一种可装配的工程竹-轻质混凝土夹芯楼板及施工方法

本发明属于建筑结构工程技术领域，特别涉及一种可装配的工程竹-轻质混凝土夹芯楼板构造及其施工方法。

背景技术：

近150多年的工业化发展引发的全球气候变暖对生态系统和地球气候系统造成了不可逆的破坏。建筑行业是全球碳减排的重点领域，其能源消费占全球能源消费的36％，对世界可持续发展和应对气候变化具有重要影响。因此，低碳、绿色、生态建筑已成为建筑发展的主流趋势。

竹材是一种碳负性材料，在生长过程中能够吸收大量的co2，同时竹子生长速度快、成材周期短、再生能力强，将其作为建筑材料能够有效减少co2排放。我国竹材资源丰富，竹子种类约有39属500余种，占世界竹种的30％以上，竹林总面积约601万公顷，居世界首位。因而竹结构受到了越来越多的关注。

公开号为cn108360720a的发明专利公开了一种网状原竹骨架-轻骨料混凝土组合楼板。该组合楼板通过网状原竹骨架代替钢筋，改善了普通钢筋混凝土楼板的不足，但原竹骨架绑扎工艺复杂，且不易装配。

公开号为cn108222348a的发明专利公开了一种原竹混凝土组合楼板及其浇筑方法。该组合楼板将多根并排设置的横截面为半圆形的竹秆连接成竹排，在竹排上方垂直布置多根连接钢条并固定，后在竹秆内浇筑混凝土。该组合楼板充分发挥了原竹受拉、混凝土受压的特点，但混凝土需要现场浇筑，可能造成较大环境污染。

上述专利均采用原竹与混凝土材料形成组合楼板，但原竹是一种天然生物质材料，存在虫蛀、发霉等问题，耐久性能较差。同时采用混凝土现浇的方式制作楼板极易造成环境污染。工程竹是一种通过一定物理、化学手段将竹子单元与胶黏剂组合而成的工程复合材料，能够有效改善竹材性质，同时具有标准的规格和优良的力学性能，便于制作可装配的结构构件。轻质混凝土板是一种结构稳定、轻质高强、隔音防火性能俱佳的成熟工业化产品，工艺成熟造价低廉且易于装配。将工程竹材与轻质混凝土板进行组合，或可有效解决目前竹-混凝土组合楼板存在的问题。

技术实现要素：

本发明目的是提出一种可装配的工程竹-轻质混凝土夹芯楼板，并给出其具体施工方法。该新型夹芯组合楼板能够充分发挥工程竹材和轻质混凝土材料特性，同时成本较低、易于装配，是一种承载装饰一体化的组合楼板。本发明的技术方案如下：

一种可装配的工程竹-轻质混凝土夹芯楼板，包括预制夹芯楼板单体，次梁、工程竹连接板、薄壁角钢、板钉、自攻螺钉。其中，

预制夹芯楼板单体包括t形轻质混凝土板以及与t形轻质混凝土板腹板等宽的上覆面工程竹板和下部受拉工程竹板，三者通过结构胶粘结的形式固定连接，上覆面工程竹板和下部受拉工程竹板的长边方向与竹材顺纹方向保持一致；

次梁与其两侧的预制夹芯楼板单体在上部通过工程竹连接板以及每隔一定间距钉入的板钉进行连接，次梁与其两侧的预制夹芯楼板单体通过薄壁角钢以及自攻螺钉进行连接；薄壁角钢的一肢与次梁侧面重合，另一肢与预制夹芯楼板单体下侧重合。

进一步地，工程竹连接板的材质与上覆面工程竹板和下部受拉工程竹板保持一致，工程竹连接板的长度及宽度与次梁的长度及宽度保持一致，工程竹连接板的厚度与上覆面工程竹板的厚度相同。薄壁角钢的肢长不大于预制夹芯楼板单体下侧至次梁底部的距离，薄壁角钢的长度与次梁的长度相同。所述的t形轻质混凝土板材质为蒸压加气混凝土板、泡沫混凝土板或陶粒混凝土板。所述的上覆面工程竹板和下部受拉工程竹板材质为层积竹板、胶合竹板或重组竹板。

