原竹与重组竹混用单向板单元、组合楼板及施工方法

技术领域

本发明涉及以竹材为主体的建筑楼板，属于建筑工程领域，具体为一种采用全螺栓装配的原竹与重组竹混用制成的预制轻质组合楼板及各构件间连接装配方法。

背景技术

竹材作为一种天然生物质复合材料，具有固碳能力强、生长周期短、加工性能好、强重比高等优点，是理想绿色高强建筑材料，在如今可持续发展的大背景下，在建筑结构领域应用前景广阔，能很好满足国家大力提倡的装配式建筑需求，符合发展绿色建筑建材的政策方针。近年来，针对竹材的研究发展迅速，从原竹材到改性工程竹材的物理力学性能均得到广泛关注。然而由于对竹材的刻板印象，目前其应用仍主要集中在地板、家具、建筑模板、景观材料以及装饰材料等非结构领域。因原竹力学性能受品种、年限、生长环境及区域影响，使得其差异性大，用到结构中耐久性也不容易满足，故而鲜有作为结构构件而应用，这不利于竹材在建筑结构领域的推广和应用；重组竹虽摒弃掉了大部分原竹用于结构构件的缺点，具有较强的工程应用性，但造价偏高缺乏市场竞争力。故从力学性能可靠性和经济性出发将原竹和重组竹进行组合，考虑结构及构件受力特点，针对性开发出二者混用的组合构件，对促进竹材产业化应用，推动建筑工业化进程，实现绿色环保、节能减排均具有积极意义。

中国专利201910164533.6公开了“一种竹结构楼板，包括主梁、次梁和结构层，次梁设置在主梁上，次梁与主梁相互垂直，结构层铺设在次梁上。结构层从下至上由底板、无纺布、隔条和面板组成，底板、无纺布、隔条和面板之间通过钉相对固定、底板与次梁相接触；面板下的隔条之间设置有保温层。”该专利受力机理不明确，传力过程不清晰，且楼板以重组竹材作为主要材料，存在经济性差的问题。

发明内容

本发明目的是针对现有竹材应用局限于非结构领域的问题，提出一种可工业化生产、装配式施工、造价低廉的竹制组合楼板，推动竹材在建筑结构领域的应用和发展。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种采用全螺栓装配的原竹与重组竹混用单向板单元，包括：

水平支撑件，所述水平支撑件间隔排布；

重组竹底板，所述重组竹底板设置在所述水平支撑件上；

竖向连接件，所述竖向连接件竖直穿过所述水平支撑件和所述重组竹底板向上延伸穿过重组竹顶板后固定，多个所述竖向连接件间隔设置；

原竹，所述原竹沿水平方向设置在所述竖向连接件与所述重组竹顶板和所述重组竹底板构成的非封闭间隔空间内；

填充材料，所述填充材料填充在所述非封闭间隔空间内。

进一步地，还包括：侧向端板和连接端板，所述侧向端板和连接端板设置在所述单向板单元水平方向的端部，两者通过水平连接件连接固定。

进一步地，还包括：加强件，所述加强件固定设置在重组竹底板和所述重组竹顶板外侧。

进一步地，所述水平支撑件为带有栓孔的角钢，所述竖向连接件穿过角钢的肢背。

进一步地，所述填充材料为轻质脱硫石膏改性材料。

进一步地，所述侧向端板位置处的楼板留有卡槽，使得侧向端板外侧与楼板侧面平齐。

进一步地，所述加强件为镀锌钢板，所述镀锌钢板通过自攻螺钉连接固定。

另一方面，本申请还保护一种楼板，由根据前述之一所述的采用全螺栓装配的原竹与重组竹混用单向板单元组合而成。

另一方面，本申请还保护一种根据前述之一所述的采用全螺栓装配的原竹与重组竹混用单向板单元的施工方法，包括以下步骤：

S1：沿水平方向间距600mm间隔排布水平支撑件，然后将重组竹底板铺设在水平支撑件上面，竖向连接件从下往上穿过水平支撑件肢背和重组竹底板；

S2：沿水平方向将原竹排列在竖向连接件之间，并通过水平连接件连接侧向端板和连接端板，安装模板进行轻质脱硫石膏改性材料充分填充，最后铺设重组竹顶板，并将竖向连接件穿过重组竹顶板并固定。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

