一種裝配式竹-加氣混凝土組合結(jié)構(gòu)及制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種組合結(jié)構(gòu)，尤其是一種裝配式竹-加氣混凝土組合結(jié)構(gòu)及制作方法，屬于土木建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]土木工程結(jié)構(gòu)的發(fā)展需要新型材料與新型結(jié)構(gòu)。竹材作為新一代的綠色環(huán)保材料，其具備原料速生易取，加工過(guò)程低耗，材料輕質(zhì)高強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，卻也存在彈性模量低，結(jié)構(gòu)截面剛度小，撓度變形大等缺陷，且竹結(jié)構(gòu)大多采用剛度控制設(shè)計(jì)，造成材料的強(qiáng)度利用率較低。例如:竹結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件按我國(guó)《木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》撓度驗(yàn)算的極限承載力大約是按強(qiáng)度驗(yàn)算極限承載力的1/5，這使得竹結(jié)構(gòu)的截面較大，材料用量較大的浪費(fèi)，降低了其經(jīng)濟(jì)性。因此，竹材的推廣應(yīng)用受到了限制。
[0003]針對(duì)此問(wèn)題，相關(guān)組合結(jié)構(gòu)的解決方法已經(jīng)被提出，例如中國(guó)專利“ZL201120387846.7”號(hào)，提出了一種鋼筋混凝土與竹材的組合方式，充分利用了鋼筋混凝土的高抗壓性能和竹材的高抗拉性能，解決了結(jié)構(gòu)截面剛度小的問(wèn)題，提高了竹結(jié)構(gòu)的承載能力，然而，目前采用的銷釘式剪力連接件具有抗滑移剛度不足的應(yīng)用缺陷，另外，普通鋼筋混凝土具有自重大的顯著缺點(diǎn)，與竹材輕質(zhì)高強(qiáng)的特性相悖。作為一種減輕混凝土的方法，通過(guò)發(fā)氣劑在混凝土中引入氣泡產(chǎn)生大量微小的氣孔，形成加氣混凝土，無(wú)疑是有效減輕混凝土自重的方法，目前，加氣混凝土的孔隙率一般達(dá)70%?85%，體積密度一般為500?900kg/m3，為普通混凝土的1/5，與木材差不多，并具有保溫、隔聲、隔熱等特點(diǎn)，在建筑裝飾領(lǐng)域應(yīng)用比較廣泛，由于其承載力低，故在結(jié)構(gòu)中較少應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種裝配式竹-加氣混凝土組合結(jié)構(gòu)及制作方法，克服現(xiàn)有竹結(jié)構(gòu)的抗彎剛度不足，承載能力不足，強(qiáng)度利用率低等問(wèn)題，同時(shí)，克服現(xiàn)有竹-混凝土結(jié)構(gòu)自重大，界面滑移大的技術(shù)問(wèn)題，并提供工業(yè)化裝配方法，減少或避免普通竹-混凝土結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場(chǎng)混凝土澆筑工作量，提高生產(chǎn)效率，用于橋梁、建筑等各類結(jié)構(gòu)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種裝配式竹-加氣混凝土組合結(jié)構(gòu)，由預(yù)制加氣混凝土板、竹梁、開(kāi)孔金屬板、粘結(jié)膠和填孔材料共同構(gòu)成，其特征在于預(yù)制加氣混凝土板位于竹梁的上方，二者軸線平行，長(zhǎng)度相同，前者的底面與后者的頂面緊密相連，預(yù)制加氣混凝土板和竹梁沿著長(zhǎng)度方向分別間隔設(shè)置若干預(yù)留孔洞和預(yù)留縫，預(yù)留孔洞與預(yù)留縫位置一一對(duì)應(yīng)，預(yù)制加氣混凝土板和竹梁通過(guò)沿著長(zhǎng)度方向間隔離散設(shè)置的開(kāi)孔金屬板相連，開(kāi)孔金屬板的上、下部分各埋入預(yù)留孔洞和預(yù)留縫內(nèi)，開(kāi)孔金屬板的兩側(cè)表面分布有與竹梁長(zhǎng)度方向平行的水平條紋，且其上、下部分各設(shè)有圓形的上部孔洞和下部孔洞，填孔材料充滿預(yù)制加氣混凝土板上的預(yù)留孔洞及開(kāi)孔金屬板的上部孔洞，粘結(jié)膠充滿竹梁的預(yù)留縫及開(kāi)孔金屬板的下部孔洞，填孔材料和粘結(jié)膠分別在開(kāi)孔金屬板的上部孔洞、下部孔洞形成上部銷栓和下部銷栓，預(yù)制加氣混凝土板、竹梁通過(guò)開(kāi)孔金屬板、粘結(jié)膠和填孔材料形成為一體，預(yù)制加氣混凝土板的截面厚度不超過(guò)組合截面總高度的1/4，其截面寬度大于等于竹梁的截面寬度。