所述的轻质混凝土夹芯楼板的施工方法，其特征在于，包括如下的步骤：

(1)预制夹心楼板单体：上覆面工程竹板和下部受拉工程竹板的长边方向与竹材顺纹方向保持一致。在t形轻质混凝土板上翼缘表面及腹板下表面涂抹环氧树脂结构胶，之后将上覆面工程竹板和下部受拉工程竹板短边与t形轻质混凝土板腹板边缘对齐铺设并压实，常温静置待结构胶达到强度，形成预制夹心楼板单体；

(2)次梁两侧依次放置预制夹芯楼板单体，在次梁两侧预制夹芯楼板单体之间铺设工程竹连接板，次梁与其两侧的预制夹芯楼板单体在上部通过工程竹连接板以及每隔一定间距钉入的板钉进行连接；板钉的长度大于t形轻质混凝土板翼缘厚度与上覆面工程竹板厚度之和，以保证板钉能够打入次梁，从而保证次梁与预制夹芯楼板单体的可靠连接。

本发明能达到的有益效果是：

1.构成本发明所提出的夹芯楼板的材料均为轻质绿色环保材料，受力性能好且可有效降低结构自重。将两种材料相结合，充分发挥了工程竹材美观、受拉性能好以及轻质混凝土受压强度高、保温隔热隔声性能好的优势。同时两种材料成本和造价较低，利于在村镇住宅中推广使用。

2.在轻质混凝土板下部设置受拉工程竹板，可以充分发挥工程竹材良好的受拉特性，可在不设置钢筋的同时有效改善轻质混凝土板开裂问题，提高组合楼板承载能力。在轻质混凝土板上部设置上覆面工程竹板，便于预制夹芯楼板之间通过板钉进行连接。同时工程竹板耐磨性好，且具有生态材料的观感，施工完成后可直接作为地板使用，不再需要额外的装饰处理。本发明所提出的夹芯楼板是一种具有承载装饰一体化效果的新型组合楼板。

3.本发明提出的夹芯楼板单体可在工厂预制，规格及质量可以得到良好保证。现场安装时，仅需要将夹芯楼板单体依次搭在次梁上，并通过连接工程竹板、薄壁角钢、板钉和自攻螺钉进行装配化连接，施工安装简便、难度较低，对工人的专业性要求较低，适用于村镇住宅建设。

附图说明

图1为安装后的工程竹-轻质混凝土夹芯楼板示意图；

图2为预制夹芯楼板单体1构成图；

图3为安装后的工程竹-轻质混凝土夹芯楼板正视图；

图4为安装后的工程竹-轻质混凝土夹芯楼板侧视图；

图5为安装后的工程竹-轻质混凝土夹芯楼板俯视图；

图6为与图5所对应的a-a剖面图。

图7为与图6所对应的b局部剖面图。

图中标号说明：1-预制夹芯楼板单体、11—上覆面工程竹板、12—t形轻质混凝土板、13—下部受拉工程竹板、2—次梁、3—工程竹连接板、4—薄壁角钢、5—板钉、6—自攻螺钉。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步描述：

参见图1、图3、图4和图5，本发明提出的一种可装配的工程竹-轻质混凝土夹芯楼板，包括依次摆放的预制夹芯楼板单体1、次梁2、工程竹连接板3、薄壁角钢4、板钉5、自攻螺钉6。在工厂采用结构胶粘结形成预制夹芯楼板单体1，工程竹连接板3根据次梁2的宽度在工厂预制，工程竹连接板3的材质与上覆面工程竹板11和下部受拉工程竹板13保持一致。次梁2两侧的预制夹芯楼板单体1通过工程竹连接板3以及板钉5进行连接，次梁2与其两侧的预制夹芯楼板单体1通过薄壁角钢4以及自攻螺钉6进行连接。

