复合板式构件的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种复合板式构件，包括作为受力主体的框架、面板以及芯材，其中，两个水平梁和三个立柱组成旋转90度的“日”字形的框架，在三个立柱之间的空间内填充有防火、保温的芯材，覆盖在框架的两个侧面的面板将框架和芯材集成为一体。该复合板式构件可以标准化制造，适用于工业化生产，为降低建筑业能耗、提高建筑品质提供了有效的解决方案。同时本实用新型的复合板式构件的连接是不受气候影响的机械连接，可以摆脱环境气候对建筑业施工的不利影响。另外该复合板式构件可以在工厂内预先进行内外装修，可以进一步的降低现场工作量，提高建造效率。
【专利说明】
复合板式构件
技术领域
[0001]本实用新型涉及建筑施工领域，具体地说，涉及一种集内外装饰一体化的复合板式构件。
【背景技术】
[0002]传统的砖混凝土或钢筋混凝土建筑的构件一般分为板、梁、柱、基础、墙，为了满足建筑结构安全性的要求，梁、柱需要做成高强度、大截面的“大构件”。这样的“大构件”不但给建筑空间布局带来了不便，同时，一但某个构件出现失效，那么极易造成附近的构件因承受的荷载突然加大而发生断裂失效，并由此引发连锁的失效反应，造成建筑坍塌。目前，轻钢房屋在国内外得以大量应用，该建筑采用冷弯薄壁钢型材形成的密肋结构，并在密肋结构上覆盖定向刨花板形成蒙皮，利用蒙皮效应解决建筑的结构问题。该种建筑结构没有常规意义上的梁、柱结构，建筑内部荷载通过具有密肋的楼板传递到具有密肋的墙体上，再通过墙体传递给基础。由于荷载是通过分散布置的墙体传递给基础的，所以相比有梁柱的建筑形式荷载相对分散，荷载值相对较小，即便有个别的冷弯薄壁构件发生破坏失效也不会引起建筑的大面积坍塌。轻钢建筑虽然解决了梁柱对住宅空间的影响问题，并且该建筑形式有许多建造工作可以在工厂内通过专业的生产线生产，相比传统的砖混或钢筋混凝土构造的建筑形式，轻钢房屋的工业化程度更高，但其面板是在建筑现场才安装，且轻钢型材数量、规格繁多，现场的建造工作量也是比较多的。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型提供了一种复合板式构件，以至少解决房屋建造过程中建筑构件数量和规格多、建材消耗量大、生产效率低等问题。
[0004]根据本实用新型的一个方面，提供了一种复合板式构件，包括作为受力主体的框架、面板以及芯材，其中，两个水平梁和三个立柱组成旋转90度的“日”字形的框架，在三个立柱之间的空间内填充有防火、保温的芯材，覆盖在框架的两个侧面的面板将框架和芯材集成为一体。
[0005]可选地，所述面板为水泥纤维板。
[0006]可选地，所述面板和框架采用粘接的方式连接。
[0007]可选地，外侧的两个立柱由聚氨酯硬泡制成，中间的立柱由木方构成。
[0008]可选地，所述复合板式构件作为承重墙体时，所述复合板式构件通过安装组件及混凝土保护层与地面基础连接。
[0009]可选地，一个复合板式构件作为承重屋面或楼板时，该复合板式构件通过L形组件与作为承重墙体的另一个复合板式构件连接。
[0010]可选地，两个水平梁和三个立柱均为木方。
[0011]可选地，两个水平梁和三个立柱之间采用木螺钉连接。
[0012]可选地，在三个立柱之间增加额外的立柱。
【附图说明】
[0013]通过结合下面附图对其实施例进行描述，本实用新型的上述特征和技术优点将会变得更加清楚和容易理解。
[0014]图1-A是根据本实用新型实施例的复合板式构件的正视图；
[0015]图1-B是根据本实用新型实施例的复合板式构件的A-A向剖面图；
[0016]图1-C是根据本实用新型实施例的复合板式构件的B-B向剖面图；
[0017]图2是根据本实用新型实施例的复合板式构件的框架的示意图；
