一種用金屬薄板成型的透氣式組合填充箱的制作方法
【專利說明】
(一)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種鋼筋混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)中的填充材料，尤其是一種用金屬薄板成型的透氣式組合填充箱及其制作方法，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。
[0003]在早先的空心樓蓋中，以邱則有、王本淼為代表的學(xué)者提出用高強水泥制作水泥管和水泥箱作為填充材料；后來，鑒于水泥類的制品自重大后來，本人曾提出過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，對于內(nèi)置式的填充材料，無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。另外還存在的缺陷就是雖然材料輕，但是所占體積大導(dǎo)致運輸成本大。
[0005]郭伍常先生最早將加強網(wǎng)的概念引入空心樓蓋填充材料，2011年，郭伍常提出“一種現(xiàn)澆砼填充用的填充體”(ZL201120161932.6);以后，郭先生又提出“一種現(xiàn)澆砼空心板”(ZL201420109836.0)，在該技術(shù)中，郭先生進一步明確“在上下鋼筋網(wǎng)之前設(shè)置有芯?！?，并提出利用“鋼筋網(wǎng)”的構(gòu)造解決常規(guī)填充材料所存在的“位移和漂浮問題”。但是，首次明確提出用鋼網(wǎng)解決浮力問題的是王本淼，2013年，他提出“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)給整個空心樓蓋行業(yè)帶來革命性的變化，目前已經(jīng)形成全行業(yè)整體更新?lián)Q代的趨勢。
[0006]但是，在上述技術(shù)中分別存在以下缺陷，主要有:1、施工過程中會產(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，施工時在人員踩踏和澆筑混凝土的過程中產(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程混凝土對填充材料的浮力，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)量或者運輸成本過高等問題，本發(fā)明的目的在于提供一種帶阻漿片的組合式金屬填充箱。
[0009]在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:該填充箱包括上組件、下組件、加勁件、漏漿筒，在厚度小于1mm的條狀金屬薄板上用沖切成型的方式形成密集的網(wǎng)眼，在每片金屬薄板上有2道彎折線，在金屬薄板的2道彎折線之間及金屬薄板寬度范圍的中央部位開有一個尺寸多50mm且< 150mm的漏漿孔，將金屬薄板的兩端沿彎折線朝同方向分別彎折90°，形成具有三個面的U型結(jié)構(gòu)上組件和下組件，在上組件和下組件中安裝漏漿筒和每個方向至少2道加勁件，漏漿筒與漏漿孔位置互相吻合，將上組件和下組件對扣在一起，用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之間的兩條U型對接邊連接在一起形成填充箱。
[0010]在厚度小于1_的條狀金屬薄板上用沖切成型的方式形成密集的網(wǎng)眼，由這種帶密集網(wǎng)眼制造的填充箱可以大大減小混凝土澆筑過程中對填充箱產(chǎn)生的浮力。在條狀金屬薄板上壓制成型出一道彎折線，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及后續(xù)的拼裝過程可以在工廠進行，更可以在施工現(xiàn)場進行。如果將制作上組件、下組件及后續(xù)的拼裝過程安排在施工現(xiàn)場進行，因能將條狀金屬薄板一片片摞起來運輸，可以大大減少相同數(shù)量填充材料在運輸過程中所占的體積，運輸效率至少提高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個面中所剩余的2個面是由與前述4個面不直接相連的游離部件構(gòu)成，首先構(gòu)成該2個面的部件在安裝過程定位難度大，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，對于填充箱中的任何一個面，每個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；另外對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，這樣減少了生產(chǎn)過程中標準件的數(shù)量，能大大提高生產(chǎn)效率。在金屬薄板的中央部位開一個漏漿孔是為了安裝漏漿筒，設(shè)置漏漿筒后，可以將填充箱的尺寸制作得更大時(通常填充箱短邊尺寸可以多700_)，在提高樓板空心率的同時保證填充箱底部混凝土澆筑密實；施工中漏漿筒可以增強填充箱的豎向剛度，漏漿筒中的混凝土凝固后，在樓板的上、下翼緣之間增加連接相當(dāng)與一種柱子的效應(yīng)，能提高樓面承受荷載的能力。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方向至少安裝2道加勁件，是為了對金屬薄板進行加強。首先，加勁件和漏漿筒共同構(gòu)成了填充箱的豎向受力構(gòu)件，防止施工過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，能大大增強側(cè)壁的水平剛度。
[0011]本發(fā)明的特征在于金屬薄板上的網(wǎng)眼短向尺寸彡4mm且< 12mm，長向尺寸彡5mm且< 15_，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，安裝填充箱時，阻漿片朝填充箱的外側(cè)方向翹起。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器的沖切和擴張制作成型”;在薄鋼板上沖切出許多條寬度可忽略不計、按一定規(guī)律布置的細縫，將鋼板向兩邊拉伸，使細縫擴張成有規(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械阻力共同阻止混凝土漿體流入填充箱。經(jīng)多次試驗驗證:網(wǎng)眼尺寸在前述范圍之內(nèi)能達到基本技術(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越大，一旦混凝土壓力大于水分張力和阻漿片機械阻力的合力值，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。如果阻漿片向填充箱的外側(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，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，因此在達到大大減小浮力的技術(shù)效果同時，又防止混凝土流入填充箱內(nèi)部。
[0012]本發(fā)明的特征在于金屬薄板沿長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，加勁肋的高度多4mm，相鄰加勁肋互相平行，相鄰加勁肋間距多50mm且(150mm，填充箱4個側(cè)壁上的加勁肋都與填充箱的上表面和下表面垂直，加勁肋位于填充箱側(cè)壁、上表面和下表面的外側(cè)。填充箱上表面和下表面加勁肋的設(shè)置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，首先從機械加工上易于實現(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)壁上的加勁肋都與填充箱的上表面和下表面垂直，這樣能大大增強填充箱的豎向剛度。在任何空心樓蓋的技術(shù)規(guī)程中，都對受力鋼筋與填充材料表面的距離有明確的要求(一般為多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)且高度多10mm時，加勁肋除了起對填充箱的加強作用外，還同時起著隔離鋼筋與填充箱的作用，可以降低施工材料造價，經(jīng)濟效益明顯。
[0013]本發(fā)明的特征在于加勁件能同時起水平和垂直方