專利名稱：一種組合式變跨度纖維混凝土溫室大棚支架及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型混凝土溫室大棚支架及其制作方法，屬于材料科學(xué)、土木工程和農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)溫室大棚支架大多采用竹片和木架，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低，易于損壞。我國1999 年和2004年公告了兩種水泥大棚拱架，這兩個(gè)專利表明國內(nèi)技術(shù)人員已經(jīng)注意了混凝土拱架的優(yōu)越性。但是，從兩個(gè)發(fā)明來看，專利發(fā)明人對混凝土材料抗壓強(qiáng)度高，抗拉強(qiáng)度低的特性沒有充分認(rèn)識，對降低構(gòu)件拉應(yīng)力和提高構(gòu)件抗拉強(qiáng)度都沒有認(rèn)識。本專利提出一種新的整體結(jié)構(gòu)主要承受壓應(yīng)力、構(gòu)件抗拉強(qiáng)度大量提高、結(jié)構(gòu)跨度隨大棚需要可在較大范圍調(diào)整的新型混凝土溫室大棚支架。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種克服傳統(tǒng)大棚支架缺點(diǎn)(如抗拉強(qiáng)度低、穩(wěn)定性差等)的新型可組合式變跨度纖維混凝土大棚支架及其制作方法。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
一種組合式變跨度纖維混凝土溫室大棚支架，所述支架為纖維混凝土支架；所述支架由橢圓弧狀支架和設(shè)置在橢圓弧狀支架下方的支撐構(gòu)件組合而成；橢圓弧狀支架可以為四分之一半橢圓支架、半跨半橢圓支架、四分之三跨半橢圓支架或者滿跨半橢圓支架；橢圓弧狀支架由弧狀構(gòu)件組成，弧狀構(gòu)件內(nèi)設(shè)置有上鋼筋網(wǎng)片和下鋼筋網(wǎng)片，下鋼筋網(wǎng)片和上鋼筋網(wǎng)片鋼筋節(jié)點(diǎn)處設(shè)置豎向鋼筋。所述的組合式變跨度纖維混凝土溫室大棚支架，其特征在于弧狀構(gòu)件之間設(shè)置加肋鋼板，通過內(nèi)置螺紋將構(gòu)件與加肋鋼板連接。所述的組合式變跨度纖維混凝土溫室大棚支架，加肋鋼板與構(gòu)件內(nèi)部的鋼筋采用焊接方式連接。所述的組合式變跨度纖維混凝土溫室大棚支架，所述支撐構(gòu)件包括縱向鋼筋和箍筋組成的鋼筋籠，鋼筋一端伸出支撐構(gòu)件截面之外。一種組合式變跨度纖維混凝土溫室大棚支架的制作方法，在原混凝土的配料里加入單絲聚丙烯纖維，摻入纖維的長度可為纊20mm之間，截面為三角形或圓形，摻量為每立方混凝土 0. 5 1. 5kg。所述組合式變跨度纖維混凝土溫室大棚支架的制作方法，在拌制纖維鋼筋混凝土過程中，在砂、石、水泥和水均勻攪拌后，再加入聚丙烯纖維進(jìn)行攪拌。所述組合式變跨度纖維混凝土溫室大棚支架的制作方法，加入聚丙烯纖維進(jìn)行攪拌時(shí)間為80 100秒。所述組合式變跨度纖維混凝土溫室大棚支架的制作方法，聚丙烯纖維混凝土的入模時(shí)間不超過30分鐘。
