CN109972736A - 一种胶粘式连接的竹-混凝土组合结构及制造方法 - Google Patents

Abstract

一种胶粘式连接的竹‑混凝土组合结构，包括竹梁、混凝土板、粘结块、螺钉，粘结块沿竹梁纵向间隔离散粘贴于竹梁的顶面，螺钉自上而下由扩大端头、螺母、螺纹段和光圆段分段组成，螺钉穿过粘结块并通过光圆段部分钉固于竹梁的梁体内部，螺母通过螺纹固定于螺纹段且其底面紧固于粘结块的顶面，混凝土板完全包裹扩大端头、螺母及粘结块，竹梁与混凝土板通过粘结块与螺钉连接为一体。本发明利用粘结块和螺钉作为连接材料，不仅可限制混凝土板与竹梁间的水平向滑动，还可限制两者竖向分离，螺母可抑制粘结块及混凝土板向上的掀起，螺钉和胶粘剂对粘结块的共同作用，保证了竹梁与混凝土板组合结构连接的可靠性。

Description

一种胶粘式连接的竹-混凝土组合结构及制造方法

技术领域

本发明涉及一种竹-混凝土组合结构，尤其是一种胶粘式连接的竹-混凝土组合结构及制造方法，属于土木建筑领域。

背景技术

我国目前实施天然林保护计划，木材资源紧张，需要大量进口木材，我国竹材资源丰富，竹子的力学性能优越，竹材尤其是工程竹材在工程结构领域已经得到了较为广泛地开发与利用。但竹梁抗弯承载力低，竹与混凝土组合形成竹-混凝土组合梁，充分发挥了下部竹材优越的抗拉性能和上部混凝土较强的抗压性能，其拥有更好的力学性能，而连接方式是使两者协同工作的关键。

针对竹-混凝土组合梁不同的连接方式，有销栓型竹-混凝土组合结构、凹槽型竹-混凝土组合结构及钢板型竹-混凝土组合结构等，但各种连接方式的竹-混凝土组合结构都具有各自的不足之处，销栓型竹-混凝土组合结构的滑移刚度较小、滑移变形大、组合刚度低，凹槽型竹-混凝土组合结构对竹材部分有一定损伤，破坏模式呈脆性破坏，缺乏延性；钢板型竹-混凝土组合结构的用钢量大、造价高。

如中国专利“201610463535.1”号，公开了一种连续型连接件的竹-混凝土组合梁，使用开孔金属板将竹梁和混凝土层连接为组合梁整体，解决了竹结构抗弯刚度低的缺陷，但钢材和胶粘剂用量较大，经济性较差，施工较为复杂。开发新的可靠的、经济的连接方式是竹-混凝土组合结构应用推广的基础。

发明内容

本发明的目的是提供一种胶粘式连接的竹-混凝土组合结构及制造方法，主要应用于竹-混凝土组合结构领域。本发明使用粘结块和螺钉将竹梁和混凝土板进行双重连接，粘结截面较大的粘结块提供混凝土板与竹梁之间的强大滑动刚度；螺钉的螺母有效抑制粘结块的掀起；螺钉的扩大端头限制混凝土板和竹梁之间的竖向分离；螺钉整体提供粘结块受剪变形过程中的必要延性，并提供辅助的锚固增强作用；且离散布置的粘结块避免局部的应力集中，使用粘结块和螺钉可有效提高连接的可靠性，将整个结构体系分解为数量不多的几个组成部分，施工便捷。

本发明提供一种胶粘式连接的竹-混凝土组合结构，其特征在于包括竹梁、混凝土板、粘结块、螺钉，竹梁和混凝土板呈T字形布置，混凝土板的宽度大于竹梁的宽度，粘结块沿竹梁纵向间隔离散粘贴于竹梁的顶面，螺钉自上而下由扩大端头、螺母、螺纹段和光圆段分段组成，螺钉穿过粘结块并通过光圆段部分钉固于竹梁的梁体内部，螺母通过螺纹固定于螺纹段且其底面紧固于粘结块的顶面，扩大端头的直径较螺纹段及光圆段的直径大5mm以上，且扩大端头的底面与螺母的顶面之间的净距离不小于10mm，混凝土板完全包裹扩大端头、螺母及粘结块，竹梁与混凝土板通过粘结块与螺钉连接为一体。

