CN104196163A - 一种双向预应力混凝土预制空心板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种双向预应力混凝土预制空心板及其制造方法，包括横向孔预应力混凝土预制空心板和纵向孔预应力混凝土预制空心板，其特征在于：所述横向孔预应力混凝土预制空心板包括上面板、下面板、纵向肋、横向肋、端肋且浇筑为一体制成横向孔空心板体；所述横向孔空心板体上横向设置有孔；所述横向孔空心板体上设置有波纹管；所述纵向孔预应力混凝土预制空心板包括上面板、下面板、纵向肋、边肋、端肋、横向肋并且浇筑为一体制成纵向孔空心板体，纵向孔空心板体上设置有孔，孔与纵向肋平行。本发明还提供了生产线和制造方法，本发明具有合理的结构鲁棒性，纵、横向的预应力筋构成了可靠的拉杆体系，提供了明确的荷载传力路径，增强了结构的连续性、延性和整体稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种双向预应力混凝土预制空心板及其制造方法。
背景技术
我国城镇化建设快速发展，建筑规模居世界第一。当前，建筑工业化迫在眉睫，建筑业转型绿色建造，在建造过程中节能减排，制造具有优良结构性能的预制空心板，用以营造装配式建筑十分需要。
我国的预应力混凝土圆孔板，由于其抗震性能差，唐山大地震后就不用了。南斯拉夫的“IMS”体系是装配整体式板柱建筑，抗震性能好，但也有值得再思考的问题：1、我国的建筑设计规范对板柱─剪力墙结构体系规定：抗震设防烈度为8度地区限高30m，9度地区不应采用，应用范围受到限制；2、楼板是普通钢筋混凝土、矩形且有卡口，较笨重，制造运输不便；3、楼板仅角处卡在柱上，尤其是角柱的板柱节点抵抗地震和水平荷载的扭转能力差；4、楼层板面整体的预应力度偏低。5、板柱安装后填充墙体，连接较差。推广了约30万m2，未能形成规模化的生产便仃下了。从美国引进了18条SP预应力空心板生产线，其自动化程度叫好，其性能尽管我们为它增加了些构造措施，仍然存在以下问题：
⑴、由于生产工艺的特点，无法配置箍筋，承受剪力的性能较差；
⑵、无横向钢筋、两端、两侧均无伸出钢筋，仅靠“空心板体系的隔板作用”，难以满足“强连接弱构件”的设计原则；
⑶、端部无约束混凝土的螺旋筋或钢丝网片，又由于预压应力值较大预应力传递长度较短，应力高度集中在端部孔肋处，容易造成端部裂缝及沿孔壁的纵向劈裂裂缝；
⑷、刚度小、反拱大，整体性差；
⑸、简支单向受力，当楼面荷载分布不均匀对称于中心线时，会产生扭矩、但没有承担此应力的横向钢筋，由锁槽承受剪力传递横向弯矩，形不成有效的拉杆体系，没有强有力的替代路径，难以避免连锁破坏。
迫切需要创新一种新的预制空心板技术驱动发展。
发明内容
为解决背景技术中的问题，本发明提供一种双向预应力混凝土预制空心板。具有承载能力强、抗裂性能好、跨度大的优良性能，其纵、横向的预应力筋构成了可靠的拉杆体系，提供了明确的荷载传力路径，增强了结构的连续性、延性和整体稳定性，提高了结构的鲁棒性。
本发明的技术方案是：
一种双向预应力混凝土预制空心板，包括纵向孔预应力混凝土预制空心板和横向孔预应力混凝土预制空心板，其特征在于：所述横向孔预应力混凝土预制空心板包括上面板、下面板、纵向肋、横向肋、端肋且浇筑为一体制成横向孔空心板体；所述横向孔空心板体上横向设置有孔，并且对称均匀布置在纵向肋的两侧；所述横向肋每隔1m～2m的横向肋内留孔或埋人波纹管；所述纵向肋内有预应力钢绞线、钢筋骨架，上面板内有上层钢丝网片，下面板内有下层钢丝网片，端肋内有端部锚固筋；所述纵向孔预应力混凝土预制空心板包括上面板、下面板、纵向肋、边肋、端肋、横向肋并且浇筑为一体制成纵向孔空心板体，纵向孔空心板体上设置有孔，孔与纵向肋平行，均匀分布其间；所述横向肋内留孔或埋人波纹管；纵向肋内有预应力钢绞线，纵向肋内有横向钢筋，端肋内有钢丝网片、端部锚固筋。
本发明还提供了一种双向预应力混凝土预制空心板的生产线，其特征在于：包括作业地面，作业地面上铺设有轨道，并且在轨道的两端分别设置有张拉台座；所述张拉台座的一端为张拉端，设置有油泵、千斤顶和夹具，另一端为固定端，设置夹具；所述轨道上空设置有吊车，以及运行在轨道上的横向孔成型机或者纵向孔成型机。
