專利名稱：木材-混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑材料的技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說本發(fā)明涉及一種木材-混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在歐洲，由于一戰(zhàn)和二戰(zhàn)后鋼筋混凝土制造中鋼材的短缺，促使了木材混凝土結(jié)構(gòu)(TCC)的發(fā)展。1922年德國的米勒申請(qǐng)了一項(xiàng)專利，涉及釘子和鋼支撐連接木板和混凝土的技術(shù)，成為第一個(gè)獲得木材-混凝土結(jié)構(gòu)專利的人。在美國，1933年詹姆斯*F 塞勒首先提出使用木材_混凝土橫梁的設(shè)想。而塞勒和美國木材保護(hù)者協(xié)會(huì)分別在1932年和1935年間開創(chuàng)了在橋梁施工中使用木材-混凝土復(fù)合板的先例。1935年木材保護(hù)協(xié)會(huì)的“木材和混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)”專利成為美國建造此類結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。然而由于沒有有效的解決木材和混凝土之間的剪切應(yīng)力和連接問題，TCC技術(shù)的發(fā)展陷入了長期停滯的境地。木地板具有輕便、舒適和環(huán)保的特點(diǎn)，目前房屋裝修使用的地板通常均為實(shí)木地板或?qū)嵞緩?fù)合地板；但實(shí)木地板在使用過程中容易出現(xiàn)翹曲和變形，另外實(shí)木地板的隔音效果不佳，阻尼系數(shù)不高，整體抗震性能不佳。另外，對(duì)于高架橋或者橋梁使用的橋梁結(jié)構(gòu)，如果純粹使用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)將必然導(dǎo)致橋墩的承受力大大增加；而且單純的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗彎曲性能和剛性較差，在發(fā)生地震或者瞬時(shí)大風(fēng)等情況下，抗 震和抗振動(dòng)性能較差。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明的發(fā)明人通過對(duì)現(xiàn)有的TCC技術(shù)進(jìn)行改性，提出了木材-混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)，能夠成功應(yīng)用于地板、地面樓板和橋梁結(jié)構(gòu)。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案:一種木材-混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)，包括位于底層的木材層和位于上層的混凝土層，其特征在于所述木材層和混凝土層之間嵌有穿孔鋼板。其中，所述的木材層和穿孔鋼板之間通過膠粘劑結(jié)合。其中，所述的木材層和混凝土層之間設(shè)置有膠合板或剛性隔聲板。其中，所述的混凝土層為普通鋼筋混凝土或纖維增強(qiáng)混凝土。本發(fā)明的另一方面，還涉及一種地板，其由上述木材-混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)成，并且所述的木材層為木板。本發(fā)明的另一方面，還涉及一種橋梁結(jié)構(gòu)，其由上述木材-混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)成，并且所述的木材層為木質(zhì)橫梁。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:本發(fā)明的術(shù)材-混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)能夠充分發(fā)揮木材抗彎和混凝土板抗壓的優(yōu)點(diǎn)，從而得到具有高剛性和高強(qiáng)度的組合結(jié)構(gòu)，能夠有效減少復(fù)合結(jié)構(gòu)的振動(dòng)。與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，組合結(jié)構(gòu)的恒載荷更低，因而作用在基礎(chǔ)的荷載和地震中受到的作用都更小，并且由于其中木材具有較大的面內(nèi)剛性，有利于維護(hù)整個(gè)建筑的兒何形狀，增強(qiáng)了建筑的整體抗震力。與傳統(tǒng)的純木結(jié)構(gòu)相比，復(fù)合結(jié)構(gòu)的承載力和抗彎剛度可以提高3-5倍；而且提高了體系的隔音效果和阻尼效應(yīng)，可以降低結(jié)構(gòu)的振動(dòng)。本發(fā)明的木材混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)特別適用于地板、樓板或者橋梁結(jié)構(gòu)。


圖1為實(shí)施例1所述木材-混凝土復(fù)合地板的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為實(shí)施例2所述木材-混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的闡述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。實(shí)施例1如圖1所示，本實(shí)施例所述的木材-混凝土復(fù)合地板(TCC地板)，包括位于底層的木板200和位于上層的混凝土層100，木板200和穿孔鋼板300之間通過膠粘劑粘結(jié)。所述的混凝土層為纖維增強(qiáng)混凝土材料。使用高強(qiáng)度的混凝土和充足的纖維增強(qiáng)物有助于顯著增強(qiáng)混凝土和穿孔鋼板的連接性能。

