專利名稱：一種填充芯混凝土結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型"一種填充芯混凝土結(jié)構(gòu)"涉及建筑中的梁、板、柱，橋梁中的橋墩、水壩 的壩體等混凝土結(jié)構(gòu)，用填充芯結(jié)構(gòu)代替實(shí)芯混凝土的結(jié)構(gòu)；土木工程領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
(一) 目前解決混凝土結(jié)構(gòu)自重大的問(wèn)題所采取的技術(shù)方法
在混凝土結(jié)構(gòu)中，預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土多孔板曾被廣泛應(yīng)用于房屋建筑的樓板結(jié)構(gòu)，它是在 專業(yè)工廠生產(chǎn)時(shí)將混凝土板截面內(nèi)起作用較小的部分在預(yù)制生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)鋼管抽孔形成 孔洞，在滿足受力要求的條件下達(dá)到減輕混凝土板的重量，克服混凝土結(jié)構(gòu)存在的自重大的 缺點(diǎn)。但是，由于預(yù)制多孔板在結(jié)構(gòu)整體抗震性方面存在缺陷，我國(guó)除部分地區(qū)、農(nóng)村建造 民宅使用外，城市及其它地區(qū)均已不再使用。
為了減輕混凝土結(jié)構(gòu)自重，在橋梁建設(shè)中，采用橡膠空氣囊充氣形成截面空洞形狀，生 產(chǎn)出預(yù)制箱型梁，空氣囊放氣后，囊袋從箱梁的兩頭不封閉洞口取出。這一方法僅適合預(yù)制 構(gòu)件的生產(chǎn)，現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)構(gòu)件無(wú)法預(yù)留合適的洞口，即空氣囊無(wú)法取出，囊袋如一次投入使用， 經(jīng)濟(jì)上不合理而無(wú)法采用。
為了減輕建筑樓面結(jié)構(gòu)，近年人們又開(kāi)發(fā)出GBF全封閉薄壁管預(yù)埋在混凝土中，構(gòu)成整 體現(xiàn)澆空心無(wú)梁樓蓋，但其造價(jià)較高， 一時(shí)難以普及。
以200mm厚混凝土板，采用- 120的GBF薄壁管6根，每根材料費(fèi)8元，每平方米造價(jià)材
料費(fèi)增加50元左右。
(二) 蘆葦作為建筑材料的歷史和性能
在我國(guó)，蘆葦作為一種價(jià)廉物美的建筑材料已被人們忽視。蘆葦本身具有一定的剛度，將 戸葦編成葦芭片，可以作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔墻，也可作為房頂板，省去椽子直接擱置在槺條上， 上面蓋茅草或加椽子上蓋平瓦，構(gòu)成屋面結(jié)構(gòu)；葦箔抹灰可構(gòu)成吊頂結(jié)構(gòu)。
蘆葦也有一定的抗拉強(qiáng)度，將蘆葦篾編成窩折(一般350 400mm寬，類似于葦席)，可 以圈圍成貯糧囤。
蘆葦還有一個(gè)重要特點(diǎn)，就是耐腐爛，近二十年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，農(nóng)村蓋房人們已普遍使用磚、木、鋼筋、水泥等優(yōu)質(zhì)建筑材料，蘆葦己棄之不用，大量江河湖海水邊野生的 蘆葦不再收割， 一般均放火焚毀，造成了經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)，也造成了環(huán)境污染。 造成經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)的原因在于，人們沒(méi)有能找到蘆葦?shù)木蘖渴褂猛緩健?br> 顯然，用蘆葦充當(dāng)填充芯體，埋設(shè)在混凝土結(jié)構(gòu)中受力較小的部位就能減輕其自重。蘆
