一種連續(xù)型連接件的竹-混凝土組合梁的制作方法
【專利摘要】一種連續(xù)型連接件的竹?混凝土組合梁，由竹梁(1)、開孔金屬板(2)、粘結(jié)膠(3)和現(xiàn)澆混凝土層(4)共同構(gòu)成，其特征在于竹梁(1)沿著長(zhǎng)度方向設(shè)置一條通長(zhǎng)的預(yù)留縫(5)，開孔金屬板(2)與竹梁(1)等長(zhǎng)，厚度不大于8mm，其表面可設(shè)有粗糙化構(gòu)造，竹梁(1)和現(xiàn)澆混凝土層(4)通過(guò)開孔金屬板(2)相連，開孔金屬板(2)的下部分埋入預(yù)留縫(5)內(nèi)，開孔金屬板(2)的上、下部分各設(shè)有圓形的上部孔洞(6)和下部孔洞(7)，竹梁(1)、現(xiàn)澆混凝土層(4)通過(guò)開孔金屬板(2)、粘結(jié)膠(3)形成一體。本發(fā)明解決了竹結(jié)構(gòu)抗彎剛度低，跨越能力不足等缺陷，解決了普通竹?混凝土組合結(jié)構(gòu)離散型剪力連接件抗滑移剛度不足的應(yīng)用缺陷，可應(yīng)用于土木建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域。
【專利說(shuō)明】
一種連續(xù)型連接件的竹-混凝土組合梁
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種組合結(jié)構(gòu)，尤其是一種一種連續(xù)型連接件的竹-混凝土組合梁，屬于土木建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]綠色、生態(tài)、環(huán)保、低碳的新型材料、創(chuàng)新結(jié)構(gòu)體系是土木工程科技發(fā)展的必然方向。竹材是當(dāng)前節(jié)能環(huán)保的生物質(zhì)綠色材料的重要品種之一，有研究表明，竹結(jié)構(gòu)具有綠色、生態(tài)、環(huán)保、低碳的優(yōu)良品質(zhì)，尤其在近年倡導(dǎo)節(jié)能、低碳的背景下，竹結(jié)構(gòu)的發(fā)展對(duì)于形成新的結(jié)構(gòu)體系，降低結(jié)構(gòu)的能耗具有顯著意義。
[0003]竹結(jié)構(gòu)除了自身性能比較優(yōu)越，還可以充分利用竹資源，竹材或竹結(jié)構(gòu)有著以下優(yōu)點(diǎn):(1)竹材資源再生產(chǎn)容易，節(jié)約能源、產(chǎn)生的污染少；(2)竹材導(dǎo)熱系數(shù)低、熱傳導(dǎo)速度慢，保溫、隔熱性能好；(3)竹材結(jié)構(gòu)重量輕、抗震性能好；(4)竹結(jié)構(gòu)易于定型化、標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)現(xiàn)構(gòu)件的工廠預(yù)制和現(xiàn)場(chǎng)裝配化施工，縮短施工周期，可以大大提高資金的投資效益。
[0004]然而，竹結(jié)構(gòu)卻也存在竹材的彈性模量低，竹結(jié)構(gòu)截面剛度小，受彎構(gòu)件的撓度變形大等缺陷，降低了其經(jīng)濟(jì)性，導(dǎo)致竹材的推廣應(yīng)用受到了限制。針對(duì)此問題，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)截面剛度小的問題，提高了竹結(jié)構(gòu)的承載能力，然而，針對(duì)竹-混凝土組合結(jié)構(gòu)，目前采用的幾種離散型剪力連接件具有抗滑移剛度不足的應(yīng)用缺陷。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種連續(xù)型連接件的竹-混凝土組合梁:該種組合梁結(jié)構(gòu)剛度大、延性好，所用材料綠色環(huán)保，結(jié)構(gòu)整體性好，能夠充分發(fā)揮多種材料的優(yōu)勢(shì)，滿足建筑、橋梁結(jié)構(gòu)正常使用和耐久性的需求。