CN105672543A - 预制空心竹楼板及制备方法 - Google Patents

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    • B27M3/02Manufacture or reconditioning of specific semi-finished or finished articles of roofing elements, e.g. shingles

Abstract

本发明是预制空心竹楼板及制备方法,包括高强工业化竹面板、工业化低密度竹板肋和抗剪竹销;楼板的上、下面板均采用高强工业化竹面板,在上、下面板之间等距离放置工业化低密度竹板肋以形成平行于板受力方向的孔洞,并通过竹销提供足够的抗拔与抗剪承载力,将上、下面板与板肋连接成具有足够承载力的楼板。优点:预制空心楼板,具有自重轻,楼板承载效率高,便于装配安装以及便于标准化生产,工艺简单,制备成本较低等特点,极大改善了现有装配式构件笨重、不具有通用性、造价高等缺陷。并且竹材相对于现有装配式构件的材料更加低碳、环保,节约大量能源。这种高强楼板的面板光洁度、平整度、硬度已达到户内地板的所有要求,安装完成后无需装饰。

Description

预制空心竹楼板及制备方法
技术领域
本发明涉及的是一种预制空心竹楼板及制备方法,可应用于装配式结构的高强工业化竹制楼盖,属于工程技术领域。
背景技术
随着建筑工业化的发展,现代竹结构作为一种新型结构体系逐渐显示其优势。由于采用天然竹材为原料,现代竹结构相比于混凝土结构和钢结构体系更加低碳、环保。相关调查表明:竹材的生产能耗仅占混凝土的1/8,占钢材的1/50。另外,我国森林资源短缺,竹材资源相对丰富,天然竹材分布广泛,生长周期较短,每年的生长量是树木的5倍~6倍。
然而现阶段我国装配式竹结构的设计理论不完善,设计手段落后,依据现代结构分析技术与结构设计原理进行装配式竹构分析与设计是十分必要的。
以混凝土和钢材为主要原料的装配式结构,其缺点有以下几点:1)自重较大;2)运输不便;3)构件尺寸根据设计需要确定,不具有通用性,不利于标准化生产;4)成本相对较高;本发明能有效改善此种状况。
发明内容
本发明提出的是一种预制空心竹楼板及制备方法,其目的旨在克服现有技术所存在的上述缺陷,是一种新型的装配式结构楼盖,具有一定强度与刚度并具有质轻、可工厂化预制生产等特点。
本发明的技术解决方案:预制空心竹楼板,其特征是包括高强工业化竹面板上面板1;高强工业化竹面板下面板2;工业化竹板肋3;抗剪竹销4;其中高强工业化竹面板上面板1与工业化竹板肋3的上部通过抗剪竹销4连接,高强工业化竹面板下面板2与工业化竹板肋3的下部通过抗剪竹销4连接;楼板中间采用低密度工业化竹材,并设置平行于楼板受力方向的贯穿孔洞;预制空心楼板工作时:将预制空心楼板铰支在支撑梁上,当受到荷载作用时,预制空心楼板的上面板首先受压,楼板发生弯曲,继而下面板受到拉力作用,上下面板之间等间距放置工业化竹板肋,形成平行与板受力方向的孔洞;同时,连接面板与板肋的竹销提供足够的抗拔与抗剪承载力,将上、下面板与板肋连接成具有足够承载能力的楼板。
预制空心楼板工作机理:将预制空心楼板铰支在支撑梁上,当受到荷载作用时,预制空心楼板的上面板首先受压,楼板发生弯曲,继而下面板受到拉伸作用,同时,连接面板与板肋的竹销提供足够的抗拔与抗剪承载力,将上、下面板与板肋连接成具有足够承载能力的楼板。
本发明的优点:
1)楼板的上、下表面采用高强工业化竹材,楼板中间受力较小部位采用低密度工业化竹材,并设置平行于楼板受力方向的贯穿孔洞,充分利用了高强工业化竹材拉、压强度高的特点,最大限度地节约了材料,减轻了楼板自重,提高了楼板承载效率,便于建筑装配;
2)高强工业化竹材的面板厚度可采用工厂生产线规格化尺寸,楼板的厚度可根据受力情况通过肋板高度调整,因而,这种楼板既便于标准化生产,也可满足建筑多样性的需求;
3)面板与肋板采用竹连接件连接,工艺简单,连接可靠,质量易控制,相对胶合结构,大大降低了楼板制备的成本;
4)这种高强楼板的面板光洁度、平整度、硬度已经达到户内地板的所有要求,安装完成后无需装饰。
附图说明
