CN100386487C - 密肋结构体系及其连接施工工艺方法 - Google Patents

密肋结构体系及其连接施工工艺方法 Download PDF

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CN100386487C CNB2006100010066A CN200610001006A CN100386487C CN 100386487 C CN100386487 C CN 100386487C CN B2006100010066 A CNB2006100010066 A CN B2006100010066A CN 200610001006 A CN200610001006 A CN 200610001006A CN 100386487 C CN100386487 C CN 100386487C
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姚谦峰
张�杰
袁泉
贾英杰
张荫�
常鹏
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姚谦峰
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Abstract

本发明的密肋结构体系包括密肋复合墙板、隐型框架和楼板。密肋复合墙板是由钢筋混凝土和轻质材料复合而成的网格状建筑构件,把结构墙体用截面较小的钢筋混凝土梁柱即肋梁、肋柱进行划分,并在格子中嵌入轻质材料填充块而形成;密肋复合墙板还包括从肋梁、肋柱上伸出的胡子筋,胡子筋是从每个肋梁柱处伸出四根具有一定锚固长度的钢筋,连接时在端头作弯钩,勾住隐型框架的纵向钢筋;或者胡子筋是从每个肋梁柱处伸出两个U形封闭环,连接时将纵向钢筋插入其中。隐型框架是由嵌套在密肋复合墙板外围的外框柱、连接柱及暗梁组成,可采用普通混凝土梁柱、型钢混凝土梁柱或者钢结构梁柱。填充块材是由具有一定强度、容重及弹模较小的轻质材料加工而成。楼板采用现浇混凝土、现浇或预制的密肋复合楼板、预应力叠合楼板或异型预应力空心楼板的形式。

Description

密肋结构体系及其连接施工工艺方法
技术领域
本发明涉及一种新型建筑结构体系及其连接施工工艺方法,以适应我国墙体材料革 新和建筑节能的要求,充分利用工业废料,彻底取代粘土砖,在建筑建造方面进行标准 化设计、工业化生产和机械化施工。
背景技术
住宅是世界各国都面临的社会问题,"人人享有适当的住宅"已成为联合国第二次 人居大会提出的战略目标。实现住宅产业化,满足小康生活需求,始终是我国政府及科 学工作者多年来的奋斗目标。为此,通过基础性研究、运用高新技术来推动住宅建筑节 能及产业化,以满足人们日益增长的居住需求,促进国民经济和社会的和谐发展势在必行。
然而,住宅建设作为我国的传统产业,长期处于粗放型的生产阶段,住宅结构形式 单一,建筑质量与功能较差,工业化程度不高,劳动生产率及技术含量低,特别是能源 和原材料消耗过大的问题尤为突出。
