一種高耐久性配筋式永久性模板、混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件及設(shè)計(jì)、制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高耐久性配筋式永久性模板、混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件及設(shè)計(jì)、制造方法，屬于建筑模板及其設(shè)計(jì)方法【技術(shù)領(lǐng)域】。采用本發(fā)明技術(shù)方案，可以獲得一種具有良好強(qiáng)度、剛度和連接性能的、在澆筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí)無需額外配筋的永久性模板。解決了永久性模板的連接問題，使用時(shí)的鋼筋布置問題和混凝土振搗階段的較難正常使用的問題。進(jìn)一步地，采用本發(fā)明所述的設(shè)計(jì)方法，可以定量化設(shè)計(jì)永久性模板及其形成構(gòu)件，使得構(gòu)件各處的承載力和耐久性均滿足使用要求；可以實(shí)現(xiàn)材料的最大化利用，從而降低其成本。在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明所述技術(shù)方案簡化了使用永久性模板的澆筑施工，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【專利說明】一種高耐久性配筋式永久性模板、混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件及設(shè)計(jì)、制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利屬于建筑模板及混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件以及它們的設(shè)計(jì)、制造【技術(shù)領(lǐng)域】，可應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)、水工結(jié)構(gòu)、港海結(jié)構(gòu)、橋涵隧洞等場合。

【背景技術(shù)】
[0002]國內(nèi)建筑領(lǐng)域中，工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)、水工結(jié)構(gòu)、港海結(jié)構(gòu)、橋涵隧洞等通常使用木模板、鋼模板等模板，存在消耗量大、拆裝不便、周轉(zhuǎn)費(fèi)用高、利用率低等不利因素。傳統(tǒng)情況下的結(jié)構(gòu)中普通混凝土表面自然裸露，耐久性較低。為解決上述問題，使用高耐久性材料制作永久性模板代替?zhèn)鹘y(tǒng)模板來進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的建造，已廣泛受到工程界的關(guān)注。申請(qǐng)?zhí)枮?01210159849.4的專利《一種雙向龍骨嵌扣式可拼裝防裂防滲永久性模板》、申請(qǐng)?zhí)枮?01210293145.6的專利《一種互扣式可拼裝防裂防滲永久性梁模板》等系列專利公開了采用高耐久性材料制作永久性模板的相關(guān)技術(shù)，提供了永久性模板的新結(jié)構(gòu)形式和使用方法。
[0003]然而，在永久性模板的逐步進(jìn)入工程應(yīng)用的過程中，現(xiàn)有技術(shù)未能解決的新問題也隨之出現(xiàn)，主要包括:1)如何解決永久性模板的連接問題，確保其連接部位強(qiáng)度和耐久性(控裂能力等)不低于其他部位；2)由于永久性模板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)模板不同，如何解決使用永久性模板澆筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí)鋼筋布置困難以及連接處如何布置鋼筋的問題；3)如何解決現(xiàn)有永久性模板強(qiáng)度和剛度偏低，在混凝土振搗階段的較難正常使用的問題；4)如何定量化設(shè)計(jì)永久性模板及其形成構(gòu)件，使得構(gòu)件各處的承載力和耐久性均滿足使用要求；5)由于制作永久性模板的高耐久性材料往往價(jià)格偏高，如何在定量化設(shè)計(jì)永久性模板力學(xué)性能和耐久性的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)材料的最大化利用，從而降低其成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明第一個(gè)目的是提供一種高耐久性配筋式永久性模板,解決上述永久性模板使用過程中所產(chǎn)生的問題。