專利名稱：一種用充氣囊填充的空心樓蓋及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼筋混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)，尤其是一種用充氣囊填充的空心樓蓋
及其施工方法，屬于一般建筑物構(gòu)造領(lǐng)域。
(二)
背景技術(shù)：
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)。有時(shí)為了減小結(jié)構(gòu)自重或者增強(qiáng)混凝土的保溫、隔熱、隔音、減震效果，需要在混凝 土里面放置一些輕質(zhì)填充材料。用輕質(zhì)填充材料來代替部分混凝土基本不會(huì)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。 從施工角度來說，當(dāng)填充材料的截面形狀是圓形或者多邊形時(shí)施工最方便，混凝 土容易澆筑密實(shí)。在"混凝土薄壁筒體構(gòu)件"(ZL91031113.3)"鋼筋砼填充用纖維增強(qiáng)型 空心薄壁管及其制造方法"(ZL99115649. 8)和"具有多種截面形狀用于混凝土中的輕質(zhì)多 孔材料填充體"(ZL02293406. 5)等早期的相關(guān)技術(shù)中，填充材料截面形狀大致圓形或接近 圓形。但是這種截面形狀空心樓蓋為空心率較小，經(jīng)濟(jì)型較差。 從力學(xué)原理上講，填充材料的理想截面形狀是矩形，這種形狀的可以使樓蓋的 空心率最大，結(jié)構(gòu)最輕。但是這種截面形狀填充材料的最大缺陷是無法保證填充材料 下面的混凝土澆筑密實(shí)。因此，王本淼先生發(fā)明了"薄壁箱體現(xiàn)澆砼空腹板用薄壁箱 體"(ZL02210207. 0)，該薄壁箱體為扁平狀，由周壁和頂、底面板封閉成，在箱體中央軸向設(shè) 置空心管，連接箱體頂、底面板，空心管的中心孔貫穿頂、底面板，混凝土可以通過空心管來 將箱體下面的混凝土澆筑密實(shí)。但是，箱體中央空心管設(shè)置，使空心管中的混凝土不能參與 任何結(jié)構(gòu)受力，只是增加樓蓋的自重。后來，本人發(fā)明了"一種帶硬質(zhì)加強(qiáng)層的輕質(zhì)發(fā)泡材 料填充件"(ZL200420077923. 9)，填充材料的上、下表面形狀為折線或弧線，雖然樓蓋的空 心率與矩形截面相比略小，但是可以很好地保證混凝土施工質(zhì)量。王本淼先生后來又申請 了兩項(xiàng)外觀設(shè)計(jì)，分別是(ZL200530117113. 1)"箱體(圓角)"和(ZL200530117112. 7)"箱 體(直角)"，在上述外觀設(shè)計(jì)中，將箱體的上、下表面設(shè)計(jì)成弧面，但是這種形狀較適合于 GRC類材料。 在空心樓蓋填充材料材質(zhì)上，大致有金屬材料、高強(qiáng)水泥制品(GRC)、橡膠或塑料 制品等幾大類，使用時(shí)各有優(yōu)缺點(diǎn)。金屬波紋管造價(jià)較高，且施工時(shí)的腳踏揉搓容易導(dǎo)致波 紋管咬口開裂，同時(shí)電、氣焊若緊貼波紋管進(jìn)行作業(yè)可能燒出孔洞。由脆性材料(高強(qiáng)水泥 等)制成的空心管自重較大，吸水率較高，當(dāng)承受沖擊荷載及堆放重物時(shí)容易碎裂。橡膠或 塑料薄壁管若要保持一定的強(qiáng)度，需加大壁厚導(dǎo)致成本較高。因此發(fā)展充氣式材料填充的 空心樓蓋具有良好的應(yīng)用前景。 