(1)楼板主材采用竹材，源自大自然，就地取材，材料价格低，且最大限度的使用了原竹，降低加工造价，减少CO

(2)本发明中采用原竹造孔同时承担板所受的拉力，一方面中间镂空降低了楼板的自重，另一方面孔洞可兼做管线通道，无需另外开孔，减少工艺，降低部件制作方面的造价，且施工方便快捷。

(3)内填的轻质脱硫石膏改性材料性能良好，其为工业生产的废弃物，回收再利用有利于生态环保。在提高竹材的耐久性的同时保证了楼板的隔声、保温、隔热性能，内掺1％的玻璃纤维以进一步增强石膏的抗脆性断裂能力。板底带螺栓孔的角钢则可兼做吊顶支架。

(4)楼板采用全螺栓连接拆装便利，对工人技术含量要求低，所有构件均在工厂预制，现场装配施工，满足装配式建筑的要求，且各构件均可重复利用，符合资源节约型、环境友好型社会的发展需求。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提出的全螺栓连接竹质组合楼板的单向板单元中间部分构造详图。

图2是图1中单向板单元拼接示意图。

图3是本发明提出的全螺栓连接竹质楼板的单向板单元端部构造详图。

图4是图1中单向板单元侧面端板详图。

图5是图3中焊接工字形钢梁截面示意图。

图中：1-螺栓孔；2-带螺栓孔的水平角钢；3-重组竹底板；4-带螺帽长螺栓；5-原竹；6- 螺栓；7-焊接有角钢的端板；8-单向板单元侧面端板；9-轻质脱硫石膏改性材料；10-重组竹顶板；11-螺母；12-镀锌钢板；13-自攻螺钉；14-焊接工字形截面钢梁；15-双螺母长螺杆。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明结合原竹材和重组竹材各自优点，取长补短，提出了一种采用全螺栓装配的原竹与重组竹混用单向板单元，单向板单元可拼接装配成楼板，所述单向板单元包括：

水平支撑件，所述水平支撑件间隔排布；

重组竹底板3，所述重组竹底板3设置在所述水平支撑件上；

竖向连接件，所述竖向连接件竖直穿过所述水平支撑件和所述重组竹底板3向上延伸穿过重组竹顶板10后固定，多个所述竖向连接件间隔设置；

原竹5，所述原竹5沿水平方向设置在所述竖向连接件与所述重组竹顶板10和所述重组竹底板3构成的非封闭间隔空间内；

填充材料9，所述填充材料9填充在所述非封闭间隔空间内。

重组竹底板3和重组竹顶板10在工厂预制加工，厚度为10mm，其长度、宽度视工程具体情况而定。

原竹5经过人工挑选，直径宜选择80mm～100mm，源自同一产地、同一批次、同一种类，尽量保证截面尺寸以及物理力学性能接近。原竹采用专业工具做通节处理后形成内部空腔，内部空腔可作为管线穿插使用，也能降低楼板自重。

水平支撑件可选为带螺栓孔的水平角钢2，其为不等边角钢，间距可为600mm。所述不等边角钢采用市面有售的Q235B级钢，规格为L63×40×5，角钢上开设有直径为10mm的螺栓孔，螺栓孔可辅助用于吊顶连接件的连接。所述竖向连接件穿过角钢的肢背。

所述填充材料9为轻质脱硫石膏改性材料，该材料性能良好，为工业生产的废弃物，回收再利用有利于生态环保。在提高竹材的耐久性的同时保证了楼板的隔声、保温、隔热性能，内掺1％的玻璃纤维以进一步增强石膏的抗脆性断裂能力。

在本申请的实施例中，还包括：侧向端板8和连接端板7，所述侧向端板8和连接端板7 设置在所述单向板单元水平方向的端部，两者通过水平连接件6连接固定。

在本申请的又一实施例中，还包括：加强件12，所述加强件12固定设置在重组竹底板3 和所述重组竹顶板10外侧。所述加强件12为镀锌钢板，所述镀锌钢板通过自攻螺钉13连接固定。

