CN112814275A - 一种内置钢筋重组竹混凝土节点连续梁及施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种内置钢筋重组竹混凝土节点连续梁及施工方法，本发明重组竹梁体内设置通长的钢筋，提高了梁的刚度和承载力，梁端钢筋外伸并通过直螺纹套筒进行可靠连接构成连续梁，梁所受内力弯矩分布也从简支梁变为连续梁，改善了梁的受力状态，从而也节省了材料。由此将重组竹梁的对接接头做成刚接形式，将简支梁转化为连续梁，使梁的弯矩分布更加合理，充分利用材料性能，并达到减小变形或增大跨度的目的，拓宽重组竹梁的工程应用范围。

Description

一种内置钢筋重组竹混凝土节点连续梁及施工方法
技术领域
本发明涉及土木工程中的竹木结构技术领域，更具体的说是涉及一种内置钢筋重组竹混凝土节点连续梁及施工方法。
背景技术
竹材与木材相比，具有绿色天然、强度高、韧性好、生长周期短等优点，被结构工程师们誉为“植物钢筋”，近年来出现了各种结构工程竹制品，如重组竹和胶合竹等。重组竹是一种将竹材重新组织并加以强化成型的竹质新材料，即将竹材加工成长条状竹篾、竹丝或碾碎成竹丝束，经干燥后浸胶，再干燥到要求含水率，然后铺放在模具中，经高温高压热固化而成的型材。与天然竹材相比，重组竹具有绿色环保、材料利用率高、强度大、缺陷少、可加工成各种形状等优点，便于工程应用，在土木工程等领域具有非常光明的前景。
重组竹梁受原材料尺寸和加工工艺限制，长度一般达不到连续梁的要求，此外，传统的对接接头传递弯矩的能力较弱，导致节点刚度不足，因此，一般的重组竹梁大多呈简支形式。均布荷载作用下，简支梁在跨中截面达到弯矩最大值，从跨中到支座，外荷载产生的弯矩逐渐减小，因此，除跨中截面外，其他截面的材料强度均不能得到充分利用。因此重组竹梁一般先在受拉边缺陷位置出现裂缝，最后因材料的抗拉强度不足，发生脆性破坏，此时，材料的抗压强度尚未充分发挥。
简支梁和连续梁相比变形要大得多，而且由于蠕变，会进一步增大梁的变形，影响使用。实际工程中，很多重组竹梁的截面尺寸由变形控制。
现有的重组竹梁，其节点多采用螺钉连接，其螺钉孔为了满足安装要求，常比螺钉直径大1mm～2mm，加之重组竹的承压变形，使得现有重组竹梁往往只能做成铰接形式，也即形成简支梁。这就使得梁的弯矩分布很不均匀，容易发生脆性的受拉破坏，材料性能不能得到充分发挥，且挠度较大。
因此，如何提供一种内置钢筋重组竹混凝土节点连续梁是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
为此，本发明的一个目的在于提出一种内置钢筋重组竹混凝土节点连续梁，解决重组竹梁作为结构中的主要受弯构件，较其强度相比弹性模量偏低，在进行重组竹梁设计时，常由刚度控制，重组竹的强度没有得到充分发挥的问题。
本发明提供了一种内置钢筋重组竹混凝土节点连续梁，包括：
多个重组竹梁体，每一个重组竹梁体内均沿其长度方向嵌设有多根相互平行布置的钢筋，且钢筋长度大于重组竹梁体长度，并伸出重组竹梁体两端；钢筋两端均具有外螺纹；
直螺纹套筒，相邻的两个重组竹梁体对应的钢筋之间通过直螺纹套筒连接后浇筑混凝土层形成连续梁连接节点。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种内置钢筋重组竹混凝土节点连续梁，重组竹梁体内设置通长的钢筋，提高了梁的刚度和承载力，梁端钢筋外伸并通过直螺纹套筒进行可靠连接构成连续梁，梁所受内力弯矩分布也从简支梁变为连续梁，改善了梁的受力状态，从而也节省了材料。由此将重组竹梁的对接接头做成刚接形式，将简支梁转化为连续梁，使梁的弯矩分布更加合理，充分利用材料性能，并达到减小变形或增大跨度的目的，拓宽重组竹梁的工程应用范围。
进一步地，还包括箍筋，箍筋绑扎于钢筋上。配置箍筋后形成混凝土节点，提高了节点的刚度。
进一步地，还包括钢板，钢板长度大于连续梁连接节点长度，其覆盖连续梁连接节点、且固定于相邻的两个重组竹梁体顶部。能够通过布置梁顶钢板增加梁的整体性。
