一种高耐久性配筋式永久性模板、混凝土结构构件及设计、制造方法

摘要

本发明公开了一种高耐久性配筋式永久性模板、混凝土结构构件及设计、制造方法，属于建筑模板及其设计方法技术领域。采用本发明技术方案，可以获得一种具有良好强度、刚度和连接性能的、在浇筑结构构件时无需额外配筋的永久性模板。解决了永久性模板的连接问题，使用时的钢筋布置问题和混凝土振捣阶段的较难正常使用的问题。进一步地，采用本发明所述的设计方法，可以定量化设计永久性模板及其形成构件，使得构件各处的承载力和耐久性均满足使用要求；可以实现材料的最大化利用，从而降低其成本。在此基础上，本发明所述技术方案简化了使用永久性模板的浇筑施工，具有广阔的应用前景。

主权项

一种高耐久性配筋式永久性模板，其特征是，所述的高耐久性配筋式永久性模板由面板(1)和连接件(2)组成；所述面板具有第一连接部位，所述连接件具有第二连接部位，所述的第二连接部位可以与拼合后两块面板的第一连接部位扣合，且所述连接件处在拼合后两块面板的浇筑界面这一侧并与两块面板的第一连接部位相叠，所述面板的浇筑界面设有第一凸起，所述连接件的浇筑界面有第三凸起；所述面板和连接件选用超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)制作，所述面板和连接件内部有用于代替使用所述永久性模板浇筑的混凝土结构构件中增强筋的增强筋，所述增强筋包括有钢筋；所述面板在不与连接件相叠部分的最小厚度(t₁)，使得使用所述模板的结构达到抗弯极限承载力(M)时，所述面板最大裂缝宽度满足目标裂缝宽度(w_max)，以及所述面板的最小配筋(f_y1A_s1)由下式确定：$\left\{\begin{array}{c}{f}_{y1}{A}_{s1}+{\sigma }_{UH}{\mathrm{bt}}_1=\frac{{ϵ}_{cu}}{{ϵ}_{cu}+{ϵ}_{UH}}{f}_{c}bh\left(1-\frac{1}{3}\frac{{ϵ}_0}{{ϵ}_{cu}}\right)\\ M=\left(f_{y1}{A}_{s1}+{\sigma }_{UH}{\mathrm{bt}}_1\right)\left(h-\frac{t_1}{2}-\frac{f_{y1}{A}_{s1}+{\sigma }_{UH}{\mathrm{bt}}_1}{2f_{c}b}\right)-f_{y1}{A}_{s1}\left(m_1-\frac{t_1}{2}\right)\end{array}\right.$以上公式中，ε_UH是所述面板所用超高韧性水泥基复合材料直接拉伸情况下稳态开裂阶段达到目标裂缝宽度(w_max)的最大应变，σ_UH是所述超高韧性水泥基复合材料直接拉伸情况下最大应变ε_UH所对应的应力，b是所述面板的宽度，h是永久性模板在形状主体的混凝土浇筑凝结后与形状主体一同形成的构件的高度，m₁是所述面板的增强筋中的受力主筋形心距处于面板浇筑界面对面的那一面的距离，f_c是所浇筑的混凝土抗压强度，ε₀是所述混凝土压应力达到f_c时所对应的压应变，ε_cu是所述混凝土的极限压应变，f_y1是所述面板的受力主筋的屈服应力，A_s1是所述面板的受力主筋的横截面积之和。