【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于结构领域，特别涉及一种预约束块材板及连接节点及验算方法和施工方法。
技术介绍
1、在建设工程中，结构板是建筑结构的重要组成部分。结构板经常采用钢筋混凝土板，为混凝土与钢筋组成。这需要用到大量的石、砂、水泥材料。据统计，我国建设用石占混凝土质量近1/2，其使用遍及建筑、交通和铁路等众多行业。据测算，现全国每年仅建设用石量约为40多亿吨，是消耗自然资源最大的材料。目前合乎钢筋混凝土结构所要求的天然砂石已经难以满足工程需要，在实际工程中大量使用机制砂和机制石，通常采用振动给料机、颚式破碎机、制砂机、振动筛和胶带传输机等设备对天然石进行加工，把天然石块粉碎成小粒径石子或砂。在这个过程需要消耗较高的电力、运输、人工，而且产生许多粉尘。这对我们资源和环境带来较大的压力。如何在结构板中减少水泥、小粒径砂、石的应用，对我国工程建设和节能环保有着重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种预约束块材板及连接节点及验算方法和施工方法，解决了结构板中使用过多水泥、小粒径砂、石的问题，并解决了块材与钢筋与聚合物协同受力的问题。本专利技术通过结构板内置预约束块材，有效减少水泥、小粒径砂、石用量，减少水化热、减少粉尘；通过约束笼提升块材和聚合物的连接和受力，实现板的力学性能。本技术具有性能可靠、构造简单、施工快捷、绿色环保等优势。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案。
3、一种预约束块材板，包括预约束块材、聚合物和板钢筋；预约束块材包括块材和约束笼
4、优选的，块材为石块、钢筋混凝土块、混凝土块或水泥砂浆块；聚合物为水泥浆、水泥砂浆或混凝土；约束笼在端部封闭；约束笼孔洞的尺寸小于该处块材的尺寸；笼架包括侧壁架和端部封闭件；端部封闭件为侧壁架延伸形成或为专用的端部封闭件；专用的端部封闭件与侧壁架连接为一体；约束笼孔洞处有聚合物，使约束笼内的聚合物和约束笼外的聚合物连接为一体；预约束块材位于板截面高度的中部区域。
5、优选的，约束笼为两端封闭；约束笼为约束筋笼或网格笼；约束筋笼的笼架由约束筋组成；约束筋为钢筋或钢丝或frp筋；网格笼的笼架由金属网或带孔洞的钢板组成。
6、优选的，约束筋包括纵向筋、横向筋和/或斜向筋；约束筋笼的端部封闭件由纵向筋或斜向筋在端部固定连接或弯折形成或为独立的端部封闭件；独立的端部封闭件与纵向筋或斜向筋固定连接。
7、优选的，笼架有多个子空间；子空间相互独立，内放置有块材。
8、优选的，预约束块材有多个；预约束块材沿着板的纵向和/或横向间隔布置；约束笼为水平放置；预约束块材板有拉结筋，拉结板上钢筋网和板下钢筋网，拉结筋位于预约束块材之间。
9、优选的，板钢筋包括非预应力钢筋和预应力钢筋；预应力钢筋位于预约束块材之间，被聚合物包裹。
10、一种板的连接节点，包括预约束块材板与钢筋混凝土梁；预约束块材板与钢筋混凝土梁固定连接，形成梁板节点区；钢筋混凝土梁有梁纵向钢筋、梁横向钢筋和梁混凝土；梁的横向钢筋沿着梁纵向间隔设置；板钢筋伸入钢筋混凝土梁中，位于梁横向钢筋和梁纵向钢筋的间隙，被梁混凝土包裹；预约束块材距离梁边有一定距离。
11、一种板的连接节点，包括预约束块材板与墙；预约束块材板与墙固定连接；预约束块材距离墙边有一定距离。
12、一种预约束块材板的抗弯承载力验算方法，具体步骤如下：
13、步骤1，确定块材几何尺寸、强度及在约束笼中的布置；确定约束笼的布置；确定预约束块材板的横截面面积，确定块材横截面面积；确定板钢筋的间距、横截面尺寸、强度参数；确定块材聚合物的强度参数；块材聚合物是聚合物与块材形成的混合物，或聚合物与块材和约束笼形成的混合物。
14、步骤2，可按照下式进行验算或按照现有设计规范进行详细计算：
15、预约束块材板的正截面受弯承载力应符合下列规定：