所述的粘结块采用木材、竹材、塑料、复合材料中的一种。

所述的粘结块为棱柱体或圆柱体，高度不小于10mm，其底面通过胶粘剂与竹梁的顶面粘结为一体。

所述的粘结块预设有一个竖直的孔洞，其孔洞的直径小于等于螺钉的直径，螺钉的侧壁与粘结块的孔洞内壁密实挤压为一体。

所述的扩大端头设置于螺钉的顶端，其厚度不小于3mm，底面距离混凝土板的底面不小于30mm。

一种胶粘式连接的竹-混凝土组合结构的制造方法，其特征在于使用胶粘剂将若干粘结块粘贴于竹梁的顶面，辅以螺钉的锚固加强粘结块与竹梁之间的连接，螺钉的顶端设置扩大端头并浇筑于上部的混凝土板内，完成一种胶粘式连接的竹-混凝土组合结构，其步骤如下：

A.粘贴面处理：将竹梁、粘结块的结合面进行粗糙处理，清理结合面且保持结合面处于干燥清洁状态；

B.粘贴粘结块：使用胶粘剂将粘结块沿竹梁纵向间隔离散粘贴于竹梁的顶面，粘结块的中心线预设有一个竖直的孔洞，其孔洞的直径小于等于螺钉的直径；

C.植入螺钉：螺钉自上而下由扩大端头、螺母、螺纹段和光圆段分段组成，螺钉穿过粘结块并通过光圆段部分钉固于竹梁的梁体内部；

D.旋紧螺母：螺母通过螺纹旋紧固定于螺纹段且其底面紧固于粘结块的顶面，扩大端头的直径较螺纹段及光圆段的直径大5mm以上，且扩大端头的底面与螺母的顶面之间的净距离不小于10mm；

E.浇筑上部混凝土板：在竹梁上部搭设模板，浇筑混凝土板，混凝土板完全包裹扩大端头、螺母及粘结块，竹梁与混凝土板通过粘结块与螺钉连接为一体。

本发明利用粘结块和螺钉作为连接材料，不仅可限制混凝土板与竹梁间的水平向滑动，还可限制两者竖向分离，螺母可抑制粘结块及混凝土板向上的掀起，螺钉和胶粘剂对粘结块的共同作用，保证了竹梁与混凝土板组合结构连接的可靠性，实施方法上，化整为零，依次安装组合形成整体，部件数量少，工艺简单，容易实现标准化生产。本发明具有以下有益效果：

本发明解决了常见连接方法能耗高、造价高、刚度低、易分离、可靠性差、工艺复杂等问题，具有造价低、可靠性高、工艺简单的特点，能够广泛应用于竹-混凝土组合结构。

1)与普通销栓型竹-混凝土组合结构相比，粘结块的粘结连接滑移刚度大，用钢量小、造价低、多重固定可靠性高、环境效益高，不仅限制混凝土板与竹梁间的水平向滑动，同时螺钉可限制两者竖向分离。

2)与凹槽型竹-混凝土组合结构相比，不用对竹梁的梁体开槽，避免对梁体损伤，后粘贴的粘结块获得与凹槽型竹-混凝土组合结构相似的组合效果，但工艺简单、施工方便，且与螺钉组合可获得必要的延性。

3)独特的螺钉构造，获得对粘结块的可靠锚固及与混凝土之间的嵌入栓固，提供竹-混凝土之间连接的多重保障。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

