预约束块材筏板及节点和施工方法与流程

本发明属于结构领域，特别涉及一种预约束块材筏板及节点和施工方法。

背景技术：

1、在建设工程中，筏板是建筑结构的重要组成部分。筏板经常采用钢筋混凝土板，为混凝土与钢筋组成。这需要用到大量的石、砂、水泥材料。据统计，我国建设用石占混凝土质量近1/2，其使用遍及建筑、交通和铁路等众多行业。据测算，现全国每年仅建设用石量约为40多亿吨，是消耗自然资源最大的材料。目前合乎钢筋混凝土结构所要求的天然砂石已经难以满足工程需要，在实际工程中大量使用机制砂和机制石，通常采用振动给料机、颚式破碎机、制砂机、振动筛和胶带传输机等设备对天然石进行加工，把天然石块粉碎成小粒径石子或砂。在这个过程需要消耗较高的电力、运输、人工，而且产生许多粉尘。这对我们资源和环境带来较大的压力。如何在筏板中减少水泥、小粒径砂、石的应用，对我国工程建设和节能环保有着重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种预约束块材筏板及节点和施工方法，解决了筏板中使用过多水泥、小粒径砂、石的问题，并解决了块材与钢筋与聚合物协同受力的问题。本发明通过筏板内置预约束块材，有效减少水泥、小粒径砂、石用量，减少水化热、减少粉尘；通过约束笼提升块材和聚合物的连接和受力，实现筏板的力学性能。本技术具有性能可靠、构造简单、施工快捷、绿色环保等优势。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

3、一种预约束块材筏板，包括预约束块材、聚合物和筏板钢筋；预约束块材包括块材和约束笼；块材内置在约束笼中；约束笼包括笼架和约束笼孔洞；约束笼在端部封闭；筏板钢筋包括筏板纵向钢筋和筏板横向钢筋；筏板横向钢筋沿着筏板纵向钢筋间隔布置，形成筏板钢筋网；筏板钢筋网有筏板上钢筋网和筏板下钢筋网；预约束块材位于筏板上钢筋网和筏板下钢筋网之间；聚合物包裹筏板钢筋网，并填充预约束块材和筏板钢筋网之间的间隙；预约束块材位于待施工的竖向构件之间的筏板区域。

4、优选的，聚合物为水泥浆、水泥砂浆或混凝土；约束笼孔洞的尺寸小于该处块材的尺寸；笼架包括侧壁架和端部封闭件；端部封闭件为侧壁架延伸形成或为专用的端部封闭件；专用的端部封闭件与侧壁架连接为一体；约束笼孔洞处有聚合物，使约束笼内的聚合物和约束笼外的聚合物连接为一体；预约束块材位于筏板截面高度的中部区域。

5、优选的，约束笼为两端封闭；约束笼为约束筋笼或网格笼；约束筋笼的笼架由约束筋组成；约束筋为钢筋或钢丝或frp筋；网格笼的笼架由金属网或带孔洞的钢板组成。

6、优选的，笼架有多个子空间；子空间相互独立，内放置有块材。

7、优选的，预约束块材有多个；预约束块材沿着筏板的纵向和/或横向间隔布置；约束笼为水平和/或竖向放置。

8、一种筏板节点，包括预约束块材筏板和钢筋混凝土基础梁；预约束块材筏板与钢筋混凝土基础梁固定连接，形成梁板节点区，梁板节点区内无预约束块材；钢筋混凝土基础梁有梁纵向钢筋、梁横向钢筋和梁混凝土；梁的横向钢筋沿着梁纵向间隔设置；下部筏板纵向钢筋伸入钢筋混凝土基础梁中，位于梁横向钢筋和梁纵向钢筋的间隙，被梁混凝土包裹；预约束块材距离梁边有一定距离。

9、一种筏板节点，包括预约束块材筏板和竖向构件；预约束块材筏板与竖向构件固定连接；竖向构件为墙或柱；竖向构件包括竖向钢筋、横向钢筋和混凝土；竖向构件的竖向钢筋插入预约束块材筏板，钢筋插入的长度不少于锚固长度；竖向构件对应的筏板区域无预约束块材，筏板内的预约束块材距离竖向构件有一定距离。

10、这种预约束块材筏板的施工方法，施工步骤如下：

11、步骤一、准备筏板钢筋、约束筋、块材的原材料、水、砂、石、水泥、添加剂、胶凝材料的掺和物(粉煤灰等)；加工筏板钢筋至预定长度和形状；按照设计要求，把水、砂、石、水泥、添加剂、胶凝材料的掺和物(粉煤灰等)搅拌为一体，形成聚合物；

12、步骤二、加工约束筋至预定长度和形状，加工为约束笼；把块材原料分割为预定大小的块材；去除块材表面浮尘，并按粒径对块材进行分类；把块材放入约束笼，形成预约束块材；