[0006]本發(fā)明的一種裝配式竹-加氣混凝土組合結(jié)構(gòu)，竹梁位于截面下部的受拉區(qū)，可充分發(fā)揮其抗拉強(qiáng)度高的特性，預(yù)制加氣混凝土板位于截面上部的受壓區(qū)，可充分發(fā)揮其截面剛度大的優(yōu)點(diǎn)，綜合來(lái)看，本發(fā)明結(jié)構(gòu)整體展現(xiàn)出承載力高、剛度大、重量輕、隔聲好、隔熱好、抗震性能好的綜合性能。竹梁與預(yù)制加氣混凝土板通過(guò)離散型開(kāi)孔金屬板在預(yù)留孔洞和預(yù)留縫實(shí)現(xiàn)連接，尤其是填孔材料和粘結(jié)膠分別在開(kāi)孔金屬板的上部孔洞、下部孔洞形成的上部銷栓和下部銷栓，其提供了竹梁與預(yù)制加氣混凝土板之間的縱向抗滑移力和抗掀起力，有效阻止預(yù)制加氣混凝土板與竹梁之間的縱向滑移和豎向的分離，開(kāi)孔金屬板的兩側(cè)表面分布有與竹梁長(zhǎng)度方向平行的水平條紋可進(jìn)一步防止開(kāi)孔金屬板的豎向拔出，且開(kāi)孔金屬板的離散型形式構(gòu)造有利于施工布置的便利。預(yù)制加氣混凝土板的截面厚度不超過(guò)組合截面總高度的1/4，以保證預(yù)制加氣混凝土板與竹梁在荷載作用下，中性軸位于預(yù)制加氣混凝土板的底面以下，即預(yù)制加氣混凝土板下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力。
[0007]所述的預(yù)制加氣混凝土板內(nèi)部設(shè)置有增強(qiáng)網(wǎng)格筋，增強(qiáng)網(wǎng)格筋采用輕質(zhì)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制作，這將大幅度提高預(yù)制加氣混凝土板的承載力，但又不明顯增加其自重，竹梁為竹簾膠合板、竹材集成材、竹材層積材或重組竹。
[0008]所述的開(kāi)孔金屬板設(shè)置兩個(gè)以上，開(kāi)孔金屬板可選用鋼材、鋁材、銅材、合金材料等，開(kāi)孔金屬板上、下部分的埋入深度分別小于等于預(yù)留孔洞和預(yù)留縫的深度，預(yù)留孔洞和預(yù)留縫分別貫穿預(yù)制加氣混凝土板、竹梁的頂面，開(kāi)孔金屬板兩側(cè)表面的水平條紋的深度不小于0.5mm，兩側(cè)表面的水平條紋宜錯(cuò)開(kāi)布置。
[0009]所述的粘結(jié)膠采用環(huán)氧樹(shù)脂膠、乙烯基樹(shù)脂或聚氨酯樹(shù)脂，填孔材料采用細(xì)石混凝土、灌楽料或環(huán)氧砂楽。
[0010]一種裝配式竹-加氣混凝土組合結(jié)構(gòu)的制作方法，預(yù)制加氣混凝土板、竹梁和開(kāi)孔金屬板提前預(yù)制或加工，以開(kāi)孔金屬板為連接中介，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的粘結(jié)膠和填孔材料的澆筑，將預(yù)制加氣混凝土板、竹梁和開(kāi)孔金屬板現(xiàn)場(chǎng)連接形成為整體組合結(jié)構(gòu)，其步驟如下:
[0011]A、制作預(yù)制加氣混凝土板，在預(yù)制加氣混凝土板的上部沿著長(zhǎng)度方向分別間隔設(shè)置若干預(yù)留孔洞，預(yù)制加氣混凝土板內(nèi)部設(shè)置有增強(qiáng)網(wǎng)格筋；
[0012]B、制作與安裝竹梁，在與預(yù)制加氣混凝土板的預(yù)留孔洞對(duì)應(yīng)位置處開(kāi)設(shè)預(yù)留縫，在施工現(xiàn)場(chǎng)安裝竹梁；
[0013]C、加工開(kāi)孔金屬板，其兩側(cè)表面均布有水平條紋，且其上、下部分各設(shè)有圓形孔洞和孔洞；
[0014]D、連接開(kāi)孔金屬板與竹梁，將開(kāi)孔金屬板預(yù)埋于竹梁的預(yù)留縫，灌注粘結(jié)膠，使得粘結(jié)膠充滿竹梁的預(yù)留縫及開(kāi)孔金屬板的下部孔洞，且粘結(jié)膠在開(kāi)孔金屬板的下部孔洞形成下部銷栓；
[0015]E、安放預(yù)制加氣混凝土板，以竹梁為支架，以預(yù)留孔洞與預(yù)留縫位置一一對(duì)應(yīng)為條件，安放并臨時(shí)固定預(yù)制加氣混凝土板，開(kāi)孔金屬板穿入預(yù)制加氣混凝土板的預(yù)留孔洞；