附图1是预制空心竹楼板的结构示意图。
附图2是预制空心竹楼板面的结构示意图。
附图3是预制空心竹楼板板肋的结构示意图。
附图4是抗剪竹销的结构示意图。
附图5是抗剪竹销连接示意图。
图中的1是高强工业化竹面板上面板,2是高强工业化竹面板下面板,3是工业化竹板肋,4是抗剪竹销。
具体实施方式
对照附图,预制空心竹楼板,其结构包括高强工业化竹面板上面板1、高强工业化竹面板下面板2、低密度工业化竹板肋3、抗剪竹销4、高强工业化竹面板上面板1与下面板2分别与低密度工业化竹板肋3的上部和下部通过抗剪竹销4连接;高强工业化面板上面板1与高强工业化面板下面板2的厚度可采用工厂生产线规格化尺寸,预制空心楼板的厚度可以根据受力情况通过工业化楼板3的高度调整。
所述的高强工业化竹面板,采用高强工业化竹材(指顺纹抗拉强度不低于120MPa,顺纹抗压强度不低于60MPa,顺纹弹性模量不低于11000MPa,顺纹抗剪强度不低于15MPa,工艺制作过程如下:将原竹剖割成约长2m、宽15mm、厚3mm的竹蔑,经80℃恒温烘干至含水率低于11%,再将竹篾碾压成竹丝束,同方向平行组坯并浸渍酚醛树脂胶(胶固含量不得低于25%)然后再干燥至含水率低于11%,最后通过高温热压(温度不低于160℃,压力不低于5MPa,加压速度为1mm/min)胶合而成。
所述的低密度工业化竹材(指顺纹抗拉强度不低于80MPa,顺纹抗压强度不低于40MPa,顺纹弹性模量不低于9000MPa,顺纹抗剪强度不低于10MPa),工艺制作过程如下:将原竹剖割成约长2m、宽15mm、厚3mm的竹蔑,经80℃恒温烘干至含水率低于11%,再将竹篾碾压成竹丝束,同方向平行组坯并浸渍酚醛树脂胶(胶固含量不得低于20%)然后再干燥至含水率低于11%,最后通过高温热压(温度不低于140℃,压力不低于2.5MPa,加压速度为1mm/min)胶合而成,制作步骤与高强工业化竹材料基本相同,仅在制作过程中工艺参数有所不同从而降低了竹纤维的密度及力学性能。
预制空心楼板工作时:将预制空心楼板铰支在支撑梁上,当受到荷载作用时,预制空心楼板的上面板首先受压,楼板发生弯曲,继而下面板受到拉力作用(上下面板之间等间距放置工业化竹板肋,形成平行与板受力方向的孔洞);同时,连接面板与板肋的竹销提供足够的抗拔与抗剪承载力,将上、下面板与板肋连接成具有足够承载能力的楼板。
预制空心竹楼板的制备方法:
1)预制空心竹楼板所有的部件装配在一起,即将高强工业化竹面板上面板与工业化竹板肋的上部通过抗剪竹销连接,高强工业化竹面板下面板与工业化竹板肋的下部通过抗剪竹销连接,并在上、下面板间等间距放置工业化竹板肋以形成平行于楼板受力方向的孔洞,整体楼板尺寸根据设计要求确定,楼板的厚度仅需根据受力情况通过肋板高度调整;
2)预制空心竹楼板中的高强工业化竹面板,采用高强工业化竹材料(即指顺纹抗拉强度不低于120MPa,顺纹抗压强度不低于60MPa,顺纹弹性模量不低于11000MPa,顺纹抗剪强度不低于15MPa),工艺制作过程如下:将原竹剖割成约长2m、宽15mm、厚3mm的竹蔑,经80℃恒温烘干至含水率低于11%,再将竹篾碾压成竹丝束,同方向平行组坯并浸渍酚醛树脂胶(胶固含量不得低于25%)后二次干燥至含水率低于11%,最后通过高温热压(温度不低于160℃,压力不低于5MPa,加压速度为1mm/min)胶合而成,楼板长度和宽度根据设计要求确定,厚度采用定型尺寸;
3)预制空心竹楼板中的工业化竹板肋,采用低密度工业化竹材(即指顺纹抗拉强度不低于80MPa,顺纹抗压强度不低于40MPa,顺纹弹性模量不低于9000MPa,顺纹抗剪强度不低于10MPa),工艺制作过程如下:将原竹剖割成约长2m、宽15mm、厚3mm的竹蔑,经80℃恒温烘干至含水率低于11%,再将竹篾碾压成竹丝束,同方向平行组坯并浸渍酚醛树脂胶(胶固含量不得低于20%)然后再干燥至含水率低于11%,最后通过高温热压(温度不低于140℃,压力不低于2.5MPa,加压速度为1mm/min)胶合而成,制作步骤与高强工业化竹材料基本相同,仅在制作过程中工艺参数有所不同从而降低了竹纤维的密度及力学性能,板肋的长度根据设计要求确定,厚度和高度依据受力情况调整;
