CN214941636U - 一种内置钢管成型可调控预应力重组竹梁 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种内置钢管成型可调控预应力重组竹梁,利用重组竹梁的加工工艺特点内置钢管形成预应力孔道,与重组竹形成整体,工艺简单,整体性好,避免构件开槽对材料抗拉能力的削弱以及二次加工的不便。利用预应力钢筋穿过钢管孔道,端部结合配套螺母实现机械锚固,安装便捷、锚固可靠,使预应力钢筋强度发挥充分。通过旋转锚固螺帽精准施加预应力,改变重组竹梁受力状态解决了重组竹抗压性能发挥不充分的问题。在使用过程中随时调控预应力,通过定期监测重组竹梁关键截面的位移,确定预应力调控程度,从而弥补重组竹蠕变及预应力筋松弛导致的预应力损失,实现重组竹强度的充分利用,增大重组竹梁跨度,节约材料,提高构件承载能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及土木工程竹木结构技术领域,更具体的说是涉及一种内置钢管成型可调控预应力重组竹梁。
背景技术
重组竹是一种将竹材重新组织并加以强化成型的新型竹质材料,具有强度高、离散性小、受力可靠、工业化程度高、绿色环保等诸多优点,是推广绿色装配式建筑的重要途径。
在竹木结构中,梁式构件的应用量大、范围广。由于竹材弹性模量低,重组竹受弯构件的设计时常由刚度控制,而非强度控制;同时,构件受拉区易发生竹纤维拉断破坏,导致重组竹较高的抗压强度得不到充分发挥,构件破坏较为突然,延性也较差。竹木梁式构件内置增强钢筋普遍采用开槽嵌入的方式,此方法须对构件进行二次加工,施工过程相对复杂;而且,梁底受拉区开槽会削弱截面抗拉能力,导致受压区材料抗压强度发挥不充分,构件承载能力提高幅度有限。同时,竹木受弯构件破坏突然,无明显征兆,呈脆性破坏形态;构件设计常由刚度控制,且由于蠕变影响,导致长期使用变形增大。
因此,如何提供一种内置钢管成型可调控预应力重组竹梁是本领域技术人员亟需解决的问题。
实用新型内容
为此,本实用新型的目的在于提出一种内置钢管成型可调控预应力重组竹梁,克服现有重组竹梁存在的不足。
本实用新型提供了一种内置钢管成型可调控预应力重组竹梁,包括:
重组竹梁体,重组竹梁体沿其长度方向内置有与其等长的钢管;
预应力钢筋,预应力钢筋穿入钢管、且其两端均伸出钢管;预应力钢筋两端分别加工有螺纹段;
锚垫板,重组竹梁体长度方向上的两端均设置有一个锚垫板,预应力钢筋两端分别对应穿过两个锚垫板后,每一端均通过一个锚固螺帽固定,且通过改变锚固螺帽处于螺纹段上的位置调节预紧力大小。
经由上述的技术方案可知,与现有技术相比,本实用新型公开提供了一种内置钢管成型可调控预应力重组竹梁,在重组竹中内置钢管形成孔道,成型后穿入钢筋并施加预应力的增强方式,无需开槽及二次加工,并将重组竹梁的受力状态由受弯状态转变为压弯状态,充分利用重组竹和钢材的材料性能,达到提高重组竹梁承载力、增大其适用跨度的目的,并通过在使用过程中可随时调控预应力的大小,以克服蠕变影响,控制重组竹梁的挠度,保证其使用性能,进而延长了使用寿命。
进一步地,锚垫板上预设有预应力钢筋通过的通孔。
进一步地,钢管外壁上包裹有2-3mm的麻纤维层,麻纤维层上具有干燥的胶层;由此使钢管外壁麻纤维层与重组竹梁体更容易粘结,提高了粘结效果。
进一步地,钢管采用无缝不锈钢钢管。
进一步地,预应力钢筋长度大于钢管长度200mm-300mm。
本实用新型提供的一种内置钢管成型可调控预应力重组竹梁的加工方法,包括以下步骤:
S1、内置钢管重组竹梁的制作:首先,制作重组竹竹束单元,将原竹剖分、疏解成为纵向不断裂、松散而交错相连的竹丝束,经过干燥、浸胶、干燥工艺形成重组竹竹束单元;其次内置钢管预处理:钢管规格根据所用预应力钢筋确定,在钢管表面包裹一层麻纤维,经过浸胶处理后干燥,以保证钢管与重组竹之间的粘结可靠;最后内置钢管重组竹梁体成型;
S2、预应力钢筋的安装及锚固,将锚垫板固定在重组竹梁体两端,在锚垫板对应位置预留圆形孔以便预应力钢筋穿过;以内置钢管作为重组竹梁体预应力钢筋孔道,将预应力钢筋穿入孔道内部,在预应力钢筋端部加工一定长度的螺纹段,通过拧紧端部的锚固螺帽固定预应力钢筋的位置;
S3、预应力施加与调控:采用后张法张拉预应力钢筋,通过拧动端部锚固螺帽的圈数控制钢筋的张拉应力,进而实现对重组竹梁施加预应力的目的;在使用过程中,通过调节锚固螺帽调控预应力值。