為此，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0005]一種高耐久性配筋式永久性模板，其特征是，所述的高耐久性配筋式永久性模板由面板I和連接件2組成；所述面板具有第一連接部位，所述連接件具有第二連接部位，所述的第二連接部位可以與拼合后兩塊面板的第一連接部位扣合，且所述連接件處在拼合后兩塊面板的澆筑界面這一側(cè)并與兩塊面板的第一連接部位相疊，所述面板的澆筑界面設(shè)有第一凸起，所述連接件的澆筑界面有第三凸起；面板的第一連接部位設(shè)置扣合用的凹槽，連接件的第二連接部位設(shè)置扣合用的第二凸起。所述面板和連接件選用超高韌性水泥基復(fù)合材料(UHTCC)制作，所述面板和連接件內(nèi)部有用于代替使用所述永久性模板澆筑的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中增強(qiáng)筋的增強(qiáng)筋，所述增強(qiáng)筋包括有鋼筋。所述面板的第一連接部位有一個(gè)或多個(gè)；所述面板和連接件直接扣合或再通過粘結(jié)劑粘合組成所需尺寸和形狀的模板。
[0006]進(jìn)一步地，所述面板連接部位的凹槽深度和所述連接件的第二凸起高度為所述面板在不與連接件相疊部分中的最小厚度U1)的15%?40% ;所述面板非連接部位的第一凸起和所述連接件的三凸起高度為5?30mm。
[0007]進(jìn)一步地，所述連接件增強(qiáng)筋中的受力主筋的兩端不被超高韌性水泥基復(fù)合材料所包裹，其兩端外露長度均為50?200mm。
[0008]進(jìn)一步地，所用的超高韌性水泥基復(fù)合材料(UHTCC)，其拉應(yīng)變能力達(dá)到I %以上，極限拉應(yīng)變下裂縫寬度小于50?150 μ m。
[0009]本發(fā)明另一個(gè)目的是提供一種上述高耐久性配筋式永久性模板的設(shè)計(jì)方法，為此，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:所述的設(shè)計(jì)方法包括以下步驟:
[0010]I)確定所使用永久性模板的面板和連接件面積、數(shù)量和形式，使之與所需澆筑的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件形狀主體相適配；
[0011]2)確定所述面板的最小厚度U1)，使得使用所述模板的結(jié)構(gòu)達(dá)到抗彎極限承載力(M)時(shí)，所述面板最大裂縫寬度滿足目標(biāo)寬度(Wmax)；
[0012]所述面板的最小厚度U1)由下式確定:
AlAl + ffXMbtI= —"^—叉 Tjl
■^C11I 3 J
[0013]*
-'W = (.Zy14l + aVHl7iI ) A —古一'^1......................-Xrl4l [ 一冬)
[0014]3)在已確定的所述面板最小厚度U1)的基礎(chǔ)上,確定使用所述模板的結(jié)構(gòu)滿足目標(biāo)抗彎極限承載力所需的面板最小配筋(fylAsl)；
[0015]所述最小配筋(fylAsl)由下述兩式的任意一個(gè)確定:
[0016]Zyl 4 +σ?Η^ι=^!
^\CU I
[0017]+συΗΜ)?^ —?.....Hi!L - JylAsi mx -?
\ 2 AjJ} JV 2 J
[0018]4)令所述連接件的厚度(t2)與所述面板在不與連接件相疊部分的最小厚度U1)相等，即t2 = h，使得使用所述模板的結(jié)構(gòu)達(dá)到抗彎極限承載力時(shí)，所述連接件最大裂縫寬度同樣滿足目標(biāo)寬度(Wniax)；
[0019]5)在已確定的所述連接件厚度(t2)的基礎(chǔ)上，確定使用所述模板的結(jié)構(gòu)滿足目標(biāo)抗彎極限承載力所需的連接件最小配筋(fy2As2)；
[0020]所述最小配筋(fy2As2)由下式確定:
/ , , , 、(， u K +avubL) { t \
[0021]M= (JrAi +orUH汾2)(Λ —^ f.■■■■■:■■■-Jyjj^