进一步地，钢板两端上均开设有螺纹孔，固定螺钉通过螺纹孔将钢板固定于重组竹梁体顶部。
本发明的另一个目的在于提供一种内置钢筋重组竹混凝土节点连续梁的施工方法，包括以下步骤：根据工程需要，选取对应数量的重组竹梁体，将多个预制的重组竹梁体处于同一直线放置，通过直螺纹套筒依次连接相邻两重组竹梁体对应的钢筋，然后浇筑混凝土并养护形成连续梁连接节点。
进一步地，将竹管劈裂成条状，将劈裂的竹条压成竹篾，并捆绑成竹纤维束后浸胶备用，设计钢筋在重组竹梁体中的位置和数量，钢筋缠绕竹纤维后浸胶干燥，将钢筋放置在模具预设的位置上，铺设浸胶的纤维束，然后整体热压形成重组竹梁体。
进一步地，直螺纹套筒连接相邻两重组竹梁体对应的钢筋后，每一个重组竹梁体一端对应的钢筋上均通过箍筋固定。
进一步地，浇筑混凝土养护后，在连续梁连接节点顶部覆盖钢板，钢板两端通过螺钉固定在相邻的两个重组竹梁体顶部。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种内置钢筋重组竹混凝土节点连续梁的施工方法，将重组竹梁的对接接头做成刚接形式，将简支梁转化为连续梁，使梁的弯矩分布更加合理，充分利用材料性能，并达到减小变形或增大跨度的目的，拓宽重组竹梁的工程应用范围。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明提供的一种内置钢筋重组竹混凝土节点连续梁的结构示意图；
图2附图示出了钢筋、直螺纹套筒及箍筋的连接示意图；
图3附图示出了重组竹梁体的结构示意图；
图4附图示出了增加钢板的实施例示意图；
图5附图示出了钢板的结构示意图；
图中：100-第一重组竹梁体，101-第一钢筋，200-第二重组竹梁体，201-第二钢筋，300-混凝土层，400-直螺纹套筒，500-箍筋，600-钢板，601-螺纹孔。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
由于重组竹梁作为结构中的主要受弯构件，较其强度相比弹性模量偏低，在进行重组竹梁设计时，常由刚度控制，重组竹的强度没有得到充分发挥，其依然为简支梁。为此，本发明实施例公开了一种内置钢筋重组竹混凝土节点连续梁，参见附图1-3，具体包括：两个重组竹梁体，一个为第一重组竹梁体100，另一个为第二重组竹梁体200，每一个重组竹梁体内均沿其长度方向嵌设有多根相互平行布置的第一钢筋101或第二钢筋201，且第一钢筋101或第二钢筋201长度均大于第一重组竹梁体100和第二重组竹梁体200，并伸出重组竹梁体两端；钢筋101两端均具有外螺纹；直螺纹套筒400，相邻的两个重组竹梁体对应的钢筋101之间通过直螺纹套筒400连接后浇筑混凝土层300形成连续梁连接节点。重组竹梁体内设置通长的钢筋，提高了梁的刚度和承载力，梁端钢筋外伸并通过直螺纹套筒进行可靠连接构成连续梁，梁所受内力弯矩分布也从简支梁变为连续梁，改善了梁的受力状态，从而也节省了材料。由此将重组竹梁的对接接头做成刚接形式，将简支梁转化为连续梁，使梁的弯矩分布更加合理，充分利用材料性能，并达到减小变形或增大跨度的目的，拓宽重组竹梁的工程应用范围。
在本发明的一个实施例中，还包括箍筋500，箍筋500分别绑扎于第一钢筋和第二钢筋上。配置箍筋后形成混凝土节点，提高了节点的刚度。
在本发明的另一些实施例中，参见附图4和5，还包括钢板600，钢板600长度大于连续梁连接节点长度，其覆盖连续梁连接节点、且固定于相邻的两个重组竹梁体顶部；能够通过布置梁顶钢板增加梁的整体性。
具体而言，钢板600两端上均开设有螺纹孔601，固定螺钉通过螺纹孔601将钢板600固定于重组竹梁体顶部。
本发明还提供了一种内置钢筋重组竹混凝土节点连续梁的施工方法，包括以下步骤：根据工程需要，选取对应数量的重组竹梁体，将多个预制的重组竹梁体处于同一直线放置，通过直螺纹套筒依次连接相邻两重组竹梁体对应的钢筋，然后浇筑混凝土并养护形成连续梁连接节点。