经由上述的技术方案可知,与现有技术相比,本实用新型公开提供了一种内置钢管成型可调控预应力重组竹梁的加工方法,加工方便,同时提高了重组竹梁体的使用性能,延长了其使用寿命。
进一步地,S1中内置钢管重组竹梁体成型过程为将重组竹竹束单元沿顺纹长度方向平铺至钢模具内,经高压、热固化工艺压制成型。保证其成型质量。
进一步地,热固化工艺压制成型分两个批次进行加压,根据内置钢管位置,先将钢管以下重组竹预压密实,随后放入钢管并进行水平方向及垂直方向定位,最后将钢管上部重组竹竹束压实成型。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的实施例,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附图为本实用新型提供的一种内置钢管成型可调控预应力重组竹梁结构示意图;
图2附图示出了锚垫板结构示意图;
图3附图示出了重组竹梁体结构示意图;
图4附图示出了预应力钢筋的结构示意图;
图5附图示出了错层铺装的竹纤维束;
图中:100-重组竹梁体,101-钢管,200-预应力钢筋,201-螺纹段,300-锚垫板,301-通孔,400-锚固螺帽,T-接头。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例,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,旨在用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中,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实用新型和简化描述,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实用新型的限制。
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。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中,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实用新型中的具体含义。
由于竹木梁式构件内置增强钢筋普遍采用开槽嵌入的方式须对构件进行二次加工,施工过程相对复杂;而且,梁底受拉区开槽会削弱截面抗拉能力,导致受压区材料抗压强度发挥不充分,构件承载能力提高幅度有限。同时,竹木受弯构件破坏突然,无明显征兆,呈脆性破坏形态;构件设计常由刚度控制,且由于蠕变影响,导致长期使用变形增大,缩短了梁的使用寿命。
因此,本实用新型实施例公开了一种内置钢管成型可调控预应力重组竹梁,参见附图1-4,包括:
重组竹梁体100,重组竹梁体100沿其长度方向内置有与其等长的钢管101;
预应力钢筋200,预应力钢筋200穿入钢管101、且其两端均伸出钢管101;预应力钢筋200两端分别加工有螺纹段201;
锚垫板300,重组竹梁体100长度方向上的两端均设置有一个锚垫板300,防止端部发生局压破坏,预应力钢筋200两端分别对应穿过两个锚垫板300后,每一端均通过一个锚固螺帽400固定,且通过改变锚固螺帽400处于螺纹段201上的位置调节预紧力大小。
本实用新型公开提供了一种内置钢管成型可调控预应力重组竹梁,在重组竹中内置钢管形成孔道,成型后穿入钢筋并施加预应力的增强方式,无需开槽及二次加工,并将重组竹梁的受力状态由受弯状态转变为压弯状态,充分利用重组竹和钢材的材料性能,达到提高重组竹梁承载力、增大其适用跨度的目的,并通过在使用过程中可随时调控预应力的大小,以克服蠕变影响,控制重组竹梁的挠度,保证其使用性能,进而延长了使用寿命。
参见附图2,锚垫板300上预设有预应力钢筋200通过的通孔301,通孔直径与钢管内径相同。
有利的是,钢管101外壁上包裹有2-3mm的麻纤维层,麻纤维层上具有干燥的胶层。由此使钢管外壁麻纤维层与重组竹梁体更容易粘结,提高了粘结效果。
其中,钢管101采用无缝不锈钢钢管,预应力钢筋200长度大于钢管101长度200mm-300mm。
本实用新型提供的一种内置钢管成型可调控预应力重组竹梁的加工方法,具体包括以下步骤:
(1)内置钢管重组竹梁的制作
