一种含功能梯度材料面层的叠合楼板

【】本技术属于建筑领域，具体涉及一种含功能梯度材料面层的叠合楼板。

背景技术

0、背景技术：

1、装配式建筑是我国未来建筑发展的一大方向，现如今，装配式建筑仍然处于发展上升阶段，一方面，原因在于它的造价相对比较昂贵；另一方面，建筑整体的刚度、强度还有待提高以及各部分构件的重量还需要降低。

2、装配式建筑中的叠合楼板主要承担着恒载和活载的作用，再将所受荷载传递给梁，它是装配式建筑中不可或缺的构件之一。现在工程上大多数采用的是传统的预制叠合板，由混凝土底板和预制叠合层组成，这样组合在一起楼板相对比较笨重，不利于运输和安装，同时，对施工人员也提出了更高的要求；其次，它的强度也还有待提高，相比于其他混凝土制品，其承载能力存在一定的限制；另外，它的耐久性表现较差，容易受到自然环境的影响，表面会出现裂纹、剥落等问题，需要进一步进行改善。

技术实现思路

0、技术实现要素：

1、综上所述，针对现有技术存在的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种含功能梯度材料面层的叠合楼板。

2、为了解决以上技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

3、一种含功能梯度材料面层的叠合楼板，其特征在于：包括混凝土空心板、功能梯度材料面层、板肋、预留孔洞、受力钢筋以及横向穿孔钢筋等。其中，功能梯度材料面层分布于叠合楼板的上表面和下表面，厚度为15-20mm，根据实际需求可进行适当调整，混凝土空心板介于它们中间，厚度为90mm左右，混凝土空心板的混凝土强度等级为c30。功能梯度材料面层是由陶瓷相材料和金属材料铜制成的复合材料，面层的外表面富含陶瓷，与混凝土空心板相接的内界面富含金属铜。板肋位于混凝土空心板中，板肋上有很多方形预留孔洞，板肋采用铝合金材料制成，板肋下方有横向穿孔钢筋和受力钢筋。功能梯度材料面层与混凝土空心板采用植筋的方式进行连接，植筋孔洞和连接钢筋均位于混凝土空心板的内部，植筋胶采用的是环氧树脂粘剂。

4、优选的，所述叠合楼板中通过钻孔进行板内植筋，孔洞间距等距。

5、采用上述方案的有益效果是：板内植筋能够让板件之间更好地贴合在一起，增强叠合楼板的整体性，等距是避免应力集中造成楼板产生破坏面。

6、优选的，所述板肋中的预留孔洞，为了能够进一步增强混凝土空心板的承载能力，在孔洞周围布置加强筋。

7、采用上述方案的有益效果是：确保楼板的整体稳定性和承载能力。

8、优选的，所述功能梯度材料面层与混凝土空心板连接时可以采用环氧树脂粘剂进行加固。

9、采用上述方案的有益效果是：首先，环氧树脂胶与金属材料铜和陶瓷相材料均不会发生化学反应，有着良好的粘合性；除此之外，环氧树脂胶本身具备高强度、耐腐蚀、耐老化等特点，能够在恶劣环境下保持着稳定的连接性能，进而叠合楼板的整体性会有所提升。

10、优选的，所述横向穿孔钢筋通过螺栓与孔洞进行连接。

11、采用上述方案的有益效果是：进一步提高板肋与横向穿孔钢筋的紧固度，并增强连接的可靠性以及保证构件整体的稳定性。

12、本实用新型与现有技术对比的有益效果：

13、(1)本实用新型功能梯度材料面层的陶瓷相材料和金属材料铜在厚度方向上服从幂函数分布，将功能梯度材料面层简单划分成了耐热区、力学性能区以及热应力缓和功能区这三个区域。

14、(2)本实用新型功能梯度复合材料既能兼备陶瓷相材料的耐高温性能，拥有绝热的效果；还具备金属材料的良好刚度，有着高强度、耐久性较好等优良特性；同时，还避免了陶瓷和金属产生分化界面，可以很明显的降低材料内部的集中应力和残余热应力。