目前采用充氣方式形成填充材料的技術(shù)有"一種用于混凝土中的起填充作用的 充氣薄壁管"(ZL02293407. 3)，但該種填充材料截面形狀為圓形，所形成的空心樓蓋空心 率較低。"現(xiàn)澆鋼筋混凝土空心樓板的制作施工方法"(ZL200510020286. 0)，該方法采用 了一種可進(jìn)行充氣和排氣的柔性成型芯模，在鋪設(shè)安裝樓板鋼筋時(shí)，將該成型芯模沿構(gòu)造鋼筋方向等距布置在樓板鋼筋中并與受力鋼筋平行，將成型芯模充氣后進(jìn)行混凝土澆筑， 并在樓板鋼筋與梁鋼筋結(jié)合部位預(yù)留后澆帶，將成型芯模膠囊內(nèi)的氣體排出，并將成型芯 模從鋼筋混凝土中經(jīng)后澆帶抽出，最后完成后澆帶的澆筑。此方法只適合單向板，且空 心率也不高，只有28. 5% 39. 6%。邱則有先生的專利技術(shù)"一種砼填充用充氣胎模構(gòu) 件"(ZL200710200791. 2)、"一種砼填充用充氣胎模"(ZL200710200852. 5)、"一種砼填充用 充氣胎模"(ZL200710200795. 0)是靠兩層蒙皮充氣后構(gòu)成填充體的各個(gè)面，對(duì)于一個(gè)六面 體，要12個(gè)面的蒙皮，比較浪費(fèi)材料。 在上述眾多技術(shù)中，分別有著不同的缺點(diǎn)。這種情況下，開發(fā)一種空心率大、施工 方便的用充氣囊填充的混凝土空心樓蓋已成為當(dāng)前急需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
在現(xiàn)有技術(shù)中，存在空心樓蓋空心率低、受力不合理、填充材料造價(jià)較高或者安裝
不方便等問題，本發(fā)明的目的在于提供一種用充氣囊填充的空心樓蓋及其施工方法，該空
心樓蓋受力合理，且空心率大，同時(shí)又施工安裝方便，又能保證混凝土的澆筑質(zhì)量。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是提供一種用充氣囊填充的空心樓蓋，
它由充氣囊、上層鋼筋、下層鋼筋、暗梁鋼筋和混凝土構(gòu)成，充氣囊位于上層鋼筋與下層鋼
筋及暗梁鋼筋之間，充氣囊的囊壁由四片側(cè)壁、一片上壁和一片下壁組成，注入壓縮氣體
后，充氣囊的形狀為六面體，其特征在于充氣囊中至少兩片與暗梁鋼筋相鄰的側(cè)壁形狀為
由凹陷與凸起區(qū)域組成的平面，上壁和下壁的形狀為向外鼓起的弧面，通過在側(cè)壁的內(nèi)側(cè)
之間設(shè)置定位件來保證這兩片側(cè)壁相互平行。 本發(fā)明的一種用充氣囊填充的空心樓蓋的施工方法是按照設(shè)計(jì)圖紙裁剪好充氣 囊的囊壁，用膠粘或者用線縫合或者鉚釘連接的方式將囊壁縫制在一起，在囊壁上安裝加 強(qiáng)件，加強(qiáng)件上設(shè)有連接座，通過將定位件的端頭固定在連接座上的方式，來固定相互平行 的兩片側(cè)壁之間的位置，在不同部位囊壁接口處的內(nèi)表面涂刷密封膠或粘貼密封膜，向充 氣囊內(nèi)注入氣體，綁扎下層鋼筋和暗梁鋼筋，在暗梁鋼筋中布置預(yù)應(yīng)力筋，將充氣囊安放在 下層鋼筋上部及暗梁箍筋之間，綁扎上層鋼筋，安裝隔離墊，進(jìn)行抗浮處理，澆筑混凝土。