[0022]以上公式中，ε UH是所述面板所用超高韌性水泥基復(fù)合材料直接拉伸情況下穩(wěn)態(tài)開裂階段達(dá)到目標(biāo)裂縫寬度(Wmax)的最大應(yīng)變，σ UH是所述超高韌性水泥基復(fù)合材料直接拉伸情況下最大應(yīng)變?chǔ)?UH所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力，b是所述面板的寬度，h是永久性模板在形狀主體的混凝土澆筑凝結(jié)后與形狀主體一同形成的構(gòu)件的高度，Hi1是所述面板內(nèi)部受力主筋型心距處于面板澆筑界面對(duì)面的那一面的距離，fc是所澆筑的混凝土抗壓強(qiáng)度，ε ^是所述混凝土壓應(yīng)力達(dá)到f。時(shí)所對(duì)應(yīng)的壓應(yīng)變，ε cu是所述混凝土的極限壓應(yīng)變，fyl是所述面板內(nèi)部受力主筋的屈服應(yīng)力，Asl是所述面板內(nèi)部受力主筋的截面積之和；fy2是所述連接件內(nèi)部受力主筋的屈服應(yīng)力，Asl是所述連接件內(nèi)部受力主筋的截面積之和，m2是所述連接件的受力主筋型心距連接件不計(jì)第二凸起部分的面向面板的這一面的距離；
[0023]6)選擇確定所述面板和連接件表面的第一凸起高度和凹槽深度、所述連接件的增強(qiáng)筋中的受力主筋的兩端外露長度參數(shù)。
[0024]本發(fā)明的述高耐久性配筋式永久性模板可采用以下方法制造，它包括以下步驟:
[0025]按照上述設(shè)計(jì)方法確定的面板和連接件的各項(xiàng)參數(shù)，配置面板和連接件的增強(qiáng)筋，采用澆筑的方式制造符合上述設(shè)計(jì)方法確定的各項(xiàng)參數(shù)的面板和連接件。
[0026]本發(fā)明另一個(gè)目的是提供一種運(yùn)用上述永久性模板的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件。為此，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0027]它包括使用上述永久性模板澆筑混凝土而成的形狀主體，永久性模板在形狀主體的混凝土澆筑凝結(jié)后與形狀主體連為一體，形狀主體中不含增強(qiáng)筋。
[0028]進(jìn)一步地，模板中的面板和連接件的各項(xiàng)參數(shù)按照上述設(shè)計(jì)方法確定。
[0029]由于采用本發(fā)明技術(shù)方案，可以獲得一種具有良好強(qiáng)度、剛度和連接性能的、在澆筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí)無需額外配筋的永久性模板。解決了永久性模板的連接問題，使用時(shí)的鋼筋布置問題和混凝土振搗階段的較難正常使用的問題。進(jìn)一步地，采用本發(fā)明所述的設(shè)計(jì)方法，可以定量化設(shè)計(jì)永久性模板及其形成構(gòu)件，使得構(gòu)件各處的承載力和耐久性均滿足使用要求；可以實(shí)現(xiàn)材料的最大化利用，從而降低其成本。在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明所述技術(shù)方案極大簡化了使用永久性模板的澆筑施工(無需布置鋼筋)，使得混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件不僅制造程序更為簡單、質(zhì)量更高、成本更低。本發(fā)明的所述的永久性模板可以進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，其設(shè)計(jì)方法也為永久性模板的規(guī)?；瘧?yīng)用提供了技術(shù)支持，具有廣闊的應(yīng)用前景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1是本發(fā)明所述永久性模板結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖2(a)是本發(fā)明所述永久性模板的面板⑴結(jié)構(gòu)示意圖
[0032]圖2(b)是本發(fā)明所述永久性模板的面板(I)側(cè)視圖
[0033]圖3(a)是本發(fā)明所述永久性模板的連接件(2)結(jié)構(gòu)示意圖
[0034]圖3(b)是本發(fā)明所述永久性模板的連接件(2)側(cè)視圖
[0035]圖4 (a)是本發(fā)明實(shí)施例所述永久性模板結(jié)構(gòu)示意圖