[0018]图3是根据本实用新型实施例的复合板式构件的制造示意图一；
[0019]图4是根据本实用新型实施例的复合板式构件的制造示意图二；
[0020]图5是根据本实用新型实施例的复合板式构件作为墙体的安装示意图；
[0021 ]图6是根据本实用新型实施例的复合板式构件作为楼板或屋面的安装示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面将参考附图来描述本实用新型所述的复合板式构件的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式或其组合对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，附图未按比例画出，并且相同的附图标记表不相同的部分。
[0023]根据本实用新型的一个方面，提供一种复合板式构件，其包括框架、面板以及芯材。如图2所示，框架I构成板式构件的基础结构，其是由上梁101、下梁102、左立柱103、中立柱104、右立柱105组成的旋转90度的“日”字形结构框架。图1-A是根据本实用新型实施例的复合板式构件的正视图；图1-B是根据本实用新型实施例的复合板式构件的A-A向剖面图；图1-C是根据本实用新型实施例的复合板式构件的B-B向剖面图。如图1-A、1-B、1-C所示，面板2覆盖在框架I的两个侧面，如图1-A中的框架的垂直于纸面方向的内侧和外侧，使复合板式构件保证整体性。其中H是框架的高度，W是框架的宽度，也就是说，框架I在作为墙体时是如图1-A所示竖立放置的。可选地，面板2采用水泥纤维板。框架I和面板2在建筑中是受力、传力主体，共同抵抗拉压、弯曲、剪切等荷载。在框架I的三个立柱之间的空间内填充保温芯材，即在左立柱103和中立柱104之间、右立柱105和中立柱104之间填充保温芯材3，保温芯材3采用具有保温性、抗压性，且密度低的岩棉，当然也可以采用其他材料，例如，膨胀聚苯板EPS、挤塑聚苯板XPS等。通过框架I与面板2的连接，使得框架1、面板2、保温芯材3形成一个整体。该复合板式构件通过覆盖在框架上的面板，能形成具有蒙皮效应的构件，从而使得该构件在小断面的基础上具有较大的结构强度。该复合板式构件可以充当楼板，满足建筑楼板的抗弯性能需求。该复合板式构件也可以充当承重墙，满足承重墙的抗压及抗弯性能需求。
[0024]采用本实用新型的复合板式构件的建筑体系没有传统意义的梁、柱构造，大部分建筑构件由标准化的复合板式构件来充当，由于该复合构件可以标准化生产，并且建筑构件种类少，因此缩短了建造工期。另外该复合板式构件可以在工厂内预先进行内外装修，可以进一步的降低现场工作量，提高建筑质量，缩短建造工期，降低建筑成本。
[0025]在一个可选实施例中，所述面板和框架采用粘接的方式连接。如图3所示，第一面板201与框架I之间用结构性粘胶进行粘接。在框架I组框完成后，将第一面板201平铺在平台4上，在第一面板201的上表面的将要与框架I接触的部位上涂抹粘胶，该胶可以为聚氨酯类结构胶，也可为树脂类结构胶。将框架I置于已经涂胶后的第一面板201上，施加一定压力，保证第一面板201与框架I紧密接触，以此保证粘接的可靠性，待胶固化后撤去压力。然后，在框架I的三个立柱之间的空间内填充保温芯材，如岩棉、EPS、XPS等。填充完芯材后，在框架I的上表面涂胶，涂胶后将第二面板(图中未示出)覆盖在框架I上，完成面板和框架的连接工作。框架和面板通过粘接结为一体，通过蒙皮效应使得整体复合板式构件具有承受载荷的能力。当然，面板和框架也可以采用其他固定连接方式，例如，采用螺栓连接、铆接等常用连接方式。