随着我国城市化进程的加快,能源、环境已成为影响国民经济发展的重大问题,而 建筑耗能又占据我国总耗能的25%_27%,我国已有建筑中99°/。为高耗能,每年新建约15 一16亿平方米的住宅中95%为高耗能建筑,采暖地区每年多耗标准煤1800万吨,多排二 氧化碳52万吨,直接经济损失达70亿元。建筑节能已成为我国可持续发展战略中的一个 重要课题。同时,我国70%以上的国土及80%以上的大中城市属抗震设防区,而已建房 屋的抗震性及耐久性普遍偏低。墙体材料中80%以上仍在大量使用着传统的粘土砖。据 不完全统计,每年挖土毁田约占20余万亩,烧砖用煤约为1亿多吨标准煤,占全国煤产 量的1/15。粘土砖墙体的落后与人类的进步形成明显的反差,建设部、国土资源部出台 了各种政策与文件,以加快墙体改革及节能建筑的步伐。北京、上海、广州等大城市已 明确规定禁用粘土砖,全国64个大中城市已提出禁用或限用实心粘土砖。
因此,研究开发一种能就地取材、抗震性能好、施工周期短、节能效果佳、工程成 本低、适用于多层和高层住宅建筑的新型结构体系尤为迫切。发明内容
为了开发新型节能复合墙体,取代传统粘土砖,提高住宅建筑节能标准及舒适度; 充分利用"三废",保护环境,节约土地,维护生态平衡;开发新型结构体系,提高住 宅建筑抗震能力;研发住宅工业化建造技术,提高住宅建设速度与水平,本发明提供了 一种密肋结构体系及其连接施工工艺方法。
一、 本发明的密肋结构体系包括密肋复合墙板、隐型框架和楼板。其特征在于: 密肋复合墙板是由钢筋混凝土和轻质材料复合而成的网格状建筑构件,把结构墙体
用截面较小的钢筋混凝土梁柱即肋梁、肋柱进行划分,并在格子中嵌入轻质材料填充块 而形成;密肋复合墙板还包括从肋梁、肋柱上伸出的胡子筋,胡子筋是从每个肋梁柱处 伸出四根具有一定锚固长度的钢筋,连接时在端头作弯钩,勾住隐型框架的纵向钢筋; 或者胡子筋是从每个肋梁柱处伸出两个U形封闭环,连接时将纵向钢筋插入其中。
隐型框架是由嵌套在密肋复合墙板外围的外框柱、连接柱及暗梁组成。隐形框架可 采用普通混凝土梁柱、型钢混凝土梁柱或者钢结构梁柱。
填充块材是由具有一定强度、容重及弹模较小的轻质材料加工而成。 楼板采用现浇混凝土、现浇或预制的密肋复合楼板、预应力叠合楼板或异型预应力 空心楼板的形式。
二、 本发明还提供了一种在多层、小高层或高层建筑中连接上述密肋结构体系的施 工工艺方法,其特征在于:
a. 密肋复合墙板和外框柱、连接柱连接:
密肋复合墙板的胡子筋采用直型钢筋,将外框柱、连接柱的钢筋提前绑扎好并就位, 安装墙板时把墙板两侧的胡子筋逐一调直理顺,并在端头作弯钩,勾住外框柱和连接柱 中的纵向钢筋,或者将胡子筋直接和外框柱、连接柱中的型钢进行焊接;
b. 密肋复合墙板和暗梁连接-
密肋复合墙板的胡子筋采用直型钢筋,暗梁钢筋提前绑扎好在墙板吊装完成后就位, 墙板上部肋柱中伸出的胡子筋逐一调直理顺,并在端头作弯钩,勾住暗梁纵向钢筋:
c. 当把密肋复合墙板用梁柱钢筋或型钢连接后,进行隐型框架以及楼板的钢筋混凝土
工程施工。
三、 本发明还提供了另一种在多层、小高层或高层建筑中连接上述密肋结构体系的 施工方法,其特征在于:
3.密肋复合墙板和外框柱、连接柱连接:
密肋复合墙板的胡子筋采用u形封闭环,u形封闭环在肋梁伸出钢筋处形成肋间
平台,在平台间安放加密区和非加密区箍筋,箍筋釆用方形螺旋箍筋或者普通箍筋, 这时把外框柱、连接柱中的纵筋插入并绑扎,或者把外框柱、连接柱中的型钢插入后,
浇筑混凝土;
b.密肋复合墙板和暗梁连接:
密肋复合墙板的胡子筋采用U形封闭环,在墙板吊装完成后,暗梁的纵向钢筋穿入 墙板b部肋柱中伸出的U形封闭环中,箍筋采用方形螺旋箍筋或者普通箍筋;
C.当把密肋复合墙板用梁柱钢筋或型钢连接后,进行隐型框架以及楼板的钢筋混凝土
工程施工。
四、本发明还提供了一种在超高层建筑中连接上述密肋结构体系的施工工艺方法, 其特征在于:
a、 把外框柱、连接柱中的型钢按照设计要求的位置进行焊接;