本發(fā)明的特征在于充氣囊中與暗梁鋼筋相鄰相互平行的兩片側(cè)壁內(nèi)側(cè)之間設(shè)有 兩道或兩道以上的定位件，定位件平行或者交叉設(shè)置。在壓縮氣體的作用下，氣囊有向外變 形的趨勢。為了保證充氣囊至少兩個(gè)側(cè)面能形成近似的平面，就要在充氣囊內(nèi)兩片側(cè)壁內(nèi) 側(cè)之間增加約束。定位件可以約束側(cè)壁向外變形的趨勢，在定位件約束處，囊壁要向內(nèi)凹 陷，在非約束區(qū)，囊壁則繼續(xù)保持向外凸起的形狀。隨著定位件夠一定的數(shù)量，可以將充氣 囊的側(cè)壁限制為接近于一個(gè)平面的形狀，并保證相對(duì)的兩片側(cè)壁相互平行。相對(duì)兩片側(cè)壁 間的定位件通常都平行設(shè)置，也可以交叉設(shè)置。 本發(fā)明的特征在于充氣囊中位置相交的兩片側(cè)壁內(nèi)側(cè)之間斜向設(shè)置定位件。在位 置相交兩片側(cè)壁之間，與兩片側(cè)壁大致都成45。角斜向設(shè)置定位件也可以限制側(cè)壁向外變 形的趨勢，但是這種設(shè)置方式通常只在轉(zhuǎn)角處局部范圍內(nèi)有效。 本發(fā)明的特征在于充氣囊的囊壁上安裝了加強(qiáng)件，加強(qiáng)件是加強(qiáng)帶或者加強(qiáng)片， 加強(qiáng)件上設(shè)有連接座，定位件的每個(gè)端頭都固定在連接座上。定位件可以直接掛在充氣囊 的囊壁上，但是當(dāng)囊壁材料強(qiáng)度不高時(shí)，充氣后，在較大的局部拉應(yīng)力作用下，容易導(dǎo)致囊壁破損；因此可以通過加強(qiáng)件來降低囊壁的拉應(yīng)力。當(dāng)采用加強(qiáng)帶加強(qiáng)時(shí)，位于側(cè)壁上的加 強(qiáng)帶可以水平設(shè)置，也可以垂直設(shè)置。 本發(fā)明的特征在于充氣囊不同部位囊壁接口處的內(nèi)表面涂刷密封膠或粘貼密封 膜。不同部位囊壁接口處，通常都是充氣囊容易漏氣的關(guān)鍵部位，在這些部位，應(yīng)采取專門 的防漏氣措施。 本發(fā)明的特征在于充氣囊與暗梁鋼筋之間安裝有隔離墊。隔離墊的目的是保證受
力鋼筋與充氣囊能有效隔離，保證鋼筋的握裹力，同時(shí)防止鋼筋銹蝕，滿足結(jié)構(gòu)的耐久性要
求。隔離墊形狀可以是塊狀的，也可以是條狀的。隔離墊材料可以是金屬、硬質(zhì)塑料、石材
或者水泥砂漿。隔離墊可以是專門制作的配件，也可以用充氣囊囊壁上的加強(qiáng)件來代替。 本發(fā)明的特征在于充氣囊與上層鋼筋及下層鋼筋之間安裝有隔離墊。 本發(fā)明的特征在于預(yù)應(yīng)力筋布置在暗梁鋼筋中，所用預(yù)應(yīng)力筋為無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋
或有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋或緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋。 采用上述方案后，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果 試驗(yàn)研究表明，當(dāng)填充材料的各個(gè)側(cè)面為豎直平面時(shí)，空心樓蓋的抗彎性能與同 樣厚度的實(shí)心樓蓋相差無幾，抗剪性能與用圓形空心管填充、填充材料側(cè)面為圓弧面的空 心樓蓋也相差無幾，但是前一種空心樓蓋的空心率比后一種空心樓蓋要大，樓蓋地自重也 要輕，因此技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)更好。本發(fā)明充氣囊中至少兩片與暗梁鋼筋相鄰的側(cè)壁形狀近似 于一個(gè)平面，上壁和下壁的形狀近似于向外鼓起的弧面，通過在側(cè)壁的內(nèi)側(cè)之間設(shè)置定位 件來保證這兩片側(cè)壁相互平行。至少兩片側(cè)壁相互平行，可以保證樓蓋受力合理，同時(shí)又有 較高的空心率。