一種用透氣箱填充的空心樓蓋的制作方法
【專利說明】
(一)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)，尤其是一種用透氣箱填充的空心樓蓋，屬于一般建筑物構(gòu)造領(lǐng)域。
(二)
【背景技術(shù)】
[0002]在建筑領(lǐng)域，隨著大跨度混凝土結(jié)構(gòu)日益增多，越來越多的樓板采用空心樓蓋結(jié)構(gòu)技術(shù)。用輕質(zhì)填充材料來代替部分混凝土基本不會影響結(jié)構(gòu)的受力性能，但是可以大大減輕結(jié)構(gòu)的自重。按照目前的《現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋技術(shù)規(guī)程》JGJ/T268-2012，根據(jù)填充材料的填埋方式不同，分為內(nèi)置填充體空心板、單面外露填充體空心板和雙面外露填充體空心板三種結(jié)構(gòu)類型。雙面外露填充體空心板因為混凝土肋梁不含任何翼緣，樓板的剛度小而使用受到很大限值。內(nèi)置填充體空心板包含上下翼緣，其等效力學(xué)截面為工字型截面，單面外露填充體空心板只含上翼緣，其等效力學(xué)截面為T型截面。當(dāng)樓板厚度相同時，工字型截面樓板剛度大約是T型截面的兩倍，因此工字型截面空心板具有最好的力學(xué)性能。
[0003]根據(jù)阿基米德定律，在任何內(nèi)置填充體空心板中，澆筑混凝土?xí)r填充材料必然要產(chǎn)生較大的上浮力。為了克服浮力，施工中要采取很多措施進(jìn)行抗浮，除了費錢、費工、費時夕卜，對板底模板的損傷也比較大，且一旦某道技術(shù)措施不到位導(dǎo)致填充材料浮起，將給結(jié)構(gòu)帶來很大的安全隱患。為了克服填充材料的浮力，2013年，王本淼先生率先提出“一種用組合式網(wǎng)狀箱形構(gòu)件成孔的現(xiàn)澆空心樓蓋”(CN203514592U)。在該技術(shù)中，王先生提出的“組合式網(wǎng)狀箱”利用網(wǎng)眼的透氣性大大減小甚至完全消除填充材料的浮力，通過控制網(wǎng)眼的最大尺寸保證混凝土不會流入填充材料中，利用水分表面張力使水分不會滲入填充材料內(nèi)。以后，王先生又陸續(xù)提出“一種用鋼網(wǎng)與有機(jī)物體組合成孔的現(xiàn)澆空心樓蓋”(CN104005501A)、“一種用鋼網(wǎng)與充氣管組合箱體成孔的現(xiàn)澆空心樓蓋”(CN103967181A)和“一種用鋼網(wǎng)與薄板組合成孔的空心樓蓋”(CN104631679A)等技術(shù)。上述相關(guān)技術(shù)雖已給整個空心樓蓋行業(yè)帶來革命性的變化，但是還存在以下缺陷，主要有:1、填充材料產(chǎn)品的豎向和橫向剛度比較小，施工時在人員踩踏和澆筑混凝土的過程中產(chǎn)品變形較大;2、當(dāng)樓板內(nèi)縱、橫、斜向的管線較多且與填充材料位置發(fā)生沖突時，無法保證管線的順利施工。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中存在的另外一個問題就是:在工程設(shè)計中，按照目前的通用計算程序，空心樓板中的受力鋼筋都集中配置在肋梁中；但是出實際施工圖時，在填充材料的下部混凝土翼緣中，還需要按照構(gòu)造要求配置鋼筋，雖然數(shù)量不多但因為相關(guān)構(gòu)造鋼筋需要穿過多道與之垂直的肋梁，鋼筋綁扎起來比較麻煩，施工效率低。
[0005]這種情況下，開發(fā)一種混凝土澆筑過程填充材料的浮力小、填充材料剛度較大且管線施工方便、運輸成本低、填充材料底部無須綁扎鋼筋的新型空心樓蓋，已經(jīng)成為行業(yè)內(nèi)急需解決的問題。
(三)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有空心樓蓋技術(shù)存在的混凝土澆筑過程填充材料的浮力大、填充材料剛度較小且管線施工困難、運輸成本高、填充材料底部綁扎鋼筋麻煩等問題，本實用新型的目的在于提供一種用透氣箱填充的空心樓蓋。