葦捆容重僅200 250&/W3。葦芭片在民居中非雨淋的潮濕環(huán)境下使用壽命達(dá)40 50年。
我國(guó)上世紀(jì)三十年代，曾有結(jié)構(gòu)界前輩因鋼材缺乏，使用竹筋代替鋼筋，五十多年后，考證 竹筋的變化情況，發(fā)現(xiàn)其呈碳化狀態(tài)。而蘆葦與竹筋類似，埋設(shè)在隔絕空氣的混凝土中也不 會(huì)發(fā)生霉變腐爛，只能是逐漸碳化。因此，蘆葦本身對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)不構(gòu)成腐蝕，也不會(huì)腐爛 而逸出有害氣體，從而影響人們的健康。
發(fā)明內(nèi)容
(一) 所要解決的技術(shù)問(wèn)題
混凝土結(jié)構(gòu)一個(gè)很大的缺點(diǎn)就是自重大，這是由于混凝土本身容量(2500kg/m3)大的原 因。當(dāng)采取加氣等方法減輕其容重時(shí)，混凝土的強(qiáng)度又大幅下降，因此，既要保證混凝土結(jié) 構(gòu)具有所需的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，又要減輕結(jié)構(gòu)總的自重，同時(shí)結(jié)構(gòu)本身還要保證是全現(xiàn)澆整體結(jié)構(gòu), 另外造價(jià)投入還要盡可能降低，這是本實(shí)用新型所要解決.的問(wèn)題。
(二) 技術(shù)方案
一種填充芯混凝土結(jié)構(gòu)，是將蘆葦捆扎成一定形狀的芯體(容重200 250kg/m3)置于混 凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的中心部位，以代替部分混凝土體積，減輕結(jié)構(gòu)自重。
蘆葦填充芯本身具有一定的強(qiáng)度，在澆筑混凝土?xí)r，振動(dòng)棒的澆搗對(duì)蘆葦捆不會(huì)損傷， 也不會(huì)變形，水泥漿不會(huì)滲漏進(jìn)芯體內(nèi)。將蘆葦用鐵皮扎成圓柱體或棱柱體與架立鋼筋和限 位鋼筋綁扎在一起，架立鋼筋和限位鋼筋與構(gòu)件中應(yīng)配的鋼筋再綁扎在一起，以控制填充芯 的位置，最終在混凝土中就形成規(guī)則的腔體結(jié)構(gòu)。 '
(三) 有益效果
一種填充芯混凝土結(jié)構(gòu)，即用蘆葦捆扎成的芯體置于混凝土結(jié)構(gòu)的構(gòu)件中，替代部分混
凝土體積，減輕了結(jié)構(gòu)的自重，同時(shí)其結(jié)構(gòu)仍為整體現(xiàn)澆。
這樣的結(jié)構(gòu)，自重減輕25 30%，整體現(xiàn)澆保證了結(jié)構(gòu)的抗震性能。
在經(jīng)濟(jì)指標(biāo)方面，減少的混凝土用量，比同體積的蘆葦要便宜一些，舉例來(lái)說(shuō)，20cm厚
板，ln/采用lm長(zhǎng)6根①120芯體，經(jīng)測(cè)算，等量混凝土為人民幣20元，而蘆葦填充芯僅為
人民幣12元。在環(huán)境保護(hù)方面，野生蘆葦有了巨量建筑市場(chǎng)的需求，不再放火焚毀，對(duì)交通、大氣環(huán) 境不再造成污染的影響。
在資源消耗方面，節(jié)約下來(lái)的水泥、黃砂、石子，能夠建造更多的房屋，或使建筑市場(chǎng) 對(duì)水泥的需求量減少，也是對(duì)煤炭、電力等資源消耗的積極貢獻(xiàn)。