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種連續(xù)型連接件的竹-混凝土組合梁，由竹梁、開孔金屬板、粘結(jié)膠和現(xiàn)澆混凝土層共同構(gòu)成，其特征在于竹梁沿著長(zhǎng)度方向設(shè)置一條通長(zhǎng)的預(yù)留縫，開孔金屬板與竹梁等長(zhǎng)，厚度不大于8_，其表面可設(shè)有粗糙化構(gòu)造，竹梁和現(xiàn)澆混凝土層通過(guò)開孔金屬板相連，開孔金屬板的下部分埋入預(yù)留縫內(nèi)，開孔金屬板的上、下部分各設(shè)有圓形的上部孔洞和下部孔洞，粘結(jié)膠充滿竹梁的預(yù)留縫及下部孔洞，現(xiàn)澆混凝土層和粘結(jié)膠分別在開孔金屬板的上部孔洞、下部孔洞形成上部銷栓和下部銷栓，竹梁、現(xiàn)澆混凝土層通過(guò)開孔金屬板、粘結(jié)膠形成一體，開孔金屬板上、下部分的埋入深度分別小于等于現(xiàn)澆混凝土層和竹梁厚度的1/2，現(xiàn)澆混凝土層的截面厚度不超過(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。
[0007]本發(fā)明的一種連續(xù)型連接件的竹-混凝土組合梁，竹梁位于截面下部的受拉區(qū)，可充分發(fā)揮竹梁抗拉強(qiáng)度高的特性，現(xiàn)澆混凝土層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)。竹梁與現(xiàn)澆混凝土層通過(guò)連續(xù)型開孔金屬板實(shí)現(xiàn)連接，開孔金屬板與竹梁等長(zhǎng)，厚度不大于8mm，其表面可設(shè)有粗糙化構(gòu)造，現(xiàn)澆混凝土和粘接膠分別在開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，其提供了竹梁與現(xiàn)澆混凝土層的縱向抗滑力和抗掀起力，有效阻止竹梁與現(xiàn)澆混凝土層之間的縱向滑移和豎向的分離，且開孔金屬板的連續(xù)型形式構(gòu)造具有剛度大、連接可靠的特點(diǎn)，并便利于施工布置。開孔金屬板上、下部分的埋入深度分別小于等于現(xiàn)澆混凝土層和竹梁厚度的1/2,能有效防止現(xiàn)澆混凝土層和竹梁的保留厚度太小而導(dǎo)致沿著其縱向的剪切破壞?，F(xiàn)澆混凝土層的截面高度不超過(guò)組合截面總高度的1/4,以保證竹梁與現(xiàn)澆混凝土層在荷載作用下，中性軸位于現(xiàn)澆混凝土層的底面以下，即現(xiàn)澆混凝土層下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力。
[0008]所述的開孔金屬板的上部孔洞內(nèi)可垂直設(shè)置橫向鋼筋，設(shè)置橫向鋼筋可進(jìn)一步提高上部銷栓的工作性能，橫向鋼筋的直徑小于上部孔洞的直徑2mm以上，可使得混凝土能夠進(jìn)入上部孔洞內(nèi)包裹橫向鋼筋從而形成上部銷栓，開孔金屬板為鋼材、鋁材、銅材、合金材料等金屬材料制作，其表面粗糙化構(gòu)造可采用噴砂、刻槽、凸點(diǎn)、凹點(diǎn)。
[0009]所述的開孔金屬板可選用鋼材、鋁材、銅材、合金材料等，開孔金屬板上、下部分的埋入深度分別小于等于現(xiàn)澆混凝土層的高度和預(yù)留縫的深度，預(yù)留縫貫穿竹梁的頂面。
[0010]所述的預(yù)留縫貫穿竹梁的頂面，預(yù)留縫可在竹梁制作時(shí)預(yù)留或竹梁制作完成后開設(shè)。
[0011]所述的竹梁為竹簾膠合板、竹材集成材、竹材層積材或重組竹。
[0012]所述的粘結(jié)膠采用環(huán)氧樹脂膠、乙烯基樹脂或聚氨酯樹脂。
[0013]—種連續(xù)型連接件的竹-混凝土組合梁的制作方法，竹梁和開孔金屬板提前預(yù)制或加工，提前進(jìn)行支模，以開孔金屬板為連接中介，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的粘結(jié)膠和現(xiàn)澆混挺土層的澆筑，將竹梁、現(xiàn)澆混凝土層和開孔金屬板現(xiàn)場(chǎng)連接形成整體組合結(jié)構(gòu)，其步驟如下:
