本技術(shù)涉及建筑用結(jié)構(gòu)件。

背景技術(shù)：

1、在建筑行業(yè)中，很多項目對造型要求曲線自由、靈動，同時還要求結(jié)構(gòu)輕盈，盡量細小輕薄。傳統(tǒng)的屋面板材系統(tǒng)涉及到特異性造型時多采用模具成型，但造型特異性就導(dǎo)致模具只能一對多或者一對一，成本很高；而且材料上也很浪費。還有一種是采用金屬類構(gòu)件作為屋面結(jié)構(gòu)支撐，在結(jié)構(gòu)層上再做保溫、防水、飾面等，外部絕緣層包含支撐節(jié)點等結(jié)構(gòu)時通常需要較大的厚度，造型上也多有限制。

2、樹脂基復(fù)合材料的成型和制造技術(shù)在近幾十年來已經(jīng)發(fā)展成一門獨立和前沿的現(xiàn)代工程技術(shù)。隨著使用經(jīng)驗的不斷積累，樹脂基復(fù)合材料已經(jīng)逐漸從航空航天慢慢進入其它行業(yè)。目前復(fù)合材料的主要市場大致有：航空航天領(lǐng)域，如飛行器艙體、燃料筒倉、火箭整流罩等；交通船舶領(lǐng)域，如小型船體船艙、桅桿、甲板、汽車外殼、尾、電池倉、高鐵車頭等；風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域的風(fēng)機葉片；體育民用領(lǐng)域的無人機、自行車、魚竿、裝飾件等。如果將碳纖維樹脂復(fù)合材料用于建筑領(lǐng)域的主體結(jié)構(gòu)，如屋頂?shù)?，則可以滿足結(jié)構(gòu)輕盈、細小輕薄的要求。

3、但目前在建筑行業(yè)，碳纖維材料在主結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的應(yīng)用主要在于針對混凝土構(gòu)件和鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加固方向，如梁底碳纖維濕貼加固、板底碳纖維濕貼加固、結(jié)構(gòu)柱碳纖維纏繞加固等，目前還沒發(fā)現(xiàn)有將碳纖維產(chǎn)品作為主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件使用。同時，傳統(tǒng)碳纖維復(fù)合材料的構(gòu)件連接方式，比如外接金屬頭機械連接，或者層疊膠粘等方式也不適合建造場景。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本實用新型的目的就是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種碳纖維復(fù)合建筑構(gòu)件，可以應(yīng)用于各種個性化的屋面造型，且可在工廠預(yù)制，現(xiàn)場拼接成型即可。

2、本專利構(gòu)思：為應(yīng)對建筑造型異形曲面和輕薄的特點，可以將建筑造型通過合理化的板塊劃分分解成不同的構(gòu)件單元，如屋面系統(tǒng)可分塊成由碳纖維復(fù)合板單元拼接成的基本單元，然后根據(jù)結(jié)構(gòu)計算要求調(diào)整配比和厚度以實現(xiàn)不同跨度的造型要求，之后在廠家進行預(yù)制，確認后運送至現(xiàn)場拼接完成。

3、為達上述目的，本實用新型采取的技術(shù)方案如下：

4、一種碳纖維復(fù)合建筑構(gòu)件，包括多邊形高密度pu泡沫基層、連接件和碳纖維包覆層，所述的pu泡沫基層的各角設(shè)有凹槽，所述的連接件包括預(yù)埋底板和成夾角的兩折邊，兩折邊上設(shè)有長圓孔；所述的預(yù)埋底板設(shè)于凹槽內(nèi)，所述的碳纖維包覆層層層鋪設(shè)于pu泡沫基層和預(yù)埋底板的外露面。

5、進一步，所述的pu泡沫基層在凹槽的側(cè)壁處設(shè)有限位坑，預(yù)埋底板的外沿設(shè)于該限位坑內(nèi)。更進一步，所述的預(yù)埋底板為扇形，所述的限位坑為弧形坑，與預(yù)埋底板的外沿相適應(yīng)。

6、進一步，所述的pu泡沫基層為六邊形，所述的連接件的兩折邊夾角為120°。兩折邊的高度低于pu泡沫基層的頂面，。

7、進一步，所述的pu泡沫基層的厚度小于整體碳纖維復(fù)合建筑構(gòu)件跨度的1/10。

8、進一步，所述的連接件為一體式的折彎鈑金件，兩折邊彎折90°。

9、進一步，所述的連接件還包括螺栓，所述的螺栓應(yīng)用時用于連接相鄰的碳纖維復(fù)合建筑構(gòu)件。

10、進一步，所述的碳纖維包覆層為依次多層包裹的3k(0-90)碳纖維編織布和12k(0-90)碳纖維編織布。

11、本實用新型的有益效果：

12、本實用新型提供的碳纖維復(fù)合建筑構(gòu)件，可作為主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件使用，相較于其它結(jié)構(gòu)材料比如鋼結(jié)構(gòu)或者混凝土等，相當?shù)妮p薄。

