預(yù)制空心竹樓板及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種預(yù)制空心竹樓板及制備方法，可應(yīng)用于裝配式結(jié)構(gòu)的高強工業(yè)化竹制樓蓋，屬于工程技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著建筑工業(yè)化的發(fā)展，現(xiàn)代竹結(jié)構(gòu)作為一種新型結(jié)構(gòu)體系逐漸顯示其優(yōu)勢。由于采用天然竹材為原料，現(xiàn)代竹結(jié)構(gòu)相比于混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)體系更加低碳、環(huán)保。相關(guān)調(diào)查表明:竹材的生產(chǎn)能耗僅占混凝土的1/8，占鋼材的1/50。另外，我國森林資源短缺，竹材資源相對豐富，天然竹材分布廣泛，生長周期較短，每年的生長量是樹木的5倍?6倍。
[0003]然而現(xiàn)階段我國裝配式竹結(jié)構(gòu)的設(shè)計理論不完善，設(shè)計手段落后，依據(jù)現(xiàn)代結(jié)構(gòu)分析技術(shù)與結(jié)構(gòu)設(shè)計原理進行裝配式竹構(gòu)分析與設(shè)計是十分必要的。
[0004]以混凝土和鋼材為主要原料的裝配式結(jié)構(gòu)，其缺點有以下幾點:I)自重較大;2)運輸不便;3)構(gòu)件尺寸根據(jù)設(shè)計需要確定，不具有通用性，不利于標準化生產(chǎn);4)成本相對較高;本發(fā)明能有效改善此種狀況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提出的是一種預(yù)制空心竹樓板及制備方法，其目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述缺陷，是一種新型的裝配式結(jié)構(gòu)樓蓋，具有一定強度與剛度并具有質(zhì)輕、可工廠化預(yù)制生產(chǎn)等特點。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案:預(yù)制空心竹樓板，其特征是包括高強工業(yè)化竹面板上面板I;高強工業(yè)化竹面板下面板2；工業(yè)化竹板肋3 ；抗剪竹銷4;其中高強工業(yè)化竹面板上面板I與工業(yè)化竹板肋3的上部通過抗剪竹銷4連接，高強工業(yè)化竹面板下面板2與工業(yè)化竹板肋3的下部通過抗剪竹銷4連接;樓板中間采用低密度工業(yè)化竹材，并設(shè)置平行于樓板受力方向的貫穿孔洞;預(yù)制空心樓板工作時:將預(yù)制空心樓板鉸支在支撐梁上，當受到荷載作用時，預(yù)制空心樓板的上面板首先受壓，樓板發(fā)生彎曲，繼而下面板受到拉力作用，上下面板之間等間距放置工業(yè)化竹板肋，形成平行與板受力方向的孔洞；同時，連接面板與板肋的竹銷提供足夠的抗拔與抗剪承載力，將上、下面板與板肋連接成具有足夠承載能力的樓板。
[0007]預(yù)制空心樓板工作機理:將預(yù)制空心樓板鉸支在支撐梁上，當受到荷載作用時，預(yù)制空心樓板的上面板首先受壓，樓板發(fā)生彎曲，繼而下面板受到拉伸作用，同時，連接面板與板肋的竹銷提供足夠的抗拔與抗剪承載力，將上、下面板與板肋連接成具有足夠承載能力的樓板。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點:
1)樓板的上、下表面采用高強工業(yè)化竹材，樓板中間受力較小部位采用低密度工業(yè)化竹材，并設(shè)置平行于樓板受力方向的貫穿孔洞，充分利用了高強工業(yè)化竹材拉、壓強度高的特點，最大限度地節(jié)約了材料，減輕了樓板自重，提高了樓板承載效率，便于建筑裝配；
2)高強工業(yè)化竹材的面板厚度可采用工廠生產(chǎn)線規(guī)格化尺寸，樓板的厚度可根據(jù)受力情況通過肋板高度調(diào)整，因而，這種樓板既便于標準化生產(chǎn)，也可滿足建筑多樣性的需求；
3)面板與肋板采用竹連接件連接，工藝簡單，連接可靠，質(zhì)量易控制，相對膠合結(jié)構(gòu)，大大降低了樓板制備的成本；
4)這種高強樓板的面板光潔度、平整度、硬度已經(jīng)達到戶內(nèi)地板的所有要求，安裝完成后無需裝飾。
【附圖說明】
[0009]附圖1是預(yù)制空心竹樓板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]附圖2是預(yù)制空心竹樓板面的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]附圖3是預(yù)制空心竹樓板板肋的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]附圖4是抗剪竹銷的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]附圖5是抗剪竹銷連接示意圖。