作为一种优化的技术方案，所述横向孔成型机包括底座，底座安装在轨道上并且底座上对称设置有立柱，立柱之间设置有顶进装置、成型装置；所述底座上设置有与成型装置对应的进料装置；所述底座上设置有控制柜和液压动力装置，液压动力装置连接顶进装置、成型装置和进料装置。
作为一种优化的技术方案，所述成型装置包括设置在底座上的成型台，成型台的两侧分别设置有空心模组，空心模组的外侧设置有进退器，进退器连接液压动力装置；所述进退器和空心模组与底座之间设置有调整托架以及与调整托架相对应的调整螺母。
作为一种优化的技术方案，所述顶进装置包括安装在立柱之间并且竖直向下连接加压板的千斤顶，加压板配合成型台。所述千斤顶连接液压动力装置，通过导向套实现加压板沿立柱的上下运动。
作为一种优化的技术方案，所述进料装置包括料斗、设置在料斗下方并且与成型台相对应的下料槽以及与下料槽相对应的下料推进器，所述下料推进器连接液压动力装置。
作为一种优化的技术方案，所述纵向孔成型机包括支架，支架安装在轨道上；所述支架的上端设置有料斗，料斗的下方设置有模型板，模型板上设置有震动成型装置；所述支架上设置有平衡重物块和控制箱，控制箱控制成型机的全部作业过程。控制箱设置有将多个控制按键和按钮一起的操作板，在支架的底部设置有行走轮。
作为一种优化的技术方案，所述震动成型装置包括安装在模型板内的若干个空心模，空心模内设置有高频震动棒，所述支架上设置有震动动力箱，震动动力箱连接高频震动棒；所述震动动力箱由控制箱控制；所述空心模的两端分别设置有插板和堵孔板。
本发明还提供了一种双向预应力混凝土预制空心板的制造方法，其特征在于：制造方法是在工厂的生产线上生产横向孔预应力混凝土预制空心板或纵向孔预应力混凝土预制空心板，运至建筑施工现场，按施工放线吊装后，将预应力筋穿入横向肋内的孔或波纹管内，在板缝内安放钢筋骨架和纵向缓粘接或无缓粘筋预应力筋，对于横向孔预应力混凝土预制空心板还需要安放永久性的堵孔板；经隐蔽工程检查验收后，与叠合梁或墙、柱一起浇筑混凝土；进行养护，待混凝土达到设计强度的80％后，进行预应力筋的张拉、横向肋内的孔或波纹管内灌浆及封堵作业，至此双向预应力混凝土预制空心板便制成了。
由于采用了上述技术方案，与现有技术相比较，本发明的有益效果是：
1、本发明具有合理的结构鲁棒性，纵、横向的预应力筋构成了可靠的拉杆体系，提供了明确的荷载传力路径，增强了结构的连续性、延性和整体稳定性。本发明以强连接、弱构件为准则，能够使结构在意外荷载作用情况下，结构不应产生与其原因不相称的垮塌、倾覆、连锁破坏。
2、本发明与同类预制板相比，突破了美国SP预应力空心板结构体系的应用瓶颈，发展了IMS建筑体系，填补了其不足之处。
3、本发明承载能力强、抗裂性能好、跨度大、应用建筑空间分隔灵活。
4、本发明节省模板、用钢量少、重量轻、废气废渣排放少、建造快、成本低，应用范围广，满足绿色建造的要求。
5、本发明特有的孔形,具有较大的空心率较好的性能。
6、本发明在制造双向预应力空心板的同时完成了整体预应力装配式框架，这种框架的节点三向受压，满足强柱弱梁、强节点的抗震要求，开拓了预应力混凝土结构工业化生产的新路径。
附图说明
图1为本发明一种实施例中横向孔预应力混凝土预制空心板的截面结构示意图；
图2为本发明一种实施例中横向孔预应力混凝土预制空心板的立体结构示意图；
图3为本发明一种实施例中纵向孔预应力混凝土预制空心板的截面结构示意图；
图4为本发明一种实施例中纵向孔预应力混凝土预制空心板的立体结构示意图；
图5为本发明一种实施例中横向孔预应力混凝土预制空心板生产线的平面布置图；
图6为本发明一种实施例中横向孔预应力混凝土预制空心板成型机的结构示意图；
图7为图6的A-A视图；
图8为图6的B-B视图；
图9是本发明一种实施例中纵向孔预应力混凝土预制空心板生产线的平面布置图；
图10是本发明一种实施例中纵向孔预应力混凝土预制空心板成型机的结构示意图；
图11是图10的A-A视图。
具体实施方式
实施例