[0036]圖4(b)是本發(fā)明實(shí)施例所述永久性模板澆筑完成后的板構(gòu)件示意圖

【具體實(shí)施方式】
[0037]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明所提供技術(shù)方案的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說明，本實(shí)施實(shí)例是對(duì)本發(fā)明的說明，而不是對(duì)本發(fā)明作出任何限定。
[0038]參照附圖，本發(fā)明所提供的一種高耐久性配筋式永久性模板由面板I和連接件2組成；為了確保連接部位扣合處的抗彎、抗剪能力和盡可能增加接縫長度(延緩侵蝕質(zhì)進(jìn)入結(jié)構(gòu))，結(jié)合所使用超高韌性水泥基復(fù)合材料的自身特性，所述面板I具有第一連接部位，所述連接件2具有第二連接部位，所述的第二連接部位可以與拼合后兩塊面板的第一連接部位扣合，且所述連接件2處在拼合后兩塊面板的澆筑界面這一側(cè)并與兩塊面板I的第一連接部位相疊，面板I的第一連接部位設(shè)置扣合用的凹槽12，連接件2的第二連接部位設(shè)置扣合用的第二凸起22。
[0039]面板第一連接部位的凹槽深度和所述連接件的第二凸起高度為所述面板在不與連接件相疊部分中的最小厚度U1)的15%?40%。為了確保面板和連接件與混凝土粘結(jié)界面的抗剪能力和協(xié)同變形能力，所述面板I的澆筑界面設(shè)有第一凸起13，所述連接件的澆筑界面有第三凸起23，高度為5?30mm。
[0040]所述永久性模板的面板的連接部位可以有若干個(gè)，并根據(jù)需要進(jìn)行增加或減少；所述面板和連接件可以直接拼接或拼接的同時(shí)還通過粘結(jié)劑粘合組成所需尺寸和形狀的模板。
[0041]所述永久性模板的面板和連接件內(nèi)部均配置有增強(qiáng)筋(11和12)，這些增強(qiáng)筋替代了被澆筑主體內(nèi)的增強(qiáng)筋。使得面板和連接件強(qiáng)度和剛度都極大地改善，通過調(diào)整配筋量可以使得連接件具有與面板相同甚至更高的性能，從而使得模板整體可以承擔(dān)澆筑振搗過程中產(chǎn)生的各類荷載和振動(dòng)。在配置增強(qiáng)筋的情況下，所述永久性模板可以具有足夠的強(qiáng)度使得待澆筑構(gòu)件(本發(fā)明混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的形狀主體)不配置其他鋼筋也能滿足承載力和耐久性(裂縫控制等)的要求，從而避免了現(xiàn)有永久性模板澆筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件(特別是連接處)鋼筋布置困難的問題。與此同時(shí)，為了保證連接件側(cè)面與混凝土的截面粘結(jié)，使得構(gòu)件服役過程中裂縫不在此處首先開展，所述連接件的增強(qiáng)筋中的受力主筋的兩端不被超高韌性水泥基復(fù)合材料所包裹，其兩端外露長度均為50?200mm。
[0042]以下以實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。本實(shí)施例的目標(biāo)為使用所述高耐久性配筋式永久性模板及其設(shè)計(jì)方法完成某一板構(gòu)件的模板設(shè)計(jì)，所述板構(gòu)件為長方體，其長度a =3000mm,寬度b = 1000mm,高度h = 120mm,設(shè)計(jì)要求的極限抗彎承載力M = 24kN.m,裂縫控制目標(biāo)為達(dá)到最大承載力前的最大裂縫寬度在Wmax = 0.15mm以內(nèi)(GB/T50476-2008《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》中環(huán)境作用等級(jí)“E非常嚴(yán)重”、“F極端嚴(yán)重”下的裂縫寬度控制要求)。
[0043]本實(shí)施例中，所使用的燒筑用混凝土抗壓強(qiáng)度fc = 24.0MPa,所述混凝土壓應(yīng)力達(dá)到f。時(shí)所對(duì)應(yīng)的壓應(yīng)變?chǔ)?^ = 0.002，所述混凝土的極限壓應(yīng)變?chǔ)?= 0.0033 ;所使用的超高韌性水泥基復(fù)合材料直接拉伸情況下穩(wěn)態(tài)開裂階段達(dá)到目標(biāo)裂縫寬度=