[0014]圖中的I是高強工業(yè)化竹面板上面板，2是高強工業(yè)化竹面板下面板，3是工業(yè)化竹板肋，4是抗剪竹銷。
【具體實施方式】
[0015]對照附圖，預(yù)制空心竹樓板，其結(jié)構(gòu)包括高強工業(yè)化竹面板上面板1、高強工業(yè)化竹面板下面板2、低密度工業(yè)化竹板肋3、抗剪竹銷4、高強工業(yè)化竹面板上面板I與下面板2分別與低密度工業(yè)化竹板肋3的上部和下部通過抗剪竹銷4連接；高強工業(yè)化面板上面板I與高強工業(yè)化面板下面板2的厚度可采用工廠生產(chǎn)線規(guī)格化尺寸，預(yù)制空心樓板的厚度可以根據(jù)受力情況通過工業(yè)化樓板3的高度調(diào)整。
[0016]所述的高強工業(yè)化竹面板，采用高強工業(yè)化竹材(指順紋抗拉強度不低于120MPa，順紋抗壓強度不低于60MPa，順紋彈性模量不低于I 100MPa，順紋抗剪強度不低于15MPa，工藝制作過程如下:將原竹剖割成約長2m、寬15mm、厚3mm的竹蔑，經(jīng)80°C恒溫烘干至含水率低于11%，再將竹篾碾壓成竹絲束，同方向平行組坯并浸漬酚醛樹脂膠(膠固含量不得低于25%)然后再干燥至含水率低于11%，最后通過高溫熱壓(溫度不低于160°C，壓力不低于5MPa，加壓速度為lmm/min)膠合而成。
[0017]所述的低密度工業(yè)化竹材(指順紋抗拉強度不低于80MPa，順紋抗壓強度不低于40MPa，順紋彈性模量不低于9000MPa，順紋抗剪強度不低于1MPa)，工藝制作過程如下:將原竹剖割成約長2m、寬15mm、厚3mm的竹蔑，經(jīng)80°C恒溫烘干至含水率低于11%，再將竹篾碾壓成竹絲束，同方向平行組坯并浸漬酚醛樹脂膠(膠固含量不得低于20%)然后再干燥至含水率低于11%，最后通過高溫熱壓(溫度不低于140°C，壓力不低于2.5MPa，加壓速度為lmm/min)膠合而成，制作步驟與高強工業(yè)化竹材料基本相同，僅在制作過程中工藝參數(shù)有所不同從而降低了竹纖維的密度及力學性能。
[0018]預(yù)制空心樓板工作時:將預(yù)制空心樓板鉸支在支撐梁上，當受到荷載作用時，預(yù)制空心樓板的上面板首先受壓，樓板發(fā)生彎曲，繼而下面板受到拉力作用(上下面板之間等間距放置工業(yè)化竹板肋，形成平行與板受力方向的孔洞)；同時，連接面板與板肋的竹銷提供足夠的抗拔與抗剪承載力，將上、下面板與板肋連接成具有足夠承載能力的樓板。
[0019]預(yù)制空心竹樓板的制備方法: 1)預(yù)制空心竹樓板所有的部件裝配在一起，即將高強工業(yè)化竹面板上面板與工業(yè)化竹板肋的上部通過抗剪竹銷連接，高強工業(yè)化竹面板下面板與工業(yè)化竹板肋的下部通過抗剪竹銷連接，并在上、下面板間等間距放置工業(yè)化竹板肋以形成平行于樓板受力方向的孔洞，整體樓板尺寸根據(jù)設(shè)計要求確定，樓板的厚度僅需根據(jù)受力情況通過肋板高度調(diào)整；
2)預(yù)制空心竹樓板中的高強工業(yè)化竹面板，采用高強工業(yè)化竹材料(即指順紋抗拉強度不低于120MPa，順紋抗壓強度不低于60MPa，順紋彈性模量不低于I 100MPa，順紋抗剪強度不低于15MPa)，工藝制作過程如下:將原竹剖割成約長2m、寬15mm、厚3mm的竹蔑，經(jīng)80 °C恒溫烘干至含水率低于11%，再將竹篾碾壓成竹絲束，同方向平行組坯并浸漬酚醛樹脂膠(膠固含量不得低于25%)后二次干燥至含水率低于11%，最后通過高溫熱壓(溫度不低于160°C，壓力不低于5MPa，加壓速度為lmm/min)膠合而成，樓板長度和寬度根據(jù)設(shè)計要求確定，厚度采用定型尺寸；
3)預(yù)制空心竹樓板中的工業(yè)化竹板肋，采用低密度工業(yè)化竹材(即指順紋抗拉強度不低于80MPa，順紋抗壓強度不低于40MPa，順紋彈性模量不低于9000MPa，順紋抗剪強度不低于1MPa)，工藝制作過程如下:將原竹剖割成約長2m、寬15mm、厚3mm的竹蔑，經(jīng)80 °C恒溫烘干至含水率低于11%，再將竹篾碾壓成竹絲束，同方向平行組坯并浸漬酚醛樹脂膠(膠固含量不得低于20%)然后再干燥至含水率低于11%，最后通過高溫熱壓(溫度不低于140°C，壓力不低于2.5MPa，加壓速度為lmm/min)膠合而成，制作步驟與高強工業(yè)化竹材料基本相同，僅在制作過程中工藝參數(shù)有所不同從而降低了竹纖維的密度及力學性能，板肋的長度根據(jù)設(shè)計要求確定，厚度和高度依據(jù)受力情況調(diào)整；
4)預(yù)制空心竹樓板中的抗剪竹銷，采用低密度工業(yè)竹材，其制作步驟與低密度工業(yè)竹材竹板肋，竹銷通過預(yù)制空心竹樓板承受的面荷載而產(chǎn)生的內(nèi)力，根據(jù)結(jié)構(gòu)力學原理進行計算得到面板傳遞到竹銷的剪力，根據(jù)低密度工業(yè)竹的順紋抗剪承載能力確定竹銷需要的尺寸；
5)預(yù)制空心竹樓板中的抗剪竹銷與高強工業(yè)化竹面板的上、下板面間的連接。
[0020]樓板取材方便，低碳環(huán)保，且工藝簡單，連接可靠，質(zhì)量易控制，便于運輸，相對膠合結(jié)構(gòu)，大大降低了樓板制備