容易滿足樓板的跨度要求。以寬60cm、長(zhǎng)360cm、高10cm的鋼筋桁架夾芯預(yù)制樓板為例，在水泥聚苯夾芯層2中布置有三組三角鋼筋桁架5，三角鋼筋桁架5的高度為8.5cm，上主筋8的直徑為ф10mm，下主筋9的直徑為ф8mm，上、下主筋8、9均為ⅲ級(jí)鋼筋，下硬質(zhì)材料層1的厚度為5mm，上硬質(zhì)材料層3的厚度為15mm，實(shí)測(cè)板重175公斤，即每平米約重80公斤。在該鋼筋桁架夾芯預(yù)制樓板上先加了700公斤均布荷載，實(shí)測(cè)撓度小于2cm，此時(shí)每平米均布荷載325公斤，而一般樓板設(shè)計(jì)荷載值為200公斤/平米。從簡(jiǎn)單的荷載試驗(yàn)看來，鋼筋桁架夾芯預(yù)制樓板的承載能力完全滿足要求，且在達(dá)到每平米恒載325公斤時(shí)，板仍未有任何破壞的跡象，且板有很好的彈性。與普通預(yù)制板相比略有差異的是，變形量（即板中部撓度）稍大，在700公斤總荷載時(shí)撓度接近2cm，這主要是由于鋼筋桁架夾芯預(yù)制樓板的主體是鋼筋桁架加輕質(zhì)夾芯層，所以受力時(shí)變形量較大。如果同樣的板，跨度改為2.4米，則在同樣的均布荷載下，根據(jù)板的彈性理論，撓度將變?yōu)?.6米跨度時(shí)的五分之一，即撓度將減為小于4mm，即小于板長(zhǎng)千分之二的變形量，這就完全滿足板的承載力和撓度要求。因此，對(duì)本實(shí)驗(yàn)板來說，作為2.4米跨的承載板已足夠，如果要增大跨度，側(cè)可以通過加大鋼筋直徑，適當(dāng)增加板厚來實(shí)現(xiàn)?？傮w來說，本發(fā)明比較適合于作為3.0米左右的短跨承載板或6.0米以內(nèi)的長(zhǎng)跨非承載屋頂板使用。

本發(fā)明的鋼筋桁架夾芯預(yù)制樓板利用水平放置的模板在工廠內(nèi)進(jìn)行澆筑成型，具體制作過程如下：

（1）組拼鋼模板：由底膜、側(cè)模和端模組拼鋼模板，形成橫截面如圖1所示的澆注成型內(nèi)腔。其中，底模必須水平放置，以保證各層材料厚度均勻；在側(cè)模成型面板壓制有用于夾芯樓板的凸榫7、凹槽6成型的凹狀弧面、凸?fàn)罨∶妗?/p>

(2)組焊三角鋼筋桁架：三角鋼筋桁架5的結(jié)構(gòu)詳見圖3、圖4，采用自動(dòng)焊機(jī)將斜筋10與上主筋8、下主筋9連續(xù)焊接而形成三角鋼筋桁架。

（3）布筋：鋼模板組拼完畢后，首先在成型腔的底部鋪設(shè)鋼絲網(wǎng)片4，然后在鋼絲網(wǎng)片4上擺放三角鋼筋桁架5，三角鋼筋桁架5應(yīng)在兩端固定，以保證澆筑時(shí)不移動(dòng)位置。一般夾芯樓板的寬度為60cm，擺放三組高8.5cm～15cm鋼筋桁架即可。

（4）澆筑下硬質(zhì)材料層：采用水泥基灌漿材料澆筑下硬質(zhì)材料層1，一般底層澆筑厚度5mm至10mm，起鋼筋保護(hù)層作用，同時(shí)便于后期涂刷涂料。

（5）澆筑水泥聚苯夾芯層：待下硬質(zhì)材料層1初凝后，在下硬質(zhì)材料層1的上方空腔中澆注由比重小的聚苯顆粒與水泥料漿混合后形成的混合料漿，澆筑高度為料漿基本淹沒三角鋼筋桁架5，三角鋼筋桁架5中上主筋8頂部露出部分略大于的上主筋8的半徑，形成水泥聚苯夾芯層2。

（6）澆筑上硬質(zhì)材料層：待水泥聚苯夾芯層2初凝后，在水泥聚苯夾芯層2的上表面鋪設(shè)鋼絲網(wǎng)片4，然后澆注水泥基灌漿材料，澆筑料漿的上表面與鋼模板的側(cè)模、端模頂面平齊，凝固后上硬質(zhì)材料層3的厚度一般定為10mm～20mm。其中，上主筋8同時(shí)被上硬質(zhì)材料層3和下硬質(zhì)材料層1包裹，便于聯(lián)合承受壓力。

（7）養(yǎng)護(hù)、庫(kù)存、使用：常溫下養(yǎng)護(hù)三天即可庫(kù)存堆放，十五日就可投入使用。