CN107989262A - 新型装配式竹木-混凝土组合梁 - Google Patents

新型装配式竹木-混凝土组合梁 Download PDF

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单波
肖岩
王震宇
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    • E04—BUILDING
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    • E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
    • E04C3/02—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces
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Abstract

本发明公开了一种新型装配式竹木‑混凝土组合梁，其特征在于：预制混凝土板(1)中预埋竹木块(2)；在预埋竹木块(2)和竹木梁(3)中钻孔，通过插入复合剪力连接件(4)将预制混凝土板(1)与竹木梁(3)组合起来；所述复合剪力连接件(4)，其特征在于：钢管(5)外包超高性能混凝土(6)；自攻螺钉(7)通过钢管(5)内的孔道锚固在竹木梁(3)内。本发明具有装配方式简单、施工效率高、力学性能优越等优势，在现代竹木建筑和既有建筑的改造中有良好的应用前景。

Description

新型装配式竹木-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
当今建筑面临的主要问题是以钢材和水泥为代表的传统结构材料在生产和施工过程中所带来的环境影响。发展以竹木结构为代表的绿色装配式建筑，是解决这一问题的有效方式。
由于竹木材料弹性模量低，使得单纯竹木梁的抗弯刚度较低，承载力往往由变形控制，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。而采用组合结构的形式，在竹木梁上部浇筑混凝土板，通过剪力连接件将两者结合起来，形成竹/木-混凝土组合梁，这一技术在现代木结构中得到成功应用。与单纯的竹木梁比较，组合梁可以有效提高结构的刚度和承载力，增大结构的跨度，并可提高结构的隔声、隔振能力和保温隔热性能。与传统的混凝土结构比较，组合梁还可以提高构件的抗裂性能，有效降低结构的自重。这样，能充分发挥两种材料各自的优势，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。
装配式竹木-混凝土组合梁因其具有施工效率高、无湿作业等优势，在装配式建筑中具有良好的应用前景。现有装配式竹木-混凝土组合梁的施工方式较为复杂，一般在预制混凝土板或竹木梁的过程中，需要将剪力连接件以预埋的方式锚固在混凝土板或竹木梁中，然后在施工现场将上下两个组件连接起来。这种组合及施工方式主要的不足之处在于：第一，连接件预先与一个组件锚固，定位要求精确，构件加工难度大；第二，在现场装配时，由于构件自身变形及组件加工引起的装配误差，导致连接件与预留孔难以一一吻合，现场调整困难，导致施工效率低。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、力学性能好等优势。
本发明的技术方案为：一种新型装配式竹木-混凝土组合梁，其特征在于：预制混凝土板(1)中预埋竹木块(2)；在预埋竹木块(2)和竹木梁(3)中钻孔，通过插入复合剪力连接件(4)将预制混凝土板(1)与竹木梁(3)组合起来；所述复合剪力连接件(4)，其特征在于：钢管(5)外包超高性能混凝土(6)；自攻螺钉(7) 通过钢管(5)内的孔道锚固在竹木梁(3)内。其特征在于：复合剪力连接件(4) 中，超高性能混凝土(6)掺入钢纤维或合成纤维。
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。首先，在实际使用中，混凝土板、竹木梁与复合剪力连接件均为预制标准件，分开加工，生产方式简单。其次，连接件不需要预埋，有效消除了预埋带来的装配误差。再者，将竹木块与预埋在混凝土板中，这样，混凝土板与竹木梁的安装孔可以现场钻孔，也就不存在安装误差问题。或者，两个组件的安装孔在工厂预先钻好，到了现场，即使存在一定的装配误差，由于预埋竹木块具有较好的变形能力，安装容许误差较大，复合剪力连接件的安装难度小。
(2)力学性能优越。在组合梁中，复合剪力连接件直接承担界面剪力。由于钢管外包的超高性能混凝土具有较高的延性和抗剪强度，能与钢管有效协同工作，连接件的力学性能可以得到充分发挥。因而，组合梁的组合效应高，力学性能优越。
综合来看，本发明提出的新型装配式竹木-混凝土组合梁，在实现了装配施工效率高的同时，又具备优越的力学性能，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是新型装配式竹木-混凝土组合梁的组合截面示意图；
图2是新型装配式竹木-混凝土组合梁的俯视图；
图3是新型装配式竹木-混凝土组合梁的A-A横截面示意图；
图4是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为预埋竹木块 3为竹木梁
4为复合剪力连接件 5为钢管 6为超高性能混凝土
7为自攻螺钉
具体实施方式
本发明如附图所示，新型装配式竹木-混凝土组合梁，其特征在于：预制混凝土板(1)中预埋竹木块(2)；在预埋竹木块(2)和竹木梁(3)中钻孔，通过插入复合剪力连接件(4)将预制混凝土板(1)与竹木梁(3)组合起来；所述复合剪力连接件(4)，其特征在于：钢管(5)外包超高性能混凝土(6)；自攻螺钉(7)通过钢管(5)内的孔道锚固在竹木梁(3)内。其特征在于：复合剪力连接件(4)中，超高性能混凝土(6)掺入钢纤维或合成纤维。
实施时，首先，将预埋竹木块(2)放置在预制混凝土板(1)中的设计位置，浇筑混凝土，完成预制混凝土板(1)的制作。与此同时，加工竹木梁(3)；待加工完成后，将预制好的组件运至施工现场，将竹木梁(3)架设好，再把预制混凝土板(1) 搁置在竹木梁(3)的上部；接下来，在预埋竹木块(2)上钻孔，直至竹木梁(3) 顶部，再跟换钻头，在竹木梁(3)内部钻孔；钻孔完成后，将复合剪力连接件(4) 插入钻孔中，采用锤击法将其安装到位；最后，将自攻螺钉(7)插入钢管(5)的孔道内，并拧入竹木梁(3)内，完成装配施工。

Claims (2)

1.新型装配式竹木-混凝土组合梁，其特征在于：预制混凝土板(1)中预埋竹木块(2)；在预埋竹木块(2)和竹木梁(3)中钻孔，通过插入复合剪力连接件(4)将预制混凝土板(1)与竹木梁(3)组合起来；所述复合剪力连接件(4)，其特征在于：钢管(5)外包超高性能混凝土(6)；自攻螺钉(7)通过钢管(5)内的孔道锚固在竹木梁(3)内。
2.根据权利要求1所述的新型装配式竹木-混凝土组合梁，其特征在于：复合剪力连接件(4)中，超高性能混凝土(6)掺入钢纤维或合成纤维。
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