图1一种胶粘式连接的竹-混凝土组合结构构件立体细节展示示意图；

图2一种胶粘式连接的竹-混凝土组合结构立体示意图；

图3一种胶粘式连接的竹-混凝土组合结构平面示意图；

图4一种胶粘式连接的竹-混凝土组合结构正立面示意图；

图5一种胶粘式连接的竹-混凝土组合结构侧立面示意图；

图6一种胶粘式连接的竹-混凝土组合结构的A-A截面图；

图7一种胶粘式连接的竹-混凝土组合结构的B-B截面图；

图8一种胶粘式连接的竹-混凝土组合结构的C-C截面图；

图9一种胶粘式连接的竹-混凝土组合结构的D-D截面图；

图10一种胶粘式连接的竹-混凝土组合结构的制造方法的工艺流程图；

图11一种胶粘式连接的竹-混凝土组合结构的制造方法的组装示意图；

图12一种胶粘式连接的竹-混凝土组合结构的制造方法的螺钉示意图；

图13一种胶粘式连接的竹-混凝土组合结构的制造方法的圆柱体粘结块排列示意图；

图14一种胶粘式连接的竹-混凝土组合结构的制造方法的棱柱体粘结块排列示意图。

图15一种胶粘式连接的竹-混凝土组合结构的制造方法的棱柱体粘结块自由排列示意图。

在附图中，1为竹梁，2为混凝土板，3为粘结块，4为螺钉，401为扩大端头，402为螺母，403为螺纹段，404为光圆段。

具体实施方式

为了对本发明的技术，特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

如附图，本发明提供一种胶粘式连接的竹-混凝土组合结构，其特征在于包括竹梁1、混凝土板2、粘结块3、螺钉4，竹梁1和混凝土板2呈T字形布置，混凝土板2的宽度大于竹梁1的宽度，粘结块3沿竹梁1纵向间隔离散粘贴于竹梁1的顶面，螺钉4自上而下由扩大端头401、螺母402、螺纹段403和光圆段404分段组成，螺钉4穿过粘结块3并通过光圆段404部分钉固于竹梁1的梁体内部，螺母402通过螺纹固定于螺纹段403且其底面紧固于粘结块3的顶面，扩大端头401的直径较螺纹段403及光圆段404的直径大5mm以上，且扩大端头401的底面与螺母402的顶面之间的净距离不小于10mm，混凝土板2完全包裹扩大端头401、螺母402及粘结块3，竹梁1与混凝土板2通过粘结块3与螺钉4连接为一体。

所述的粘结块3采用木材、竹材、塑料、复合材料中的一种。

所述的粘结块3为棱柱体或圆柱体，高度不小于10mm，其底面通过胶粘剂与竹梁1的顶面粘结为一体。

所述的粘结块3预设有一个竖直的孔洞，其孔洞的直径小于等于螺钉4的直径，螺钉4的侧壁与粘结块3的孔洞内壁密实挤压为一体。

所述的扩大端头401设置于螺钉4的顶端，其厚度不小于3mm，底面距离混凝土板2的底面不小于30mm。

一种胶粘式连接的竹-混凝土组合结构的制造方法，其特征在于使用胶粘剂将若干粘结块3粘贴于竹梁1的顶面，辅以螺钉4的锚固加强粘结块3与竹梁1之间的连接，螺钉4的顶端设置扩大端头401并浇筑于上部的混凝土板2内，完成一种胶粘式连接的竹-混凝土组合结构，其步骤如下：

A.粘贴面处理：将竹梁1、粘结块3的结合面进行粗糙处理，清理结合面且保持结合面处于干燥清洁状态；

B.粘贴粘结块：使用胶粘剂将粘结块3沿竹梁1纵向间隔离散粘贴于竹梁1的顶面，粘结块3的中心线预设有一个竖直的孔洞，其孔洞的直径小于等于螺钉4的直径；

C.植入螺钉：螺钉4自上而下由扩大端头401、螺母402、螺纹段403和光圆段404分段组成，螺钉4穿过粘结块3并通过光圆段404部分钉固于竹梁1的梁体内部；

D.旋紧螺母：螺母402通过螺纹旋紧固定于螺纹段403且其底面紧固于粘结块3的顶面，扩大端头401的直径较螺纹段403及光圆段404的直径大5mm以上，且扩大端头401的底面与螺母402的顶面之间的净距离不小于10mm；

E.浇筑上部混凝土板：在竹梁1上部搭设模板，浇筑混凝土板2，混凝土板2完全包裹扩大端头401、螺母402及粘结块3，竹梁1与混凝土板2通过粘结块3与螺钉4连接为一体。