如图1-11所示，一种双向预应力混凝土预制空心板，包括横向孔预应力混凝土预制空心板11和纵向孔预应力混凝土预制空心板12。所述横向孔预应力混凝土预制空心板11包括上面板1101、下面板1102、纵向肋1103、横向肋1104、端肋1105且浇筑为一体制成横向孔空心板体。所述横向孔空心板体上横向设置有孔1106，并且对称均匀布置在纵向肋1103的两侧。所述横向肋1104，每隔1m～2m的横向肋内留孔或埋人波纹管1107。所述纵向肋1103内有预应力钢绞线1108、钢筋骨架11010，上面板内有上层钢丝网片1109，下面板内有下层钢丝网片11011，端肋内有端部锚固筋11012。
所述纵向孔预应力混凝土预制空心板包括上面板1201、下面板1202、纵向肋1203、边肋1204、端肋1205、横向肋1206并且浇筑为一体制成纵向孔空心板体。纵向孔空心板体上设置有孔1209，孔1209与纵向肋1203平行，均匀分布其间。所述横向肋1206内留孔或埋人波纹管1207；纵向肋1203内有预应力钢绞线1208，纵向肋1203内有横向钢筋12010，端肋内有钢丝网片12011、端部锚固筋12012。
本发明还提供了一种双向预应力混凝土预制空心板的生产线，包括作业地面3，作业地面3上铺设有轨道2，并且在轨道2的两侧分别设置有张拉台座1。所述张拉台座1的一端为张拉端，设置有油泵4、千斤顶5和夹具6，另一端为固定端，设置夹具6；。所述轨道2上设置有吊车7，以及设置在轨道上的横向孔成型机8或者纵向孔成型机9。
在本实施例中，所述横向孔成型机包括底座8015，底座8015安装在轨道2上并且底座上对称设置有立柱803，立柱803之间设置有顶进装置、成型装置。所述底座8015上设置有与成型装置对应的进料装置。所述底座8015上设置有控制柜8017和液压动力装置8016，液压动力装置8016连接顶进装置、成型装置和进料装置。
所述成型装置包括设置在底座上的成型台8012，成型台8012的两侧分别设置有空心模组808，空心模组808的外侧设置有进退器809，进退器809连接液压动力装置8016。所述进退器809和空心模组808与底座8015之间设置有调整托架8013以及与调整托架相对应的调整螺母8014。
所述顶进装置包括安装在立柱803之间并且竖直向下连接加压板806的千斤顶804，加压板806配合成型台8012。所述千斤顶804连接液压动力装置8016，通过导向套807实现加压板沿立柱的上下运动。
所述进料装置包括料斗802、设置在料斗802下方并且与成型台相对应的下料槽805以及与下料槽805相对应的下料推进器801，所述下料推进器801连接液压动力装置8016。
在立柱803上设置梁8010，起到了良好的固定作用。底座8015的底部设置有行走轮8011。控制柜8017上设置有将多个控制按键和按钮一起的操作板8018。
在本实施例中，所述纵向孔成型机包括支架901，支架901安装在轨道2上。所述支架的上端设置有料斗902，料斗902的下方设置有模型板903，模型板903上设置有震动成型装置。所述支架901上设置有平衡重物块909和控制箱9010，控制箱9010控制成型机的全部作业过程。控制箱9010设置有将多个控制按键和按钮一起的操作板9011，在支架901的底部设置有行走轮906。
所述震动成型装置包括安装在模型板903上的若干空心模907，空心模907内设置有高频震动棒，所述支架上设置有震动动力箱908，震动动力箱908连接高频震动棒。所述震动动力箱连接控制箱。所述空心模907的两端分别设置有插板904和堵孔板905。
本发明还提供了一种双向预应力混凝土预制空心板的制造方法包括：在工厂的生产线上生产横向孔预应力混凝土预制空心板11或纵向孔预应力混凝土预制空心板12，运至建筑施工现场，按施工放线吊装后，将预应力筋穿入横向肋内的孔或波纹管1107(1207)内，在板缝内安放钢筋骨架和纵向缓粘接或无缓粘筋预应力筋，对于纵向孔预应力混凝土预制空心板12还需要安放永久性堵孔板。经隐蔽工程检查验收后，与叠合梁或墙、立柱一起浇筑混凝土。进行养护，待混凝土达到设计强度的80％后，进行预应力筋的张拉、横向肋内的孔或波纹管内灌浆及封堵作业，至此双向预应力混凝土预制空心板便制成了。
