一種透氣式金屬填充箱的制作方法
【專利說明】
(一)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種鋼筋混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)中的填充材料，尤其是一種透氣式金屬填充箱及其制作方法，屬于一般建筑物構(gòu)造領(lǐng)域。
(二)
【背景技術(shù)】
[0002]在建筑領(lǐng)域，隨著大跨度混凝土結(jié)構(gòu)日益增多，越來越多的樓板采用空心樓蓋結(jié)構(gòu)技術(shù)。用輕質(zhì)填充材料來代替部分混凝土基本不會影響結(jié)構(gòu)的受力性能，但是可以大大減輕結(jié)構(gòu)的自重。
[0003]在早先的空心樓蓋中，以邱則有、王本淼為代表的學(xué)者提出用高強(qiáng)水泥制作水泥管和水泥箱作為填充材料；后來，鑒于水泥類的制品自重大后來，徐焱等人又提出過聚苯泡沫一類的填充材料；上述技術(shù)在工程中都得到廣泛應(yīng)用。
[0004]但是，對于內(nèi)置式的填充材料，無論聚苯類還是水泥類材料，在施工中都要產(chǎn)生較大的浮力。根據(jù)阿基米德定律，只要填充材料的容重小于混凝土容重，在澆筑混凝土的過程中必然產(chǎn)生浮力。為了克服浮力，施工中要采取很多措施進(jìn)行抗浮，除了費(fèi)錢、費(fèi)工、費(fèi)時(shí)夕卜，對板底模板的損傷也比較大，且一旦某道技術(shù)措施不到位導(dǎo)致填充材料浮起，將給結(jié)構(gòu)帶來很大的安全隱患。另外還存在的缺陷就是雖然材料輕，但是所占體積大導(dǎo)致運(yùn)輸成本大。
[0005]本人在2011年就將金屬加強(qiáng)網(wǎng)的概念引入空心樓蓋，本人提出“一種現(xiàn)澆砼填充用的填充體”(ZL201120161932.6);以后本人又提出“一種現(xiàn)澆砼空心板” (ZL201420109836.0)和“一種砼空心板用填充芯?！?(ZL201520061689.9)。但是，首次明確提出用鋼網(wǎng)解決浮力問題的是王本淼，2013年，他提出“一種用組合式網(wǎng)狀箱形構(gòu)件成孔的現(xiàn)澆空心樓蓋”(CN203514592U)。在該技術(shù)中，王先生首次利用網(wǎng)眼的透氣性大大減小甚至完全消除填充材料的浮力，通過控制網(wǎng)眼的最大尺寸保證混凝土不會流入填充材料中，利用水分表面張力使水分不會滲入填充材料內(nèi)。以后，王先生又陸續(xù)提出“一種用鋼網(wǎng)與有機(jī)物體組合成孔的現(xiàn)澆空心樓蓋”(CN104005501A)、“一種用鋼網(wǎng)與充氣管組合箱體成孔的現(xiàn)澆空心樓蓋”(CN103967181A)和“一種空心樓蓋成孔用鋼網(wǎng)與薄板組合填充體”(CN104631681A)等技術(shù)。上述相關(guān)技術(shù)已經(jīng)給整個(gè)空心樓蓋行業(yè)帶來革命性的變化，目前已經(jīng)形成全行業(yè)整體更新?lián)Q代的趨勢。
[0006]在空心樓蓋行業(yè)的現(xiàn)有技術(shù)中分別存在以下缺陷，主要有:1、施工過程中會產(chǎn)生較大的浮力；2、組成填充材料產(chǎn)品的部件較多導(dǎo)致其整體性不好；3、產(chǎn)品運(yùn)輸成本高；4、填充材料產(chǎn)品的豎向和橫向剛度比較小，施工時(shí)在人員踩踏和澆筑混凝土的過程中產(chǎn)品變形較大；5、不能很好地解決既減少上浮力又避免混凝土漿體流入填充材料箱體內(nèi)部這一矛盾。
[0007]這種情況下，開發(fā)一種既克服混凝土澆筑過程混凝土對填充材料的浮力，又整體性好、剛度較大、能有效保證填充材料周圍混凝土澆筑質(zhì)量且運(yùn)輸方便的箱型填充產(chǎn)品，已成為當(dāng)前空心樓蓋中急需解決的問題。(三)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]在現(xiàn)有空心樓蓋技術(shù)中，存在填充材料浮力較大導(dǎo)致施工困難，或者填充材料整體性差、剛度較小、不能有效保證填充材料周圍混凝土澆筑質(zhì)量或者運(yùn)輸成本過高等問題，本發(fā)明的目的在于提供一種透氣式金屬填充箱。
[0009]在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:該填充箱包括上組件、下組件、支架，上組件和下組件是由厚度小于1mm的條狀金屬薄板制成，在每片金屬薄板上有2道彎折線，彎折線將金屬薄板劃分為1片面板和2片側(cè)板，在面板區(qū)域中有密集的網(wǎng)眼，單個(gè)網(wǎng)眼的短向尺寸彡4臟且< 12mm，長向尺寸彡51111]1且< 15mm，從網(wǎng)眼中被沖切出來的金屬片形成一端仍與母材相連向外翹起的阻漿片，將金屬薄板的兩端沿彎折線朝同方向分別彎折90°，形成具有三個(gè)面的U型結(jié)構(gòu)的上組件和下組件，在上組件和下組件中嵌入至少3道支架，將上組件和下組件對扣在一起，用焊接或栓釘錨固或鐵絲綁扎的方式將上組件和下組件之間的兩條U型對接邊連接在一起形成填充箱，金屬薄板上的面板分別形成填充箱的上表面和下表面，側(cè)板形成填充箱的側(cè)壁。