[0007]在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是:一種用透氣箱填充的空心樓蓋，該空心樓蓋包括梁上鐵、梁下鐵、肋梁箍筋、板上鐵、混凝土和透氣箱組合體，梁上鐵、梁下鐵和肋梁箍筋構(gòu)成肋梁，兩個方向互為正交的肋梁將空心樓蓋平面分成多個區(qū)格，透氣箱與鋼絲網(wǎng)、定位隔離件一道形成透氣箱組合體，在每個區(qū)格中安裝透氣箱組合體，在透氣箱組合體上部綁扎板上鐵，澆筑混凝土后形成空心樓蓋，且透氣箱下部混凝土的厚度2 30mm。因為空氣能自下而上從透氣箱中穿過，所以可以消除混凝土澆筑過程產(chǎn)生的浮力。鋼絲網(wǎng)的設(shè)置，既可以達(dá)到防止填充材料底部混凝土開裂的目的，又避免在填充材料底部綁扎鋼筋，能大大提高施工速度。定位隔離件的作用就是有效地將透氣箱和鋼絲網(wǎng)隔離開來，使二者基本不發(fā)生接觸;定位隔離件既可以夾在透氣箱和鋼絲網(wǎng)之間，也可以夾在透氣箱與樓板模板之間；另外，定位隔離件在透氣箱底部與樓板模板之間撐出一段距離，可以保證透氣箱底部混凝土得到有效澆筑。透氣箱下部混凝土的厚度2 30mm，可以使該部分混凝土能夠成為肋梁的有效下翼緣，保證空心樓蓋的等效截面為工字型截面。
[0008]本實用新型的特征在于透氣箱的周邊由首尾相接的4片邊框板構(gòu)成，透氣箱內(nèi)每個方向有I片或I片以上加勁內(nèi)板，不同方向加勁內(nèi)板彼此正交，透氣箱上部為頂蓋板，頂蓋板上設(shè)置有至少一個排氣孔，排氣孔內(nèi)安裝有排氣網(wǎng)，用整體成型或粘接、鐵絲綁扎、卡具固定、扣件連接中的一種或多種方式，將邊框板、加勁內(nèi)板與頂蓋板連接，在透氣箱底部緊貼邊框板和加勁內(nèi)板下端處安裝透氣網(wǎng)，邊框板、加勁內(nèi)板、頂蓋板和透氣網(wǎng)共同構(gòu)成了透氣箱，透氣箱的透氣網(wǎng)下面是鋼絲網(wǎng)，透氣網(wǎng)和鋼絲網(wǎng)之間用定位隔離件隔開，鋼絲網(wǎng)為用冷拔鋼絲機(jī)械點焊成型的片狀結(jié)構(gòu)，鋼絲網(wǎng)中單個網(wǎng)格邊長2 40mm且< 200mm，鋼絲直徑<8mm，邊框板、加勁內(nèi)板和頂蓋板都為非金屬材料，透氣網(wǎng)和排氣網(wǎng)為金屬類或塑料類或化纖類材料，定位隔離件為金屬類或水泥類或石材類或塑料類材料。頂蓋板的剛度較大，作用在頂蓋板上的荷載通過由邊框板和加勁內(nèi)板形成的豎向受力結(jié)構(gòu)往下傳遞，使透氣箱的豎向剛度較大不易變形；而在水平方向加勁內(nèi)板和頂蓋板又成為邊框板的支撐，大大加強了透氣箱的水平剛度。加勁內(nèi)板都彼此正交，可以達(dá)到在保證力學(xué)性能前提下用料最少。生產(chǎn)時可以用模具將邊框板、加勁內(nèi)板和頂蓋板整體成型澆筑在一起而節(jié)省拼裝的人工費；當(dāng)施工現(xiàn)場距離工廠較遠(yuǎn)時，也可以將邊框板、加勁內(nèi)板和頂蓋板分別制成不同的配件，在施工現(xiàn)場組裝透氣箱雖然拼裝的人工費相對較高，但是可以降低運費70%以上。頂蓋板上設(shè)置有至少一個排氣孔，是以透氣箱下部設(shè)有透氣網(wǎng)作為前提;排氣孔的設(shè)置使得透氣箱內(nèi)外空氣相通，不會因為空氣壓力差而產(chǎn)生浮力;排氣孔內(nèi)安裝排氣網(wǎng)，使得透氣箱內(nèi)外空氣暢通而混凝土在澆筑中又不至于漏入箱體內(nèi)；該設(shè)置既達(dá)到了現(xiàn)有技術(shù)中整個箱體上部都用金屬網(wǎng)排氣而消除浮力的同樣效果，又克服了單純金屬網(wǎng)所導(dǎo)致的透氣箱頂部構(gòu)件豎向與水平剛度小的缺點。鋼絲網(wǎng)是用機(jī)械方式點焊成型的，其成型效率大大超過現(xiàn)場綁扎鋼筋，能降低人工費，且成型過程不占用施工進(jìn)度時間。