CN107268890A - 一种装配式竹木‑混凝土组合梁 - Google Patents

一种装配式竹木‑混凝土组合梁 Download PDF

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    • E04C3/29—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces built-up from parts of different material, i.e. composite structures

Abstract

本发明公开了一种装配式竹木‑混凝土组合梁，其特征在于：预制混凝土板(1)与竹木梁(2)通过钢管‑超高性能混凝土复合剪力连接件(3)组合起来；所述钢管‑超高性能混凝土复合剪力连接件(3)，其特征在于：钢管(4)外包超高性能混凝土(5)，一端为连接端，外形为圆柱，另一端为锚固端，外形为圆台；所述预制混凝土板(1)，其特征在于：设置预留孔(6)，孔道的锥度与钢管‑超高性能混凝土复合剪力连接件(3)的锚固端的锥度相同；所述装配式竹木‑混凝土组合梁，其特征在于：自攻螺钉(7)通过钢管(4)内的孔道，螺纹端锚固在竹木梁(2)内，螺帽端支撑在钢管(4)的顶端。本发明具有装配方式简单、施工效率高、抗弯刚度大、延性好等优势，在现代竹木建筑、既有建筑改造中有良好的应用前景。

Description

一种装配式竹木-混凝土组合梁
技术领域
本发明涉及一种装配式竹木-混凝土组合梁，属于土木工程中的建筑结构领域。
背景技术
竹木作为节能环保的生物质绿色材料，具有绿色、生态、环保、低碳的优良品质，在近年倡导节能减排的背景下，大力推进以现代木竹结构为代表的绿色建筑，以及发展装配式建筑，对于形成新的结构体系和降低结构能耗具有重要意义。
竹木(含胶合竹、胶合木)材料有着突出的强度/重量比，因而制成的竹木构件具有结构自重小、变形性能好等优势，但由于竹木材料弹性模量低，使得竹木梁的抗弯刚度较低，承载力往往由变形控制，而非材料的强度控制，这极大的限制了竹木结构的跨度和降低了材料的利用效率。而将竹木与混凝土组合形成竹木-混凝土组合梁(板)，能充分发挥两种材料各自的优势。与单纯的竹木梁相比较，组合梁可以有效提高构件的刚度和承载力，增大构件的跨度，同时具有绿色环保、降低碳排放量的特点，符合建筑工业化发展的要求。
在竹木-混凝土组合梁中，上部混凝土板和下部竹木梁通过中间的剪力连接件组合在一起，实现共同工作。目前，按照混凝土板的施工方式，竹木-混凝土组合梁可以分为两种：现浇式与装配式。现浇式是先将连接件的一端固定在竹木梁中，然后再在上部现浇混凝土板，连接件的另一端锚固在混凝土板中，待混凝土硬化后，形成组合效应。现浇式组合梁的主要问题是存在混凝土的湿作业，施工复杂，工期长，效率低。装配式一般是先将混凝土板预制，在预制过程中，连接件以预埋的方式锚固在混凝土板中(也有些组合梁的连接件是预先锚固在竹木梁中)，然后在施工现场通过装配的方式，将上下两个组件连接起来。