一種拼裝式透氣填充箱的制作方法
【專利說(shuō)明】
(一)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種鋼筋混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)中的填充材料，尤其是一種拼裝式透氣填充箱，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(lái)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(lái)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。
[0003]在早先的空心樓蓋中，以邱則有、王本淼為代表的學(xué)者提出用高強(qiáng)水泥制作水泥管和水泥箱作為填充材料;后來(lái)，鑒于水泥類的制品自重大后來(lái)，本人曾提出過(guò)聚苯泡沫一類的填充材料;上述技術(shù)在工程中都得到廣泛應(yīng)用。
[0004]但是，對(duì)于內(nèi)置式的填充材料，無(wú)論聚苯類還是水泥類材料，在施工中都要產(chǎn)生較大的浮力。根據(jù)阿基米德定律，只要填充材料的容重小于混凝土容重，在澆筑混凝土的過(guò)程中必然產(chǎn)生浮力。為了克服浮力，施工中要采取很多措施進(jìn)行抗浮，除了費(fèi)錢、費(fèi)工、費(fèi)時(shí)夕卜，對(duì)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(lái)很大的安全隱患。另外還存在的缺陷就是雖然材料輕，但是所占體積大導(dǎo)致運(yùn)輸成本大。
[0005]2013年，王本淼先生提出“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，王先生首次利用網(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(guò)控制網(wǎng)眼的最大尺寸保證混凝土不會(huì)流入填充材料中，利用水分表面張力使水分不會(huì)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“一種空心樓蓋成孔用鋼網(wǎng)與薄板組合填充體”(CN104631681A)等技術(shù)。上述相關(guān)技術(shù)已經(jīng)給整個(gè)空心樓蓋行業(yè)帶來(lái)革命性的變化，目前已經(jīng)形成全行業(yè)整體更新?lián)Q代的趨勢(shì)。
[0006]在空心樓蓋行業(yè)的現(xiàn)有技術(shù)中分別存在以下缺陷，主要有:1、施工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較大的浮力;2、樓板的空心率不高;3、組成填充材料產(chǎn)品的部件較多導(dǎo)致其整體性不好;4、產(chǎn)品運(yùn)輸成本高;5、填充材料產(chǎn)品的豎向和橫向剛度比較小，施工時(shí)在人員踩踏和澆筑混凝土的過(guò)程中產(chǎn)品變形較大;6、不能很好地解決既減少上浮力又避免混凝土漿體流入填充材料箱體內(nèi)部這一矛盾。
[0007]這種情況下，開發(fā)一種既克服混凝土澆筑過(guò)程混凝土對(duì)填充材料的浮力，又整體性好、剛度較大、能有效保證填充材料周圍混凝土澆筑質(zhì)量且運(yùn)輸方便的箱型填充產(chǎn)品，已成為當(dāng)前空心樓蓋中急需解決的問(wèn)題。
(三)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]在現(xiàn)有空心樓蓋技術(shù)中，存在填充材料浮力較大導(dǎo)致施工困難，或者填充材料整體性差、剛度較小、不能有效保證填充材料周圍混凝土澆筑質(zhì)量或者運(yùn)輸成本過(guò)高等問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種拼裝式透氣填充箱。
[0009]在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:該填充箱包括上組件、下組件、加勁件，上組件和下組件是由厚度小于1mm的條狀金屬薄板制成，在每片金屬薄板上有4道彎折線，彎折線將金屬薄板劃分為1片面板、2片側(cè)板和2條附加邊，在構(gòu)成下組件的金屬薄板面板區(qū)中有密集的網(wǎng)眼，將金屬薄板的兩端沿彎折線朝同方向分別彎折90°，形成具有3個(gè)面和2條邊的U型結(jié)構(gòu)上組件和下組件，在上組件和下組件中每個(gè)方向安裝至少2道加勁件，將上組件和下組件對(duì)扣在一起，用粘接或焊接或栓釘錨固或鐵絲綁扎或卡扣連接的方式將上組件和下組件的各2條附加邊與對(duì)方組件的面板連接在一起成為填充箱，面板分別形成填充箱的上表面和下表面，側(cè)板形成填充箱的側(cè)壁。在厚度小于1mm的條狀金屬薄板上用沖切成型的方式形成網(wǎng)眼，下表面帶密集網(wǎng)眼是消除浮力的關(guān)鍵，上表面可設(shè)網(wǎng)眼排氣，密集與稀疏均可，如果上下組件之間留有縫隙，上表面不設(shè)網(wǎng)眼也可。在條狀金屬薄板上壓制成型出4道彎折線，沿彎折線將金屬薄板彎成U型結(jié)構(gòu)的上組件或下組件，制作上組件和下組件是在工廠進(jìn)行的，后續(xù)的拼裝過(guò)程既可以在工廠進(jìn)行，更可以在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。如果將后續(xù)的拼裝過(guò)程安排在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，因能將條狀金屬薄板一片片摞起來(lái)運(yùn)輸，可以大大減少相同數(shù)量填充材料在運(yùn)輸過(guò)程中所占的體積，運(yùn)輸效率至少提高5倍。