[0014]A、制作與安裝竹梁，在竹梁的上部沿著長(zhǎng)度方向開設(shè)預(yù)留縫，在施工現(xiàn)場(chǎng)安裝竹梁；[〇〇15] B、加工開孔金屬板，其上、下部分設(shè)有單排或多排圓形孔洞，其上部孔洞的半徑宜大于下部孔洞的半徑，且上部孔洞之間的間距大于等于下部孔洞之間的間距；
[0016]C、搭建模板，使用木板在竹梁上搭建現(xiàn)澆混凝土層的模板；
[0017]D、連接開孔金屬板與竹梁，將開孔金屬板預(yù)埋與竹梁的預(yù)留縫，灌注粘結(jié)膠，使得粘結(jié)膠充滿竹梁的預(yù)留縫及開孔金屬板的下部孔洞，且粘結(jié)膠在開孔金屬板的下部孔洞形成下部銷栓；
[0018]E、澆筑混凝土層及拆模，將混凝土澆筑到模板中，現(xiàn)澆混凝土層充滿整個(gè)模板及開孔金屬板的上部孔洞，現(xiàn)澆混凝土層與開孔金屬板的上部孔洞形成上部銷栓，待現(xiàn)澆混凝土層完全凝結(jié)后進(jìn)行拆模。[〇〇19]本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)顯著，具有以下有益效果:
[0020](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)。
[0021](2)相對(duì)于普通竹-混凝土組合結(jié)構(gòu)，連續(xù)型開孔金屬板有效提供了竹梁與現(xiàn)澆混凝土層之間的縱向抗滑移力和抗掀起力，解決了普通竹-混凝土組合結(jié)構(gòu)離散型剪力連接件抗滑移剛度不足的應(yīng)用缺陷，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)。
[0022](3)開孔金屬板上、下部分的埋入深度分別小于等于現(xiàn)澆混凝土層和竹梁厚度的 1/2,能有效防止現(xiàn)澆混凝土層和竹梁的保留厚度太小而導(dǎo)致沿著其縱向的剪切破壞?，F(xiàn)澆混凝土層的截面高度不超過(guò)組合截面總高度的1/4,可以保證現(xiàn)澆混凝土層全截面受壓，以充分發(fā)揮混凝土材料優(yōu)越的抗壓性能，結(jié)合竹材良好的抗拉能力，兩種材料優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。
[0023](4)竹-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，在生產(chǎn)過(guò)程中能耗低、無(wú)污染。【附圖說(shuō)明】
[0024]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。[〇〇25]圖1 一種連續(xù)型連接件的竹-混凝土組合梁立體示意圖；[〇〇26]圖2—種連續(xù)型連接件的竹-混凝土組合梁平面圖；[〇〇27]圖3—種連續(xù)型連接件的竹-混凝土組合梁的A-A截面圖；[〇〇28]圖4 一種連續(xù)型連接件的竹-混凝土組合梁的B-B截面圖；[〇〇29]圖5—種連續(xù)型連接件的竹-混凝土組合梁的C-C截面圖；[〇〇3〇]圖6—種連續(xù)型連接件的竹-混凝土組合梁的開孔金屬板立體示意圖；[〇〇31]圖7—種連續(xù)型連接件的竹-混凝土組合梁開孔金屬板立面圖；[〇〇32]圖8—種連續(xù)型連接件的竹-混凝土組合梁的開孔金屬板E-E截面圖；[〇〇33]圖9 一種連續(xù)型連接件的竹-混凝土組合梁制作方法流程圖；[〇〇34]圖10—種連續(xù)型連接件的竹-混凝土組合梁制作方法流程中的制作竹梁；[〇〇35]圖11 一種連續(xù)型連接件的竹-混凝土組合梁制作方法流程中的加工開孔金屬板； [〇〇36]圖12—種連續(xù)型連接件的竹-混凝土組合梁制作方法流程中的連接開孔金屬板與竹梁；[〇〇37]圖13—種連續(xù)型連接件的竹-混凝土組合梁制作方法流程中的澆筑混凝土層。 [〇〇38]在附圖中，由1為竹梁，2為開孔金屬板，3為粘結(jié)膠，4為現(xiàn)澆混凝土層，5為預(yù)留縫， 6為上部孔洞，7為下部孔洞，8為上部銷栓，9為下部銷栓?！揪唧w實(shí)施方式】
