CN108678269A - 一种木-混凝土组合构件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种的木‑混凝土组合构件，包括木板、环形连接槽、木板凹槽、高强螺栓、横向钢筋网、纵向钢筋网和混凝土板。本发明中木板和混凝土通过15mm深的凹槽和更深的环形连接槽连接，同时通过高强螺栓来保持二者连接的稳定性。在本发明中，木板与混凝土在纵向压力作用下协调变形，同时木板起到抗拉钢筋和混凝土浇筑模板的作用。该新型的木混组合板具有较好的延性和承受荷载的能力，与钢筋混凝土板以及木板相比，其具有结构、经济以及生态等方面的优势。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型的木-混凝土组合构件，属于土木工程中的建筑结构领域。
背景技术
欧洲山毛榉是一种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，大力推进绿色建材的使用和发展，对于形成新的结构体系和降低结构能耗具有重要意义。
欧洲山毛榉具有力学性能较好，成型良好，不易分裂。
在木-混凝土组合构件中，上部混凝土板部分和下部木板部分通过木板凹槽，环形连接槽和高强螺栓连接，采用现浇式的方式施工，下部分木板可以作为混凝土板浇筑的模板的一部分，同时将钢筋网和螺栓孔模板等固定在模板中，然后在上部现浇混凝土板。将二者连接为一个整体，当组合板承受纵向均布荷载时，混凝土板和木板之间有产生滑动的趋势，而混凝土板通过螺栓的压力与木板之间产生协调变形、同时环形连接槽和木板凹槽均阻碍混凝土板的位移，从而使木板凹槽处受压，对混凝土板起到受拉钢筋的作用，混凝土板受压。
发明内容
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。
本发明提出的一种新型的木-混凝土组合构件，包括木板1、环形连接槽2、第一木板凹槽3、高强螺栓4、第二木板凹槽5、横向钢筋网6、纵向钢筋网7和混凝土板8，其中：混凝土板8位于木板1上方，木板1上开有若干个第一木板凹槽3、一个环形连接槽2和一个第二木板凹槽5，环形连接槽2位于木板1一侧，第二木板凹槽5位于木板1另一侧；混凝土板8内横纵向布置有横向钢筋网6和纵向钢筋网7，木板1和混凝土板8通过第一木板凹槽3和第一高强螺栓4连接，木板1和混凝土板8通过第二木板凹槽5和第一高强螺栓4连接，木板1和混凝土板8通过环形连接槽2和第二高强螺栓9连接；当组合构件承受竖向荷载时，混凝土板8和木板1之间有产生滑动的趋势，而混凝土板8通过第一高强螺栓4和第二高强螺栓9与木板1之间产生协调位移，同时环形连接槽2、第一木板凹槽3和第二木板凹槽5均阻碍混凝土的位移，从而使第一木板凹槽3处受压，对混凝土板8起到受拉钢筋的作用，混凝土板8受压。
本发明中，木板1采用欧洲山毛榉层压单板。
本发明中，环形连接槽2的中间间隙处灌有混凝土，向第二高强螺栓9施加预应力，以增强木板1与混凝土板8间的粘结力，环形连接槽2上预留的第二高强螺栓9的孔洞与栓杆之间的空隙不应过大。
本发明中，第一高强螺栓4和第二高强螺栓9提供压力将混凝土板8和木板1组合在一起，第一木板凹槽3上预留的第一高强螺栓4的孔洞和栓杆之间留有较大的空隙，以便于第一高强螺栓4产生水平位移。
本发明中，混凝土板8的标号根据需要选择，采用现浇式的方式施工，木板1作为混凝土板浇筑的模板的一部分，同时将横向钢筋网6、纵向钢筋网7和第一高强螺栓4的孔洞模板固定广泛模板中，然后在上部现浇混凝土板8。
本发明中，木板1的厚度为60mm，长度为6000mm,宽度为530mm。采用欧洲山毛榉层压单板，木板凹槽3、5的深度为15mm，环形连接槽在木板凹槽3、5的基础上再开挖30mm形成。左侧五个木板凹槽3的宽度和间距均为250mm。从左到右木板凹槽3的长度分别为330mm、260mm、200mm、130mm、70mm。木板凹槽5的边长为200mm。