[0026]轻钢房屋是在工厂预制大量的冷弯薄壁型钢，在现场组装成房屋框架后，再在房屋框架上贴装面板，其现场施工的工作量依然较大，而本实用新型采用轻型复合材料直接在工厂预制成楼板和墙体，在现场组装即形成房屋。根据复合板式构件要求的承载能力不同，其结构也相应的不同。如图2所示，对于受力较大、需要板式构件具有较大刚度时，其所有框架采用结构用木材或结构用合成木材，各框之间的连接可以采用常用的连接方式，在一个可选实施例中，所述木材采用木螺钉106进行连接。另外，对于承载能力要求更高的，也可以在左立柱103和右立柱105之间增加立柱，从而增加整体的强度。
[0027]在一个可选实施例中，如果要求复合板式构件具有良好的保温性能的同时，具有一定的刚度，则框架的左立柱103和右立柱105可用聚氨酯硬泡制成。如图4所示，在组装初期，仅将上梁101、下梁102、中立柱104组装在一起，然后进行面板贴装，而左立柱103和右立柱105则用聚氨酯硬泡材料制造。其制造方法是，在待制的左立柱103和右立柱105的外侧安装定型模具5，并从聚氨酯注入口 6注入聚氨酯硬泡，形成左立柱103，右立柱105，待聚氨酯固化后撤去定型模具5，完成板式构件的制作。
[0028]该复合板式构件可以充当承重墙，满足承重墙的抗压及抗弯性能需求。在一个可选实施例中，复合板式构件作为承重墙体时，复合板式构件通过安装组件及混凝土保护层与基础连接。如图5所示，复合板式构件通过安装组件7及混凝土保护层8与地面基础9进行固定连接，通过地面基础的稳定性，保证整体建筑结构的稳定。首先，通过包含有若干螺钉的安装组件7将复合板式构件安装在地面基础9上，接着，在房屋的外侧(即第二面板202的一侧)，通过混凝土保护层8进一步将复合板式构件固定在基础9上，在房屋的内侧(即第一面板201的一侧)，覆盖地坪10，即完成墙体的安装。复合板式构件作为承重墙体受到水平(风荷载，外力水平作用等)、竖直(楼板荷载、屋面荷载、活荷载、风、雪等)荷载的作用，通过本复合板式构件的组装，其框架I及面板2能够提供足够的支撑力(即抗压，竖向抗剪能力)及抗侧推力(即抗弯能力)。
[0029]该复合板式构件也可以充当楼板，满足建筑楼板的抗弯性能需求。在一个可选实施例中，复合板式构件作为承重屋面或楼板时，复合板式构件通过L形组件与承重墙体连接。如图6所示，包含有若干安装螺钉的L形组件11为L型板材，其一边和作为承重屋面或楼板的复合板式构件连接，另一边和作为承重墙体的复合板式构件连接，形成铰接形式。作为承重屋面或楼板的复合板式构件承受竖向荷载作用，即载荷垂直于面板，体现了板式构件的抗弯性能。在抗弯受力中，框架及下面的第一面板201是抗拉承载主体，上面的第二面板202是受压承载主体，共同抵抗垂直于面板的均布荷载。充当楼板的板式构件与竖向布置的、充当墙体的板式构件可靠的连接，使得建筑内部荷载能通过充当楼板的板式构件分散到充当墙体的板式构件上，形成全部墙体共同承力的积极效果，而不再需要传统建筑的梁、柱，能够满足建造三层及以下建筑的结构安全性需求。
[0030]为了验证技术方案的可行性，进行了实验验证。根据中国的建筑规范，充当楼板的板式构件承受竖向的均布的压荷载，活荷载标准值为2kN/m2(GB50009)，其周边约束类型为铰接或刚接。充当墙体的板式构件其承受竖向的均布的压荷载，合理活荷载标准值为8kN/m(按房间跨度为8米，墙体为单向板的最不利情况实验)，其周边约束类型以刚接为主。其中，单向板的定义是，当板的长边与短边比大于3时，认为其载荷传递路径仅为短边，叫单向受力板，简称单向板，下面简述实验过程:
[0031]I)复合板式构件作为楼板的结构安全性实验(结构板块抗弯实验)
[0032]实验方案:将复合板式构件(2800*1220*124mm)两端固定于线支座上(线铰接)，在板面施加均布面荷载并逐步增大，测量板面各点挠度值。加载后持压24小时再次测量数据。
[0033]实验数据:板面荷载2kN/m2，挠度最大值为3mm(处于板块中心);荷载4kN/m2，挠度最大值为5mm。持压24小时后，烧度形变无变化。完全卸载后形变0.5mm。