4)预制空心竹楼板中的抗剪竹销,采用低密度工业竹材,其制作步骤与低密度工业竹材竹板肋,竹销通过预制空心竹楼板承受的面荷载而产生的内力,根据结构力学原理进行计算得到面板传递到竹销的剪力,根据低密度工业竹的顺纹抗剪承载能力确定竹销需要的尺寸;
5)预制空心竹楼板中的抗剪竹销与高强工业化竹面板的上、下板面间的连接。
楼板取材方便,低碳环保,且工艺简单,连接可靠,质量易控制,便于运输,相对胶合结构,大大降低了楼板制备的成本。
由于高强工业化竹面板厚度采用工厂生产线规格尺寸,楼板的厚度根据受力情况进行结构设计,仅通过调整肋板高度满足结构设计需要,因而,这种楼板既便于标准化生产,也可满足建筑多样性的需求。
预制空心楼板,具有自重轻,楼板承载效率高,便于装配安装以及便于标准化生产,工艺简单,制备成本较低等特点,极大改善了现有装配式构件笨重、不具有通用性、造价高等缺陷,并且竹材相对于现有装配式构件的材料更加低碳、环保,节约大量能源。
实施例
对照附图,预制空心竹楼板,其结构包括高强工业化竹面板上面板1、高强工业化竹面板下面板2、低密度工业化竹板肋3、抗剪竹销4、高强工业化竹面板上面板1与下面板2分别与低密度工业化竹板肋3的上部和下部通过抗剪竹销4连接;高强工业化面板上面板1与高强工业化面板下面板2的厚度为60mm;低密度工业化竹板肋3为130mm高,100mm厚,长度位3900mm,肋板间距为400mm;抗剪竹销4为直径15mm,长度40mm的低密度工业竹材,竹销间距为75mm;预制空心楼板长度为3900mm,宽度为2400mm。
所述的高强工业化竹面板,采用高强工业化竹材,将原竹剖割成约长2m、宽15mm、厚3mm的竹蔑,经80℃恒温烘干至含水率低于11%,再将竹篾碾压成竹丝束,同方向平行组坯并浸渍酚醛树脂胶(胶固含量不得低于25%)然后再干燥至含水率低于11%,最后通过高温热压(温度不低于160℃,压力不低于5MPa,加压速度为1mm/min)胶合而成。
厂预制空心竹楼板中的工业化竹板肋,采用低密度工业化竹材,工艺制作过程如下:将原竹剖割成约长2m、宽15mm、厚3mm的竹蔑,经80℃恒温烘干至含水率低于11%,再将竹篾碾压成竹丝束,同方向平行组坯并浸渍酚醛树脂胶(胶固含量不得低于20%)后二次干燥至含水率低于11%,最后通过高温热压(温度不低于140℃,压力不低于2.5MPa,加压速度为1mm/min)胶合而成。
制作步骤与高强工业化竹材料基本相同,仅在制作过程中工艺参数有所不同从而降低了竹纤维的密度及力学性能。
1)预制空心竹楼板所有的部件装配在一起,即将高强工业化竹面板上面板与低密度工业化竹板肋的上部通过抗剪竹销连接,高强工业化竹面板下面板与工业化竹板肋的下部通过抗剪竹销连接,并在上、下面板间间距400mm放置工业化竹板肋以形成平行于楼板受力方向的孔洞,整体楼板尺寸为长3900mm,宽2400mm,厚250mm,如图1示意。
2)预制空心竹楼板中的高强工业化竹面板,采用高强工业化竹材料即将原竹剖割成约长2m、宽15mm、厚3mm的竹蔑,经80℃恒温烘干至含水率低于11%,再将竹篾碾压成竹丝束,同方向平行组坯并浸渍酚醛树脂胶(胶固含量不得低于25%)后二次干燥至含水率低于11%,最后通过高温热压(温度不低于160℃,压力不低于5MPa,加压速度为1mm/min)胶合而成,长3900mm,宽2400mm,厚60mm,如图2示意。
3)预制空心竹楼板中的工业化竹板肋,采用低密度工业化竹材,即将原竹剖割成约长2m、宽15mm、厚3mm的竹蔑,经80℃恒温烘干至含水率低于11%,再将竹篾碾压成竹丝束,同方向平行组坯并浸渍酚醛树脂胶(胶固含量不得低于20%)后二次干燥至含水率低于11%,最后通过高温热压(温度不低于140℃,压力不低于2.5MPa,加压速度为1mm/min)胶合而成,制作步骤与高强工业化竹材料基本相同,仅在制作过程中工艺参数有所不同从而降低了竹纤维的密度及力学性能,长3900mm,高130mm,厚100mm,如图3示意。
4)预制空心竹楼板中的抗剪竹销,采用低密度工业竹材,即制作步骤与低密度工业竹材竹板肋,竹销直径15mm,长30mm,竹销间距75mm,如图4示意。
5)预制空心竹楼板中的抗剪竹销与高强工业化竹面板的上、下板面间的连接,如图5示意。