15、(3)本实用新型功能梯度材料面层选用的基体金属铜与混凝土的杨氏模量比较接近，提高了结构在受力时的整体稳固度；其次，陶瓷与混凝土的热传导系数相近，降低了温度应力带来的影响。

16、(4)本实用新型还减轻了叠合楼板的总重量，降低了工程人员施工作业的难度。总体上，直接改善了叠合楼板的多方面性能和叠合楼板的使用寿命，具备良好的工程应用价值和经济效益。

技术特征：

1.一种含功能梯度材料面层的叠合楼板，其特征在于，包括：功能梯度材料面层，面层是由陶瓷相材料(1)和金属材料铜(2)制成的复合材料，位于楼板中心的混凝土空心板(3)，安置在混凝土空心板(3)中的板肋，板肋预留孔洞下的横向穿孔钢筋(4)和受力钢筋(5)，以及贯穿混凝土空心板(3)和功能梯度材料面层的植筋孔洞和连接钢筋。

2.根据权利要求1所述的含功能梯度材料面层的叠合楼板，其特征在于：所述功能梯度材料面层分布于叠合楼板的上、下表面，所述混凝土空心板(3)中的混凝土强度等级为c30。

3.根据权利要求1所述的含功能梯度材料面层的叠合楼板，其特征在于：所述板肋埋在混凝土空心板(3)中，板肋上有很多方形预留孔洞，通过铝合金材料制成，所述横向穿孔钢筋(4)、受力钢筋(5)和连接钢筋的强度等级均为hrb400。

4.根据权利要求3所述的含功能梯度材料面层的叠合楼板，其特征在于：所述板肋中的方形预留孔洞的尺寸为20mm×20mm。

5.根据权利要求3所述的含功能梯度材料面层的叠合楼板，其特征在于：所述每个预留孔洞都有横向穿孔钢筋(4)穿过，所述受力钢筋(5)位于横向穿孔钢筋(4)的下方，均在混凝土空心板(3)中。

6.根据权利要求1所述的含功能梯度材料面层的叠合楼板，其特征在于：所述功能梯度材料面层的厚度为15-20mm，根据实际需求可进行适当调整，所述混凝土空心板(3)的厚度为90mm左右。

7.根据权利要求1所述的含功能梯度材料面层的叠合楼板，其特征在于：所述功能梯度材料面层与混凝土空心板(3)采用植筋的方式进行连接，植筋孔洞和连接钢筋均位于混凝土空心板(3)的内部。

8.根据权利要求7所述的含功能梯度材料面层的叠合楼板，其特征在于：所述植筋孔洞的直径为20mm，植筋胶采用的是环氧树脂粘剂。

9.根据权利要求8所述的含功能梯度材料面层的叠合楼板，其特征在于：所述植筋孔洞与连接钢筋均匀分布在整个楼板上，相邻孔洞是等距的。

技术总结本技术提供了一种含功能梯度材料面层的叠合楼板，包括混凝土空心板、功能梯度材料面层、板肋、受力钢筋和横向穿孔钢筋等。其中，功能梯度材料面层分布于楼板的顶、底部，混凝土空心板夹在它们中间。功能梯度材料面层由陶瓷和金属铜制成，面层的外表面富含陶瓷，与混凝土空心板相接的内界面富含金属铜。板肋位于混凝土空心板中，板肋下方有横向穿孔钢筋和受力钢筋。相比不掺入功能梯度材料面层的传统叠合楼板，本技术有以下优点：一、陶瓷作为增强体，它的热传导系数低，耐热冲击效果好，利用其绝热性能可以减小残余热应力对建筑的危害；二、功能梯度材料选用金属铜作为基体，它的杨氏模量与混凝土相近，提高了结构在受力时的整体稳定性。技术研发人员：黄小林,莫文杰,孙文玉,袁旭升,张宇哲受保护的技术使用者：桂林电子科技大学技术研发日：20230907技术公布日：2024/7/23