16、
17、预约束块材板的受压区高度应按下式确定：
18、α1f′cbx＝fyas+f′ya′s
19、预约束块材板的受压区高度尚应符合下列条件：
20、x≤ξbh0
21、x≥2a′s
22、式中：m——预约束块材板弯矩设计值；
23、λ——预约束块材板抗弯承载力影响系数，λ取0.5～1.0；
24、α1——系数。当块材聚合物强度等级不超过c50时，α1取为1.0，当块材聚合物强度等级为c80时，α1取为0.94，其间按线性内插法确定；
25、f′c——块材聚合物的抗压强度设计值；
26、as、a′s——受拉区、受压区纵向钢筋截面面积；
27、b——矩形截面的宽度，t形截面或i形截面的腹板宽度；
28、h0——截面的有效高度；
29、a′s——受压区纵向钢筋合理点，至截面受压边缘的距离。
30、公式中的强度参数按照现有国家标准取值或通过实验取值，几何参数按照实际尺寸或名义尺寸取值，重复步骤1～步骤2，预约束块材板的内力和变形计算完毕，将抗弯承载力与结构依据实际工况荷载计算所得的最大弯矩进行对比，大于最大弯矩即可。
31、一种预约束块材板的施工方法，施工步骤如下：
32、步骤一、准备板钢筋、约束筋、块材的原材料、聚合物的原材料；把聚合物的原材料搅拌为一体，形成聚合物；加工板钢筋至预定长度和形状；
33、步骤二、加工约束筋至预定长度和形状，加工为约束笼；把块材原料分割为预定大小的块材；去除块材表面浮尘，并按粒径对块材进行分类；把块材放入约束笼，形成预约束块材；
34、步骤三、支设板模板；
35、步骤四、绑扎板下部钢筋，制作成板下钢筋网；
36、步骤五、把预约束块材放置在板下部钢筋的上方；
37、步骤六、绑扎板上部钢筋，制作成板上钢筋网；
38、步骤七、浇筑填充聚合物进入板模板，使预约束块材、板钢筋和聚合物混合为整体，聚合物包裹板钢筋；
39、步骤八，养护聚合物到预定强度，使预约束块材、聚合物和板钢筋形成整体。
40、与现有技术相比本专利技术具有以下特点和有益效果。
41、1、通过约束笼的设置以及降低块材的接触面积，使得聚合物有效填充块材之间空隙，有效减少质量缺陷，提升施工质量，实现结构安全。
42、2、通过板内放置块材，减少水泥的用量，减少砂、石用量，施工过程中减低大体积板的水化热，节能减排。
43、3、通过板内约束笼对其中的块材和聚合物进行约束，形成有约束本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种预约束块材板，其特征在于：所述预约束块材板(A)包括预约束块材(9)、聚合物(3)和板钢筋(5)；所述预约束块材(9)包括块材(1)和约束笼(2)；所述块材(1)内置在约束笼(2)中；所述约束笼(2)包括笼架(2.1)和约束笼孔洞(2.2)；所述板钢筋(5)包括板纵向钢筋(5.1)和板横向钢筋(5.2)；所述板横向钢筋(5.2)和板纵向钢筋(5.1)间隔布置，形成板钢筋网(6)；所述板钢筋网(6)有板上钢筋网(6.1)和板下钢筋网(6.2)；所述预约束块材(9)位于板上钢筋网(6.1)和板下钢筋网(6.2)之间；所述聚合物(3)填充预约束块材(9)内的间隙；所述聚合物(3)包裹板钢筋网(6)，并填充预约束块材(9)和板钢筋网(6)之间的间隙。
2.根据权利要求1所述的预约束块材板，其特征在于：所述块材(1)为石块、钢筋混凝土块、混凝土块或水泥砂浆块；所述聚合物(3)为水泥浆、水泥砂浆或混凝土；所述约束笼(2)在端部封闭；所述约束笼孔洞(2.2)的尺寸小于该处块材(1)的尺寸；所述笼架(2.1)包括侧壁架(2.1.1)和端部封闭件(2.1.2)；所述端部封闭件(
3.根据权利要求1所述的预约束块材板，其特征在于：所述约束笼(2)为两端封闭；所述约束笼(2)为约束筋笼或网格笼；所述约束筋笼的笼架(2.1)由约束筋(4)组成；所述约束筋(4)为钢筋或钢丝或FRP筋；所述网格笼的笼架(2.1)由金属网或带孔洞的钢板组成。