[0016]F、灌注填孔材料，填孔材料充滿預(yù)制加氣混凝土板上的預(yù)留孔洞及開(kāi)孔金屬板的上部孔洞，填孔材料在開(kāi)孔金屬板的上部孔洞形成上部銷栓。
[0017]在實(shí)施方法上，本發(fā)明將整個(gè)竹-加氣混凝土組合結(jié)構(gòu)，拆分為預(yù)制加氣混凝土板、竹梁和開(kāi)孔金屬板等，這些組成構(gòu)件提前預(yù)制或加工，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)依次安裝各組成構(gòu)件，完成整個(gè)裝配式竹-加氣混凝土組合結(jié)構(gòu)的制作，整個(gè)安裝過(guò)程，無(wú)需大型施工機(jī)械，最大程度的減少了現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)量，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。
[0018]本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)顯著，具有以下有益效果:
[0019](1)相對(duì)于普通竹結(jié)構(gòu)，大幅度地提高了竹結(jié)構(gòu)的截面抗彎剛度，徹底改變竹結(jié)構(gòu)剛度控制設(shè)計(jì)的不利局面，具有承載力高、剛度大的特點(diǎn)。
[0020](2)相對(duì)于普通竹-混凝土組合結(jié)構(gòu)，離散型開(kāi)孔金屬板有效提供了竹梁與預(yù)制加氣混凝土板之間的縱向抗滑移力和抗掀起力，結(jié)構(gòu)單位重量承載力得到大幅度提高，具有重量輕、隔聲好、隔熱好、抗震性能好的綜合優(yōu)點(diǎn)。
[0021](3)裝配式竹-加氣混凝土組合結(jié)構(gòu)利用竹材這種生態(tài)性環(huán)保材料，緩解了鋼材、木材等資源的緊缺，加氣混凝土的制作過(guò)程利用固體廢棄物，污染小，能源消耗低，環(huán)境效益高，經(jīng)濟(jì)效益好。
[0022](4)裝配式竹-加氣混凝土組合結(jié)構(gòu)采用預(yù)制裝配的方式，構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化，節(jié)省了模板用量，縮短了工期，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0023]以下附圖僅旨在于對(duì)本發(fā)明做示意性說(shuō)明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。
[0024]圖1 一種裝配式竹-加氣混凝土組合結(jié)構(gòu)立體示意圖；
[0025]圖2 —種裝配式竹-加氣混凝土組合結(jié)構(gòu)平面圖；
[0026]圖3 —種裝配式竹-加氣混凝土組合結(jié)構(gòu)的A-A截面圖；
[0027]圖4 一種裝配式竹-加氣混凝土組合結(jié)構(gòu)的D-D截面圖；
[0028]圖5 —種裝配式竹-加氣混凝土組合結(jié)構(gòu)的B-B截面圖；
[0029]圖6 —種裝配式竹-加氣混凝土組合結(jié)構(gòu)的C-C截面圖；
[0030]圖7 —種裝配式竹-加氣混凝土組合結(jié)構(gòu)的開(kāi)孔金屬板立體示意圖；
[0031]圖8 一種裝配式竹-加氣混凝土組合結(jié)構(gòu)的開(kāi)孔金屬板立面圖；
[0032]圖9 一種裝配式竹-加氣混凝土組合結(jié)構(gòu)的開(kāi)孔金屬板E-E截面圖；
[0033]圖10 —種裝配式竹-加氣混凝土組合結(jié)構(gòu)局部I詳圖；
[0034]圖11 一種裝配式竹-加氣混凝土組合結(jié)構(gòu)制作方法流程圖；
[0035]圖12制作預(yù)制加氣混凝土板；
[0036]圖13制作竹梁；
[0037]圖14加工開(kāi)孔金屬板；
[0038]圖15連接開(kāi)孔金屬板與竹梁；
[0039]圖16安放預(yù)制加氣混凝土板；
[0040]圖17灌注填孔材料。
[0041]在附圖中，由1為預(yù)制加氣混凝土板，2為竹梁，3為開(kāi)孔金屬板，4為粘結(jié)膠，5為填孔材料，11為預(yù)制加氣混凝土板的預(yù)留孔洞，21為竹梁的預(yù)留縫，31為開(kāi)孔金屬板的上部孔洞，32為開(kāi)孔金屬板的下部孔洞，33為水平條紋，61為上部銷栓，62為下部銷栓，7為增強(qiáng)網(wǎng)格筋。
【具體實(shí)施方式】
[0042]為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有