本发明涉及建筑工程,具体涉及一种装配式竹塑组合框架结构体系。
背景技术:
1、在当今大力倡导绿色建筑的时代,大力发展装配式竹塑组合结构体系具有巨大的潜在意义,可以保护环境,减轻建筑建造过程中对环境的破坏,提高我国竹材的利用率和经济价值。
2、竹塑组合材料是由竹纤维和其它助剂按照一定的比例对热塑性聚合物进行填充,在高温条件下经过挤出、压制或注射成型的一种高性能、高附加值的绿色环保组合材料。它作为木塑组合材料的延伸产品(即以各种植物纤维材料为增强体,与各种不同塑料形成的一类组合材料),同样兼有竹材和塑料的优点:尺寸稳定性、机械性能、热稳定性能好;质轻、价廉、能耗小、无毒无味,有良好的二次加工性。中国作为竹材资源最丰富的国家,利用天然竹纤维及其加工剩余物生产竹塑组合材料,不仅可以缓解我国木材供需紧张,提高产品附加值,扩大应用范围,还可促进发展循环经济、维护生态平衡。因此,推动竹塑组合材料在装配式建筑领域的应用会带来良好的社会效益和经济价值。
3、现阶段,国内外针对钢管混凝土框架结构体系、木框架结构体系已颇有成效;在此基础上,本发明期望提出一种装配式竹塑组合框架结构体系,将竹塑组合框架柱、竹塑组合框架梁以及竹塑混凝土组合楼板通过连接结构装配起来,以拓展竹塑组合材料在装配式建筑领域的应用。现有技术中不存在装配式竹塑组合框架结构体系。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的技术问题,本发明的目的是:提供一种大面积使用竹塑材料且作为承重结构使用的装配式竹塑组合框架结构体系。
2、为了达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
3、一种装配式竹塑组合框架结构体系,包括杯口基础、竹塑组合框架柱、竹塑组合框架梁、竹塑混凝土组合楼板、梁板连接结构、节点连接组件;竹塑组合框架柱包括具有格构式结构的竹塑柱,竹塑组合框架梁包括具有格构式结构的竹塑梁,竹塑混凝土组合楼板包括具有格构式结构的竹塑板;竹塑组合框架柱和竹塑组合框架梁通过节点连接组件相接形成用于承重的若干层高的梁柱框架结构,竹塑混凝土组合楼板搭接在各层竹塑组合框架梁的顶部,竹塑混凝土组合楼板和竹塑组合框架梁之间通过梁板连接结构相接;最下层竹塑组合框架柱的下端插入杯口基础中。
4、作为一种优选,竹塑组合框架柱包括竹塑柱、钢管混凝土层、混凝土层;竹塑柱包括竹塑内圈、竹塑外圈、竹塑隔层,管状的竹塑内圈位于内侧,管状的竹塑外圈位于竹塑内圈外侧,多层竹塑隔层位于竹塑外圈和竹塑内圈之间,竹塑隔层的外端与竹塑外圈的内侧相接,竹塑隔层的内端与竹塑内圈的外侧相接,从而在竹塑内圈和竹塑外圈之间形成一圈格构式结构;格构式结构的格内设置混凝土层;竹塑内圈内设置钢管混凝土层。
5、作为一种优选,竹塑内圈的横截面为圆形,竹塑外圈的横截面为四个角设置圆角的方形;竹塑隔层为平板状,贯穿竹塑柱的整个长度方向,每个竹塑隔层均垂直于竹塑外圈设置。
6、作为一种优选,竹塑组合框架梁包括竹塑梁、两个工字钢、混凝土层;竹塑梁包括矩形边框段、t形槽段、竹塑隔层、对角隔层,竹塑隔层设置在矩形边框段的中部形成两行两列的格构式结构,两个t形槽段分别设置在竹塑隔层的上端与矩形边框段的上短边之间、设置在竹塑隔层的下端与矩形边框段的下短边之间,工字钢插入t形槽段内,工字钢的长边紧贴矩形边框段的外侧设置;每个t形槽段与矩形边框段之间形成一行两列格构式结构;格构式结构的每个格内均设置一个对角隔层;竹塑隔层所围成的格构式结构的格内设置混凝土层;竹塑组合框架梁左右对称设置,格构式结构的一列四个格内的对角隔层排列成w形。