目前，装配式组合梁的主要问题有两个：第一，连接件需要预先与一个组件锚固，其定位精确难以控制，特别是浇筑混凝土时连接件极易偏位，导致后期装配困难，构件加工难度大，效率低，在实际工程中难以推广；第二，装配施工时，剪力连接件本身还需要通过螺栓、螺钉等固定在后装组件上，连接件需要通过这些螺钉、螺栓的受力才能发挥剪力作用，导致连接件本身的力学性能难以充分发挥，因此，装配式组合梁的抗弯刚度和承载力一般明显低于对应的现浇式组合梁。因此，开发新型装配式竹木-混凝土组合梁，成为提高这种组合构件施工效率和力学性能的关键。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型装配式竹木-混凝土组合梁，具有装配方式简单、施工效率高、抗弯刚度大、延性好等优势。
本发明的技术方案为：一种装配式竹木-混凝土组合梁，其特征在于：预制混凝土板与竹木梁通过钢管-超高性能混凝土复合剪力连接件组合起来；所述钢管-超高性能混凝土复合剪力连接件，其特征在于：钢管外包超高性能混凝土，一端为连接端，外形为圆柱，另一端为锚固端，外形为圆台；所述预制混凝土板，其特征在于：设置预留孔，孔道的锥度与钢管-超高性能混凝土复合剪力连接件的锚固端的锥度相同；所述装配式竹木-混凝土组合梁，其特征在于：自攻螺钉通过钢管内的孔道，螺纹端锚固在竹木梁内，螺帽端支撑在钢管的顶端；竹木梁顶端预先钻出安装孔，安装孔的直径与钢管-超高性能混凝土复合剪力连接件的连接端的外径相同，并且安装孔的位置与预留孔的位置一一对应；钢管-超高性能混凝土复合剪力连接件中，超高性能混凝土掺入钢纤维或合成纤维。
本发明的施工方法按以下方式进行：
第一步：在专用模具中设置钢管，然后浇筑超高性能混凝土。拆模后，通过湿热养护，加速超高性能混凝土的强度发展，制成钢管-超高性能混凝土复合剪力连接件；
第二步：预制混凝土板，并在设计位置设置预留孔，孔道的锥度与钢管-超高性能混凝土复合剪力连接件的锚固端的锥度相同；
第三步：加工竹木梁，并在设计位置钻安装孔，孔的直径与钢管-超高性能混凝土复合剪力连接件的连接端的外径相同；
第四步：在施工现场架设竹木梁，然后将混凝土板放置在竹木梁上，并使得安装孔与预留孔的位置一一对应；
第五步：将钢管-超高性能混凝土复合剪力连接件插入预留孔中，再采用锤击将其连接端插入安装孔内；当钢管-超高性能混凝土复合剪力连接件的锚固端与混凝土板中预留孔的孔道壁竖向嵌压紧密后，再将自攻螺钉插入钢管的孔道内；最后将自攻螺钉拧入竹木梁内，完成施工。
与现有竹木-混凝土组合梁相比较，本发明的优点在于：
(1)装配方式简单，施工效率高。在实际使用中，钢管-超高性能混凝土复合剪力连接件为预制标准件，因此，组合梁的三个组件(竹木梁、混凝土板和剪力连接件)均为预制件，分开加工，生产效率高。同时，由于不需要将剪力连接件预先锚固于混凝土板或竹木梁中，完全避免了连接件定位偏差所导致的后期装配问题。在现场装配施工时，剪力连接件的连接端通过简单的锤击直接插入竹木梁的安装孔中，同时，由于剪力连接件的锚固端与混凝土板预留口具有相同的锥度，两者在锤击过程中竖向紧密嵌压，这种连接方式对于预留孔道的定位及加工精度要求不高，大大降低了构件的预制难度，提高了生产效率。当剪力连接件安装就位后，将自攻螺钉插入钢管内的孔道中，然后将其拧入竹木梁内，把连接件与竹木梁竖向连接起来，进而通过锚固端将下部竹木梁与上部混凝土板连接起来，抵抗混凝土板与竹木梁由于竖向分离引起的抗拔力。组合梁的装配方式简便，效率高。
