[发明专利]一种全预制装配式钢-混组合楼盖体系及设计计算方法

权利要求书

1.一种全预制装配式钢-混组合楼盖体系，其特征在于包括预制混凝土楼板（1）、H型钢梁（2）、梁板UHPC榫卯连接节点（3）和板板UHPC榫卯连接节点（4），其中：

所述预制混凝土楼板（1）的两侧沿板厚方向开有抗剪槽孔（11）；

所述H型钢梁（2）上翼缘上焊接有栓钉连接件（21）；

两预制混凝土楼板（1）与H型钢梁（2）之间采用梁板UHPC榫卯连接节点（3）连接，两预制混凝土楼板（1）搁置在上翼缘两侧，预制混凝土楼板（1）在与H型钢梁（2）连接侧横向钢筋（12）不伸出，连接区域内设置有后置钢筋架（5），后置钢筋架（5）两端分别伸入两预制混凝土楼板（1）的抗剪槽孔（11）内，并且连接区域内H型钢梁（2）上翼缘上以及抗剪槽孔（11）内浇筑UHPC形成第一连接块（31）；

相邻两预制混凝土楼板（1）之间采用板板UHPC榫卯连接节点（4）连接，预制混凝土楼板（1）在与相邻预制混凝土楼板（1）连接侧横向钢筋（12）伸出并相互搭接绑扎，连接区域内设置有后置钢筋架（5），后置钢筋架（5）两端分别伸入两预制混凝土楼板（1）的抗剪槽孔（11）内，连接区域内预制混凝土楼板（1）之间以及抗剪槽孔（11）内浇筑UHPC形成第二连接块（41）；

所述抗剪槽孔（11）为T型槽孔，T型槽孔在板面方向为T型，第一连接块（31）、第二连接块（41）两侧分布有T型UHPC抗剪键（32）；

所述后置钢筋架（5）为四边形环形钢筋架，四边形环形钢筋架横向站立放置。

2.根据权利要求1所述的楼盖体系，其特征在于，

所述T型槽孔为盲孔，在板厚方向不贯通板厚。

3.根据权利要求1所述的楼盖体系，其特征在于，

所述栓钉连接件（21）在所述H型钢梁（2）上翼缘上纵向设置两排，栓钉连接件（21）与所述抗剪槽孔（11）位置对应，两排栓钉连接件（21）分别靠近对应预制混凝土楼板（1）的抗剪槽孔（11）。

4.根据权利要求3所述的楼盖体系，其特征在于，

所述梁板UHPC榫卯连接节点（3）连接区域内还设置有后置贯穿纵筋（6），后置贯穿纵筋（6）从所述后置钢筋架（5）中穿过。

5.根据权利要求4所述的楼盖体系，其特征在于，

所述后置贯穿纵筋（6）设置两根，呈上下布置在两排栓钉连接件（21）之间。

6.根据权利要求1所述的楼盖体系，其特征在于，

所述后置钢筋架（5）在所述栓钉连接件（21）的一侧布置一个，或在所述栓钉连接件（21）的两侧对称各布置一个。

7.根据权利要求1所述的楼盖体系，其特征在于，

所述第一连接块（31）长度与预制混凝土楼板（1）长度相同，宽度略小于所述H型钢梁（2）翼缘宽度，所述第二连接块（41）长度与预制混凝土楼板（1）长度相同，宽度小于第一连接块（31）宽度。

8.一种根据权利要求1-7任一项所述全预制装配式钢-混组合楼盖体系的设计计算方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一、确定预制混凝土楼板（1）混凝土材料抗拉强度、抗压强度和抗剪强度，确定UHPC抗拉强度、抗压强度和抗剪强度，确定预制混凝土楼板横向钢筋配筋，其中p为横向钢筋直径，q为横向钢筋间距，确定预制混凝土楼板横向钢筋的抗拉强度、抗剪强度和抗弯强度；

步骤二、确定梁板节点两侧预制混凝土楼板（1）上T型槽孔的尺寸，包括横段尺寸和竖直段尺寸，横段尺寸包括长度a和宽度b，竖直段尺寸包括长度c和宽度d，T型槽孔的深度为t；

上述尺寸的设计原则为：

式1

式2

式3

式4

式5

式6

通过式1可确定竖直段长度c的尺寸范围，然后通过式2~式6确定其它尺寸；

步骤三，梁板节点处的构件承载力计算：梁板节点处无后置钢筋架时承载力设计采用下述两公式进行计算，式中n为梁板节点处抗剪槽孔的个数：

抗剪承载力：

抗拉承载力：

当梁板节点处有后置钢筋架时，后置钢筋架的抗剪强度和抗拉强度分别为和，为交界面处后置钢筋架的面积，此时的抗剪承载力和抗拉承载力计算公式为：

抗剪承载力：

抗拉承载力：

其中，和分别为后置钢筋抗拉强度和抗剪强度的折减系数，通过试验确定；

步骤四，确定板板节点两侧预制混凝土楼板（1）上T型槽孔的尺寸，包括横段尺寸和竖直段尺寸，横段尺寸包括长度e和宽度f，竖直段尺寸包括长度g和宽度h，T型槽孔的深度为i；

上述尺寸的设计原则为：

步骤五，板板节点处的构件承载力计算：

抗剪承载力：

抗拉承载力：

抗弯承载力：

式中m为板板节点处抗剪槽孔的个数，为预制混凝土楼板（1）单侧伸出横向钢筋（12）的面积，和为伸出横向钢筋（12）抗剪强度和抗拉强度的折减系数，通过试验确定；为预制混凝土楼板（1）上下伸出横向钢筋（12）中心的距离，为上层或者下层单层伸出横向钢筋（12）的截面积，为伸出横向钢筋（12）的抗弯强度设计值，为UHPC抗弯强度设计值，为伸出横向钢筋（12）抗弯强度折减系数，为T型槽孔内竖直段UHPC抗弯强度设计值的折减系数；

将梁板连接处计算出的剪力与实际工况荷载计算所得的梁板组合梁的剪力进行对比，板板拼接处计算得到的剪力、拉力和弯矩与按实际工况荷载计算得到的梁板组合梁的剪力、拉力和弯矩进行对比，大于即可。