4.根据权利要求3所述的预约束块材板，其特征在于：所述约束筋(4)包括纵向筋(4.1)、横向筋(4.2)和/或斜向筋(4.3)；所述约束筋笼的端部封闭件(2.1.2)由纵向筋(4.1)或斜向筋(4.3)在端部固定连接或弯折形成或为独立的端部封闭件(2.1.2)；所述独立的端部封闭件(2.1.2)与纵向筋(4.1)或斜向筋(4.3)固定连接。
5.根据权利要求1所述的预约束块材板，其特征在于：所述笼架(2.1)有多个子空间；所述子空间相互独立，内放置有块材(1)。
6.根据权利要求1所述的预约束块材板，其特征在于：所述预约束块材(9)有多个；所述预约束块材(9)沿着板的纵向和/或横向间隔布置；所述约束笼(2)为水平放置；所述预约束块材板(A)有拉结筋，拉结板上钢筋网(6.1)和板下钢筋网(6.2)，拉结筋位于预约束块材(9)之间。
7.根据权利要求1所述的预约束块材板，其特征在于：所述板钢筋(5)包括非预应力钢筋和预应力钢筋；所述预应力钢筋位于预约束块材(9)之间，被聚合物(3)包裹。
8.一种板的连接节点，包括权利要求1-7中任意一项所述的预约束块材板(A)与钢筋混凝土梁(B)，其特征在于：所述的预约束块材板(A)与钢筋混凝土梁(B)固定连接，形成梁板节点区；所述钢筋混凝土梁(B)有梁纵向钢筋、梁横向钢筋和梁混凝土；所述梁的横向钢筋沿着梁纵向间隔设置；所述板钢筋(5)伸入钢筋混凝土梁(B)中，位于梁横向钢筋和梁纵向钢筋的间隙，被梁混凝土包裹；所述预约束块材(9)距离梁边有一定距离。
9.一种板的连接节点，包括权利要求1-7中任意一项所述的预约束块材板(A)与墙(C)，其特征在于：所述的预约束块材板(A)与墙(C)固定连接；所述预约束块材(9)距离墙边有一定距离。
10.一种预约束块材板的抗弯承载力验算方法，其特征在于，具体步骤如下：
11.一种预约束块材板的施工方法，其特征在于，施工步骤如下：
...【技术特征摘要】
1.一种预约束块材板，其特征在于：所述预约束块材板(a)包括预约束块材(9)、聚合物(3)和板钢筋(5)；所述预约束块材(9)包括块材(1)和约束笼(2)；所述块材(1)内置在约束笼(2)中；所述约束笼(2)包括笼架(2.1)和约束笼孔洞(2.2)；所述板钢筋(5)包括板纵向钢筋(5.1)和板横向钢筋(5.2)；所述板横向钢筋(5.2)和板纵向钢筋(5.1)间隔布置，形成板钢筋网(6)；所述板钢筋网(6)有板上钢筋网(6.1)和板下钢筋网(6.2)；所述预约束块材(9)位于板上钢筋网(6.1)和板下钢筋网(6.2)之间；所述聚合物(3)填充预约束块材(9)内的间隙；所述聚合物(3)包裹板钢筋网(6)，并填充预约束块材(9)和板钢筋网(6)之间的间隙。
2.根据权利要求1所述的预约束块材板，其特征在于：所述块材(1)为石块、钢筋混凝土块、混凝土块或水泥砂浆块；所述聚合物(3)为水泥浆、水泥砂浆或混凝土；所述约束笼(2)在端部封闭；所述约束笼孔洞(2.2)的尺寸小于该处块材(1)的尺寸；所述笼架(2.1)包括侧壁架(2.1.1)和端部封闭件(2.1.2)；所述端部封闭件(2.1.2)为侧壁架(2.1.1)延伸形成或为专用的端部封闭件(2.1.2)；所述专用的端部封闭件(2.1.2)与所述侧壁架(2.1.1)连接为一体；所述约束笼孔洞(2.2)处有聚合物(3)，使约束笼(2)内的聚合物(3)和约束笼(2)外的聚合物(3)连接为一体；所述预约束块材(9)位于板截面高度的中部区域。
3.根据权利要求1所述的预约束块材板，其特征在于：所述约束笼(2)为两端封闭；所述约束笼(2)为约束筋笼或网格笼；所述约束筋笼的笼架(2.1)由约束筋(4)组成；所述约束筋(4)为钢筋或钢丝或frp筋；所述网格笼的笼架(2.1)由金属网或带孔洞的钢板组成。
4.根据权利要求3所述的预约束块材板，其特征在于：所述约束...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。