(2)抗弯刚度大。一方面，在组合梁中，钢管-超高性能混凝土复合连接件直接承担界面剪力，不需要其他螺栓、螺钉才能发挥抗剪作用，连接件的力学性能可以得到充分发挥；另一方面，外包的超高性能混凝土具有较高的抗剪强度，能与钢管一起有效协同工作，共同承担组合梁的界面剪力。因此，组合梁具有较高的抗弯刚度。
(3)延性好。外包的超高性能混凝土掺入了纤维，超高性能混凝土的抗剪(拉)能力和极限应变都远远高于普通混凝土，即使组合界面处产生较大的剪切滑移，外包超高性能混凝土依然能够维持较高的抗剪强度，能与钢管协同受力，共同承担界面剪力，从而避免了组合梁承载力出现明显波动。因此，组合梁具有较高的延性。
综合来看，本发明提出的装配式竹木-混凝土组合梁，在实现了装配施工效率高的同时，又具备良好的抗弯性能，克服了现有技术的不足，具有良好的应用前景。
附图说明
图1是装配式竹木-混凝土组合梁的组合截面示意图；
图2是装配式竹木-混凝土组合梁的组合截面俯视图；
图3是装配式竹木-混凝土组合梁的组合截面横截面示意图；
图4是钢管-超高性能混凝土复合剪力连接件的纵向剖面示意图。
图例说明
1为预制混凝土板 2为竹木梁
3为钢管-超高性能混凝土复合剪力连接件 4为钢管
5为外包超高性能混凝土 6为混凝土板预留口
7为自攻螺钉 8为竹木梁安装孔
具体实施方式
本发明如附图所示，一种装配式竹木-混凝土组合梁，其特征在于：预制混凝土板(1)与竹木梁(2)通过钢管-超高性能混凝土复合剪力连接件(3)组合起来；所述钢管-超高性能混凝土复合剪力连接件(3)，其特征在于：钢管(4)外包超高性能混凝土(5)，一端为连接端，外形为圆柱，另一端为锚固端，外形为圆台；所述预制混凝土板(1)，其特征在于：设置预留孔(6)，孔道的锥度与钢管-超高性能混凝土复合剪力连接件(3)的锚固端的锥度相同；所述装配式竹木-混凝土组合梁，其特征在于：自攻螺钉(7)通过钢管(4)内的孔道，螺纹端锚固在竹木梁(2)内，螺帽端支撑在钢管(4)的顶端；竹木梁(2)顶端预先钻出安装孔(8)，安装孔的直径与钢管-超高性能混凝土复合剪力连接件(3)的连接端的外径相同，并且安装孔(8)的位置与预留孔(6)的位置一一对应；钢管-超高性能混凝土复合剪力连接件(3)中，超高性能混凝土(5)掺入钢纤维或合成纤维。
实施时，首先，在专用模具中设置钢管(4)，然后浇筑超高性能混凝土(5)。拆模后，通过湿热养护，加速超高性能混凝土的强度发展，制成钢管-超高性能混凝土复合剪力连接件(3)；同步生产预制混凝土板(1)，并在设计位置设置预留孔(6)，孔道的锥度与钢管-超高性能混凝土复合剪力连接件(3)的锚固端的锥度相同；与此同时，加工竹木梁(2)，并在设计位置钻安装孔(8)，孔的直径与钢管-超高性能混凝土复合剪力连接件(3)的连接端的外径相同；接下来，将所有部件运至施工现场，在施工现场架设竹木梁(2)，然后将混凝土板(1)放置在竹木梁(2)上，并使得安装孔(8)与预留孔(6)的位置一一对应；然后将钢管-超高性能混凝土复合剪力连接件(3)插入预留孔(6)中，再采用锤击将其连接端插入安装孔(8)内；当钢管-超高性能混凝土复合剪力连接件(3)的锚固端与预留孔(6)的孔道壁竖向嵌压紧密后，再将自攻螺钉(7)插入钢管(4)的孔道内，最后将自攻螺钉(7)拧入竹木梁(2)内，完成装配施工。