7、作为一种优选,杯口基础的上端设置凹陷结构,凹陷结构内预埋钢筋网,竹塑组合框架柱的下端穿过钢筋网上预留的通孔插入凹陷结构,凹陷结构和竹塑组合框架柱之间设有混凝土层;杯口基础的下部设有双向钢筋。
8、作为一种优选,节点连接组件包括一个空心矩形钢、一块内隔板、至少两个梁连接部;空心矩形钢内设置一块内隔板,竹塑组合框架柱的数量为两根,分别插入空心矩形钢的上、下端,并与空心矩形钢通过高强螺栓连接;焊接在空心矩形钢外侧的梁连接部包括两侧的矩形板和底部的挡板,竹塑组合框架梁插入梁连接部中,并与矩形板通过高强螺栓连接。
9、作为一种优选,竹塑混凝土组合楼板包括竹塑板、混凝土层、双向钢筋、板内钢筋;竹塑板沿着宽度方向开有多个贯穿长度方向的孔洞,从而形成格构式结构;多块竹塑板在水平面上依次拼接,双向钢筋设置在拼接的竹塑板的上方,混凝土层浇筑在竹塑板的上端面,混凝土层将双向钢筋覆盖;竹塑板内设置多根板内钢筋,板内钢筋沿着长度方向延伸,每四根板内钢筋呈矩形排布且环绕一个孔洞设置,且相邻两个孔洞之间仅有两根板内钢筋;竹塑板的上表面开设凹陷的剪力槽。
10、作为一种优选,竹塑板的长边的两侧均设置槽口;槽口包括连接部和卡扣部,卡扣部通过连接部与竹塑板的侧面相接,卡扣部、连接部、竹塑板的侧面之间形成一矩形槽,竹塑板两侧的矩形槽的上下朝向相反;竹塑板拼接时,竹塑板的卡扣部嵌入相邻的竹塑板的矩形槽中,扣合后,竹塑板的上端面相互齐平,下端面相互齐平。
11、作为一种优选,梁板连接结构包括栓钉、挡板、混凝土层;沿着竹塑混凝土组合楼板的长度方向,两块竹塑混凝土组合楼板搭在同一根竹塑组合框架梁上,竹塑混凝土组合楼板的孔洞内设置挡板,该竹塑组合框架梁的上端设置栓钉,混凝土层位于竹塑组合框架梁的上端和挡板外侧的孔洞内;沿着竹塑混凝土组合楼板的宽度方向,两块竹塑混凝土组合楼板搭在同一根竹塑组合框架梁上,混凝土层位于该竹塑组合框架梁的上端;梁板连接结构的混凝土层与竹塑混凝土组合楼板的混凝土层为一体式结构。
12、作为一种优选,竹塑柱、竹塑梁、竹塑板通过共挤出成型制作。
13、本发明具有如下优点:
14、1.本发明的竹塑材料具有较好的力学性能,发明人发现,设计成格构式结构后,能用作结构承重构件,增强了框架结构体系中组合结构的耐久性与延性。
15、2.本发明的竹塑柱、竹塑梁、竹塑板以及节点连接组件可在工厂预制,各个部件在安装现场仅需要通过连接结构进行装配,便于工人现场施工,在保证结构安全的前提下,大大加快了工程的安装进度。
16、3.本发明能够推动竹塑组合材料在装配式建筑领域的应用,缓解我国木材供需紧张,提高产品附加值,扩大应用范围,还可促进发展循环经济、维护生态平衡。
17、4.竹塑柱、竹塑梁、竹塑板均采用格构式结构竹塑材料,结构体系整体在保证安全性的前提下大大降低整体重量。
18、5.竹塑板采用槽口式拼接方式,结构简单,易于安装。
19、6.竹塑混凝土组合楼板、梁板连接结构的混凝土层一体浇筑成型,保证结构体系的整体性。
20、7.梁板连接结构采用栓钉,增强混凝土层与竹塑组合框架梁连接的紧固性。
1.一种装配式竹塑组合框架结构体系,其特征在于:包括杯口基础、竹塑组合框架柱、竹塑组合框架梁、竹塑混凝土组合楼板、梁板连接结构、节点连接组件;竹塑组合框架柱包括具有格构式结构的竹塑柱,竹塑组合框架梁包括具有格构式结构的竹塑梁,竹塑混凝土组合楼板包括具有格构式结构的竹塑板;竹塑组合框架柱和竹塑组合框架梁通过节点连接组件相接形成用于承重的若干层高的梁柱框架结构,竹塑混凝土组合楼板搭接在各层竹塑组合框架梁的顶部,竹塑混凝土组合楼板和竹塑组合框架梁之间通过梁板连接结构相接;最下层竹塑组合框架柱的下端插入杯口基础中。