13、采用本實用新型提供的碳纖維復(fù)合建筑構(gòu)件，通過合理的分塊和拆分可以實現(xiàn)很多異形雙曲的造型，不僅能滿足各種曲面建筑體的結(jié)構(gòu)成型，還能根據(jù)參數(shù)設(shè)計實現(xiàn)非標產(chǎn)品的預(yù)制裝配，快速拼裝屋面的功能。

14、本實用新型的碳纖維復(fù)合建筑構(gòu)件在每個單元節(jié)點都能適應(yīng)多重角度的拼接，并且可以在安裝的時候微調(diào)校準，在一系列仿真試驗和測試中，通過了結(jié)構(gòu)受力計算，滿足建筑施工要求。

15、下面結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式舉例說明：

技術(shù)特征：

1.一種碳纖維復(fù)合建筑構(gòu)件，其特征在于：包括多邊形高密度pu泡沫基層(1)、連接件(2)和碳纖維包覆層(3)，所述的pu泡沫基層(1)的各角設(shè)有凹槽(101)，所述的連接件(2)包括預(yù)埋底板(201)和成夾角的兩折邊(202)，兩折邊(202)上設(shè)有長圓孔(202a)；所述的預(yù)埋底板(201)設(shè)于凹槽(101)內(nèi)，所述的碳纖維包覆層(3)層層鋪設(shè)于pu泡沫基層(1)和預(yù)埋底板(201)的外露面。

2.如權(quán)利要求1所述的碳纖維復(fù)合建筑構(gòu)件，其特征在于：所述的pu泡沫基層(1)在凹槽(101)的側(cè)壁處設(shè)有限位坑(102)，預(yù)埋底板(201)的外沿設(shè)于該限位坑(102)內(nèi)。

3.如權(quán)利要求1所述的碳纖維復(fù)合建筑構(gòu)件，其特征在于：所述的pu泡沫基層(1)的厚度小于碳纖維復(fù)合建筑構(gòu)件整體跨度的1/10。

4.如權(quán)利要求1所述的碳纖維復(fù)合建筑構(gòu)件，其特征在于：所述的pu泡沫基層(1)為六邊形。

5.如權(quán)利要求2所述的碳纖維復(fù)合建筑構(gòu)件，其特征在于：所述的預(yù)埋底板(201)為扇形，所述的限位坑(102)為弧形坑，與預(yù)埋底板(201)的外沿相適應(yīng)。

6.如權(quán)利要求1所述的碳纖維復(fù)合建筑構(gòu)件，其特征在于：所述的兩折邊(202)的高度低于pu泡沫基層(1)的頂面。

7.如權(quán)利要求4所述的碳纖維復(fù)合建筑構(gòu)件，其特征在于：所述的連接件(2)的兩折邊(202)夾角為120°。

8.如權(quán)利要求1所述的碳纖維復(fù)合建筑構(gòu)件，其特征在于：所述的連接件(2)為一體式的折彎鈑金件。

9.如權(quán)利要求1所述的碳纖維復(fù)合建筑構(gòu)件，其特征在于：所述的連接件(2)還包括螺栓(203)，螺栓(203)應(yīng)用時用于連接相鄰的碳纖維復(fù)合建筑構(gòu)件。

10.如權(quán)利要求1-9任一所述的碳纖維復(fù)合建筑構(gòu)件，其特征在于：所述的碳纖維包覆層(3)為依次多層包裹的3k(0-90)碳纖維編織布和12k(0-90)碳纖維編織布。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開了一種碳纖維復(fù)合建筑構(gòu)件，包括多邊形高密度PU泡沫基層、連接件和碳纖維包覆層，所述的PU泡沫基層的各角設(shè)有凹槽，所述的連接件包括預(yù)埋底板和成夾角的兩折邊，兩折邊上設(shè)有長圓孔；所述的預(yù)埋底板設(shè)于凹槽內(nèi)，所述的碳纖維包覆層層層鋪設(shè)于PU泡沫基層和預(yù)埋底板的外露面。本技術(shù)的碳纖維復(fù)合建筑構(gòu)件作為主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件使用，相較于其它結(jié)構(gòu)材料比如鋼結(jié)構(gòu)或者混凝土等，相當?shù)妮p薄，不僅能滿足各種曲面建筑體的結(jié)構(gòu)成型，還能根據(jù)參數(shù)設(shè)計實現(xiàn)非標產(chǎn)品的預(yù)制裝配，快速拼裝屋面的功能。本技術(shù)在一系列仿真試驗和測試中，通過了結(jié)構(gòu)受力計算，滿足建筑施工要求。

技術(shù)研發(fā)人員：柳亦春,孟浩,賴冠廷,梁喆,徐子杰,張準
受保護的技術(shù)使用者：上海大界機器人科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240314
技術(shù)公布日：2025/1/9