参见图2，预制夹芯楼板单体1由上覆面工程竹板11、t形轻质混凝土板12、下部受拉工程竹板13组成。上覆面工程竹板11和下部受拉工程竹板13的长边方向与竹材顺纹方向保持一致。在t形轻质混凝土板12上翼缘表面及腹板下表面涂抹环氧树脂结构胶，之后将上覆面工程竹板11和下部受拉工程竹板13短边与t形轻质混凝土板腹板边缘对齐铺设并压实，常温静置待结构胶达到强度，形成预制夹心楼板单体1。

参见图3，现场安装时，次梁2与其两侧的预制夹芯楼板单体1在上部通过工程竹连接板3以及每隔一定间距钉入的板钉5进行连接。工程竹连接板3的长度及宽度与次梁2的长度及宽度保持一致，工程竹连接板3的厚度与上覆面工程竹板11的厚度相同。

参见图4，现场安装时，次梁2与其两侧的预制夹芯楼板单体1在梁侧通过薄壁角钢4以及每隔一定间距在薄壁角钢4两肢上拧入的自攻螺钉6进行连接。薄壁角钢4的一肢与次梁2侧面重合，另一肢与预制夹芯楼板单体1下侧重合。薄壁角钢4的肢长不大于预制夹芯楼板单体1下侧至次梁2底部的距离。薄壁角钢4的长度与次梁2的长度相同。

参见图5，在次梁2两侧依次放置预制夹芯楼板单体1，在两侧预制夹芯楼板单体1之间铺设工程竹连接板3，工程竹连接板3的长边与次梁2长边平行，之后每隔一定间距沿工程竹连接板3长边方向打入2列板钉5。

参见图6和图7，沿次梁2的长边依次铺设的预制夹芯楼板单体1通过工程竹连接板3与板钉5、薄壁角钢4与自攻螺钉6与次梁2保持可靠连接。板钉5的长度大于t形轻质混凝土板12翼缘厚度与上覆面工程竹板11厚度之和，以保证板钉5能够打入次梁2，从而保证次梁2与预制夹芯楼板单体1的可靠连接。

施工方法如下：

(1)预制夹芯楼板单体1，根据设计图纸，将15mm厚工程竹板切割成尺寸为600mm×1800mm的单块工程竹板作为上覆面工程竹板1，将25mm厚工程竹板切割成尺寸为600mm×1800mm的单块工程竹板作为下部受拉工程竹板13，切割时保证上覆面工程竹板11与下部受拉工程竹板13的长边方向与工程竹材的顺纹方向一致。将100mm厚不加钢筋的轻质混凝土板切割成长度为600mm的t形板材12，t形上翼缘尺寸为1800mm×25mm，腹板尺寸为1700mm×75mm。在t形轻质混凝土板12上翼缘表面及腹板下表面涂抹环氧树脂结构胶，之后将上覆面工程竹板11和下部受拉工程竹板13的短边与t形轻质混凝土板腹板边缘对齐铺设并压实。常温静置，待结构胶完全凝固。

(2)预制工程竹连接板3，将15mm厚工程竹板切割成尺寸为100mm×1800mm的单块工程竹板作为工程竹连接板3，切割时保证工程竹连接板3的短边方向与竹材的顺纹方向一致。

(3)现场安装方法：

步骤1：将夹芯楼板单体1沿次梁2的两侧依次安装。

步骤2：将工程竹连接板3铺设于次梁2上部的夹芯楼板单体1连接处，工程竹连接板3的长边与次梁2长度方向保持一致，从工程竹连接板3上部打入直径为3mm的板钉5将相邻夹芯楼板单体1与次梁2固定，板钉行间距为100mm，列间距为50mm。

步骤3：在夹芯楼板单体1的下部与次梁2接触的位置安装截面尺寸为25mm×3mm，长度为1800mm的等肢薄壁角钢4，薄壁角钢4的一肢与次梁2侧面重合，另一肢与预制夹芯楼板单体1下侧重合。在薄壁角钢4与次梁2的重合面以及薄壁角钢4与夹芯楼板单体1的重合面上每隔200mm拧入直径为3mm的自攻螺钉4，使夹芯楼板单体1与次梁2可靠连接。

步骤4：按照上述步骤安装好之后，完成工程竹-轻质混凝土夹芯楼板的装配施工。