本发明中，环形连接槽2的上下圆的半径分别为40mm和20mm，中间将灌上混凝土，同时在环形连接槽2的中心处放置一个螺杆直径为8mm的高强螺栓9，并施加5KN的预拉力，以增强木板与混凝土板的粘结力。
本发明中，高强螺栓4直径为8mm，无需施加过大的预拉力。需贯穿整个木-混凝土组合构件，主要提供压力将混凝土板和木材组合在一起。高强螺栓4的螺孔直径为20mm。
本发明中，高强螺栓4的垫片直径为40mm，厚度为4mm，螺帽的直径为20mm，厚度为6mm。高强螺栓9同此。
本发明中，横向钢筋6布置于纵向钢筋7上方，纵向钢筋布置于木板1正上方50mm处。
本发明中，横向钢筋网6采用直径为6mm的钢筋，按照间距150mm布置。
本发明中，纵向钢筋网7按照间距150mm的距离布置四根纵向钢筋，纵向钢筋边缘距离木板短边边缘50mm，长边边缘40mm。
本发明中，混凝土板8的厚度为140mm，长度为6000mm,宽度为530mm。根据需要选择混凝土标号。混凝土板8采用现浇式的方式施工，下部分木板可以作为混凝土板8浇筑的模板的一部分，同时将钢筋网等固定在模板中，然后在上部现浇混凝土板。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
1.采用环形连接槽作为木板和混凝土板的连接结构，减小了传统的竖向螺栓连接时螺栓所承受的横向剪力，保证横向剪力更多的由木板上的凹槽承担，使该组合板中的木板能够得到充分利用，而竖向螺栓则主要承担竖向拉力的作用，在增强极限承载力的前提下，保证了组合板在变形时能有足够的变形能力，从而产生延性破坏。
2.下部分木板可作为混凝土板浇筑的模板，节约材料。
附图说明
图1为本发明一种木-混凝土组合构件木板的俯视图（半结构）
图2为本发明一种木-混凝土组合构件的正视图（半结构）
图中标号：1为木板、2为环形连接槽、3、5为第一、第二木板凹槽、4、9为第一、第二高强螺栓、6为横向钢筋网、7为纵向钢筋网、8为混凝土板。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。
实施例1：如图1和图2所示，为本发明提出的一种木-混凝土组合构件实施例，由木板1、环形连接槽2、第一木板凹槽3、第二木板凹槽5、第一高强螺栓4、第二高强螺栓9、横向钢筋网6、纵向钢筋网7和混凝土板8组成。木板1的厚度为60mm，长度为6000mm,宽度为530mm。采用欧洲山毛榉层压单板，第一木板凹槽3、第二木板凹槽5的深度均为15mm，环形连接槽在第一木板凹槽3的基础上再开挖30mm形成。左侧五个第一木板凹槽3的宽度和间距均为250mm。从左到右第一木板凹槽3的长度分别为330mm、260mm、200mm、130mm、70mm。第二木板凹槽5的边长为200mm。环形连接槽2的上下圆的半径分别为40mm和20mm，中间将灌上混凝土，同时在环形连接槽2的中心处放置一个螺杆直径为8mm的第二高强螺栓9，并施加5KN的预拉力，以增强木板1与混凝土板8的粘结力。第一高强螺栓4直径为8mm，无需施加过大的预拉力。需贯穿整个木-混凝土组合构件，主要提供压力将混凝土板8和木板1组合在一起。第二高强螺栓4的螺孔直径为20mm。第一高强螺栓4的垫片直径为40mm，垫片厚度为4mm，螺帽的直径为20mm，螺帽厚度为6mm。第二高强螺栓9的规格同第一高强螺栓4。横向钢筋网6布置于纵向钢筋网7上方，纵向钢筋网7布置于木板1正上方50mm处。横向钢筋网6采用直径为6mm的钢筋，按照间距150mm布置。纵向钢筋网7按照间距150mm的距离布置四根纵向钢筋，纵向钢筋边缘距离木板短边边缘50mm，长边边缘40mm。混凝土板8的厚度为140mm，长度为6000mm,宽度为530mm。根据需要选择混凝土标号。混凝土板8采用现浇式的方式施工，下部分木板可以作为混凝土板8浇筑的模板的一部分，同时将钢筋网等固定在模板中，然后在上部现浇混凝土板。