首先,制作重组竹竹束单元。生产工序包括将原竹剖分、疏解成为纵向不断裂、松散而交错相连的竹丝束,经过干燥、浸胶、在干燥等工艺形成重组竹竹束单元。其次,内置钢管预处理。钢管选用无缝不锈钢钢管,钢管规格根据所用预应力钢筋确定。在钢管表面包裹一层2~3mm厚的麻纤维,经过浸胶处理后干燥,以保证钢管与重组竹之间的粘结可靠。最后,内置钢管重组竹梁成型。将重组竹竹束单元沿顺纹长度方向平铺至钢模具内,经高压、热固化等工艺压制成型。共分两个批次进行加压,根据内置钢管位置,先将钢管以下重组竹预压密实,随后放入钢管并进行水平方向及垂直方向定位,最后将钢管上部重组竹竹束压实成型,完成内置钢管重组竹梁的制作。
其中,由于重组竹竹束单元长度有限,各竹束单元沿梁长度方向首尾依次相接,沿厚度方向平铺至模具内,相邻层竹束接头T应错开600mm,避免接缝处贯通,影响重组竹强度。错层铺装如图5所示。
铺设中,将钢管以下重组竹预压密实,精准固定钢管位置,然后上部重组竹束高压固化成型,进而在钢管附近形成保护层,保护层厚度在25mm左右为宜。
(2)预应力钢筋的安装及锚固
预应力锚固装置由端部锚垫板和锚固螺栓组成。将锚垫板固定在重组竹梁两端,在锚垫板对应位置预留圆形通孔以便预应力钢筋穿过。以内置钢管作为重组竹梁预应力钢筋孔道,将预应力钢筋穿入孔道内部。在预应力钢筋端部加工一定长度的螺纹段,通过拧紧端部的锚固螺栓固定预应力钢筋的位置。
(3)预应力施加与调控
采用后张法张拉预应力钢筋,通过拧动端部螺帽的圈数控制钢筋的张拉应力,进而实现对重组竹梁施加预应力的目的。同时,在使用过程中,可通过调节螺母随时调控预应力值。
预应力钢筋直径为2-5mm。
本实用新型操作简便,使用时可通过旋拧螺母施加预应力,施加预应力的大小可根据使用荷载的大小确定。如有需要(如竹材发生较大蠕变或使用荷载发生变化时),在构件的使用过程中仍可调整预应力大小,只需旋动螺杆即可。
本实用新型利用重组竹梁的加工工艺特点,内置钢管形成预应力孔道,与重组竹形成整体,制造工艺简单,整体性好,避免了构件开槽对材料抗拉能力的削弱以及二次加工的不便。利用预应力钢筋穿过钢管孔道,端部结合配套螺母实现机械锚固,安装便捷、锚固可靠,使预应力钢筋强度发挥充分。通过旋转锚固螺帽精准施加预应力,改变重组竹梁受力状态(由受弯到压弯),解决了重组竹抗压性能发挥不充分的问题。同时,本装置具有在使用过程中随时调控预应力的特点,可通过定期监测重组竹梁关键截面的位移,确定预应力调控程度,从而弥补重组竹蠕变及预应力筋松弛导致的预应力损失,实现重组竹强度的充分利用,增大重组竹梁跨度,节约材料,提高构件承载能力。
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实用新型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实用新型的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本实用新型的限制,本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (5)
1.一种内置钢管成型可调控预应力重组竹梁,其特征在于,包括:
重组竹梁体(100),所述重组竹梁体(100)沿其长度方向内置有与其等长的钢管(101);
预应力钢筋(200),所述预应力钢筋(200)穿入所述钢管(101)、且其两端均伸出所述钢管(101);所述预应力钢筋(200)两端分别加工有螺纹段(201);
锚垫板(300),所述重组竹梁体(100)长度方向上的两端均设置有一个所述锚垫板(300),所述预应力钢筋(200)两端分别对应穿过两个所述锚垫板(300)后,每一端均通过一个锚固螺帽(400)固定,且通过改变所述锚固螺帽(400)处于所述螺纹段(201)上的位置调节预紧力大小。
2.根据权利要求1所述的一种内置钢管成型可调控预应力重组竹梁,其特征在于,所述锚垫板(300)上预设有所述预应力钢筋(200)通过的通孔(301)。
3.根据权利要求1所述的一种内置钢管成型可调控预应力重组竹梁,其特征在于,所述钢管(101)外壁上包裹有2-3mm的麻纤维层,所述麻纤维层上具有干燥的胶层。
4.根据权利要求1所述的一种内置钢管成型可调控预应力重组竹梁,其特征在于,所述钢管(101)采用无缝不锈钢钢管。
5.根据权利要求1所述的一种内置钢管成型可调控预应力重组竹梁,其特征在于,所述预应力钢筋(200)长度大于所述钢管(101)长度200mm-300mm。
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