另外，結(jié)構(gòu)構(gòu)件中由于有填充芯的存在，建筑物的隔聲、保溫隔熱性能也有所提高。
因此，此技術(shù)如果在我國(guó)大范圍推廣，則社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益明顯。


圖1是圓柱形蘆葦填充芯截面圖； 圖2是棱柱形蘆葦填充芯截面圖； 圖3是填充芯現(xiàn)澆混凝土板截面形狀圖中(1)是圓柱形蘆葦芯，(2)是棱柱形蘆葦芯，(3)是鐵皮圍箍，(4)是架立鋼筋， (5)是抗浮限位鋼筋，(6)是板面鋼筋(或分布筋)，(7)是板底鋼筋，(8)是混凝土板。 我用蘆葦捆作填充芯體建造混凝土現(xiàn)澆板(圖3)，此板為8m長(zhǎng)，8m寬，20cm厚，共
12.8/w3,減輕結(jié)構(gòu)自重9.34T。消耗蘆葦4.34; 3，節(jié)省資金人民幣IIOO元。
具體實(shí)施方式

選取蘆葦長(zhǎng)短一致，切去多余的蘆花頭部分，歸堆。將干燥的蘆葦扎成捆狀，其形狀和 大小按混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面、長(zhǎng)度所需尺寸確定，現(xiàn)澆板截面一般采用圓柱體(1)，其它構(gòu) 件截面則采用棱柱體(2)。梁柱墻截面尺寸較大時(shí)，可用多個(gè)矩形芯體拼裝，再用鐵絲捆扎 在一起形成棱柱體。盧葦兩端粗細(xì)不一，象編織葦箔那樣，可頭尾對(duì)半取用，分別兩端放置， 形成均勻的柱體。為保證填充芯的形狀，蘆葦本身不透水，可用厚鐵皮作定型圍箍(3)，鐵 皮厚度一般取0. 4 0. 6mm，寬度15 20mm，對(duì)蘆葦擠壓緊密，保證水泥漿不流灌進(jìn)蘆葦捆中 即可；蘆葦有節(jié)，捆體兩端可不作處理。外圍圍箍(3)的鐵皮接頭，可做成咬口，也可鉆孔， 用鐵絲絞緊，圍箍間距取40 60cm。河蘆葦長(zhǎng)度一般為2. 5 3. 0m，直徑5 8ram;江蘆葦長(zhǎng) 度為3.0 4.0m,直徑15 20mm。芯體長(zhǎng)度根據(jù)構(gòu)件要求截成一段一段的。
現(xiàn)澆板(圖3)填充芯混凝土結(jié)構(gòu)于板內(nèi)底部縱筋(7)上布置豎向架立鋼筋(4)(也 作側(cè)向限位鋼筋)，每?jī)筛芰摻钪g放置蘆葦捆填充芯，架立鋼筋上部與板面鋼筋相連， 無(wú)板面鋼筋時(shí)則與芯體垂直位置適當(dāng)布置分布筋(6);為保證戶葦捆在板截面中心位置，于 蘆葦捆的上下各放置一排抗浮限位鋼筋(5)，為防止在混凝土澆搗過(guò)程時(shí)芯體上浮，將板內(nèi)底部縱筋用圓釘與下部木模板釘牢，鋼模板則在拼縫中預(yù)放細(xì)鐵絲與縱筋扎緊；將板內(nèi)底部 縱筋、架立鋼筋、限位鋼筋、盧葦捆箍之間分別用細(xì)鐵絲扎牢?，F(xiàn)澆梁填充芯混凝土結(jié)構(gòu) 第一，在箍筋之間先行定位綁扎下部限位鋼筋(5);第二，將蘆葦捆填充芯穿入鋼筋籠中； 第三，再將上部限位鋼筋(5)與箍筋綁扎牢固；第四，最后將蘆葦捆圍箍與上、下部限位鋼 筋用細(xì)鐵絲扎牢。梁截面較大，填充芯由多捆蘆葦捆組合而成時(shí)，則在填充芯兩側(cè)各布置一 根側(cè)向限位鋼筋(4)?，F(xiàn)澆柱墻填充芯混凝土結(jié)構(gòu)除了在水平面內(nèi)兩個(gè)方向布置填充芯體 的側(cè)向限位鋼筋和底部擱置鋼筋外，還要控制澆筑混凝土?xí)r芯體的上浮問(wèn)題，解決的構(gòu)造措 施是 將芯體圍箍之間用細(xì)鐵絲扎牢；②將外圍芯體圍箍與側(cè)向限位鋼筋扎牢；③于芯體 頂部增加井字形較粗的抗浮限位鋼筋或加焊限位鋼板(注意蘆葦?shù)目扇夹裕附訒r(shí)要采取澆 水濕潤(rùn)戸葦捆和遮隔保護(hù)措施)?