CN102140842B - 夹模边框式芯墙自承重结构多层住宅体系工业化施工方法 - Google Patents

夹模边框式芯墙自承重结构多层住宅体系工业化施工方法 Download PDF

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冯葆纯
钱稼茹
庄惟敏
张以超
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Abstract

本发明涉及一种夹模边框式芯墙自承重结构多层住宅体系工业化施工方法,其承重墙的施工包含以下步骤:(1)在承重墙基和混凝土基础梁上预埋连接钢筋;(2)在所述基础梁的连接钢筋之间对位安装含有夹芯轻材的预制的墙板;(3)分别配置构造柱和梁的受力钢筋,分别连接构造柱和梁的连接钢筋,安装构造柱和梁的夹模,使所述墙板左右端和/或上端包裹在构造柱夹模和/或梁的夹模内;(4)在所述墙板两侧表面喷涂混凝土,以及现场浇筑构造柱和梁。采用本发明的施工方法可以节省大量模板,显著提高施工速度、缩短施工周期、降低成本,且建起的多层住宅体系的强度、抗冲、抗震性能以及整体性能都得到显著提高,自重减轻,节能、保温、隔声效果好。

Description

夹模边框式芯墙自承重结构多层住宅体系工业化施工方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种其墙体表面现场喷涂成型、梁、柱现场浇筑成型的多层住宅建筑结构工业化施工方法,所得墙体具有良好的外保温效果。
[0002] 背景技术
[0003] 现有的混凝土建筑浇筑系统包括固定连接的竖向钢筋、水平钢筋,竖向钢筋、水平钢筋和墙体模板为现场施工、现场安装,存在的问题是:现场工作量较大、施工速度慢,墙体整体刚度较差,在混凝土浇筑过程中容易发生钢筋移位,使得工程质量不易得到保证。
[0004] 此外,传统承重墙质量重、隔热隔音性能差,混凝土承重墙在浇筑时,墙体和结构柱直接的连接过于简单,导致混凝土承重墙的抗震能力较差。并且,完工后还要进行外墙外保温的二次施工,不仅增加成本,而且所完成的外保温层的寿命相比建筑物本身寿命又不高,仅有20年左右。
[0005] 发明内容
[0006] 本发明提供了一种夹模边框式芯墙自承重结构多层住宅体系工业化施工方法,该方法采取承重墙整体施工方法,可以节省大量模板、缩短工周期,并可提高承重墙的强度、抗冲抗震性能以及墙体整体性能。
[0007] 本发明的主要技术方案:
[0008] 本发明的夹模边框式芯墙自承重结构多层住宅体系工业化施工方法,其与众不同之处集中体现在其承重墙的施工过程,包含以下基本步骤:
[0009] (I)在承重墙基和混凝土基础梁上预埋连接钢筋;
[0010] (2)在所述基础梁的连接钢筋之间对位安装含有夹芯轻材的预制的墙板;
[0011] (3)分别配置构造柱和梁的受力钢筋,分别连接所述墙板和所述构造柱、梁的连接钢筋,安装构造柱、梁的夹模;
[0012] (4)现场浇筑所述构造柱、梁。
[0013] 所述墙板可以是预制的钢网轻板夹芯坯板,也可以是由多块预制的钢网轻板夹芯混凝土板组拼而成的墙板,还可以采用其他具有相同或相近特性的包含夹芯轻材的预制墙板。
[0014] 当所述墙板为钢网轻板夹芯坯板时,在所述步骤(3)中,安装所述构造柱和梁的夹模时,将所述钢网轻板夹芯坯板的左右两端和/或上端包裹在构造柱的夹模和/或梁的夹模内。在所述步骤(4)中在现场浇筑所述构造柱和梁之前或之后,在所述钢网轻板夹芯坯板的两侧表面喷涂混凝土,优选先在所述钢网轻板夹芯坯板的两侧表面喷涂混凝土。