其中，将竹管劈裂成条状，将劈裂的竹条压成竹篾，并捆绑成竹纤维束后浸胶备用，设计钢筋在重组竹梁体中的位置和数量，钢筋缠绕竹纤维后浸胶干燥，将钢筋放置在模具预设的位置上，铺设浸胶的纤维束，然后整体热压形成重组竹梁体。
有利的是，直螺纹套筒连接相邻两重组竹梁体对应的钢筋后，每一个重组竹梁体一端对应的钢筋上均通过箍筋固定。箍筋的型号、数量、间距等具体参数根据实际需要设计选择。
更有利的是，浇筑混凝土养护7-14天，达到一定强度可在连续梁连接节点顶部覆盖钢板。钢板厚度参照木结构销连接中销轴类紧固件的承载力计算公式Z＝kmintsdfes来确定，其中kmin表示销槽承压最小有效长度系数，与钢板厚度有关；d表示螺钉直径；fes表示构件销槽承压强度标准值。钢板厚度与重组竹的尺寸、螺钉型号及它们的力学性能等共同影响构件承载力和破坏形态。钢板两端通过螺钉固定在相邻的两个重组竹梁体顶部。
本发明用于提高重组竹梁的节点刚度，改变梁的受力状态，使其从简支变成连续梁。和简支梁相比，连续梁的弯矩分布更加均匀，能够充分利用重组竹的材料性能，避免脆性的受拉破坏，并达到减小变形或增大跨度的目的，拓宽重组竹梁的工程应用范围。在加工单跨重组竹梁的过程中直接将钢筋内置，不需开槽也不必二次加工，梁端外伸的钢筋通过直螺纹可靠连接，配置箍筋后浇筑混凝土，并可视情况加上钢盖板传递拉力，这样形成的混凝土节点能够保证其刚度，是节点能够传递弯矩，最终构成连续梁。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种内置钢筋重组竹混凝土节点连续梁，其特征在于，包括：
多个重组竹梁体，每一个所述重组竹梁体内均沿其长度方向嵌设有多根相互平行布置的钢筋，且所述钢筋长度大于所述重组竹梁体长度，并伸出所述重组竹梁体两端；所述钢筋两端均具有外螺纹；
直螺纹套筒(400)，相邻的两个所述重组竹梁体对应的钢筋之间通过所述直螺纹套筒(400)连接后浇筑混凝土层(300)形成连续梁连接节点。
2.根据权利要求1所述的一种内置钢筋重组竹混凝土节点连续梁，其特征在于，还包括箍筋(500)，所述箍筋(500)绑扎于所述钢筋上。
3.根据权利要求1所述的一种内置钢筋重组竹混凝土节点连续梁，其特征在于，还包括钢板(600)，所述钢板(600)长度大于连续梁连接节点长度，其覆盖所述连续梁连接节点、且固定于相邻的两个所述重组竹梁体顶部。
4.根据权利要求3所述的一种内置钢筋重组竹混凝土节点连续梁，其特征在于，所述钢板(600)两端上均开设有螺纹孔(601)，固定螺钉通过所述螺纹孔(601)将所述钢板(600)固定于所述重组竹梁体顶部。
5.一种内置钢筋重组竹混凝土节点连续梁的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：根据工程需要，选取对应数量的重组竹梁体，将多个预制的重组竹梁体处于同一直线放置，通过直螺纹套筒依次连接相邻两重组竹梁体对应的钢筋，然后浇筑混凝土并养护形成连续梁连接节点。
6.根据权利要求5所述的一种内置钢筋重组竹混凝土节点连续梁的施工方法，其特征在于，将竹管劈裂成条状，将劈裂的竹条压成竹篾，并捆绑成竹纤维束后浸胶备用，设计钢筋在重组竹梁体中的位置和数量，钢筋缠绕竹纤维后浸胶干燥，将钢筋放置在模具预设的位置上，铺设浸胶的纤维束，然后整体热压形成重组竹梁体。
7.根据权利要求5所述的一种内置钢筋重组竹混凝土节点连续梁的施工方法，其特征在于，直螺纹套筒连接相邻两重组竹梁体对应的钢筋后，每一个所述重组竹梁体一端对应的钢筋上均通过箍筋固定。
8.根据权利要求5所述的一种内置钢筋重组竹混凝土节点连续梁的施工方法，其特征在于，浇筑混凝土养护后，在连续梁连接节点顶部覆盖钢板，钢板两端通过螺钉固定在相邻的两个重组竹梁体顶部。
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