[0010]在CN104631681A等現(xiàn)有技術(shù)中，消除浮力影響的關(guān)鍵部件網(wǎng)狀板是“由同一薄鋼板在專用機(jī)器的沖切和擴(kuò)張制作成型”;在薄鋼板上沖切出許多條寬度可忽略不計(jì)、按一定規(guī)律布置的細(xì)縫，將鋼板向兩邊拉伸，使細(xì)縫擴(kuò)張成有規(guī)律的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；該網(wǎng)格大小不能太大，阻止混凝土流入填充箱內(nèi)部主要靠混凝土中水分的表面張力。而在本方案中，在厚度小于1mm的條狀金屬薄板上面板區(qū)域中有密集的網(wǎng)眼，所形成的填充箱上表面、下表面就存在排氣的通道，澆筑混凝土?xí)r就沒有浮力。被沖切出來的金屬片形成阻漿片，網(wǎng)眼與阻漿片間的縫隙能透氣而消除混凝土澆筑過程中產(chǎn)生的浮力，水分的表面張力和阻漿片的機(jī)械阻力共同阻止混凝土漿體流入填充箱。經(jīng)多次試驗(yàn)驗(yàn)證:網(wǎng)眼尺寸在前述范圍之內(nèi)能達(dá)到基本技術(shù)效果，尤以數(shù)值與上下限值的平均值接近時(shí)效果最佳。在條狀金屬薄板上壓制成型出2道彎折線，沿彎折線將金屬薄板彎成U型結(jié)構(gòu)的上組件或下組件，制作上組件和下組件是在工廠進(jìn)行的，后續(xù)的拼裝過程既可以在工廠進(jìn)行，更可以在施工現(xiàn)場進(jìn)行。如果將后續(xù)的拼裝過程安排在施工現(xiàn)場進(jìn)行，因能將條狀金屬薄板一片片摞起來運(yùn)輸，可以大大減少相同數(shù)量填充材料在運(yùn)輸過程中所占的體積，運(yùn)輸效率至少提高5倍。在CN104631681A等現(xiàn)有技術(shù)中，通常是“鋼網(wǎng)形成六面體空腔構(gòu)件的頂面板、底面板和兩個(gè)側(cè)壁的整體成形四面體”，四面體的整體性顯然較好，但是6個(gè)面中所剩余的2個(gè)面是由與前述4個(gè)面不直接相連的游離部件構(gòu)成，首先構(gòu)成該2個(gè)面的部件在安裝過程定位難度大，其次安裝完成后箱體的整體性也較差。而在本技術(shù)方案中，對于填充箱中的任何一個(gè)面，每個(gè)面至少有一條邊借助彎折線與其它面是母材與母材直接相連的，填充箱中不存在與其它面完全游離的面，因此在拼裝過程中，不同面間互相牽制的作用必然導(dǎo)致相互間定位方便且拼裝后整體性好；另外對于工程中最常見的頂面為正方形的箱體，本方案中U型結(jié)構(gòu)的上組件和下組件的大小、尺寸和形狀完全一樣，這樣減少了生產(chǎn)過程中標(biāo)準(zhǔn)件的數(shù)量，能大大提高生產(chǎn)效率。在上組件和下組件中嵌入至少3道支架，除提高填充箱豎向剛度外，還能加強(qiáng)填充箱的水平剛度，防止施工過程中填充箱產(chǎn)生變形。
[0011]本發(fā)明的特征在于阻漿片向填充箱的外側(cè)方向翹起。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):在保證排氣的前提下，阻漿片的翹起方向與混凝土澆筑質(zhì)量有很大關(guān)系。如果阻漿片向填充箱的內(nèi)側(cè)方向翹起，在混凝土壓力作用下，網(wǎng)眼與阻漿片間的縫隙是越張?jiān)酱?，一旦混凝土壓力大于水分張力和阻漿片機(jī)械阻力的合力值，阻漿片將繼續(xù)向填充箱內(nèi)部翹起，使混凝土流入填充箱內(nèi)部。如果阻漿片向填充箱的外側(cè)方向翹起，在混凝土壓力作用下，阻漿片有朝網(wǎng)眼閉合的趨勢，但沖切出來的網(wǎng)眼又不可能與阻漿片閉合到連空氣都無法穿透的程度，因此在達(dá)到大大減小浮力的技術(shù)效果同時(shí)，又防止混凝土流入填充箱內(nèi)部。
[0012]本發(fā)明的特征在于在金屬薄板的側(cè)板區(qū)域中有利用金屬薄板母材形成的加勁肋，每個(gè)側(cè)板區(qū)域有3道或3道以上的加勁肋，加勁肋與彎折線垂直，加勁肋的高度多4mm，相鄰加勁肋互相平行，相鄰加勁肋間距多50mm且< 150mm，側(cè)板所形成的填充箱側(cè)壁上的加勁肋都與水平面垂直，加勁肋位于側(cè)壁的外側(cè)。加勁肋與彎折線垂直，首先從機(jī)械加工上易于實(shí)現(xiàn)，再加上前述方案中已經(jīng)限定的上組件和下組件為U型結(jié)構(gòu)，自然保證了側(cè)壁上的加勁肋都與填充箱的上表面和下表面垂直，這樣能大大增強(qiáng)填充箱的豎向剛度。在任何空心樓蓋的技術(shù)規(guī)程中，都對受力鋼筋與填充材料表面的距離有明確的要求(一般為多10mm)，當(dāng)加勁肋位于填充箱側(cè)壁外側(cè)且高度多10mm時(shí)，加勁肋除了起對填充箱