13、步骤三、支设筏板侧向模板；

14、步骤四、绑扎筏板下钢筋网；

15、步骤五、把预约束块材放置在筏板下钢筋网上方，避开竖向构件对应的区域；

16、步骤六、绑扎筏板上钢筋网；

17、步骤七、浇筑聚合物，使预约束块材、筏板钢筋和聚合物混合为整体，聚合物包裹筏板钢筋；

18、步骤八，养护预约束块材聚合物到预定强度，使预约束块材、聚合物和筏板钢筋形成整体。

19、与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果。

20、1、通过约束笼的设置以及降低块材的接触面积，使得聚合物有效填充块材之间空隙，有效减少质量缺陷，提升施工质量，实现结构安全。

21、2、通过筏板内放置块材，减少水泥的用量，减少砂、石用量，施工过程中减低大体积板的水化热，节能减排。

22、3、通过筏板内约束笼对其中的块材和聚合物进行约束，形成有约束块材聚合物，提高块材与聚合物结合的强度和延性，实现预约束块材筏板的力学性能。

23、4、预约束块材可全部或部分进行预加工，施工效率高。

技术特征：

1.一种预约束块材筏板，其特征在于：所述预约束块材筏板(a)包括预约束块材(9)、聚合物(3)和筏板钢筋(5)；所述预约束块材(9)包括块材(1)和约束笼(2)；所述块材(1)内置在约束笼(2)中；所述约束笼(2)包括笼架(2.1)和约束笼孔洞(2.2)；所述约束笼(2)在端部封闭；所述筏板钢筋(5)包括筏板纵向钢筋(5.1)和筏板横向钢筋(5.2)；所述筏板横向钢筋(5.2)沿着筏板纵向钢筋(5.1)间隔布置，形成筏板钢筋网(6)；所述筏板钢筋网(6)有筏板上钢筋网(6.1)和筏板下钢筋网(6.2)；所述预约束块材(9)位于筏板上钢筋网(6.1)和筏板下钢筋网(6.2)之间；所述聚合物(3)填充预约束块材(9)内的间隙；所述聚合物(3)包裹筏板钢筋网(6)，并填充预约束块材(9)和筏板钢筋网(6)之间的间隙；所述预约束块材(9)位于待施工的竖向构件(c)之间的筏板区域。

2.根据权利要求1所述的预约束块材筏板，其特征在于：所述聚合物(3)为水泥浆、水泥砂浆或混凝土；所述约束笼孔洞(2.2)的尺寸小于该处块材(1)的尺寸；所述笼架(2.1)包括侧壁架(2.1.1)和端部封闭件(2.1.2)；所述端部封闭件(2.1.2)为侧壁架(2.1.1)延伸形成或为专用的端部封闭件(2.1.2)；所述专用的端部封闭件(2.1.2)与所述侧壁架(2.1.1)连接为一体；所述约束笼孔洞(2.2)处有聚合物(3)，使约束笼(2)内的聚合物(3)和约束笼(2)外的聚合物(3)连接为一体。

3.根据权利要求1所述的预约束块材筏板，其特征在于：所述约束笼(2)为两端封闭；所述约束笼(2)为约束筋笼或网格笼；所述约束筋笼的笼架(2.1)由约束筋(4)组成；所述约束筋(4)为钢筋或钢丝或frp筋；所述网格笼的笼架(2.1)由金属网或带孔洞的钢板组成。

4.根据权利要求1所述的预约束块材筏板，其特征在于：所述笼架(2.1)有多个子空间；所述子空间相互独立，内放置有块材(1)。

5.根据权利要求1所述的预约束块材筏板，其特征在于：所述预约束块材(9)有多个；所述预约束块材(9)沿着筏板的纵向和/或横向间隔布置；所述约束笼(2)为水平和/或竖向放置。

6.一种筏板节点，包括权利要求1-5中任意一项所述的预约束块材筏板(a)与钢筋混凝土基础梁(b)，其特征在于：所述的预约束块材筏板(a)与钢筋混凝土基础梁(b)固定连接，形成筏板基础梁节点区，筏板基础梁节点区内无预约束块材(9)；所述钢筋混凝土基础梁(b)有梁纵向钢筋、梁横向钢筋和梁混凝土；所述梁的横向钢筋沿着梁纵向间隔设置；所述下部筏板纵向钢筋(5.1)伸入钢筋混凝土基础梁(b)中，位于梁横向钢筋和梁纵向钢筋的间隙，被梁混凝土包裹；所述预约束块材(9)距离梁边有一定距离。

7.一种筏板节点，包括权利要求1-5中任意一项所述的预约束块材筏板(a)和竖向构件(c)；其特征在于：所述的预约束块材筏板(a)与竖向构件(c)固定连接；所述竖向构件(c)为墙或柱；所述竖向构件(c)包括竖向钢筋、横向钢筋和混凝土；所述竖向构件(c)的竖向钢筋插入预约束块材筏板(a)，钢筋插入的长度不少于锚固长度；竖向构件(c)对应的筏板区域无预约束块材(9)，所述筏板内的预约束块材(9)距离竖向构件(c)有一定距离。

8.一种预约束块材筏板的施工方法，其特征在于，施工步骤如下：

技术总结
一种预约束块材筏板及节点和施工方法，包括预约束块材、聚合物和筏板钢筋；预约束块材包括块材和约束笼；块材内置在约束笼中；约束笼包括笼架和约束笼孔洞；筏板钢筋包括筏板纵向钢筋和筏板横向钢筋；筏板横向钢筋沿着筏板纵向钢筋间隔布置，形成筏板钢筋网；筏板钢筋网有筏板上钢筋网和筏板下钢筋网；预约束块材位于筏板上钢筋网和筏板下钢筋网之间；聚合物包裹筏板钢筋网，并填充预约束块材和筏板钢筋网之间的间隙；预约束块材位于待施工的竖向构件之间的筏板区域。本发明采用了约束笼内置块材与聚合物形成预约束块材聚合物，减少块材的过分粉碎，减少能耗与污染；增强块材与聚合物的共同作用，实现预约束块材筏板的承载力和延性。

技术研发人员：姚攀峰
受保护的技术使用者：姚攀峰
技术研发日：
技术公布日：2024/10/24