实施时，首先将下部分的木板1铺设在混凝土板应该浇筑的位置作为底模，在孔洞的位置预先放置第一高强螺栓4的孔洞模板，同时在木板1的环形连接槽2底部放置一小块木板以防止混凝土渗漏，其次，在木板1的侧面铺设浇筑混凝土板所需要的侧模，当模板铺设完毕后，在侧模上设置一定的支撑，来作为横向钢筋网6和纵向钢筋网7的支撑，铺设横向钢筋网6和纵向钢筋网7。
当模板和钢筋网等布置完毕后，开始浇筑混凝土，待混凝土达到抗压强度的75%后拆模，木板1不需要拆除，拆模后将第一高强螺栓4插入螺孔中并给与一定的预紧力，同时在环形连接槽2处打孔并放置第二高强螺栓9，给予第二高强螺栓9 5KN的预拉力。并给与一定的预紧力以使木板和混凝土板可以协调变形。
当组合板承受竖向荷载时，混凝土板8和木板1之间有产生滑动的趋势，而混凝土板8通过第一高强螺栓4、第二高强螺栓9与木板1之间产生协调位移、同时环形连接槽2和木板凹槽3均阻碍混凝土板的位移，从而使木板1凹槽处受压，对混凝土起到受拉钢筋的作用，混凝土板8受压。最终的破坏模式为，首先是榉木板层的延性压缩破坏，其次是混凝土的延性压缩破坏。
Claims (5)
1.一种木-混凝土组合构件，包括木板（1）、环形连接槽（2）、第一木板凹槽（3）、高强螺栓（4）、第二木板凹槽（5）、横向钢筋网（6）、纵向钢筋网（7）和混凝土板（8），其特征在于：混凝土板（8）位于木板（1）上方，木板（1）上开有若干个第一木板凹槽（3）、一个环形连接槽（2）和一个第二木板凹槽（5），环形连接槽（2）位于木板（1）一侧，第二木板凹槽（5）位于木板（1）另一侧；混凝土板（8）内横纵向布置有横向钢筋网（6）和纵向钢筋网（7），木板（1）和混凝土板（8）通过第一木板凹槽（3）和第一高强螺栓（4）连接，木板（1）和混凝土板（8）通过第二木板凹槽（5）和第一高强螺栓（4）连接，木板（1）和混凝土板（8）通过环形连接槽（2）和第二高强螺栓（9）连接；当组合构件承受竖向荷载时，混凝土板（8）和木板（1）之间有产生滑动的趋势，而混凝土板（8）通过第一高强螺栓（4）和第二高强螺栓（9）与木板（1）之间产生协调位移，同时环形连接槽（2）、第一木板凹槽（3）和第二木板凹槽（5）均阻碍混凝土的位移，从而使第一木板凹槽（3）处受压，对混凝土板（8）起到受拉钢筋的作用，混凝土板（8）受压。
2.根据权利要求1所述的木-混凝土组合构件，其特征在于：木板（1）采用欧洲山毛榉层压单板。
3.根据权利要求1所述的木-混凝土组合构件，其特征在于：环形连接槽（2）的中间间隙处灌有混凝土，向第二高强螺栓（9）施加预应力，以增强木板（1）与混凝土板（8）间的粘结力，环形连接槽（2）上预留的第二高强螺栓（9）的孔洞与栓杆之间的空隙不应过大。
4.根据权利要求1所述的木-混凝土组合构件，其特征在于：第一高强螺栓（4）和第二高强螺栓（9）提供压力将混凝土板（8）和木板（1）组合在一起，木板凹槽（3）上预留的第一高强螺栓（4）的孔洞和栓杆之间留有较大的空隙，以便于第一高强螺栓（4）产生水平位移。
5.根据权利要求1所述的木-混凝土组合构件，其特征在于：混凝土板（8）的标号根据需要选择，采用现浇式的方式施工，木板（1）作为混凝土板浇筑的模板的一部分，同时将横向钢筋网（6）、纵向钢筋网（7）和第一高强螺栓（4）的孔洞模板固定于模板中，然后在上部现浇混凝土板（8）。
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