b、 进行密肋复合墙板的吊装;
C、把密肋复合墙板的胡子筋与外框柱、连接柱中的型钢进行焊接;
d、 把暗梁中的型钢按照设计要求的位置进行焊接;
e、 把密肋复合墙板的胡子筋和暗梁中的型钢进行焊接;
f、 当采用型钢混凝土结构时,浇筑隐型框架l、 2、 3中的混凝土,以及进行楼板8 的施工;当采用钢结构时,进行楼板8的施工,然后在隐型框架l、 2、 3和密肋 复合墙板中间形成有一定宽度的缝隙并在其中填充阻尼材料。
接着重复a-f步骤,直到完成整个建筑物。
本发明的密肋结构是一种新型的结构体系,在受力机理、抗震性能、节能保温、产
业化等方面具有明显优点,和传统建筑体系进行比较优点表现为:U)适应我国墙体材料 革新和建筑节能的要求,充分利用工业废料,彻底取代粘土砖,满足轻型建筑节能要求; (2)可对构件进行优化设计,实现地震能量的分级释放,形成填充块、肋梁柱、隐型框架 多道抗震防线;(3)构件实现标准化设计、工业化生产、机械化施工;(4)密肋复合墙板由 于低弹模填充块材的作用,形成消能减震构件,因此结构设计体现了减震思想。
附图说明
图1是本发明密肋结构体系的结构图。
图中:l.外框柱,2.连接柱,3.暗梁,4.肋梁,5.肋柱,6.轻质填充块,7.胡 子筋(直型钢筋或U形封闭环),8.楼板
具体实施方式
本发明的密肋结构体系釆用装配整体式结构方案,主要由密肋复合墙板、隐型框架l、
2、 3和楼板8构成。
一、 密肋复合墙板:是把结构墙体用截面较小的钢筋混凝土梁柱即肋梁柱4、 5进行 划分,形成网格状的墙片,在格子中嵌以轻质材料填充块6,形成钢筋混凝土和轻质材料 复合的建筑构件。墙板側面有从钢筋混凝土小梁柱伸出的连接钢筋,施工过程中对密肋 复合墙板进行装配,它和隐型框架l、 2、 3牢固连接形成密肋结构,截面较小的钢筋混 凝土梁柱称为肋梁柱4、 5。
密肋复合墙板从肋梁柱4、 5上伸出的用于连接的钢筋称为胡子筋7,有两种形式: 一种是从每个肋梁柱4、 5处伸出四根直筋,连接时在端头作弯钩,勾住隐型框架柱中的 纵筋;另一种是从每个肋梁柱4、 5处伸出两个U形封闭环,连接时用纵筋插入,连接不 同墙板。
二、 隐型框架l、 2、 3:
1. 隐型框架l、 2、 3在多层结构中用于连接复合墙板,配筋按构造进行;
2. 在小高层和高层结构中起连接作用的同时参与受力,外框柱l、连接柱2中的钢筋 按计算结果进行配置,外框柱l、连接柱2也可采用型钢混凝土,直接用型钢代替柱中的 钢筋骨架;暗梁3内的钢筋仍按计算配置。
3. 在超高层结构中,外框柱l、连接柱2采用型钢混凝土的同时,暗梁3也用型钢混 凝土。此时隐型框架自成独立的受力体系,密肋复合墙板作为填充的构件发挥消能减震 构件的作用。
4. 在超高层结构中,隐型框架也可全采用钢结构,自成独立的受力体系,密肋复合 墙板作为填充的构件发挥消能减震构件的作用。
三、 楼板8:在密肋结构体系中可采用现浇混凝土、现浇或预制的密肋复合楼板、预 应力叠合楼板或异型预应力空心楼板的形式。
密肋复合墙板使用肋梁4、肋柱5及填充块6形成整体墙板,墙板又与隐型框架l、 2、 3整浇为一体,形成一个增强的受力体系。在水平荷载作用下密肋复合墙板与隐型框架共 同工作,墙板一方面受到框架的约束,另一方面又对框架进行反约束,两者相互作用、 共同受力、充分发挥各自性能。因此,密肋结构中密肋复合墙板不仅起围护、分隔空间 和保温作用,而且可作为承力构件。
作为承力构件的密肋复合墙板可根据竖向及水平力的不同进行墙板的优化设计;隐