0.15mm)的最大應(yīng)變?chǔ)?= 0.03，直接拉伸情況下應(yīng)變?chǔ)?m所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力σ UH = 3.0MPa0
[0044]為了定量化的設(shè)計(jì)永久性模板及其形成構(gòu)件，使得構(gòu)件各處的承載力和耐久性均滿足使用要求，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)材料的最大化利用，從而降低使用成本，永久性模板可采用以下方法涉及，包括下述步驟:
[0045]I)根據(jù)所述板構(gòu)件為長度a = 3000mm、寬度b = 1000mm的長方體,本實(shí)施例所設(shè)計(jì)的模板包括長度為1000mm、寬度為100mm的面板(I)三塊和長度為300mm、寬度為100mm的連接件(2)兩塊，兩塊連接件將三塊面板，Hi1是所述面板內(nèi)部主要受力鋼筋型心距處于面板澆筑界面對(duì)面的那一面的距離，m2是所述連接件的受力主筋型心距連接件不計(jì)第二凸起部分的面向面板的這一面的距離，取Hi1 =m2 = 6mm,所述面板和連接件結(jié)構(gòu)如圖4(a)所示。
[0046]2)確定所述面板的最小厚度U1)，使得使用所述模板的結(jié)構(gòu)達(dá)到抗彎極限承載力(M = 24kN.m)時(shí),所述面板最大裂縫寬度在Wmax = 0.15mm以內(nèi)；
[0047]所述面板的最小厚度U1)由下式確定:
-ε( Is')
Λι4) + aVHblI =--—~ f<ph 1-^1
-%,+^UH I 3 sJ
[0048]*
M=( Jyi4l + ffVtM) Λ-^21...........jy11..............Lj — fy'Asl (OT1 — JI
[0049]上式中，fy2是所述面板內(nèi)部主要受力鋼筋的屈服應(yīng)力，Asl是所述面板內(nèi)部主要受力鋼筋的截面積之和。
[0050]將各參數(shù)指標(biāo)帶入上式后得h = 19.8mm,取h = 20mm。
[0051]3)在已確定的所述面板最小厚度U1 = 20mm)的基礎(chǔ)上,將各參數(shù)指標(biāo)帶入下式:
/ ξ J 4- CF r \f、
[0052]Μ=(/ν1Α^+συαΒιΛ\—-........- -ZvlAl
V 2lJcb J ' V 2/
[0053]確定使用所述模板的結(jié)構(gòu)滿足目標(biāo)抗彎極限承載力所需的面板最小配筋(fylAsl=168kN)，因此使用間距為10mm的直徑為8mm的HRB335鋼筋，即(Φ 80100)。
[0054]4)令所述連接件的厚度(t2)與所述面板不與連接件相疊部分的最小厚度U1)相等，即1^ = 1^ = 20mm,使得使用所述模板的結(jié)構(gòu)達(dá)到抗彎極限承載力時(shí),所述連接件最大裂縫寬度在Wmax = 0.15mm以內(nèi)。
[0055]5)在已確定的所述連接件厚度(t2)的基礎(chǔ)上，將各參數(shù)指標(biāo)帶入下式:
ff f~ ^ Hh/j.\
[0056]M-(Zy2As2 + σνΜΜ2) h — ?-■■.....沒:,^.—J — Zy2^2(M2 — fJ
[0057]上式中，fy2是所述連接件內(nèi)部主要受力鋼筋的屈服應(yīng)力，Asl是所述連接件內(nèi)部主要受力鋼筋的截面積之和。
[0058]確定使用所述模板的結(jié)構(gòu)滿足目標(biāo)抗彎極限承載力所需的面板最小配筋(fy2As2=225.54kN)，因此使用間距為70mm的直徑為8mm的HRB335鋼筋，即(Φ 8_。
[0059]6)選擇確定所述面板和連接件表面的凸起高度和凹槽深度、所述連接件的增強(qiáng)筋中的受力主筋的兩端外露長度等其他參數(shù)。所述面板澆筑界面的連接部位的凹槽深度和所述連接件的面向面板的這一面的第二凸起高度均5_，所述所述面板的第一凸起和所述連接件的第三凸起高度為15mm，所述連接件的增強(qiáng)筋中的受力主筋的兩端外露長度均為150mmo
[0060]根據(jù)設(shè)計(jì)所得模板參數(shù)制作完成模板后，如圖4(b)所示，將所述面板和連接件直接拼接組成所需模板并進(jìn)行混凝土(3)澆筑，最后形成的混凝土結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件(所述板構(gòu)件)包括使用上述永久性模板澆筑混凝土而成的形狀主體3，永久性模板在形狀主體的混凝土澆筑凝結(jié)后與形狀主體連為一體，形狀主體3中不含增強(qiáng)筋。