本发明利用粘结块和螺钉作为连接材料，不仅可限制混凝土板与竹梁间的水平向滑动，还可限制两者竖向分离，螺母可抑制粘结块及混凝土板向上的掀起，螺钉和胶粘剂对粘结块的共同作用，保证了竹梁与混凝土板组合结构连接的可靠性。本发明解决了常见连接方法能耗高、造价高、刚度低、易分离、可靠性差、工艺复杂等问题，具有造价低、可靠性高、工艺简单的特点，能够广泛应用于竹-混凝土组合结构。

Claims (6)

1.一种胶粘式连接的竹-混凝土组合结构，其特征在于包括竹梁(1)、混凝土板(2)、粘结块(3)、螺钉(4)，竹梁(1)和混凝土板(2)呈T字形布置，混凝土板(2)的宽度大于竹梁(1)的宽度，粘结块(3)沿竹梁(1)纵向间隔离散粘贴于竹梁(1)的顶面，螺钉(4)自上而下由扩大端头(401)、螺母(402)、螺纹段(403)和光圆段(404)分段组成，螺钉(4)穿过粘结块(3)并通过光圆段(404)部分钉固于竹梁(1)的梁体内部，螺母(402)通过螺纹固定于螺纹段(403)且其底面紧固于粘结块(3)的顶面，扩大端头(401)的直径较螺纹段(403)及光圆段(404)的直径大5mm以上，且扩大端头(401)的底面与螺母(402)的顶面之间的净距离不小于10mm，混凝土板(2)完全包裹扩大端头(401)、螺母(402)及粘结块(3)，竹梁(1)与混凝土板(2)通过粘结块(3)与螺钉(4)连接为一体。

2.根据权利要求1所述的一种胶粘式连接的竹-混凝土组合结构，其特征在于所述的粘结块(3)采用木材、竹材、塑料、复合材料中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种胶粘式连接的竹-混凝土组合结构，其特征在于所述的粘结块(3)为棱柱体或圆柱体，高度不小于10mm，其底面通过胶粘剂与竹梁(1)的顶面粘结为一体。

4.根据权利要求1所述的一种胶粘式连接的竹-混凝土组合结构，其特征在于所述的粘结块(3)预设有一个竖直的孔洞，其孔洞的直径小于等于螺钉(4)的直径，螺钉(4)的侧壁与粘结块(3)的孔洞内壁密实挤压为一体。

5.根据权利要求1所述的一种胶粘式连接的竹-混凝土组合结构，其特征在于所述的扩大端头(401)设置于螺钉(4)的顶端，其厚度不小于3mm，底面距离混凝土板(2)的底面不小于30mm。

6.一种胶粘式连接的竹-混凝土组合结构的制造方法，其特征在于使用胶粘剂将若干粘结块(3)粘贴于竹梁(1)的顶面，辅以螺钉(4)的锚固加强粘结块(3)与竹梁(1)之间的连接，螺钉(4)的顶端设置扩大端头(401)并浇筑于上部的混凝土板(2)内，完成一种胶粘式连接的竹-混凝土组合结构，其步骤如下：

A.粘贴面处理：将竹梁(1)、粘结块(3)的结合面进行粗糙处理，清理结合面且保持结合面处于干燥清洁状态；

B.粘贴粘结块：使用胶粘剂将粘结块(3)沿竹梁(1)纵向间隔离散粘贴于竹梁(1)的顶面，粘结块(3)的中心线预设有一个竖直的孔洞，其孔洞的直径小于等于螺钉(4)的直径；

C.植入螺钉：螺钉(4)自上而下由扩大端头(401)、螺母(402)、螺纹段(403)和光圆段(404)分段组成，螺钉(4)穿过粘结块(3)并通过光圆段(404)部分钉固于竹梁(1)的梁体内部；

D.旋紧螺母：螺母(402)通过螺纹旋紧固定于螺纹段(403)且其底面紧固于粘结块(3)的顶面，扩大端头(401)的直径较螺纹段(403)及光圆段(404)的直径大5mm以上，且扩大端头(401)的底面与螺母(402)的顶面之间的净距离不小于10mm；

E.浇筑上部混凝土板：在竹梁(1)上部搭设模板，浇筑混凝土板(2)，混凝土板(2)完全包裹扩大端头(401)、螺母(402)及粘结块(3)，竹梁(1)与混凝土板(2)通过粘结块(3)与螺钉(4)连接为一体。