[0015] 当所述墙板为由多块预制的钢网轻板夹芯混凝土板组拼而成的墙板时,相邻两块所述钢网轻板夹芯混凝土板之间采用现场灌注连接柱方式连接。
[0016] 安装所述构造柱和梁的夹模时,也可将组拼后的整块钢网轻板夹芯混凝土板的左右两端和/或上端包裹在构造柱的夹模和/或梁的夹模内。
[0017] 可在现场浇筑所述构造柱和梁之前或之后,在所述组拼后的整块钢网轻板夹芯混凝土板的两侧表面喷涂混凝土,优选先在组拼后的整块钢网轻板夹芯混凝土板的两侧表面喷涂混凝土。
[0018] 本发明的有益效果是:
[0019] 由于采用在工厂预制含有夹芯轻板的墙板作为承重墙的墙体的一部分,相比砖混结构的承重墙而言,节省了大量的模板材料以及钢筋,同时大大缩短施工周期,降低工程造价,还大幅度降低了墙的自重,且墙体的保温、隔热、耐热、防火、降噪性能以及力学性能都得到较大提高,特别是因夹芯轻板具有良好的保温作用,采用本施工方法可实现承重、保温施工一体化一次完成,实现了外墙保温内置化,节能65%以上,保温结构与建筑物同寿命,可达50年以上;
[0020] 由于采用现场浇筑的构造柱和梁,提高了承重墙的强度;
[0021] 由于将所述钢网轻板夹芯坯板或组拼后的整块钢网轻板夹芯混凝土板的左右两端和/或上端包裹在构造柱的夹模和/或梁的夹模内,通常可以先在墙板的两侧面现场喷涂混凝土,再现场浇筑梁和构造柱,由此不仅使墙板与梁、构造柱牢固的连接为一整体,构成了 “带边框的钢网轻板夹芯混凝土承重墙”结构,是该体系的竖向承重系统,而且墙板上的混凝土层边缘被包裹在浇筑的梁和构造柱中并且同现场浇筑的混凝土固结在一起,有利于进一步提高承重墙的强度,而根据施工需要,也可以先浇筑梁、柱将墙板很好地固定住,然后再进行墙体表面的混凝土喷涂,以方便喷涂混凝土层的施工。由于作为边框的梁和柱的约束作用以及构成墙体各部的共同受力,提高了承重墙的整体性、承载力和轴压稳定性,进而提高了该多层住宅体系的抗风、抗震、抗倒塌能力。
[0022] 现场喷涂混凝土而非浇筑,不仅明显缩短了工期,还进一步提高了承重墙的强度和抗冲、抗震性能。
[0023] 采用多块预制的钢网轻板夹芯混凝土板组拼而成的墙板,提高了构筑墙体的灵活性,适应住宅多样性协调尺寸变化,钢网轻板夹芯混凝土板的规格少,通用性强,容易实现系列化和标准化,利于标准化工业生产。由于单块钢网轻板夹芯混凝土板尺寸小,生产设备投资少,安装和运输不需大型机具。
[0024] 由于相邻两块所述钢网轻板夹芯混凝土板之间采用现场灌注连接柱方式连接,提高了连接的可靠性、结构整体性和抗震性能。
附图说明
[0025] 图1是预制的无门窗型钢网轻板夹芯坯板的结构示意图;
[0026] 图2是图1的b_b剖视图;
[0027] 图3是在基础梁上对位安装图1所示坯板后所得结构的构造图;
[0028] 图4是图3的c-c剖视图;
[0029] 图5是配置梁和构造柱钢筋所得结构的构造图;
[0030] 图6是安装梁、构造柱夹模所得结构的构造图;
[0031] 图7是图6的d-d剖视图;
[0032] 图8是将图1所示坯板作为预制墙板并采用本发明的施工方法所建造的钢网轻板夹芯混凝土承重墙的结构示意图;
[0033] 图9是图8的e-e剖视图;
[0034] 图10是图8的一个水平截面示意图;[0035] 图11是单块钢网轻板夹芯混凝土板的截面结构示意图;