[0061]相對(duì)照地，在所述板構(gòu)件設(shè)計(jì)過程中不采用本發(fā)明所述永久性模板及其設(shè)計(jì)方法，直接采用現(xiàn)有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)并根據(jù)GB50010-2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》計(jì)算設(shè)計(jì)，在與面板(I)相同配筋條件下，即采用Φ8@100作為受拉區(qū)鋼筋，所述受拉區(qū)鋼筋型心到所述板構(gòu)件受拉區(qū)邊緣的距離m = 20mm，所設(shè)計(jì)得到的板構(gòu)件極限抗彎承載力僅為16.2kN.m，最大裂縫寬度為Wmax = 0.28mm，僅滿足GB/T50476-2008《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》中環(huán)境作用等級(jí)“B輕度”下的裂縫寬度控制要求。
[0062]因此，本實(shí)施例采用本發(fā)明所述高耐久性配筋式永久性模板及其設(shè)計(jì)方法可以提升所述板構(gòu)件承載力(提升幅度在50%左右)，節(jié)省了鋼筋用量，并可以將所述板構(gòu)件服役過程中裂縫寬度控制在0.15mm以內(nèi)，極大地提升了結(jié)構(gòu)的耐久性和使用壽命。與此同時(shí)，澆筑所述板構(gòu)件過程中無需其他配筋，在模板上直接澆筑混凝土即可完成施工，極大地簡化了施工過程。
【權(quán)利要求】
1.一種高耐久性配筋式永久性模板，其特征是，所述的高耐久性配筋式永久性模板由面板(I)和連接件(2)組成；所述面板具有第一連接部位，所述連接件具有第二連接部位，所述的第二連接部位可以與拼合后兩塊面板的第一連接部位扣合，且所述連接件處在拼合后兩塊面板的澆筑界面這一側(cè)并與兩塊面板的第一連接部位相疊，所述面板的澆筑界面設(shè)有第一凸起，所述連接件的澆筑界面有第三凸起；所述面板和連接件選用超高韌性水泥基復(fù)合材料(UHTCC)制作，所述面板和連接件內(nèi)部有用于代替使用所述永久性模板澆筑的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中增強(qiáng)筋的增強(qiáng)筋，所述增強(qiáng)筋包括有鋼筋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高耐久性配筋式永久性模板,其特征是,面板的第一連接部位設(shè)置扣合用的凹槽，連接件的第二連接部位設(shè)置扣合用的第二凸起。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高耐久性配筋式永久性模板，其特征是,面板第一連接部位的凹槽深度和所述連接件的第二凸起高度為所述面板在不與連接件相疊部分中的最小厚度U1)的15%?40% ;所述面板的第一凸起和所述連接件的第三凸起高度為5?30mmo
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高耐久性配筋式永久性模板,其特征是,所述連接件的增強(qiáng)筋中的受力主筋的兩端不被超高韌性水泥基復(fù)合材料所包裹，其兩端外露長度均為50 ?200mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高耐久性配筋式永久性模板，其特征是，所用的超高韌性水泥基復(fù)合材料(UHTCC)，其拉應(yīng)變能力達(dá)到I %以上，極限拉應(yīng)變下裂縫寬度小于50?150 μ m0
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高耐久性配筋式永久性模板,其特征是,所述面板的第一連接部位有一個(gè)或多個(gè)；所述面板和連接件直接扣合或再通過粘結(jié)劑粘合組成所需尺寸和形狀的模板。
7.—種混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其特征在于它包括使用權(quán)利要求1所述永久性模板澆筑混凝土而成的形狀主體，永久性模板在形狀主體的混凝土澆筑凝結(jié)后與形狀主體連為一體，形狀主體中不含增強(qiáng)筋。