[0039]為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0040]如圖1?圖8,由竹梁1、開孔金屬板2、粘結(jié)膠3和現(xiàn)澆混凝土層4共同構(gòu)成，其特征在于竹梁1沿著長(zhǎng)度方向設(shè)置一條通長(zhǎng)的預(yù)留縫5,開孔金屬板2與竹梁1等長(zhǎng)，厚度不大于 8_，其表面可設(shè)有粗糙化構(gòu)造，竹梁1和現(xiàn)澆混凝土層4通過(guò)開孔金屬板2相連，開孔金屬板 2的下部分埋入預(yù)留縫5內(nèi)，開孔金屬板2的上、下部分各設(shè)有圓形的上部孔洞6和下部孔洞 7,粘結(jié)膠3充滿竹梁1的預(yù)留縫5及下部孔洞8,現(xiàn)澆混凝土層4和粘結(jié)膠3分別在開孔金屬板 2的上部孔洞6、下部孔洞7形成上部銷栓8和下部銷栓9,竹梁1、現(xiàn)澆混凝土層4通過(guò)開孔金屬板2、粘結(jié)膠3形成一體，開孔金屬板2上、下部分的埋入深度分別小于等于現(xiàn)澆混凝土層4 和竹梁1厚度的1/2,現(xiàn)澆混凝土層4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1的截面寬度。
[0041]開孔金屬板2的上部孔洞6內(nèi)可垂直設(shè)置橫向鋼筋，橫向鋼筋的直徑小于上部孔洞6的直徑2mm以上，開孔金屬板2為鋼材、錯(cuò)材、銅材、合金材料等金屬材料制作，其表面粗糙化構(gòu)造可采用噴砂、刻槽、凸點(diǎn)、凹點(diǎn)。竹梁1為竹簾膠合板、竹材集成材、竹材層積材或重組竹，開孔金屬板2可選用鋼材、錯(cuò)材、銅材、合金材料等，厚度不大于8.0mm，開孔金屬板2上、 下部分的埋入深度分別小于等于現(xiàn)澆混凝土層4和竹梁1厚度的1/2,預(yù)留縫5貫穿竹梁1的頂面，預(yù)留縫5可在竹梁1制作時(shí)預(yù)留或竹梁1制作完成后開設(shè)。[〇〇42]粘結(jié)膠3采用環(huán)氧樹脂膠、乙烯基樹脂或聚氨酯樹脂，粘結(jié)膠3實(shí)現(xiàn)開孔金屬板2與竹梁1在預(yù)留縫5處的粘結(jié)并填充下部孔洞7形成下部銷栓9,現(xiàn)澆混凝土層4填充上部孔洞6 形成上部銷栓8。
[0043]如圖9?圖13,一種連續(xù)型連接件的竹-混凝土組合梁的制作方法，竹梁1和開孔金屬板2提前預(yù)制或加工，以開孔金屬板2為連接中介，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的粘結(jié)膠3和現(xiàn)澆混凝土層4 的澆筑，將竹梁1、現(xiàn)澆混凝土層4和開孔金屬板2現(xiàn)場(chǎng)連接形成為整體組合結(jié)構(gòu)，其步驟如下:
[0044]A.制作與安裝竹梁1，在竹梁1的上部沿著長(zhǎng)度方向開設(shè)預(yù)留縫5,在施工現(xiàn)場(chǎng)安裝竹梁1;
[0045]B.加工開孔金屬板2,其上、下部分設(shè)有單排或多排圓形孔洞，其上部孔洞6的半徑宜大于下部孔洞7的半徑，且上部孔洞6之間的間距大于下部孔洞7之間的間距；
[0046]C.搭建模板，使用木板在竹梁1上搭建現(xiàn)澆混凝土層4的模板；
[0047]D.連接開孔金屬板2與竹梁1，將開孔金屬板2預(yù)埋于竹梁1的預(yù)留縫5,灌注粘結(jié)膠 3,使得粘結(jié)膠3充滿竹梁1的預(yù)留縫5及開孔金屬板2的下部孔洞7,且粘結(jié)膠3在開孔金屬板 2的下部孔洞7形成下部銷栓9;[〇〇48] E.澆筑混凝土層及拆模，將混凝土澆筑到模板中，現(xiàn)澆混凝土層4充滿整個(gè)模板及開孔金屬板2的上部孔洞6,現(xiàn)澆混凝土層4與開孔金屬板2的上部孔洞6形成上部銷栓8,待現(xiàn)澆混凝土層4完全凝結(jié)后進(jìn)行拆模。