2.按照权利要求1所述的一种装配式竹塑组合框架结构体系,其特征在于:竹塑组合框架柱包括竹塑柱、钢管混凝土层、混凝土层;竹塑柱包括竹塑内圈、竹塑外圈、竹塑隔层,管状的竹塑内圈位于内侧,管状的竹塑外圈位于竹塑内圈外侧,多层竹塑隔层位于竹塑外圈和竹塑内圈之间,竹塑隔层的外端与竹塑外圈的内侧相接,竹塑隔层的内端与竹塑内圈的外侧相接,从而在竹塑内圈和竹塑外圈之间形成一圈格构式结构;格构式结构的格内设置混凝土层;竹塑内圈内设置钢管混凝土层。
3.按照权利要求2所述的一种装配式竹塑组合框架结构体系,其特征在于:竹塑内圈的横截面为圆形,竹塑外圈的横截面为四个角设置圆角的方形;竹塑隔层为平板状,贯穿竹塑柱的整个长度方向,每个竹塑隔层均垂直于竹塑外圈设置。
4.按照权利要求1所述的一种装配式竹塑组合框架结构体系,其特征在于:竹塑组合框架梁包括竹塑梁、两个工字钢、混凝土层;竹塑梁包括矩形边框段、t形槽段、竹塑隔层、对角隔层,竹塑隔层设置在矩形边框段的中部形成两行两列的格构式结构,两个t形槽段分别设置在竹塑隔层的上端与矩形边框段的上短边之间、设置在竹塑隔层的下端与矩形边框段的下短边之间,工字钢插入t形槽段内,工字钢的长边紧贴矩形边框段的外侧设置;每个t形槽段与矩形边框段之间形成一行两列格构式结构;格构式结构的每个格内均设置一个对角隔层;竹塑隔层所围成的格构式结构的格内设置混凝土层;竹塑组合框架梁左右对称设置,格构式结构的一列四个格内的对角隔层排列成w形。
5.按照权利要求1所述的一种装配式竹塑组合框架结构体系,其特征在于:杯口基础的上端设置凹陷结构,凹陷结构内预埋钢筋网,竹塑组合框架柱的下端穿过钢筋网上预留的通孔插入凹陷结构,凹陷结构和竹塑组合框架柱之间设有混凝土层;杯口基础的下部设有双向钢筋。
6.按照权利要求1所述的一种装配式竹塑组合框架结构体系,其特征在于:节点连接组件包括一个空心矩形钢、一块内隔板、至少两个梁连接部;空心矩形钢内设置一块内隔板,竹塑组合框架柱的数量为两根,分别插入空心矩形钢的上、下端,并与空心矩形钢通过高强螺栓连接;焊接在空心矩形钢外侧的梁连接部包括两侧的矩形板和底部的挡板,竹塑组合框架梁插入梁连接部中,并与矩形板通过高强螺栓连接。
7.按照权利要求1所述的一种装配式竹塑组合框架结构体系,其特征在于:竹塑混凝土组合楼板包括竹塑板、混凝土层、双向钢筋、板内钢筋;竹塑板沿着宽度方向开有多个贯穿长度方向的孔洞,从而形成格构式结构;多块竹塑板在水平面上依次拼接,双向钢筋设置在拼接的竹塑板的上方,混凝土层浇筑在竹塑板的上端面,混凝土层将双向钢筋覆盖;竹塑板内设置多根板内钢筋,板内钢筋沿着长度方向延伸,每四根板内钢筋呈矩形排布且环绕一个孔洞设置,且相邻两个孔洞之间仅有两根板内钢筋;竹塑板的上表面开设凹陷的剪力槽。
8.按照权利要求7所述的一种装配式竹塑组合框架结构体系,其特征在于:竹塑板的长边的两侧均设置槽口;槽口包括连接部和卡扣部,卡扣部通过连接部与竹塑板的侧面相接,卡扣部、连接部、竹塑板的侧面之间形成一矩形槽,竹塑板两侧的矩形槽的上下朝向相反;竹塑板拼接时,竹塑板的卡扣部嵌入相邻的竹塑板的矩形槽中,扣合后,竹塑板的上端面相互齐平,下端面相互齐平。
9.按照权利要求7所述的一种装配式竹塑组合框架结构体系,其特征在于:梁板连接结构包括栓钉、挡板、混凝土层;沿着竹塑混凝土组合楼板的长度方向,两块竹塑混凝土组合楼板搭在同一根竹塑组合框架梁上,竹塑混凝土组合楼板的孔洞内设置挡板,该竹塑组合框架梁的上端设置栓钉,混凝土层位于竹塑组合框架梁的上端和挡板外侧的孔洞内;沿着竹塑混凝土组合楼板的宽度方向,两块竹塑混凝土组合楼板搭在同一根竹塑组合框架梁上,混凝土层位于该竹塑组合框架梁的上端;梁板连接结构的混凝土层与竹塑混凝土组合楼板的混凝土层为一体式结构。
10.按照权利要求1所述的一种装配式竹塑组合框架结构体系,其特征在于:竹塑柱、竹塑梁、竹塑板通过共挤出成型制作。