在CN104631681A等現(xiàn)有技術(shù)中，通常是“鋼網(wǎng)形成六面體空腔構(gòu)件的頂面板、底面板和兩個(gè)側(cè)壁的整體成形四面體”，四面體的整體性顯然較好，但是6個(gè)面中所剩余的2個(gè)面是由與前述4個(gè)面不直接相連的游離部件構(gòu)成，首先構(gòu)成該2個(gè)面的部件在安裝過(guò)程定位難度大，其次安裝完成后箱體的整體性也較差。而在本技術(shù)方案中，對(duì)于填充箱中的任何一個(gè)面，每個(gè)面至少有一條邊借助彎折線與其它面是母材與母材直接相連的，填充箱中不存在與其它面完全游離的面，因此在拼裝過(guò)程中，不同面間互相牽制的作用必然導(dǎo)致相互間定位方便且拼裝后整體性好。構(gòu)成上組件和下組件的金屬薄板端頭留有附加邊，附加邊與對(duì)方組件的面板的邊緣連接，因?yàn)榇嬖诒砻娴闹睾希涿鎸?duì)面的連接比線對(duì)線的連接整體性要好得多。另外對(duì)于工程中最常見的頂面為正方形的箱體，本方案中U型結(jié)構(gòu)的上組件和下組件的大小、尺寸和形狀完全一樣，減少了生產(chǎn)過(guò)程中標(biāo)準(zhǔn)件的數(shù)量，能大大提高生產(chǎn)效率。由于金屬薄板的剛度很小，在外力的作用下容易發(fā)生變形，在上組件和下組件中每個(gè)方向至少安裝2道加勁件，是為了對(duì)金屬薄板進(jìn)行加強(qiáng)。首先，加勁件和填充箱側(cè)壁共同構(gòu)成了填充箱的豎向受力構(gòu)件，防止施工過(guò)程中填充箱的上表面發(fā)生較大的變形;其次，加勁件又成為側(cè)壁金屬薄板的支撐，能大大增強(qiáng)側(cè)壁的水平剛度。
[0010]本實(shí)用新型的特征在于金屬薄板上每條附加邊寬度110mm且< 50mm，構(gòu)成下組件的金屬薄板面板區(qū)中每個(gè)網(wǎng)眼尺寸為短向2 4mm且< 12mm，長(zhǎng)向2 5mm且< 15mm，從網(wǎng)眼中被沖切出來(lái)的金屬片一端仍與母材相連形成向外翹起的阻漿片，安裝填充箱時(shí)，阻漿片朝填充箱的外側(cè)方向翹起。限定附加邊寬度是為了使為了上組件或下組件的側(cè)壁與對(duì)方組件的面板邊緣能連接牢固同時(shí)又不浪費(fèi)材料。在CN104631681A等現(xiàn)有技術(shù)中，消除浮力影響的關(guān)鍵部件網(wǎng)狀板是“由同一薄鋼板在專用機(jī)器的沖切和擴(kuò)張制作成型”；在薄鋼板上沖切出許多條寬度可忽略不計(jì)、按一定規(guī)律布置的細(xì)縫，將鋼板向兩邊拉伸，使細(xì)縫擴(kuò)張成有規(guī)律的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu);該網(wǎng)格大小不能太大，阻止混凝土流入填充箱內(nèi)部主要靠混凝土中水分的表面張力。而在本方案中，通過(guò)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(lái)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(guò)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填充箱。經(jīng)多次試驗(yàn)驗(yàn)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(shí)效果最佳。通過(guò)實(shí)驗(yàn)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。如果阻漿片向填充箱的內(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?jiān)酱螅坏┗炷翂毫Υ笥谒謴埩妥铦{片機(jī)械阻力的合力值，阻漿片將繼續(xù)向填充箱內(nèi)部翹起，使混凝土流入填充箱內(nèi)部。如果阻楽片向填充箱的外側(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(shì)，但沖切出來(lái)的網(wǎng)眼又不可能與阻漿片閉合到連空氣都無(wú)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(shí)，又防止混凝土流入填充箱內(nèi)部。
[0011]本實(shí)用新型的特征在于在金屬薄板的面板或側(cè)板上，沿金屬薄板長(zhǎng)度方向有利用自身母材擠壓成型的加勁肋，加勁肋與彎折線垂直，加勁肋高度2 4mm，互相平行的相鄰加勁肋間距1 50mm且< 150mm，填充箱4個(gè)側(cè)壁上的加勁肋都與水平面垂直，加勁肋位于填充箱的外側(cè)。如果由金屬薄板面板形成的填充箱上表面和下表面有加勁肋，可以提高填充箱承受豎向荷載的能力。加勁肋與彎折線垂直，首先從機(jī)械加工上易于實(shí)現(xiàn)，再加上前述方案中已經(jīng)限定的上組件和下組件為U型結(jié)構(gòu)，自然保證了側(cè)壁上的加勁肋都與水平面垂直，這樣能大大增強(qiáng)填充箱的豎向剛度。在任何空心樓蓋的技術(shù)規(guī)程中，都對(duì)受力鋼筋與填充材料表面的距離有明確的要求(一般為2 10mm)，當(dāng)加勁肋位于填充箱側(cè)壁、上表面和下表面的外側(cè)且高度2 10mm時(shí)，加勁肋除了起對(duì)填充箱的加強(qiáng)作用外，還同時(shí)起著隔離鋼筋與填充箱的作用，可以降低施工材料造價(jià)，經(jīng)濟(jì)效益明顯。
[0012]本實(shí)用新型的特征在于加勁件是能同時(shí)起水平和垂直方向支撐作用的配件，加勁件的材質(zhì)為金屬材料或塑料類材料或水泥類材料，用粘接或焊接或鐵絲綁扎或卡扣連接或開槽插入的方式將加勁件與上組件或下組件固定在一起。
[0013]本實(shí)用新型的特征在于填充箱的上表面或側(cè)壁上有網(wǎng)眼。上表面或側(cè)壁上有網(wǎng)眼可以增強(qiáng)填充箱的排氣效果。
[0014]本實(shí)用新型的特征在于填充箱中上表面或下表面為向填充箱外部凸起的曲面，曲面的斷面形狀為弧線型或折線型，與之相應(yīng)的構(gòu)成上組