[0049]本發(fā)明利用的材料具有輕質(zhì)、節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn)，竹材是速生易取的綠色生態(tài)材料， 加氣混凝土在固體廢棄物方面的重復(fù)利用率高，本發(fā)明解決了竹結(jié)構(gòu)抗彎剛度低，跨越能力不足等缺陷，在實(shí)施方法上，安裝過(guò)程有利于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，具有很好的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。本發(fā)明的實(shí)施范圍不受上述例子的限制，但凡本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍及說(shuō)明書內(nèi)容所做的同等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明專利涵蓋的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種連續(xù)型連接件的竹-混凝土組合梁，由竹梁(1)、開孔金屬板(2)、粘結(jié)膠(3)和現(xiàn) 澆混凝土層(4)共同構(gòu)成，其特征在于竹梁(1)沿著長(zhǎng)度方向設(shè)置一條通長(zhǎng)的預(yù)留縫(5)，開 孔金屬板(2)與竹梁(1)等長(zhǎng)，厚度不大于8mm，其表面可設(shè)有粗糙化構(gòu)造，竹梁(1)和現(xiàn)澆混 凝土層(4)通過(guò)開孔金屬板(2)相連，開孔金屬板(2)的下部分埋入預(yù)留縫(5)內(nèi)，開孔金屬 板(2)的上、下部分各設(shè)有圓形的上部孔洞(6)和下部孔洞(7)，粘結(jié)膠(3)充滿竹梁(1)的預(yù) 留縫(5)及下部孔洞(8)，現(xiàn)澆混凝土層(4)和粘結(jié)膠(3)分別在開孔金屬板(2)的上部孔洞 (6)、下部孔洞(7)形成上部銷栓(8)和下部銷栓(9)，竹梁(1)、現(xiàn)澆混凝土層(4)通過(guò)開孔金 屬板(2)、粘結(jié)膠(3)形成一體，開孔金屬板(2)上、下部分的埋入深度分別小于等于現(xiàn)澆混 凝土層(4)和竹梁(1)厚度的1/2,現(xiàn)澆混凝土層(4)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(1)的截面寬度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)型連接件的竹-混凝土組合梁，其特征在于開孔金屬 板(2)的上部孔洞(6)內(nèi)可垂直設(shè)置橫向鋼筋，橫向鋼筋的直徑小于上部孔洞(6)的直徑2mm 以上，開孔金屬板(2)為金屬材料制作，其表面粗糙化構(gòu)造可采用噴砂、刻槽、凸點(diǎn)、凹點(diǎn)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)型連接件的竹-混凝土組合梁，其特征在于預(yù)留縫 (5)貫穿竹梁(1)的頂面，預(yù)留縫(5)可在竹梁(1)制作時(shí)預(yù)留或竹梁(1)制作完成后開設(shè)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)型連接件的竹-混凝土組合梁，其特征在于竹梁(1) 為竹簾膠合板、竹材集成材、竹材層積材或重組竹。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)型連接件的竹-混凝土組合梁，其特征在于所述的粘 結(jié)膠(3)采用環(huán)氧樹脂膠、乙烯基樹脂或聚氨酯樹脂。
【文檔編號(hào)】E04C3/29GK105952058SQ201610463535
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年6月21日
【發(fā)明人】魏洋, 徐佳楠, 李藝珩, 端茂軍, 李國(guó)芬
【申請(qǐng)人】南京林業(yè)大學(xué)