在壓縮氣體的作用下，在無約束的情況下，充氣囊上壁和下壁的形狀自然要 向外鼓起形成弧面。下弧面的優(yōu)點(diǎn)是便于混凝土澆筑密實(shí)，上弧面則在空心樓蓋的局部形 成拱的結(jié)構(gòu)，可以大大提高空心樓蓋的局部承壓和抗沖切能力。本發(fā)明的一種用充氣囊填 充的空心樓蓋，截面形狀符合力學(xué)要求，在保證結(jié)構(gòu)受力的前提下能盡可能地提高樓蓋的 空心率，又能保證混凝土的澆筑質(zhì)量，同時(shí)充氣囊的生產(chǎn)、運(yùn)輸和安裝都很方便，抗沖擊振 動(dòng)性能好。這種空心樓蓋跨度大、重量輕、隔音、隔熱效果好，結(jié)構(gòu)的可靠性、抗震性、抗裂性 也較好。本發(fā)明具有很好的經(jīng)濟(jì)性和適用性，對(duì)建筑技術(shù)的發(fā)展起促進(jìn)作用。


以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。 圖1是本發(fā)明一種用充氣囊填充的空心樓蓋的剖面構(gòu)造示意圖。 圖2是本發(fā)明充氣囊的豎向剖面構(gòu)造示意圖。 圖3是本發(fā)明充氣囊的水平剖面構(gòu)造示意圖。 圖4是本發(fā)明中充氣囊位置相對(duì)的兩片側(cè)壁之間平行設(shè)置定位件。 圖5是本發(fā)明中充氣囊位置相對(duì)的兩片側(cè)壁之間交叉設(shè)置定位件。 圖6是本發(fā)明中充氣囊位置相交的兩片側(cè)壁之間斜向設(shè)置定位件。 圖7是本發(fā)明中充氣囊囊壁上加強(qiáng)帶的示意圖。 圖8是本發(fā)明中充氣囊囊壁上加強(qiáng)片的示意圖。 圖9是本發(fā)明中充氣囊囊壁上加強(qiáng)件大樣圖。 圖中1.充氣囊，2.上層鋼筋，3.下層鋼筋，4.暗梁鋼筋，5.混凝土，6.隔離墊，
57.預(yù)應(yīng)力筋，8.囊壁、9.側(cè)壁、10.上壁、11.下壁，12.定位件，13.加強(qiáng)件、14.加強(qiáng)帶、 15.加強(qiáng)片，16.連接座。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明是按照以下方式實(shí)現(xiàn) 在圖1、圖2、圖3所示實(shí)施例中，一種用充氣囊填充的空心樓蓋由充氣囊(1)、上層 鋼筋(2)、下層鋼筋(3)、暗梁鋼筋(4)和混凝土 (5)構(gòu)成，充氣囊(1)位于上層鋼筋(2)與 下層鋼筋(3)及暗梁鋼筋(4)之間，充氣囊(1)的囊壁(8)由四片側(cè)壁(9)、一片上壁(10) 和一片下壁(11)組成，注入壓縮氣體后，充氣囊(1)的形狀為六面體，充氣囊(1)中至少兩 片與暗梁鋼筋(4)相鄰的側(cè)壁(9)形狀近似于一個(gè)平面，上壁(10)和下壁(11)的形狀近 似于向外鼓起的弧面，通過在側(cè)壁(9)的內(nèi)側(cè)之間設(shè)置定位件(12)來保證這兩片側(cè)壁(9) 相互平行。 在圖1所示實(shí)施例中，充氣囊(1)與暗梁鋼筋(4)之間安裝有隔離墊(6)，隔離墊 (6)可以是專門制作的配件，也可以用充氣囊囊壁(8)上的加強(qiáng)件(13)來代替。