型框架l、 2、 3在多层建筑中按构造进行设计,在小高层、高层和超高层建筑中依据受 力进行设计。
1. 在多层、小高层或髙层建筑中的连接施工工艺方法:
外框柱l、连接柱2:当胡子筋7采用直型钢筋时,外框柱l、连接柱2的钢筋可以
提前绑扎好并就位,吊装墙板时,墙板两側的胡子筋7应逐一调直理顺,并在端头作弯 钩,勾住外框柱l、连接柱2的纵筋,外框柱l、连接柱2中如果是型钢,则和胡子筋7 直接进行焊接;当胡子筋7采用U形封闭环时,不同方向墙板的U形封闭环形成闭合 矩形截面,同时U形封闭环在肋梁4伸出钢筋处形成肋间平台,在平台间安放加密 区和非加密区箍筋,箍筋采用方形螺旋箍筋或者普通箍筋,这时把外框柱l、连接柱 2中纵筋插入并绑扎,或者把外框柱l、连接柱2中的型钢插入,浇筑混凝土后可牢固连 接不同墙板构件。
暗梁3:当胡子筋7采用直型时,暗梁3的钢筋可以提前绑扎好并就位,墙板上部肋 柱中伸出的胡子筋7应逐一调直理顺,并在端头作弯钩,勾住暗梁3的纵筋;当胡子筋7 采用U形封闭环时,暗梁3的纵向钢筋由墙板上部肋柱5中伸出的U形封闭环穿入, 箍筋采用方形螺旋箍筋或者普通箍筋。
当把密肋复合墙板用梁柱钢筋或型钢连接后,进行隐型框架l、 2、 3以及楼板8的钢 筋混凝土工程施工,应严格按钢筋砼施工的相关规范要求进行。
2. 在超高层建筑中的连接施工工艺方法:
a. 把外框柱1和连接柱2中的型钢按照设计要求的位置进行焊接:
b. 进行密肋复合墙板的吊装;
c. 把墙板胡子筋7与外框柱1和连接柱2中的型钢进行焊接;
d. 把暗梁3中的型钢按照设计要求的位置进行焊接;
e. 把墙板胡子筋7和暗梁3中的型钢进行焊接;
f. 当采用型钢混凝土结构时,浇筑隐型框架l、 2、 3中的混凝土,以及进行楼板 8的施工;当采用钢结构时,进行楼板8的施工,然后在隐型框架l、 2、 3和密肋复 合墙板中间形成有一定宽度的缝隙并在其中填充阻尼材料。
接着重复a-f步骤,直到完成整个建筑物。

Claims (6)

1.一种密肋结构体系,包括密肋复合墙板、隐型框架(1、2、3)和楼板(8),隐型框架(1、2、3)在结构中用于连接复合墙板,其特征在于,密肋复合墙板是钢筋混凝土和轻质材料复合而成的网格状建筑构件,把结构墙体用截面较小的钢筋混凝土梁柱即肋梁(4)、肋柱(5)进行划分,并在格子中嵌入轻质填充块(6)而形成;密肋复合墙板还包括从肋梁(4)、肋柱(5)上伸出的胡子筋(7),胡子筋是从每个肋梁柱处伸出四根具有一定锚固长度的钢筋,连接时在端头作弯钩,勾住隐型框架(1、2、3)的纵筋;隐型框架(1、2、3)是由嵌套在密肋复合墙板外围的外框柱(1)、连接柱(2)及暗梁(3)组成;该体系的施工工艺方法包括: a.密肋复合墙板和外框柱、连接柱连接: 墙板的胡子筋(7)采用直型钢筋,将外框柱(1)和连接柱(2)中的钢筋提前绑扎好并就位,安装墙板时把墙板两侧的胡子筋(7)逐一调直理顺,并在端头作弯钩,勾住外框柱(1)和连接柱(2)的纵筋,或者将胡子筋(7)直接和外框柱(1)和连接柱(2)中的型钢进行焊接; b.密肋复合墙板和暗梁连接: 墙板的胡子筋(7)采用直型钢筋,墙板吊装后,将暗梁(3)的钢筋提前绑扎好并就位,墙板上部肋柱(5)中伸出的胡子筋(7)逐一调直理顺,并在端头作弯钩,勾住暗梁(3)的纵筋; c.当把密肋复合墙板用梁柱钢筋或型钢连接后,进行隐型框架(1、2、3)以及楼板(8)的钢筋混凝土工程施工。