所述組合式變跨度纖維混凝土溫室大棚支架的制作方法，通過半橢圓弧的方程 5+p- = 1 (a=6, b=3, -6^ x^ 6,0^ y ^ 3)，確定所需跨度，各弧狀構(gòu)件的膜具尺寸和上下鋼筋網(wǎng)片的尺寸，以及確定支撐構(gòu)件鋼筋籠的尺寸。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是采用了半橢圓弧設(shè)計(jì)概念，從而形成較好的受力狀態(tài)，應(yīng)力分布均勻，大大提高了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性；構(gòu)件澆注時(shí)使用了纖維混凝土，對增強(qiáng)混凝土早期抗拉強(qiáng)度，防止早期由沉陷、水化熱、干縮而產(chǎn)生的內(nèi)蘊(yùn)微裂紋，減少表現(xiàn)裂縫和開裂寬度，增強(qiáng)混凝土的防滲性能、抗磨損抗沖擊性能及增強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體性有顯著作用；構(gòu)件變換靈活，可以根據(jù)不同工況，調(diào)整大棚的跨度，以及變化各構(gòu)件內(nèi)連接兩鋼筋網(wǎng)片節(jié)點(diǎn)上的豎向焊接鋼筋來控制截面的厚度或尺寸。


圖1為組合式變跨度纖維混凝土溫室大棚支架總示意圖2為組合式變跨度纖維混凝土溫室大棚支架不同跨度的示意圖； 圖3構(gòu)件1、構(gòu)件2、構(gòu)件3、構(gòu)件4、構(gòu)件5和構(gòu)件6外形示意圖； 圖4為構(gòu)件1上下鋼筋網(wǎng)片結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為構(gòu)件2上下鋼筋網(wǎng)片結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為構(gòu)件3上下鋼筋網(wǎng)片結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7為構(gòu)件4上下鋼筋網(wǎng)片結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8為構(gòu)件5和構(gòu)件6鋼筋結(jié)構(gòu)和斷面示意圖。圖中1，2，3，4，為弧狀構(gòu)件；5，6，為支撐構(gòu)件；7，上鋼筋網(wǎng)片；8下鋼筋網(wǎng)片；9， 豎向鋼筋；10，鋼筋。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合符合，和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明進(jìn)一步闡述。首先確定半橢圓弧的方程(a=6，b=3, -6 ^ χ ^ 6, 0 < y < 3)，確定大棚的跨度可為6m，IOm和12m，最后確定各構(gòu)件1、構(gòu)件2、構(gòu)件3和構(gòu)件4的膜具尺寸和上下鋼筋網(wǎng)片的尺寸，以及確定構(gòu)件5和構(gòu)件6鋼筋籠的尺寸。在構(gòu)件1、構(gòu)件2、構(gòu)件3和構(gòu)件4的膜具內(nèi)，先鋪設(shè)塑料襯膜，插上固定下鋼筋網(wǎng)片的插片，放入下鋼筋網(wǎng)片，將拌合均勻的纖維混凝土在膜具內(nèi)澆注一層，在下鋼筋網(wǎng)片節(jié)點(diǎn)處焊接豎向鋼筋，將豎向鋼筋的上部焊接在上鋼筋網(wǎng)片的節(jié)點(diǎn)處，從而達(dá)到連接上下鋼筋網(wǎng)片的作用以及控制構(gòu)件斷面尺寸，并且預(yù)留構(gòu)件與構(gòu)件搭接處加肋鋼板對應(yīng)在纖維混凝土上的孔位，繼續(xù)澆注混凝土，直至填滿膜具， 抽出固定下鋼筋網(wǎng)片插片，然后抹平。預(yù)制好構(gòu)件5和構(gòu)件6由縱向鋼筋和箍筋組成的鋼筋籠，澆注并振搗完纖維混凝土后拆膜。用草簾、砂、土等將剛澆注的混凝土進(jìn)行覆蓋，通過灑水使其保持濕潤對構(gòu)件進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)到規(guī)定齡期后進(jìn)行大棚的組裝，組裝過程中構(gòu)件1 與構(gòu)件2、構(gòu)件2與構(gòu)件3、構(gòu)件3與構(gòu)件4之間用加肋鋼板和內(nèi)置螺栓聯(lián)結(jié)；構(gòu)件2與構(gòu)件 5、構(gòu)件4與構(gòu)件6用纖維混凝土現(xiàn)澆連接成整體。