在圖1所示實(shí)施例中，充氣囊(1)與上層鋼筋(2)及下層鋼筋(3)之間安裝有隔 離墊(6)。 在圖1所示實(shí)施例中，預(yù)應(yīng)力筋(7)布置在暗梁鋼筋(4)中，所用預(yù)應(yīng)力筋(4)為 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋或有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋或緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋。 在圖2所示實(shí)施例中，充氣囊(1)不同部位囊壁(8)接口處的內(nèi)表面涂刷密封膠 或粘貼密封膜。 在圖4、圖5所示實(shí)施例中，充氣囊(1)中與暗梁鋼筋(4)相鄰相互平行的兩片側(cè) 壁(9)內(nèi)側(cè)之間設(shè)有兩道或兩道以上的定位件(12)，定位件(12)平行或者交叉設(shè)置。
在圖6所示實(shí)施例中，充氣囊(1)中位置相交的兩片側(cè)壁(9)內(nèi)側(cè)之間斜向設(shè)置 定位件(12)。 在圖7、圖8、圖9所示實(shí)施例中，充氣囊的囊壁(8)上安裝了加強(qiáng)件(13)，加強(qiáng)件 是加強(qiáng)帶(14)或者加強(qiáng)片(15)，加強(qiáng)件(13)上設(shè)有連接座(16)，定位件(12)的每個(gè)端頭 都固定在連接座(16)上。 本發(fā)明的一種用充氣囊填充的空心樓蓋的施工方法是按照設(shè)計(jì)圖紙裁剪好充氣 囊(1)的囊壁(8)，用膠粘或者用線縫合或者鉚釘連接的方式將囊壁(8)縫制在一起，在囊 壁(8)上安裝加強(qiáng)件(13)，加強(qiáng)件(13)上設(shè)有連接座(16)，通過將定位件(12)的端頭固定 在連接座(16)上的方式，來固定相互平行的兩片側(cè)壁(9)之間的位置，在不同部位囊壁(8) 接口處的內(nèi)表面涂刷密封膠或粘貼密封膜，向充氣囊(1)內(nèi)注入氣體，綁扎下層鋼筋(3)和 暗梁鋼筋(4)，在暗梁鋼筋(4)中布置預(yù)應(yīng)力筋(7)，將充氣囊(1)安放在下層鋼筋(3)上部 及暗梁箍筋(4)之間，綁扎上層鋼筋(l)，安裝隔離墊(6)，進(jìn)行抗浮處理，澆筑混凝土 (5)。
權(quán)利要求
一種用充氣囊填充的空心樓蓋，它由充氣囊(1)、上層鋼筋(2)、下層鋼筋(3)、暗梁鋼筋(4)和混凝土(5)構(gòu)成，充氣囊(1)位于上層鋼筋(2)與下層鋼筋(3)及暗梁鋼筋(4)之間，充氣囊(1)的囊壁(8)由四片側(cè)壁(9)、一片上壁(10)和一片下壁(11)組成，注入壓縮氣體后，充氣囊(1)的形狀為六面體，其特征在于充氣囊(1)中至少兩片與暗梁鋼筋(4)相鄰的側(cè)壁(9)形狀為由凹陷與凸起區(qū)域組成的平面，上壁(10)和下壁(11)的形狀為向外鼓起的弧面，通過在側(cè)壁(9)的內(nèi)側(cè)之間設(shè)置定位件(12)來保證這兩片側(cè)壁(9)相互平行。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種用充氣囊填充的空心樓蓋，其特征在于充氣囊(1)中與 暗梁鋼筋(4)相鄰相互平行的兩片側(cè)壁(9)內(nèi)側(cè)之間設(shè)有兩道或兩道以上的定位件(12)， 定位件(12)平行或者交叉設(shè)置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種用充氣囊填充的空心樓蓋，其特征在于充氣囊(1)中位 置相交的兩片側(cè)壁(9)內(nèi)側(cè)之間斜向設(shè)置定位件(12)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用充氣囊填充的空心樓蓋，其特征在于充氣囊的囊壁 (8)上安裝了加強(qiáng)件(13)，加強(qiáng)件是加強(qiáng)帶(14)或者加強(qiáng)片(15)，加強(qiáng)件(13)上設(shè)有連接 座(16)，定位件(12)的每個(gè)端頭都固定在連接座(16)上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種用充氣囊填充的空心樓蓋，其特征在于充氣囊(1)不同 部位囊壁(8)接口處的內(nèi)表面涂刷密封膠或粘貼密封膜。