2. —种密肋结构体系,包括密肋复合墙板、隐型框架(1、 2、 3)和楼板(8),隐型 框架(1、 2、 3)在结构中用于连接复合墙板,其特征在于,密肋复合墙板是钢筋混凝t: 和轻质材料复合而成的网格状建筑构件,把结构墙体用截面较小的钢筋混凝土梁柱即肋梁(4) 、肋柱(5)进行划分,并在格子中嵌入轻质填充块(6)而形成;密肋复合墙板还 包括从肋梁(4)、肋柱(5)上伸出的胡子筋(7),胡子筋(7)是从每个肋梁柱处伸出 两个U形封闭环,连接时把隐型框架(1、 2、 3)的纵筋插入其中;隐型框架(l、 2、 :0 是由嵌套在密肋复合墙板外围的外框柱(1)、连接柱(2)及暗梁(3)组成;该体系的施工工艺方法包括:a.密肋复合墙板和外框柱、连接柱连接: 墙板的胡子筋(7)采用U形封闭环,U形封闭环在肋梁(4)伸出钢筋处形成肋间 平台,在平台间安放加密区和非加密区箍筋,这时把外框柱(1)和连接柱(2)中的 纵筋插入并绑扎,或者把外框柱(1)和连接柱(2)中的型钢插入,浇捣混凝土后连接不 同的墙板构件;b.密肋复合墙板和暗梁连接:墙板的胡子筋(7)采用U形封闭环,墙板吊装后,暗梁(3)的纵向钢筋穿入墙板 上部肋柱(5)中伸出的U形封闭环中,箍筋采用方形螺旋箍筋或者普通箍筋;c.当把密肋复合墙板用梁柱钢筋或型钢连接后,进行隐型框架(1、 2、 3)以及楼板 (8)的钢筋混凝土工程施工。
3. 根据权利要求1或者2所述的密肋结构体系,其特征在于隐形框架(1、 2、 3)采 用普通混凝土梁柱、型钢混凝土梁柱或者钢结构梁柱的形式。
4. 根据权利要求1或者2所述的密肋结构体系,其特征在于楼板(8)采用现浇混凝 土楼板、现浇或者预制的密肋复合楼板、预应力叠合楼板或异型预应力空心楼板的形式。
5. 根据权利要求1或者2所述的密肋结构体系,其特征在于填充块(6)是由具有-定强度、容重以及弹模较小的轻质材料加工而成。
6. —种在超高层建筑中连接权利要求l一5中任一项所述的密肋结构体系的施工工艺 方法,其特征在于:a. 把外框柱(1)和连接柱(2)中的型钢按照设计要求的位置进行焊接;b. 进行密肋复合墙板的吊装;c. 把墙板的胡子筋(7)与外框柱(1)以及连接柱(2)中的型钢进行焊接;d. 把暗梁(3)中的型钢按照设计要求的位置进行焊接;e. 把墙板的胡子筋(7)和暗梁(3)中的型钢进行焊接;f. 当采用型钢混凝土结构时,浇筑隐型框架(1、 2、 3)中的混凝土,以及进行楼 板(8)的施工;当采用钢结构时,进行楼板(8)的施工,然后在隐型框架(1、 2、3)和密肋复合墙板中间形成有一定宽度的缝隙并在其中填充阻尼材料;接着重复a—f步骤,直到完成整个建筑物。
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密肋壁板轻框结构节能住宅体系研究. 姚谦峰,陈平,张荫,赵冬.工业建筑,第33卷第1期. 2003
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密肋复合墙体抗震性能及设计理论研究. 黄炜,姚谦峰,章宇明,周铁钢,田英侠.西安建筑科技大学学报,第37卷第1期. 2005
密肋复合墙体抗震性能及设计理论研究. 黄炜,姚谦峰,章宇明,周铁钢,田英侠.西安建筑科技大学学报,第37卷第1期. 2005 *
新型复合墙体在竖向荷载作用下的简化计算模型. 周铁钢,黄炜,姚谦峰,田英霞.工业建筑,第35卷第8期. 2005
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