8.權(quán)利要求1所述高耐久性配筋式永久性模板的設(shè)計(jì)方法，其特征是，面板的第一連接部位設(shè)置扣合用的凹槽，連接件的第二連接部位設(shè)置扣合用的第二凸起； 所述的設(shè)計(jì)方法包括以下步驟: 1)確定所使用永久性模板的面板和連接件面積、數(shù)量和形式，使之與所需澆筑的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件形狀主體相適配； 2)確定所述面板在不與連接件相疊部分的最小厚度U1),使得使用所述模板的結(jié)構(gòu)達(dá)到抗彎極限承載力(M)時(shí)，所述面板最大裂縫寬度滿足目標(biāo)寬度(Wmax)； 所述面板的最小厚度U1)由下式確定:rI
/* id ■ "4"調(diào).————SSL..——II — —................— JyI mBl UH I*1 gm
Srn+Bm V
?I 3)在已確定的所述面板最小厚度U1)的基礎(chǔ)上，確定使用所述模板的結(jié)構(gòu)滿足目標(biāo)抗彎極限承載力所需的面板最小配筋(fylAsl)； 所述最小配筋(fylAsl)由下述兩式的任意一個(gè)確定:
O( /yi4i +^mbtl=^f^fcM l---1- M=(fnAi +gUH蛘)〔A—i_ /yl4y^#1 j-/yt4,〔唧 4)令所述連接件的厚度(t2)與所述面板不與連接件相疊部分的最小厚度U1)相等，即t2 = ，使得使用所述模板的結(jié)構(gòu)達(dá)到抗彎極限承載力時(shí)，所述連接件最大裂縫寬度同樣滿足目標(biāo)寬度(Wniax); 5)在已確定的所述連接件厚度(t2)的基礎(chǔ)上，確定使用所述模板的結(jié)構(gòu)滿足目標(biāo)抗彎極限承載力所需的連接件最小配筋(fy2As2)； 所述最小配筋(fy2As2)由下式確定: M=Ifj2^2 +.........1l — Jjf2Ai2 M2-
Sk Zc J\ I).以上公式中，ε 是所述面板所用超高韌性水泥基復(fù)合材料直接拉伸情況下穩(wěn)態(tài)開裂階段達(dá)到目標(biāo)裂縫寬度(《_)的最大應(yīng)變，συΗ是所述超高韌性水泥基復(fù)合材料直接拉伸情況下最大應(yīng)變?chǔ)?UH所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力，b是所述面板的寬度，h是永久性模板在形狀主體的混凝土澆筑凝結(jié)后與形狀主體一同形成的構(gòu)件的高度，Hi1是所述面板的增強(qiáng)筋中的受力主筋型心距處于面板澆筑界面對(duì)面的那一面的距離，fc是所澆筑的混凝土抗壓強(qiáng)度，ε ^是所述混凝土壓應(yīng)力達(dá)到f。時(shí)所對(duì)應(yīng)的壓應(yīng)變，ε CU是所述混凝土的極限壓應(yīng)變，fyl是所述面板的受力主筋的屈服應(yīng)力，Asl是所述面板的受力主筋的截面積之和；fy2是所述連接件的受力主筋的屈服應(yīng)力，As2是所述連接件的受力主筋的截面積之和，m2是所述連接件的受力主筋型心距連接件不計(jì)第二凸起部分的面向面板的這一面的距離； 6)選擇確定所述面板和連接件表面的第一凸起高度和凹槽深度、所述連接件的增強(qiáng)筋中的受力主筋的兩端外露長度參數(shù)。
9.權(quán)利要求1所述高耐久性配筋式永久性模板的制造方法，其特征在于它包括以下步驟: 按照權(quán)利要求7所述設(shè)計(jì)方法確定的面板和連接件的各項(xiàng)參數(shù)，配置面板和連接件的增強(qiáng)筋，采用澆筑的方式制造符合權(quán)利要求8所述設(shè)計(jì)方法確定的各項(xiàng)參數(shù)的面板和連接件。
10.一種混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其特征在于它包括使用權(quán)利要求1所述永久性模板澆筑混凝土而成的形狀主體，永久性模板在形狀主體的混凝土澆筑凝結(jié)后與形狀主體連為一體，形狀主體中不含增強(qiáng)筋；模板中的面板和連接件的各項(xiàng)參數(shù)按照權(quán)利要求8所述設(shè)計(jì)方法確定。
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK104179351SQ201410410102
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月20日
【發(fā)明者】徐世烺, 黃博滔, 李慶華 申請(qǐng)人:杭州固華復(fù)合材料科技有限公司, 浙江大學(xué)