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種用充氣囊填充的空心樓蓋，其特征在于充氣囊(1)與暗 梁鋼筋(4)之間安裝有隔離墊(6)，隔離墊(6)是專門制作的配件或用充氣囊囊壁 (8)上的 加強(qiáng)件(13)來代替。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種用充氣囊填充的空心樓蓋，其特征在于充氣囊(1)與上 層鋼筋(2)及下層鋼筋(3)之間安裝有隔離墊(6)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用充氣囊填充的空心樓蓋，其特征在于預(yù)應(yīng)力筋(7)布 置在暗梁鋼筋(4)中，所用預(yù)應(yīng)力筋(4)為無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋或有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋或緩粘結(jié)預(yù) 應(yīng)力筋。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用充氣囊填充的空心樓蓋的施工方法，其特征在于按 照設(shè)計(jì)圖紙裁剪好充氣囊(1)的囊壁(8)，用膠粘或者用線縫合或者鉚釘連接的方式將囊 壁(8)縫制在一起，在囊壁(8)上安裝加強(qiáng)件(13)，加強(qiáng)件(13)上設(shè)有連接座(16)，通過 將定位件(12)的端頭固定在連接座(16)上的方式，來固定相互平行的兩片側(cè)壁(9)之間 的位置，在不同部位囊壁(8)接口處的內(nèi)表面涂刷密封膠或粘貼密封膜，向充氣囊(1)內(nèi)注 入氣體，綁扎下層鋼筋(3)和暗梁鋼筋(4)，在暗梁鋼筋(4)中布置預(yù)應(yīng)力筋(7)，將充氣囊 (1)安放在下層鋼筋(3)上部及暗梁箍筋(4)之間，綁扎上層鋼筋(l)，安裝隔離墊(6)，進(jìn) 行抗浮處理，澆筑混凝土 (5)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用充氣囊填充的空心樓蓋及其施工方法，屬于一般建筑物構(gòu)造領(lǐng)域。該空心樓蓋由充氣囊(1)、上層鋼筋(2)、下層鋼筋(3)、暗梁鋼筋(4)和混凝土(5)構(gòu)成，充氣囊(1)位于上層鋼筋(2)與下層鋼筋(3)及暗梁鋼筋(4)之間，充氣囊(1)的囊壁(8)由四片側(cè)壁(9)、一片上壁(10)和一片下壁(11)組成，充氣囊(1)中至少兩片與暗梁鋼筋(4)相鄰的側(cè)壁(9)形狀為平面，上壁(10)和下壁(11)的形狀為向外鼓起的弧面，通過在側(cè)壁(9)的內(nèi)側(cè)之間設(shè)置定位件(12)來保證這兩片側(cè)壁(9)相互平行。本發(fā)明的空心樓蓋跨度大，結(jié)構(gòu)的可靠性、抗震性、抗裂性也較好，具有很好的經(jīng)濟(jì)性和適用性。
文檔編號(hào)E04B5/36GK101793070SQ20101012874
公開日2010年8月4日 申請日期2010年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月22日
發(fā)明者徐焱 申請人:徐焱