[0036] 图12是将图11所示混凝土板作为预制墙板并采用本发明的施工方法所建造的钢网轻板夹芯混凝土承重墙的结构示意图。
具体实施方式
[0037] 如图1-9及图12所示,本发明提供一种夹模边框式芯墙自承重结构多层住宅体系工业化施工方法,其中作为竖向承重系统的承重墙的施工包括以下几个基本工艺步骤:
[0038] (I)在承重墙基和混凝土基础梁上预埋连接墙板的钢筋、构造柱纵向钢筋;
[0039] (2)在所述基础梁的连接钢筋之间对位安装含有夹芯轻材的预制的墙板I ;
[0040] (3)分别配置构造柱和梁的受力钢筋21和81,分别连接所述墙板和所述构造柱、梁的连接钢筋,安装构造柱、梁的夹模22和82 ;
[0041 ] (4)现场浇筑所述构造柱2和梁8。
[0042] 采用含有夹芯轻材的预制的墙板,与多层钢筋混凝土剪力墙相比,每平方米墙面可节约混凝土 0.07立方米,节约钢材13kg,节约浇筑模板2.38平方米,节省人工1.52天,降低造价266元/m2 ;与多层配筋混凝土小砌块墙相比,每平方米建筑增加使用面积
0.025m2,相当于降低造价35元/m2,墙体自重降低40%。
[0043] 根据所采用的预制墙板的不同,最终建造而成的承重墙结构略有差异,分别在以下各实施例中说明。
[0044] 实施方式一:
[0045] 采用钢网轻板夹芯坯板作为预制的墙板,如图1-9所示,首先在施工现场,完成承重墙基和混凝土基础梁6上预埋连接钢筋7和构造柱预埋纵向钢筋23。
[0046] 按设计对位安装钢网轻板夹芯坯板11在基础梁预埋的连接钢筋之间,找正、支撑好、捆牢(参加图3、4)。作好施工准备工作,包括架设单排脚手架和作业平台和应有的环境保护措施,现场喷涂设备试运转、试配喷涂混凝土,使混凝土配合比、稠度、粘附力、密实度等满足质量要求。
[0047] 配置钢网轻板夹芯坯板两端构造柱的受力钢筋21,焊接连接钢网轻板夹芯坯板与构造柱连接钢筋;配置钢网轻板夹芯坯板顶部圈梁或连梁受力钢筋81,焊接连接钢网轻板夹芯坯板与梁间的连接钢筋(参见图5)。连接钢筋的端部为U形。在钢网轻板夹芯坯板两侧设置混凝土喷涂厚度标和脚手架穿墙孔,安装构造柱、梁(包括圈梁和连梁)的夹模22、82,将钢网轻板夹芯坯板周边夹紧、找平,门窗洞口靠尺框找正后固定牢靠,将所述钢网轻板夹芯坯板的左右两端和/或上端包裹在构造柱的夹模和/或梁的夹模内,单边包裹宽度优选为30-50mm(参见图6、7和10)。
[0048] 安装梁、构造柱夹模后,先在所述钢网轻板夹芯坯板的两侧表面喷界面剂,以提高所述钢网轻板夹芯坯板表面阻燃性能和粘结力,然后按一定顺序自下而上喷涂混凝土,优选喷涂C30混凝土,形成混凝土层12,优选单侧喷涂厚度为30-50mm。期间应注意保证坯板和夹模柱、夹模梁接缝边缘喷涂的混凝土需压实,喷涂混凝土大面需找平,喷射反弹物料及时清理回收,预留喷涂混凝土抗压强度试块。喷涂2-4小时后,混凝土面层可喷清水养护不少于7天。待混凝土层喷涂2天后,面层混凝土强度达到7.5MPa后,再进行构造柱、圈梁、连梁和室内楼板的混凝土浇筑,其中内外墙顶的圈梁、连梁均应预埋好上层钢丝网架轻板夹芯板用连接钢筋,当首层圈梁、连梁和楼板混凝土浇筑后,拆除首层夹模,即可进行二层施工。
