CN109707102A - 轻量化装配式竹木-混凝土组合梁 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轻量化装配式竹木‑混凝土组合梁，其特征在于：预制混凝土板(1)与竹木梁(2)通过复合剪力连接件(3)组合起来，并在上部浇筑轻混凝土叠合层(5)；预制混凝土板(1)设置预埋竹木块(6)，螺钉(4)从预埋竹木块(6)顶部穿入，固定在竹木梁(2)内；复合剪力连接件(3)由钢芯杆(7)和外包超高性能混凝土(8)组成。本发明具有自重小、整体性好、产生工艺简单、装配效率高、抗弯刚度大等优势。

Description

轻量化装配式竹木-混凝土组合梁

技术领域

本发明涉及一种适用于装配式施工的轻量化竹木-混凝土组合梁，属于土木工程中的建筑结构领域。

背景技术

在装配式竹木-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。目前的装配方式有两种：一种是在混凝土板的预制过程中，连接件以预埋的方式锚固在混凝土板中，然后在施工现场通过螺栓或钉，将上下两个组件连接起来；另一种是混凝土板中预留安装孔道或预埋木块，使得混凝土板具备连接件能够贯通的条件，然后在现场采用钉或螺杆，将混凝土板与竹木梁组装组成整体。这些装配式组合梁都存在性能上的不足：对于前一种装配式组合梁，连接件的预埋精度受浇筑混凝土板的影响大，难以控制，导致现场装配困难。对于后一种组合梁，如采用预留孔道的形式实现装配施工，则混凝土板的预留孔道需要与竹木梁中的钻孔位置一一准确对应，对定位精度的要求高，构件加工难度大，效率低；如果采用预埋木块的形式实现装配施工，则只能采用销钉作为连接件，而销连接刚度低，容易导致组合梁抗弯刚度低以及变形过大的问题。此外，预制混凝土板还存在自重大的问题，导致现场装配困难，且构件自重大，承担外荷载的能力也会有所降低，并且对结构的抗震也很不利。再者，在一般的装配式竹木-混凝土组合梁中，预制混凝土板条之间不可避免的存在缝隙，楼板的整体性较差，严重影响结构的整体刚度。因此，开发新型的装配式竹木-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、降低自重的关键。

发明内容

本发明的目的是提供一种轻量化的装配式竹木-混凝土组合梁，具有自重小、整体性好、产生工艺简单、装配效率高、抗弯刚度大等优势。

本发明的技术方案为：轻量化装配式竹木-混凝土组合梁，其特征在于：预制混凝土板与竹木梁通过复合剪力连接件组合起来，并在上部浇筑轻混凝土叠合层；预制混凝土板设置预埋竹木块，螺钉从预埋竹木块顶部穿入，固定在竹木梁内；复合剪力连接件由钢芯杆和外包超高性能混凝土组成。其特征在于：预制混凝土板与竹木梁通过螺钉连接定位，钻取贯通的安装孔，安装孔的内径与复合剪力连接件的外径相一致。其特征在于：所述轻混凝土叠合层为轻集料混凝土、加气混凝土或泡沫混凝土。

与现有装配式竹木-混凝土组合梁相比较，本发明的优点在于：

(1)自重小，整体性好。轻量化装配式竹木-混凝土组合梁的混凝土板，由预制板与现浇轻混凝土叠合而成。轻混凝土相比于普通混凝土，容重很小，因此，在总厚度不变的情况下，整个混凝土板的自重可以有效降低。此外，现浇的轻混凝土叠合层有效提高了楼板的整体性，能有效提高结构的整体性，并显著改善楼板本身的保温性能、隔声与隔振性能。

(2)生产工艺简单。轻量化装配式竹木-混凝土组合梁的三个组件(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，不需要将剪力连接件预先锚固于混凝土板，也不需要在竹木梁中预先钻孔，完全避免了连接件定位和钻孔等偏差所导致的后期装配问题。

(3)装配效率高。在现场装配施工时，首先，将竹木梁与预制混凝土板通过螺钉连接固定，这一安装过程对预埋竹木块的定位精度没有要求。螺钉的另一个重要作用是竖向连接，防止混凝土板与竹木梁在受弯过程中出现竖向分离。然后，一次性钻取安装孔道，再插入复合连接件，即完成现场装配。这一过程完全避免了竹木梁与预制混凝土板中的安装孔道需要一一准确对应的装配难题，大大提高了装配效率。

(4)抗弯刚度大。在组合梁中，复合剪力连接件直接承担界面剪力，外包的超高性能混凝土具有较高的抗剪强度与变形能力，能与钢芯杆一起有效协同工作，使得复合剪力连接件同时具备高刚度与高延性。因此，组合梁具有较高的抗弯刚度，抗弯性能好。

综合来看，本发明提出的一种轻量化装配式竹木-混凝土组合梁，在实现了装配效率高的同时，又具备良好的受力性能和较轻的自重，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是轻量化装配式竹木-混凝土组合梁的组合示意图；

图2是轻量化装配式竹木-混凝土组合梁的横截面示意图；

图3是复合剪力连接件的纵向剖面示意图；

图4是复合剪力连接件的横截面示意图；

图例说明

1为预制混凝土板 2为竹木梁 3为复合剪力连接件

4为螺钉 5为轻混凝土叠合层 6为预埋竹木块

7为钢芯杆 8为外包超高性能混凝土 9为安装孔

具体实施方式

如图1、图2、图3和图4所示。实施时，首先，在专用模具中设置钢芯杆(7)，然后浇筑外包超高性能混凝土(8)。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埋竹木块(6)；与此同时，加工竹木梁(2)；接下来，将所有部件运到施工现场，在施工现场架设竹木梁(2)，然后将预制混凝土板(1)放置在竹木梁(2)上，将螺钉(4)穿过预埋竹木块(6)，并拧入竹木梁(2)中；然后，用手动钻机从预埋竹木块(6)顶部向下一次性钻取安装孔(9)；接着，将复合剪力连接件(3)插入安装孔(9)中，完成现场装配；最后，浇筑轻混凝土叠合层(5)，完成组合梁的施工。

Claims (3)

1.轻量化装配式竹木-混凝土组合梁，其特征在于：预制混凝土板(1)与竹木梁(2)通过复合剪力连接件(3)组合起来，并在上部浇筑轻混凝土叠合层(5)；预制混凝土板(1)设置预埋竹木块(6)，螺钉(4)从预埋竹木块(6)顶部穿入，固定在竹木梁(2)内；复合剪力连接件(3)由钢芯杆(7)和外包超高性能混凝土(8)组成。

2.根据权利要求1所述的轻量化装配式竹木-混凝土组合梁，其特征在于：预制混凝土板(1)与竹木梁(2)通过螺钉(4)连接定位，钻取贯通的安装孔(9)，安装孔(9)的内径与复合剪力连接件(3)的外径相一致。

3.根据权利要求1所述的轻量化装配式竹木-混凝土组合梁，其特征在于：所述轻混凝土叠合层(5)为轻集料混凝土、加气混凝土或泡沫混凝土。