經(jīng)實驗驗證，鋼絲網(wǎng)中單個網(wǎng)格邊長下限是40mm，上限是200mm，尤以10mm及附近尺寸最佳;鋼絲直徑下限是2mm，上限是8mm，尤以3-5mm最佳。邊框板、加勁內(nèi)板和頂蓋板限定為非金屬材料，就是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中若采用金屬材料而存在的剛度小、易變形(當(dāng)金屬材料較薄、細(xì)時)或者造價高(當(dāng)金屬材料較厚、粗時)的缺陷，以及金屬材料在施工現(xiàn)場不容易開槽、鉆眼而導(dǎo)致的管線安裝困難的缺點。邊框板、加勁內(nèi)板和頂蓋板可采用聚苯乙烯泡沫塑料或回收塑料，也可以采用水泥板、硅鈣板、木板、密度板、高強紙板等成本低且具有一定剛度的非金屬材料。透氣網(wǎng)和排氣網(wǎng)除了采用金屬材料外還可以采用塑料、化纖類材料，就是為了在達(dá)到現(xiàn)有技術(shù)同樣技術(shù)效果的前提下降低產(chǎn)品成本。透氣網(wǎng)和鋼絲網(wǎng)之間用定位隔離件隔開，定位隔離件為具有一定強度和剛度的金屬類或水泥類或石材類或塑料類材料，其目的就是為了使透氣箱與鋼絲網(wǎng)之間有效隔開，保證透氣箱底部混凝土的澆筑質(zhì)量。
[0009]本實用新型的特征在于透氣箱與鋼絲網(wǎng)、定位隔離件所形成的透氣箱組合體為一個整體，現(xiàn)場施工時，直接將透氣箱組合體放置在空心樓蓋平面的多個區(qū)格中。透氣箱組合體為一整體，其優(yōu)點就是許多工作可以提前進(jìn)行，這些工作不占用施工總體進(jìn)度時間，只需在區(qū)格中直接放入透氣箱組合體就完成了空心板填充材料的安裝工作，因此施工效率非常尚O
[0010]本實用新型的特征在于單獨透氣箱為一個整體，鋼絲網(wǎng)和定位隔離件既可以拼裝在一起，也可以分離，二者共同構(gòu)成透氣箱下部構(gòu)件，透氣箱與透氣箱下部構(gòu)件分離，現(xiàn)場施工時，在空心樓蓋平面的多個區(qū)格中先安放透氣箱下部構(gòu)件，然后在透氣箱下部構(gòu)件的上面安放透氣箱。當(dāng)透氣箱底部存在管線，或者由于某些特殊要求需鋼絲網(wǎng)錨入肋梁中的長度較長時，直接放置透氣箱組合體就不能滿足施工需要。透氣箱與透氣箱下部構(gòu)件分別放置，就可以滿足施工需要，這種分步安裝方式的施工效率雖然不如前述透氣箱組合體整體安裝，但也遠(yuǎn)超過現(xiàn)場綁扎透氣箱底部鋼筋的施工方式。
[0011]本實用新型的特征在于透氣網(wǎng)是由厚度小于Imm的金屬薄板上沖切出密集的網(wǎng)眼而形成的，金屬薄板上的網(wǎng)眼短向尺寸2 4mm且< 12mm，長向尺寸2 5mm且< 15mm，從網(wǎng)眼中被沖切出來的金屬片形成向外翹起的阻漿片，阻漿片的一端仍與金屬薄板母材相連，安裝透氣網(wǎng)時，阻漿片朝透氣箱的外側(cè)方向翹起。通過在金屬薄板上形成密集的有明顯尺寸的網(wǎng)眼，被網(wǎng)眼中沖切出來的金屬片形成阻漿片，網(wǎng)眼與阻漿片間的縫隙能透氣而消除混凝土澆筑過程中產(chǎn)生的浮力，水分的表面張力和阻漿片的機(jī)械阻力共同阻止混凝土漿體流入透氣箱。經(jīng)多次試驗驗證:網(wǎng)眼尺寸在前述范圍之內(nèi)能達(dá)到基本技術(shù)效果，尤以數(shù)值與上下限值的平均值接近時效果最佳。通過實驗發(fā)現(xiàn):在保證排氣的前提下，阻漿片的翹起方向與混凝土澆筑質(zhì)量有很大關(guān)系。如果阻漿片向透氣箱的內(nèi)側(cè)方向翹起，在混凝土壓力作用下，網(wǎng)眼與阻漿片間的縫隙是越張越大，一旦混凝土壓力大于水分張力和阻漿片機(jī)械阻力的合力值，阻漿片將繼續(xù)向透氣箱內(nèi)部翹起，使混凝土流入透氣箱內(nèi)部。如果阻漿片向透氣箱的外側(cè)方向翹起，在混凝土壓力作用下，阻漿片有朝網(wǎng)眼閉合的趨勢，但沖切出來的網(wǎng)眼又不可能與阻漿片閉合到連空氣都無法穿透的程度，因此在達(dá)到大大減小浮力的技術(shù)效果同時，又防止混凝土流入透氣箱