構(gòu)件1內(nèi)有下鋼筋網(wǎng)片和上鋼筋網(wǎng)片如圖4所示，下鋼筋網(wǎng)片大于上鋼筋網(wǎng)片，現(xiàn)澆后便可形成構(gòu)件和構(gòu)件搭接處的變跨度，下鋼筋網(wǎng)片和上鋼筋網(wǎng)片通過兩個(gè)鋼筋網(wǎng)片鋼筋節(jié)點(diǎn)處焊接的豎向鋼筋形成一定厚度的截面結(jié)構(gòu)。構(gòu)件2內(nèi)有下鋼筋網(wǎng)片和上鋼筋網(wǎng)片如圖5所示；構(gòu)件3內(nèi)有下鋼筋網(wǎng)片和上鋼筋網(wǎng)片如圖6所示；構(gòu)件4內(nèi)有下鋼筋網(wǎng)片和上鋼筋網(wǎng)片如圖7所示；構(gòu)件聯(lián)結(jié)部位用加肋鋼板，鋼板上鉆孔，預(yù)制構(gòu)件時(shí)在鋼板上的孔位對應(yīng)在纖維混凝土構(gòu)件變跨度搭接處預(yù)留孔位，安裝時(shí)采用內(nèi)置螺栓聯(lián)結(jié)。構(gòu)件5和構(gòu)件 6如圖8所示，預(yù)制好構(gòu)件5和構(gòu)件6由縱向鋼筋和箍筋組成的鋼筋籠，4根縱向鋼筋均伸出構(gòu)件截面一定長度，構(gòu)件5截面內(nèi)伸出的鋼筋不等長，使其與構(gòu)件2連接處現(xiàn)澆纖維混凝土?xí)r形成一定的弧度，構(gòu)件6截面內(nèi)伸出的鋼筋等長，使其與構(gòu)件4更好的現(xiàn)澆在一起。
纖維采用單絲聚丙烯纖維，聚丙烯是由丙稀聚合而成的高分子化合物，是一種結(jié)構(gòu)規(guī)整的結(jié)晶性聚合物，乳白色、無味、無臭、無毒、質(zhì)輕，是熱塑性塑料，密度為 0. 9(T0.91g/cm3，根據(jù)不同工況，摻入纖維的長度可為6_20mm之間，截面為三角形或圓形， 摻量可為每立方混凝土0. 5-1. 5kg。構(gòu)件制作配料時(shí)，無須改變原混凝土的設(shè)計(jì)配合比，也不取代原設(shè)計(jì)的受力鋼筋，直接摻入設(shè)計(jì)所需的纖維含量。在拌制纖維鋼筋混凝土過程中， 在砂、石、水泥和水均勻拌和后，再加入定量的聚丙烯纖維進(jìn)行攪拌。攪拌時(shí)間應(yīng)適當(dāng)延長， 一般為8(Γ100秒，整個(gè)攪拌時(shí)間較拌制普通混凝土延長3(Γ60秒。入模前檢查合格后才可進(jìn)行澆注工序。澆注時(shí)應(yīng)避開晴熱天氣或選擇在下午和夜間作業(yè)，陰天尤佳，以保證澆筑后緩慢收干，減少早期干裂縫的產(chǎn)生。聚丙烯纖維混凝土的入模時(shí)間不超過30分鐘，如有個(gè)別特殊情況運(yùn)輸時(shí)間過長，聚丙烯纖維混凝土的入模時(shí)間須超過30分鐘時(shí)，也可以在混凝土入模前加纖維進(jìn)行拌和。在制作過程中，注意纖維不宜從高處拋撒，以避免纖維飛揚(yáng)。聚丙烯纖維混凝土澆筑完畢后，應(yīng)及時(shí)噴霧與灑水養(yǎng)護(hù)，保持混凝土表面濕潤。待混凝土終凝后，可采用履蓋草袋灑水養(yǎng)護(hù)的方式進(jìn)行。纖維混凝土應(yīng)連續(xù)養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期內(nèi)始終使混凝土表面保持濕潤，一般養(yǎng)護(hù)時(shí)間不宜少于28天。如有特殊要求，可適當(dāng)延長養(yǎng)護(hù)時(shí)間。
權(quán)利要求