[0049] 当所述钢网轻板夹芯坯板为60mm厚时,优选喷涂的单侧混凝土层厚度为40-50mm,即构成的所述墙板的厚度在140_160mm之间,140mm厚的墙板空心率为42.8%,墙体自重降低了 1/3以上,比同等厚度的混凝土墙体力学性能提高很多,截面抵抗矩提高2.8倍,截面惯性矩提高4.94倍,轴压稳定性提高1.93倍。所形成的“构造框架”增加了结构抗倒塌能力,综合技术性能优良。静力抗震试验表明,由于所述墙板与梁、柱共同受力,变形一致,在轴压力和往复水平力作用下,墙表面布满斜裂缝,裂缝多,缝宽小且分布均匀,利于耗散地震能量;当试验的极限位移角达到1/68时,仍具有80%以上的承载力,位移尚能继续增大,变形能力大,延性好,可满足8、9级抗震设防要求,经计算,采用本例中的多层住宅体系在抗震设防8、9级区可建24m闻8层住宅。
[0050] 带边框约束的墙板双向受力,比单向受力提高4.2倍,外荷载可达8.4KN/m2,能抗12级大风。
[0051] 140mm厚的所述墙板的耐火极限不小于1.5小时,耐火等级为三级,160mm厚的所述墙板的耐火极限不小于2小时,耐火等级为二级。
[0052] 通过上述施工,混凝土现场喷涂的钢网轻板夹芯坯板和夹模现场浇筑的梁和柱整体相连构造出“带边框的钢网轻板夹芯混凝土承重墙”(如图8、9所示),边框对夹芯轻墙的约束作用,提高了结构的整体性和承载力,显著提高了抗震性能。
[0053] 由于采用预制的含有钢网轻板夹芯坯板的墙板,与多层钢筋混凝土剪力墙相比,每平方米墙面可节约混凝土 0.07立方米,节约钢材13kg,节约浇筑模板2.38平方米,节省人工1.52天,降低造价266元/m2 ;与多层配筋混凝土小砌块墙相比,每平方米建筑增加使用面积0.025m2,相当于降低造价35元/m2,墙体自重降低40%。
[0054] 所述钢网轻板夹芯坯板由专用成型机制成,其钢丝网是02.5 -03.0的50X50网格的镀锌钢丝网,轻材选用聚苯、酚醛树脂或聚氨酯类有机泡沫塑料。所述钢网轻板夹芯坯板可以是无门窗板或有门窗板。
[0055] 在现场喷涂的混凝土层的外侧面还可以设置复合保温层。
[0056] 实施方式二:
[0057] 当采用由多块预制的钢网轻板夹芯混凝土板(其截面如图11所示)组拼而成的墙板时,所采用的施工方法与实施例一基本相同,所不同的是相邻两块所述钢网轻板夹芯混凝土板之间通过现场灌注连接柱4连接(参见图12)。所述钢网轻板夹芯混凝土板是在工厂预制的,预制过程是在钢网轻板夹芯坯板11两侧面支模浇筑混凝土层13形成的。
[0058] 所述混凝土层13的厚度可以为30-50mm,优选35mm、40mm或50mm。钢网轻板夹芯混凝土板的一侧还可以预制有保温层。
[0059] 施工过程中组拼后的整块钢网轻板夹芯混凝土板(即所述墙板)的边缘可以包裹在构造柱和/或梁的夹模内,单边包裹宽度优选为30-50_,此时钢网轻板夹芯混凝土板不但通过钢筋与构造柱、梁连接,而且通过包裹结构加强了连接强度,进一步提高了承重墙的抗震、抗冲击性能。
[0060] 组拼后的整块钢网轻板夹芯混凝土板的边缘也可以不包裹而直接连接构造柱夹模、梁的夹模,施工较方便。[0061] 前述各实施例都具有如下共性:
[0062] (I)所述钢网轻板夹芯坯板中的轻材可以选用聚苯、酚醛树脂或聚氨酯类等有机泡沫塑料。包含所述钢网轻板夹芯坯板的墙板热阻约为1.lm2k/w,墙体密度不小于200kg/m2,其热惰指标可满足夏热冬冷和夏热冬暖地区隔热要求,保温可选用保温砂浆,在严寒和寒冷地区外墙保温可选用复合保温构造满足节能65%,在节能和保温两方面表现都较好。
[0063] (2)所述保温层的保温材料可以采用聚苯颗粒或无机珍珠岩。采用聚苯颗粒时,所述保温层可以包括聚苯层和细石混凝土层,且这两层的厚度优选为50mm。