Claims (4)

1.一种装配式竹木-混凝土组合梁，其特征在于：预制混凝土板(1)与竹木梁(2)通过钢管-超高性能混凝土复合剪力连接件(3)组合起来；所述钢管-超高性能混凝土复合剪力连接件(3)，其特征在于：钢管(4)外包超高性能混凝土(5)，一端为连接端，外形为圆柱，另一端为锚固端，外形为圆台；所述预制混凝土板(1)，其特征在于：设置预留孔(6)，孔道的锥度与钢管-超高性能混凝土复合剪力连接件(3)的锚固端的锥度相同；所述装配式竹木-混凝土组合梁，其特征在于：自攻螺钉(7)通过钢管(4)内的孔道，螺纹端锚固在竹木梁(2)内，螺帽端支撑在钢管(4)的顶端。
2.根据权利要求1所述的一种装配式竹木-混凝土组合梁，其特征在于：竹木梁(2)顶端预先钻出安装孔(8)，安装孔的直径与钢管-超高性能混凝土复合剪力连接件(3)的连接端的外径相同，并且安装孔(8)的位置与预留孔(6)的位置一一对应。
3.根据权利要求1所述的一种装配式竹木-混凝土组合梁，其特征在于：钢管-超高性能混凝土复合剪力连接件(3)中，超高性能混凝土(5)掺入钢纤维或合成纤维。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种装配式竹木-混凝土组合梁的施工方法，其特征在于：所述施工方法按以下方式进行：
第一步：在专用模具中设置钢管(4)，然后浇筑超高性能混凝土(5)。拆模后，通过湿热养护，加速超高性能混凝土的强度发展，制成钢管-超高性能混凝土复合剪力连接件(3)；
第二步：预制混凝土板(1)，并在设计位置设置预留孔(6)，孔道的锥度与钢管-超高性能混凝土复合剪力连接件(3)的锚固端的锥度相同；
第三步：加工竹木梁(2)，并在设计位置钻安装孔(8)，孔的直径与钢管-超高性能混凝土复合剪力连接件(3)的连接端的外径相同；
第四步：在施工现场架设竹木梁(2)，然后将混凝土板(1)放置在竹木梁(2)上，并使得安装孔(8)与预留孔(6)的位置一一对应；
第五步：将钢管-超高性能混凝土复合剪力连接件(3)插入预留孔(6)中，再采用锤击将其连接端插入安装孔(8)内；当钢管-超高性能混凝土复合剪力连接件(3)的锚固端与预留孔(6)的孔道壁竖向嵌压紧密后，再将自攻螺钉(7)插入钢管(4)的孔道内；最后将自攻螺钉(7)拧入竹木梁(2)内，完成装配施工。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107989262A (zh) * 2017-11-28 2018-05-04 湖南大学 新型装配式竹木-混凝土组合梁
CN108613879A (zh) * 2018-04-20 2018-10-02 南京林业大学 螺栓连接木-轻集料混凝土组合梁及性能试验方法和装置
CN109112945A (zh) * 2018-10-17 2019-01-01 苏州昆仑绿建木结构科技股份有限公司 一种基于螺栓连接的竹木和钢组合箱梁
CN109707102A (zh) * 2019-01-07 2019-05-03 湖南大学 轻量化装配式竹木-混凝土组合梁
CN109972737A (zh) * 2019-05-07 2019-07-05 南京林业大学 一种组合式连接的竹-混凝土组合梁及制造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH678440A5 (en) * 1988-12-06 1991-09-13 Robert Haldi Concrete floor laying system - using steel G-shaped clips and reinforcing rods to engage laid concrete with timber floor beams
JP2004019331A (ja) * 2002-06-19 2004-01-22 Kawase Sangyo Co Ltd 木造住宅用土台とその製造方法
CN202416703U (zh) * 2011-12-15 2012-09-05 昆明理工大学 一种局部空腔填实的原竹格栅
CN204456651U (zh) * 2015-02-13 2015-07-08 南京工业大学 一种增强木-混凝土组合梁的连接装置
CN207177089U (zh) * 2017-07-31 2018-04-03 湖南大学 一种装配式竹木‑混凝土组合梁

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH678440A5 (en) * 1988-12-06 1991-09-13 Robert Haldi Concrete floor laying system - using steel G-shaped clips and reinforcing rods to engage laid concrete with timber floor beams
JP2004019331A (ja) * 2002-06-19 2004-01-22 Kawase Sangyo Co Ltd 木造住宅用土台とその製造方法
CN202416703U (zh) * 2011-12-15 2012-09-05 昆明理工大学 一种局部空腔填实的原竹格栅
CN204456651U (zh) * 2015-02-13 2015-07-08 南京工业大学 一种增强木-混凝土组合梁的连接装置
CN207177089U (zh) * 2017-07-31 2018-04-03 湖南大学 一种装配式竹木‑混凝土组合梁

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107989262A (zh) * 2017-11-28 2018-05-04 湖南大学 新型装配式竹木-混凝土组合梁
CN108613879A (zh) * 2018-04-20 2018-10-02 南京林业大学 螺栓连接木-轻集料混凝土组合梁及性能试验方法和装置
CN109112945A (zh) * 2018-10-17 2019-01-01 苏州昆仑绿建木结构科技股份有限公司 一种基于螺栓连接的竹木和钢组合箱梁
CN109112945B (zh) * 2018-10-17 2024-02-13 苏州昆仑绿建木结构科技股份有限公司 一种基于螺栓连接的竹木和钢组合箱梁
CN109707102A (zh) * 2019-01-07 2019-05-03 湖南大学 轻量化装配式竹木-混凝土组合梁
CN109972737A (zh) * 2019-05-07 2019-07-05 南京林业大学 一种组合式连接的竹-混凝土组合梁及制造方法

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