；炷亮褐鶋?nèi)鋼筋較多，鋼筋籠較重， 一般不必考慮填充 芯體連帶鋼筋籠的上浮問(wèn)題，如驗(yàn)算其浮力超過(guò)鋼筋籠重量，則也需將鋼筋籠與模板支撐連 接牢固。橋梁結(jié)構(gòu)的橋墩結(jié)構(gòu)與混凝土柱相同，水壩的壩體結(jié)構(gòu)與混凝土梁類似，壩體體積 較大，要考慮將填充體豎向分段分層擱置，擱置和抗浮亦用架立鋼筋和限位鋼板控制，這里 不再一一贅述。填充芯體混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，不可將構(gòu)件全長(zhǎng)內(nèi)全部布置填充體，在構(gòu)件的 兩端如板與梁、梁與柱的交接處，必須保留至少50cm以上(或根據(jù)設(shè)計(jì)情況)為混凝土實(shí)心 體，保證構(gòu)件內(nèi)力(應(yīng)力)的傳遞。填充芯構(gòu)件中的位置對(duì)混凝土的澆筑有一定的影響，板 的混凝土澆筑方向以沿著填充芯(圖3)長(zhǎng)度方向向前推進(jìn)的方式為最好；如樓面澆注方向 與填充芯方向垂直的，則要注意填充芯下方一定要將混凝土澆搗密實(shí)，同時(shí)不能將填充芯振 搗得偏離設(shè)計(jì)位置；梁的澆注也以縱向和橫向兩種方向進(jìn)行；縱向澆注要保證填充芯下方的 混凝土一定要密實(shí)，橫向澆注要防止混凝土因側(cè)壓力較大，使填充芯側(cè)向位移；墻柱澆注， 因澆注深度較深，填充芯與模板側(cè)壁空間較小，宜在模板上沿一定高度開(kāi)出振搗口，分段分 層振搗，最好在兩側(cè)同時(shí)對(duì)稱振搗，保證混凝土的密實(shí)。橋墩和壩體體積較大，盡可能分層 澆搗，并做到四周同時(shí)振搗使混凝土既密實(shí)、填充芯又不偏離設(shè)計(jì)位置。
權(quán)利要求1.一種填充芯混凝土結(jié)構(gòu)，本結(jié)構(gòu)其特征在于混凝土的梁板柱、橋墩、壩體等基本構(gòu)件的截面受力較小的核心區(qū)部位，預(yù)埋較輕的填充芯來(lái)替代部分混凝土體積，填充芯的芯體(1)或(2)是用鐵皮圍箍(3)將蘆葦捆扎成圓柱體或棱柱體，一段段排列在待澆構(gòu)件中，芯體用鐵絲與架立鋼筋、抗浮限位鋼筋綁扎或鋼板焊接在一起，架立鋼筋、限位鋼筋與構(gòu)件中的鋼筋或澆筑的模板相連固定，混凝土澆筑凝固后，在混凝土構(gòu)件中形成規(guī)則的腔體結(jié)構(gòu)。
專利摘要一種填充芯混凝土結(jié)構(gòu)，土木工程領(lǐng)域。本結(jié)構(gòu)即對(duì)混凝土建筑結(jié)構(gòu)的梁、板、柱、橋梁結(jié)構(gòu)的橋墩、水壩的壩體等基本構(gòu)件截面核心區(qū)受力較小的部位預(yù)先將較輕的填充芯體(1)或(2)安放其中，固定牢固后再澆筑混凝土，這樣就能置換掉這一部分的混凝土，減小混凝土的體積用量，減輕結(jié)構(gòu)自重，同時(shí)仍保持是整澆結(jié)構(gòu)。填充芯體是用鐵皮圍箍(3)將蘆葦扎成圓柱形(1)或棱柱形(2)芯體，一段段排列在待澆構(gòu)件中，用鐵絲綁扎在架立鋼筋(4)和限位鋼筋(5)上，架立鋼筋、限位鋼筋再與結(jié)構(gòu)受力鋼筋或模板相連固定；混凝土澆筑后，在構(gòu)件中形成規(guī)則的腔體結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)E04G21/12GK201158943SQ20072003947
公開(kāi)日2008年12月3日 申請(qǐng)日期2007年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月7日
發(fā)明者李樹(shù)林 申請(qǐng)人:李樹(shù)林