[0064] (3)所述钢网轻板夹芯坯板的厚度可以是60mm,其中的钢丝网优选为
02.5~03.0的50X50网格的镀锌钢丝网。所述钢网轻板夹芯坯板中的轻材可以选用聚苯、酚醛树脂或聚氨酯类等有机泡沫塑料。钢网轻板夹芯板的厚度优选为60_。
[0065] (4)所述墙板与柱、梁间的连接钢筋的端部优选为U形,且采用焊接方式连接。
[0066] (5)现场喷涂的混凝土以及钢网轻板夹芯混凝土板的混凝土层所用混凝土优选C30混凝土,更优地,应满足以下条件:混凝土强度:28d彡30MPa,初凝时间:3min以内,石子最大粒径彡2cm,混凝土粘结强度彡IOMPa,终凝时间:12min以内,砂率:0.45〜0.55,抗渗性:58,混凝土抗冻耐久性指标DF值=45%,水灰比0.4〜0.5。
[0067] 本发明所称的钢网轻板夹芯坯板是指由三维空间焊接钢丝网架和内填有机泡沫塑料板条(或整板)构成的半成品坯板,其中的有机泡沫塑料板条(或整板)称为轻材或夹芯轻材,优选阻燃型有机泡沫塑料材料。
[0068] 本发明所称的钢网轻板夹芯混凝土板是指在工厂对所述钢网轻板夹芯坯板的两侧面支模浇筑混凝土或水泥砂浆形成的墙板构件,该构件四周预留有连接钢筋。
[0069] 为提高墙体的整体强度,改善各部分之间的连接特性,本发明的各种实施方式中均可以采用下列各种优选的技术手段:
[0070] 优选地,所述钢网轻板夹芯坯板上可以设有若干通孔,当通过喷涂或浇筑等操作在所述钢网轻板夹芯坯板的侧面设置混凝土层时,位于钢网轻板夹芯坯板两侧的混凝土将进入上述通孔并相互连为一体,由此可以使所述混凝土层更加牢固地固结在所述钢网轻板夹芯坯板的表面,更有效地防止混凝土层与钢网轻板夹芯坯板相互剥离,并提高墙体的整体强度。
[0071] 优选地,所述钢网轻板夹芯坯板上至少两角或四角处带有缺口,当通过喷涂或浇筑等操作在所述钢网轻板夹芯坯板的侧面设置混凝土层时,位于钢网轻板夹芯坯板两侧的混凝土将进入上述缺口并相互连为一体,由此可以使所述混凝土层更加牢固地固结在所述钢网轻板夹芯坯板的表面,更有效地防止混凝土层与钢网轻板夹芯坯板相互剥离,并提高墙体的整体强度。
[0072] 优选地,所述钢网轻板夹芯坯板上设有若干通孔,并且所述钢网轻板夹芯坯板的两角、四角和/或其他边缘部位还设有缺口,以便实现钢网轻板夹芯坯板两侧混凝土层之间更多部位的连接,并且在钢网轻板夹芯坯板四周边缘处同时设有混凝土层的连接,有利于实现更好的受力平衡,进一步提高墙体的强度。
[0073] 进一步优选地,先在所述钢网轻板夹芯坯板的两侧分别固定安装上金属或非金属丝网,然后再在钢网轻板夹芯坯板两侧喷涂或浇筑混凝土层,通过丝网的设置,可以明显地提高混凝土层在钢网轻板夹芯坯板上的粘接强度并避免出现裂缝。[0074] 进一步优选地,在钢网轻板夹芯坯板上设有若干通孔和/或钢网轻板夹芯坯板两角、四角和/或其他边缘部分设有缺口时,通过钢筋连接位于钢网轻板夹芯坯板两侧的丝网,所述钢筋的截面形状优选四角星形,其两端的截面尺寸大于中部的截面尺寸,其同金属丝网的连接方式为焊接或捆扎在一起,同金属丝网的连接部位为丝网的经纬丝的交叉部位,其四角星形截面上的四角分别与十字交叉的经纬线连接。由此不仅实现了钢网轻板夹芯坯板两侧丝网之间的固定连接,更好地防止钢网轻板夹芯坯板两侧混凝土层的剥离,同时还可以更好地改善连接两侧丝网用的钢筋同混凝土层之间的连接强度,更好地提高钢筋与丝网之间的连接强度,提高连接部位对腐蚀/锈蚀的耐受力。