Claims (3)

1.预制空心竹楼板,其特征是包括高强工业化竹面板上面板;高强工业化竹面板下面板;低密度工业化竹板肋;抗剪竹销;其中高强工业化竹面板上面板与低密度工业化竹板肋的上部通过A抗剪竹销连接,高强工业化竹面板下面板与低密度工业化竹板肋的下部通过B抗剪竹销连接;高强工业化竹面板的上、下面板间等间距放置工业化竹板肋,工业化竹板肋采用低密度工业化竹材,并在楼板中间形成平行于楼板受力方向的孔洞,工作时:将预制空心楼板铰支在支撑梁上,当受到荷载作用时,预制空心楼板的上面板首先受压,楼板发生弯曲,继而下面板受到拉力作用,上下面板之间等间距放置工业化竹板肋,形成平行与板受力方向的孔洞;同时,连接面板与板肋的竹销提供足够的抗拔与抗剪承载力,将上、下面板与板肋连接成具有足够承载能力的楼板。
2.根据权利要求1所述的预制空心竹楼板,其特征是所述的高强工业化面板上面板与高强工业化面板下面板的厚度采用定型尺寸,预制空心竹楼板的厚度根据受力情况通过工业化竹板肋的高度调整。
3.如权利要求1的预制空心竹楼板的制备方法,其特征是包括如下步骤:
1)预制空心竹楼板所有的部件装配在一起,即将高强工业化竹面板上面板与工业化竹板肋的上部通过抗剪竹销连接,高强工业化竹面板下面板与工业化竹板肋的下部通过抗剪竹销连接,并在高强工业化竹面板的上、下面板间等间距放置工业化竹板肋以形成平行于楼板受力方向的孔洞;整体楼板尺寸根据设计要求确定,楼板的厚度仅需根据受力情况通过肋板高度调整;
2)预制空心竹楼板的高强工业化竹面板,采用高强工业化竹材,将原竹剖割成长2m、宽15mm、厚3mm的竹蔑,经80℃恒温烘干至含水率低于11%,再将竹篾碾压成竹丝束,同方向平行组坯并浸渍酚醛树脂胶,胶固含量不得低于25%,然后干燥至含水率低于11%,最后通过高温热压胶合而成,其温度不低于160℃,压力不低于5MPa,加压速度为1mm/min;楼板长度和宽度根据建筑设计要求确定,厚度根据结构设计确定;所述高强工业化竹材是指顺纹抗拉强度不低于120MPa,顺纹抗压强度不低于60MPa,顺纹弹性模量不低于11000MPa,顺纹抗剪强度不低于15MPa;
3)预制空心竹楼板中的工业化竹板肋,采用低密度工业化竹材,将原竹剖割成长2m、宽15mm、厚3mm的竹蔑,经80℃恒温烘干至含水率低于11%,再将竹篾碾压成竹丝束,同方向平行组坯并浸渍酚醛树脂胶,胶固含量不得低于20%,然后再干燥至含水率低于11%,最后通过高温热压胶合而成,其热压温度不低于140℃,压力不低于2.5MPa,加压速度为1mm/min;制作步骤与高强工业化竹材料类同;所述的低密度工业化竹材是指顺纹抗拉强度不低于80MPa,顺纹抗压强度不低于40MPa,顺纹弹性模量不低于9000MPa,顺纹抗剪强度不低于10MPa;
4)预制空心竹楼板中的抗剪竹销,采用低密度工业化竹材,即制作步骤与高强工业化竹材料类同;
5)预制空心竹楼板中的抗剪竹销与高强工业化竹面的上、下板面连接。
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GR01 Patent grant
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EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20160615

Assignee: Hunan Yangming bamboo chanting Technology Co., Ltd.

Assignor: Nanjing Forestry University

Contract record no.: 2018320000340

Denomination of invention: Prefabricated hollow bamboo floor slab and manufacturing method

Granted publication date: 20180112

License type: Common License

Record date: 20181121

Application publication date: 20160615

Assignee: Nanjing Linke Wooden House Engineering Technology Co., Ltd.

Assignor: Nanjing Forestry University

Contract record no.: 2018320000338

Denomination of invention: Prefabricated hollow bamboo floor slab and manufacturing method

Granted publication date: 20180112

License type: Common License

Record date: 20181121

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