理論上，TCC的固接程度或復(fù)合工作程度可以由剪切連接的效率來衡量，計(jì)算公式
如下所示:
η _ η.效率=—I——ix WO {%)Cl )
—iX—/上其中，Dc是TCCS完全復(fù)合工作時(shí)的理論撓度(由換算截面估算)，Dn是沒有復(fù)合工作時(shí)的理論撓度(以一個(gè)分層橫梁估算，不考慮層間剪力傳遞)，01是10:橫梁的實(shí)際測(cè)量撓度。本實(shí)施例所述的TCC地板理論效率約為95-100%，這也意味著木材和混凝土之間有很好的復(fù)合作用。除了應(yīng)用于地板以外，本實(shí)施例所述的TCC結(jié)構(gòu)實(shí)際上也可以用作多層建筑的樓板。實(shí)施例2如圖2所示,本實(shí)施例所述的木材-混凝土橋梁結(jié)構(gòu)(TCC橋梁結(jié)構(gòu)),包括位于底層的木質(zhì)橫梁20和位于上層的混凝土層10，木質(zhì)橫梁20和穿孔鋼板30之間用膠粘劑粘合。所述的混凝土層為纖維增強(qiáng)混凝土材料；使用高強(qiáng)度的混凝土和充足的纖維增強(qiáng)物有助于顯著增強(qiáng)混凝土和穿孔鋼板的連接性能。作為上述TCC橋梁結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，利用彈性復(fù)合作用原理，通過換算截面法可以很容易的根據(jù)設(shè)計(jì)需求進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算；所述的計(jì)算方法可以總結(jié)如下:有效抗彎剛度當(dāng)計(jì)算彎矩產(chǎn)生的撓度時(shí)，應(yīng)首先確定有效復(fù)合彎曲剛度(EI) eff。(EI)rff的計(jì)算公式如下:(Ε \ψ = Ec Ic + 7, Ev Am； + E11, + E1A1 a；(2)
其中，I。，It =混凝土地板和木梁的慣性矩Ec, Et =混凝土地板和木梁的楊氏彈性模量Ac, At =混凝土地板和木梁的面積B1 =混凝土地板質(zhì)心和有效TCC質(zhì)心之間的距離a2 =木梁質(zhì)心和有效TCC質(zhì)心之間的距離Y i =剪切連結(jié)系數(shù)(當(dāng)沒有復(fù)合作用時(shí)，Yi = O),當(dāng)完全復(fù)合作用時(shí)，Yi = I)剪切連結(jié)系數(shù)的計(jì)算公式如下:
權(quán)利要求
1.一種木材-混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)，包括位于底層的木材層和位于上層的混凝土層，其特征在于:所述木材層和混凝土層之間嵌有穿孔鋼板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的木材-混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述木材層和穿孔鋼板通過膠粘劑結(jié)合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的木材-混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的混凝土層為普通鋼筋混凝土或纖維增強(qiáng)混凝土。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的木材-混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的木材層和混凝土層之間設(shè)置有膠合板或剛性隔聲板。
5.一種地板，其特征在于:由權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的木材-混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)成，并且所述的木材層為木板。
6.一種橋梁結(jié)構(gòu)，其特征在于:由權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的木材-混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)成，并且所述的木材層為木質(zhì)橫梁。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種木材-混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)，包括位于底層的木材層和位于上層的混凝土層，通過穿孔鋼板將底層的木材層和上層的混凝土層有效的連接。本發(fā)明的木材-混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)能夠充分發(fā)揮木材抗彎和混凝土板抗壓的優(yōu)點(diǎn)，從而得到具有高剛性和高強(qiáng)度的組合結(jié)構(gòu)。和普通的純木樓蓋相比，它能夠有效減少樓蓋的變形和振動(dòng)。與傳統(tǒng)鋼筋混凝土樓板相比，組合樓板的恒荷載更低，所以作用在基礎(chǔ)的荷載和地震中受到的地震作用都更小。本發(fā)明的木材-混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)可以用于地板、樓板或者橋梁結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)E04C1/40GK103195204SQ20131010489
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月29日
發(fā)明者倪春 申請(qǐng)人:蘇州皇家整體住宅系統(tǒng)股份有限公司