[0034]可以看出，复合板式构件在连续加载至4kN/m2均处于弹性阶段，无任何裂痕和破坏。
[0035]2)复合板式构件作为墙体的结构安全性实验(复合板式构件抗弯、抗剪实验)
[0036]实验方案:内墙在建筑使用中处于竖向承压状态、外墙在承受竖向压力的同时还承受水平力，例如风力等。实验中，将复合板式构件如图1-A所示放置，其上下两端进行铰接固定，限制其位移。在墙体的上端加载压力，模拟墙体在使用中的承压状态。待压力加载达到设计值后，保持压力。在板面施加水平的面应力(模拟水平风荷载)。在实验过程中不断记录板块形变情况及板材破坏情况。
[0037]实验数据:对复合板式构件竖向承压加载至18kN/m，板式构件形变为3mm。在板式构件受压状态下，对板块施加面荷载，模拟墙体水平荷载，加载至lkN/m2，板面挠度变量3mm ο
[0038]根据实验数据曲线分析，复合板式构件作为墙体，在同时承受纵向压力及水平荷载的情况下，变形均为弹性形变。其本身结构安全可靠，完全可以承受作为内外墙体的荷载要求。
[0039]由实验数据可以看出，该复合板式构件满足国标规范荷载(GB50009)中对住宅、宿舍、旅馆、办公楼、医院病房、幼儿园设计需求，采用本实用新型的复合板式构件进行三层及以下层数房屋的建筑在建筑安全性上是没有问题的。
[0040]综上所述，通过框架、面板、保温芯材三类材料的复合，使得板式构件能形成具有蒙皮效应的板，从而使得该构件在小断面的条件下具有较大的结构强度，可以在三层及以下的建筑中充当楼板、墙体，而不再需要传统建筑的梁、柱，满足建造三层及以下建筑的结构安全性需求。应用本实用新型的复合板式构件建造房屋，其建筑构件数量和规格大大减少，而该复合板式构件可以标准化制造，适用于工业化生产，为降低建筑业能耗、提高建筑品质提供了有效的解决方案。同时本实用新型的复合板式构件的连接是不受气候影响的机械连接，可以摆脱环境气候对建筑业施工的不利影响。另外该复合板式构件可以在工厂内预先进行内外装修，可以进一步的降低现场工作量，提高建造效率。
[0041]以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种复合板式构件，其特征在于，包括作为受力主体的框架、面板以及芯材，其中，两个水平梁和三个立柱组成旋转90度的“日”字形的框架，在三个立柱之间的空间内填充有防火、保温的芯材，覆盖在框架的两个侧面的面板将框架和芯材集成为一体。2.根据权利要求1所述的复合板式构件，其特征在于，所述面板为水泥纤维板。3.根据权利要求1所述的复合板式构件，其特征在于，所述面板和框架采用粘接的方式连接。4.根据权利要求1所述的复合板式构件，其特征在于，外侧的两个立柱由聚氨酯硬泡制成，中间的立柱由木方构成。5.根据权利要求1所述的复合板式构件，其特征在于，所述复合板式构件作为承重墙体时，所述复合板式构件通过安装组件及混凝土保护层与地面基础连接。6.根据权利要求1所述的复合板式构件，其特征在于，一个复合板式构件作为承重屋面或楼板时，该复合板式构件通过L形组件与作为承重墙体的另一个复合板式构件连接。7.根据权利要求1所述的复合板式构件，其特征在于，两个水平梁和三个立柱均为木方。8.根据权利要求7所述的复合板式构件，其特征在于，两个水平梁和三个立柱之间采用木螺钉连接。9.根据权利要求1所述的复合板式构件，其特征在于，在三个立柱之间增加额外的立柱。
【文档编号】E04C2/284GK205502383SQ201620118396
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年2月5日
【发明人】康宝华, 程海龙, 曹建平
【申请人】沈阳远大科技园有限公司