本发明不局限于上述的优选实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或者相近似的技术方案，均属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种双向预应力混凝土预制空心板，包括纵向孔预应力混凝土预制空心板和横向孔预应力混凝土预制空心板，其特征在于：所述横向孔预应力混凝土预制空心板包括上面板、下面板、纵向肋、横向肋、端肋且浇筑为一体制成横向孔空心板体；所述横向孔空心板体上横向设置有孔，并且对称均匀布置在纵向肋的两侧；所述横向肋每隔1m～2m的横向肋内留孔或埋人波纹管；所述纵向肋内有预应力钢绞线、钢筋骨架，上面板内有上层钢丝网片，下面板内有下层钢丝网片，端肋内有端部锚固筋；所述纵向孔预应力混凝土预制空心板包括上面板、下面板、纵向肋、边肋、端肋、横向肋并且浇筑为一体制成纵向孔空心板体，纵向孔空心板体上设置有孔，孔与纵向肋平行，均匀分布其间；所述横向肋内留孔或埋人波纹管；纵向肋内有预应力钢绞线，纵向肋内有横向钢筋，端肋内有钢丝网片、端部锚固筋。
2.根据权利要求1所述的一种双向预应力混凝土预制空心板的生产线，其特征在于：包括作业地面，作业地面上铺设有轨道，并且在轨道的两端分别设置有张拉台座；所述张拉台座的一端为张拉端，设置有油泵、千斤顶和夹具，另一端为固定端，设置夹具；所述轨道上空设置有吊车，以及运行在轨道上的横向孔成型机或者纵向孔成型机。
3.根据权利要求2所述的双向预应力混凝土预制空心板生产线，其特征在于：所述横向孔成型机包括底座，底座安装在轨道上并且底座上对称设置有立柱，立柱之间设置有顶进装置、成型装置；所述底座上设置有与成型装置对应的进料装置；所述底座上设置有控制柜和液压动力装置，液压动力装置连接顶进装置、成型装置和进料装置。。
4.根据权利要求3所述的双向预应力混凝土预制空心板生产线，其特征在于：所述成型装置包括设置在底座上的成型台，成型台的两侧分别设置有空心模组，空心模组的外侧设置有进退器，进退器连接液压动力装置；所述进退器和空心模组与底座之间设置有调整托架以及与调整托架相对应的调整螺母。
5.根据权利要求4所述的双向预应力混凝土预制空心板生产线，其特征在于：所述顶进装置包括安装在立柱之间并且竖直向下连接加压板的千斤顶，加压板配合成型台。所述千斤顶连接液压动力装置，通过导向套实现加压板沿立柱的上下运动。
6.根据权利要求5所述的双向预应力混凝土预制空心板生产线，其特征在于：所述进料装置包括料斗、设置在料斗下方并且与成型台相对应的下料槽以及与下料槽相对应的下料推进器，所述下料推进器连接液压动力装置。
7.根据权利要求6所述的双向预应力混凝土预制空心板生产线，其特征在于：所述纵向孔成型机包括支架，支架安装在轨道上；所述支架的上端设置有料斗，料斗的下方设置有模型板，模型板上设置有震动成型装置；所述支架上设置有平衡重物块和控制箱，控制箱控制成型机的全部作业过程。控制箱设置有将多个控制按键和按钮一起的操作板，在支架的底部设置有行走轮。
8.根据权利要求7所述的双向预应力混凝土预制空心板生产线，其特征在于：所述震动模板装置包括安装在模型板上的若干空心模，空心模内设置有高频震动棒，所述支架上设置有震动动力箱，震动动力箱连接高频震动棒；所述震动动力箱由控制箱控制；所述空心模的两端分别设置有插板和堵孔板。
9.根据权利要求8所述的双向预应力混凝土预制空心板的制造方法，其特征在于：制造方法是在工厂的生产线上生产横向孔预应力混凝土预制空心板或纵向孔预应力混凝土预制空心板，运至建筑施工现场，按施工放线吊装后，将预应力筋穿入横向肋内的孔或波纹管内，在板缝内安放钢筋骨架和纵向缓粘接或无缓粘筋预应力筋，对于横向孔预应力混凝土预制空心板还需要安放永久性的堵孔板；经隐蔽工程检查验收后，与叠合梁或墙、柱一起浇筑混凝土；进行养护，待混凝土达到设计强度的80％后，进行预应力筋的张拉、横向肋内的孔或波纹管内灌浆及封堵作业，至此双向预应力混凝土预制空心板便制成了。
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