[0075] 当所述墙板采用一块钢网轻板夹芯混凝土板或者由多块预制的钢网轻板夹芯混凝土板组拼而成的墙板的情况下,如需要对所述墙板进行现场喷涂或浇筑混凝土层,出于提高墙体整体强度、改善各部分之间连接特性目的而采用的上述适用于钢网轻板夹芯坯板的各优选技术手段,如设置通孔、至少两角或四角处的缺口、四周边缘部位的缺口以及通过钢筋连接两侧丝网的技术手段可直接适用于所述钢网轻板夹芯混凝土板。
[0076] 为表述上的便利,本发明所称混凝土包括水泥混凝土和水泥砂浆,所谓水泥混凝土是用水泥作胶凝材料,砂、石作集料,与水按一定比例混合而成的工程复合材料;所谓水泥砂浆是用水泥作胶凝材料,沙子作集料,与水按一定比例混合而成的工程复合材料。水泥混凝土和水泥砂浆中均可以依据现有技术或其他技术添加其他成分。通常喷涂的混凝土优选水泥混凝土。

Claims (4)

1.种夹模边框式芯墙自承重结构多层住宅体系工业化施工方法,其特征在于其承重墙的施工包括以下步骤: (1)在承重墙基和混凝土基础梁上预埋连接钢筋; (2)在所述基础梁的连接钢筋之间对位安装含有夹芯轻材的预制的墙板; (3)分别配置构造柱和梁的受力钢筋,分别连接所述墙板和所述构造柱、梁的连接钢筋,安装构造柱、梁的夹模,所述墙板与柱、梁间的连接钢筋的端部为U形; (4)现场浇筑所述构造柱、梁, 所述墙板由多块预制的钢网轻板夹芯混凝土板组拼而成,相邻两块所述钢网轻板夹芯混凝土板之间通过现场灌注连接柱连接,所述钢网轻板夹芯混凝土板是在工厂对所述钢网轻板夹芯坯板的两侧面支模浇筑混凝土或水泥砂浆形成的墙板构件,所述钢网轻板夹芯坯板上设有若干通孔,当通过浇筑操作在所述钢网轻板夹芯坯板的侧面设置混凝土层时,位于钢网轻板夹芯坯板两侧的混凝土进入上述通孔并相互连为一体, 所述步骤(3)中,安装所述构造柱和梁的夹模时,将组拼后的整块钢网轻板夹芯混凝土板的左右两端和上端包裹在构造柱的夹模和/或梁的夹模内。
2.据权利要求1所述的夹模边框式芯墙自承重结构多层住宅体系工业化施工方法,其特征在于所述步骤(4)还包括在组拼后的整块钢网轻板夹芯混凝土板的两侧表面喷涂混凝土,在组拼后的整块钢网轻板夹芯混凝土板两侧表面喷涂混凝土和现场浇筑所述构造柱、梁的先后顺序为: 先在组拼后的整块钢网轻板夹芯混凝土板两侧表面喷涂混凝土,然后现场浇筑所述构造柱和梁;或者 先现场浇筑所述构造柱和梁,然后再在组拼后的整块钢网轻板夹芯混凝土板两侧表面喷涂混凝土。
3.据权利要求1所述的夹模边框式芯墙自承重结构多层住宅体系工业化施工方法,其特征在于包裹在构造柱的夹模和/或梁的夹模内的所述墙板的单边宽度为30— 50 mm。
4.据权利要求2所述的夹模边框式芯墙自承重结构多层住宅体系工业化施工方法,其特征在于所述钢网轻板夹芯坯板中的轻材选用聚苯、酚醛树脂或聚氨酯类有机泡沫塑料,所述钢网轻板夹芯坯板中的钢丝网为02.5〜03.0的、50 X 50网格的镀锌钢丝网,先在所述钢网轻板夹芯坯板的两侧分别固定安装上金属,然后再在钢网轻板夹芯坯板两侧浇筑混凝土层,通过钢筋连接位于钢网轻板夹芯坯板两侧的丝网,所述钢筋的截面形状为四角星形,其两端的截面尺寸大于中部的截面尺寸,其同金属丝网的连接方式为焊接在一起,同金属丝网的连接部位为丝网的经纬丝的交叉部位,其四角星形截面上的四角分别与十字交叉的经纬线连接。
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