1.一種組合式變跨度纖維混凝土溫室大棚支架，其特征在于所述支架為纖維混凝土支架；所述支架由橢圓弧狀支架和設(shè)置在橢圓弧狀支架下方的支撐構(gòu)件組合而成；橢圓弧狀支架為四分之一半橢圓支架、半跨半橢圓支架(12)、四分之三跨半橢圓支架(13)或者滿跨半橢圓支架(11);橢圓弧狀支架由弧狀構(gòu)件(1，2，3，4)組成，弧狀構(gòu)件內(nèi)設(shè)置有上鋼筋網(wǎng)片(8)和下鋼筋網(wǎng)片(9)，下鋼筋網(wǎng)片和上鋼筋網(wǎng)片鋼筋節(jié)點(diǎn)處設(shè)置豎向鋼筋(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式變跨度纖維混凝土溫室大棚支架，其特征在于弧狀構(gòu)件之間設(shè)置加肋鋼板，通過內(nèi)置螺紋將構(gòu)件與加肋鋼板連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式變跨度纖維混凝土溫室大棚支架，其特征在于加肋鋼板與構(gòu)件內(nèi)部的鋼筋采用焊接方式連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式變跨度纖維混凝土溫室大棚支架，其特征在于所述支撐構(gòu)件(5，6)包括縱向鋼筋(10)和箍筋組成的鋼筋籠，鋼筋(10) —端伸出支撐構(gòu)件截面之外。
5.權(quán)利要求1所述組合式變跨度纖維混凝土溫室大棚支架的制作方法，其特征在于 在原混凝土的配料里加入單絲聚丙烯纖維，摻入纖維的長度可為纊20mm之間，截面為三角形或圓形，摻量為每立方混凝土 0. 5^1. 5kg。
6.權(quán)利要求5所述組合式變跨度纖維混凝土溫室大棚支架的制作方法，其特征在于 在拌制纖維鋼筋混凝土過程中，在砂、石、水泥和水均勻攪拌后，再加入聚丙烯纖維進(jìn)行攪拌。
7.權(quán)利要求6所述組合式變跨度纖維混凝土溫室大棚支架的制作方法，其特征在于 加入聚丙烯纖維進(jìn)行攪拌時(shí)間為8(Γ100秒。
8.權(quán)利要求6所述組合式變跨度纖維混凝土溫室大棚支架的制作方法，其特征在于 聚丙烯纖維混凝土的入模時(shí)間不超過30分鐘。
9.權(quán)利要求6所述組合式變跨度纖維混凝土溫室大棚支架的制作方法，其特征在于通過半橢圓弧的方程g+‘ = 1 (a=6，b=3，-6彡χ彡6，0彡y彡3)，確定所需跨度，各弧狀構(gòu)件的膜具尺寸和上下鋼筋網(wǎng)片的尺寸，以及確定支撐構(gòu)件鋼筋籠的尺寸。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種組合式變跨度纖維混凝土溫室大棚支架及其制作方法，該支架不同組合能做成不同跨度和形狀的溫室大棚，整體上為橢圓形抗壓結(jié)構(gòu)。該溫室大棚支架由變跨度纖維混凝土構(gòu)件組成。支架構(gòu)件之間采用加肋鋼板鉆孔、內(nèi)螺栓聯(lián)結(jié)；支撐構(gòu)件與支架構(gòu)件之間用纖維混凝土現(xiàn)澆連接成整體。本發(fā)明溫室大棚支架表面光潔，對防止保溫塑料在施工過程中的撕裂具有很好的保護(hù)作用；整體為抗壓結(jié)構(gòu)，承受雨雪風(fēng)荷載能力強(qiáng)；橢圓形外表面能夠充分接受陽光的同時(shí)，積雪能夠很塊滑落；溫室大棚的跨度很容易通過不同的組合成多種不同的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，適應(yīng)性強(qiáng)。
文檔編號A01G9/14GK102326496SQ201110219820
公開日2012年1月25日 申請日期2011年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月3日
發(fā)明者張海霞 申請人:河海大學(xué)