在本申请的又一实施例中，所述竖向连接件为带螺帽长螺杆4或双螺母长螺杆15，所述竖向连接件通过螺母进行固定。所述侧向端板8位置处的楼板留有卡槽，使得侧向端板8外侧与楼板侧面平齐。位于楼板中部的采用全螺栓装配的原竹与重组竹混用单向板单元采用带螺帽长螺杆4即可满足使用要求；而考虑到楼板端部需要与焊接工字形截面钢梁14的连接，因此，位于楼板端部的单向板单元需要将带螺帽长螺杆4替换为双螺母长螺杆15，以便与钢梁14连接。

所述钢板、长螺杆、螺栓、自攻螺钉以及拉铆钉也采用市面有售的标准规格材，截面尺寸、强度等级、性能要求等视具体情况而定。

在本申请中，采用全螺栓装配的原竹与重组竹混用单向板单元可拼接装配成楼板，具体方案如下：

一种楼板，由前述采用全螺栓装配的原竹与重组竹混用单向板单元组合而成。在本申请的实施例中，优选设置在楼板中间和端部的单向板单元构造存在差异，中间的单向板单元可以采用前述结构，端部的单向板单元还包括：加强件，所述加强件固定设置在重组竹底板3 和所述重组竹顶板10外侧，所述加强件可以为1mm厚镀锌钢板12，长度与单向板单元水平方向长度相等，宽度超过下端与之相连钢梁的宽度约50mm，所述镀锌钢板12通过自攻螺钉 13连接固定。由此可见，单向板单元端部构造与中间部分相差不大，仅仅是为了防止端部局部强度不足并提高其耐磨能力增加了加强件。

以下结合附图1-5介绍本申请的实施例。

实例一：全螺栓连接竹质组合楼板

参见图1至图5，本发明中提出的全螺栓连接竹质组合楼板主要包括底部角钢、上下重组竹板、原竹、轻质脱硫石膏改性材料、长螺杆以及螺栓等连接件，首先将带螺栓孔1的水平角钢2沿楼板纵向按间距600mm排列置于底面，然后将重组竹底板3铺设在角钢2上面，带螺帽长螺杆4从下往上穿过水平角钢2肢背和重组竹底板3，接着沿水平方向将原竹5排列在带螺帽长螺杆4之间，并通过螺栓6连接端板7与侧向端板8，同时在板四周其余部分安装模板进行轻质脱硫石膏改性材料9填充，提高竹材耐久性的同时提高楼板的隔声、保温、隔热性能，最后铺设重组竹顶板10，同时穿过带螺帽长螺杆4，随即放上垫片并拧紧螺母11 即组成单向板单元。在单向板单元侧面有留有螺栓孔的端板8，用于单向板单元间的拼接，板底角钢则焊接在一块小端板上，通过螺栓6与单向板单元侧面端板8连接，即：单向板单元通过侧面端板8利用螺栓6连接就能拼接形成本发明中提出的全螺栓连接竹质组合楼板，参见图2。值得注意的是：1)为了避免单向板单元侧向连接处存在空隙，侧面端板8位置处的楼板留有卡槽，以保证端板8外侧与楼板侧面平齐。2)上述介绍针对的是单向板单元中间部分，端部构造参见图3，可以看出单向板单元端部和中间部分构造大同小异，仅仅是在上下重组竹板外侧还增加有防止局部强度不足的镀锌钢板12，其还具有提高楼板端部耐磨性的作用。镀锌钢板12通过自攻螺钉13连接到上下重组竹板。参见图3，考虑到楼板端部与焊接工字形截面钢梁14的连接，单向板单元端部中的带螺帽长螺杆被替换为双螺母长螺杆15，以便与钢梁14连接。

本申请基于房屋建筑中楼板受力特性考虑，装配过程中预制楼板单向板单元间连接、预制楼板与梁的连接及连接受力可靠性，结合原竹与重组竹受力特点，辅以长螺栓等连接件，实现竹制预制组合楼板研发及其与主体结构快速可靠连接，对促进竹材产业化应用，推动其工程化生产，具有积极意义。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。