[发明专利]一种新型竹-钢-建筑废料组合构件及制造方法

说明书

本发明涉及一种新型竹‑钢‑建筑废料组合构件及制造方法，组合构件由FRP层、软木层、空心带肋薄壁钢筒、建筑废料和竹质圆筒组成。制作时，空心带肋薄壁钢筒由工厂一次性浇铸而成，将竹质圆筒放入空心带肋薄壁钢筒内侧；将建筑废料浇筑到空心带肋薄壁钢筒与竹质圆筒形成的扇形空间内，紧贴空心带肋薄壁钢筒外包裹厚度不小于30mm软木层，在软木层外侧通过环氧树脂胶包裹FRP层。本制造方法与传统施工方法相比，具有轻质高强、节约资源、绿色环保、防锈蚀、耐火以及外表美观等优点。

技术领域

本发明涉及一种新型竹-钢-建筑废料组合构件及制造方法，属于建筑构件制造领域。

背景技术

传统建筑结构自重大、施工工艺繁琐，大量建筑材料的使用会对环境造成影响，新型的建筑结构构件可以通过改良解决上述问题。钢材强度高、材质均匀、连接方式灵活，但稳定性和耐火性能较差。

近年来，竹木结构在我国逐渐得到应用，竹材生长周期短、自重轻、高温下强度损失小、可再生、易加工，但由于竹木构件承载力较低，强度低、各项异性，竹木结构在高层建筑和桥梁中的应用受到局限。因此，可利用竹-钢组合结构中，钢材高强度和灵活性，弥补竹材各项异性的不足、提高构件的整体强度，原竹可以加工成竹筒放置在组合构件中，通过加工的软木材料具有较好的耐火性能，可以作为防火材料。竹-钢组合可以获得高承载力、提高结构稳定性的方法。竹-钢组合柱中，竹筒外围设置薄壁钢，在竹筒与薄壁钢形成的区域内浇筑建筑废料，薄壁钢起到增强承载力和约束竹材的作用，FRP包裹在最外层起到约束的作用，FRP与钢筒之间设置一层软木层可以改善构件的耐火性能。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种新型竹-钢-建筑废料组合构件及制造方法，具有轻质高强、节约资源、保护环境、便于装配式生产使用的优点。

本发明采取的技术方案如下：

一种新型竹-钢-建筑废料组合构件及制造方法，所述的构件从外到内依次为FRP层(1)、软木层(2)、空心带肋薄壁钢筒(3)、建筑废料(4)和竹质圆筒(5)；其制造方法为先将空心带肋薄壁钢筒(3)由工厂一次性浇铸而成，三根钢肋(3-1)将空心带肋薄壁钢筒(3)圆断面三等分且沿空心带肋薄壁钢筒(3)轴向内侧通长分布，钢肋(3-1)厚度不小于5mm；将竹质圆筒(5)放入空心带肋薄壁钢筒(3)内侧，竹质圆筒(5)通过三根钢肋(3-1)固定在空心带肋薄壁钢筒(3)中心位置；将建筑废料(4)浇筑到空心带肋薄壁钢筒(3)与竹质圆筒(5)形成的扇形空间内，紧贴空心带肋薄壁钢筒(3)外包裹厚度不小于30mm软木层(2)，在软木层(2)外侧通过环氧树脂胶包裹FRP层(1)，FRP为纤维复合材料，FRP层(1)的纤维方向为横向。所述建筑废料(4)也可以为生物质混合料或混凝土；所述竹质圆筒(5)内部可以填充生物质混合料或混凝土。

本发明的有益效果是：

竹材作为承重构件，起到减轻自重、节约资源保护环境的效果，符合绿色环保的发展理念；复合材料柱体内的填充物为建筑废料，将建筑废料打碎搅拌，实现废物再利用，既满足了构件的强度要求，又实现了节约资源、保护环境的目的；复合材料柱的空心带肋薄壁钢筒表层经过预先的防锈处理后可以在恶劣环境下使用，最外层的FRP可以改善外观的同时起到一定的约束作用，软木层可以提高构件的耐火性能，预制的钢筒和竹筒可以缩短工期，建筑废料现场浇筑可以使其与钢筒更好的结合，FRP和软木层的粘结采用环氧树脂胶黏剂可以提高材料的利用率，减小对材料力学性能的影响。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

图1为一种新型竹-钢-建筑废料组合构件及制造方法示意图；

图2为薄壁钢筒示意图；

图3为一种新型竹-钢-建筑废料组合构件及制造方法剖面图；

附图标记：1为FRP层；2为软木层；3为空心带肋薄壁钢筒；4为建筑废料；5为竹质圆筒。