CN104831811B - 一种空心的钢筋混凝土预制墙体模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种生产空心墙体模块和利用该空心墙体模块的建筑。目的是提供一种空心的钢筋混凝土预制墙体模块，所述的模块呈T形或L形或十字形或一字形；模块上均匀设置多个沿竖向贯通模块的通孔，其特征在于：所述的通孔为边缘与模块表面平行的方形；所述的模块上端设置容纳圈梁钢筋的凹槽；所述凹槽处于外墙的部分，凹槽的槽壁与另一侧槽壁安放楼板后的高度相当；所述凹槽处于内墙的部分，凹槽两侧槽壁等高；所述凹槽处于建筑上无楼板的外墙部分，凹槽的两侧槽壁等高。该模块能显著增强建筑整体性，提高建筑结构性能；并且能简化建筑施工工艺，提高建筑施工效率；模块本身整体重量轻，加工简便，成本更低。达到免搭架、免支模、免粉刷的要求。

Description

一种空心的钢筋混凝土预制墙体模块

技术领域

本发明涉及一种生产空心墙体模块和利用该空心墙体模块的建筑。

背景技术

随着社会高速发展和全球人口增长，地球资源枯竭和环境恶化成了人类面对的严峻挑战。其中建筑行业就是传统的高消耗、高污染行业。

在建筑行业，需要使用大量烧结砖或免烧砖来砌建墙体。而粘土资料有限，烧结砖的大量使用不仅增大烧结能耗，污染环境，而且占用了耕地资源、破坏了植被。免烧结砖虽然能利用炉渣、煤矸石等废弃资源循环使用减少资源浪费。但是仍然没有解决建筑劳动强度大，砌砖后还要找平、粉刷等墙面处理，建筑效率低下等问题。而且房屋拆迁后，墙体材料回收难度大、成本高，难以重复利用，既是一种浪费，还会造成建筑垃圾污染。

因此包括墙体材料在内的建筑节能技术成为研发热点，空心墙体模块技术就是其中之一。

首先诞生的是各种烧结或非烧结的空心砖，其体积较普通烧结砖大，并具有空心结构。具有重量轻、砌砖快等优势。但仅仅是改进和优化，仍然没有脱离传统的砌砖工艺和方式。

CN101016754B公开的技术中有了较大的改进，利用高度与建筑物层高接近的大尺寸钢筋混凝土的空心预制墙体模块和立柱、圈梁、预制楼板连接构成建筑物。各构件之间通过梁或立柱上的锚栓钢筋插入相邻构建的空心部，然后填充混凝土实现梁、柱对墙、板的拉结和连接。这样的技术中施工速度可以显著加快。但这样施工的建筑物仅仅通过梁、柱的拉结作用连接，建筑整体性不足，抗震能力差。并且连接点过多，连接施工不便。

清华大学建筑设计研究院对该技术进行了进一步改进，其技术成果公开在CN201883529U中。该技术将立柱、横梁也制作为与墙体模块类似结构的预制件。并且在各构件内部设置纵横交错的孔，构件之间通过这些孔插入附加钢筋然后浇筑混凝土，并且楼板搭接在圈梁和墙体上，增强连接的强度和整体性。该技术采用了空心墙体模块的技术优势，并进一步加强了建筑物的整体性和抗震强度。但这样无疑也同时增加了加工墙体模块和建筑施工的难度。并且该技术实际上取消了圈梁的结构，其整体性较前一技术的高低难以预料，难以保证。

并且现有技术中，利用预制空心墙体模块构建建筑时都仍然不可避免地需要支模，现浇部分需要一定的养护时间。建筑效率仍然较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种空心墙体模块，该模块能显著增强建筑整体性，提高建筑结构性能；并且能简化建筑施工工艺，提高建筑施工效率；且模块本身加工简便，成本更低。

为实现上述发明目的，本发明的采取的技术方案是：一种空心的钢筋混凝土预制墙体模块，所述的模块呈T形或L形或十字形或一字形；模块上均匀设置多个沿竖向贯通模块的通孔，其特征在于：所述的通孔为孔壁与模块表面平行的方形孔；所述的模块上端设置容纳圈梁钢筋的凹槽；所述凹槽处于外墙的部分，凹槽的一侧槽壁与另一侧槽壁安放楼板后的高度相当并与圈梁高度相当；所述凹槽处于内墙的部分，凹槽的两侧槽壁等高，槽壁上放置楼板后高度与圈梁高度相当；所述凹槽处于建筑上无楼板的外墙部分，凹槽的两侧槽壁等高并与圈梁高度相当。

采用这样的技术方案后，利用模块上凹槽的沿口可以安放楼板，然后无需支模即可现浇圈梁。上一层楼的墙体模块支撑在下层墙体两侧的两楼板边缘(内墙处)或下层楼板边缘与模块的凹槽的较高沿口上(外墙处)；此时圈梁在施工中不承受作用力，圈梁浇筑无需专门安排养护时间即可继续上一层楼的建筑施工。而利用地圈梁内向上伸入模块通孔内的竖向筋，和每层墙体模块的通孔内的竖向筋及通孔内浇筑的混凝土实现一部分连接；现浇的圈梁实现一部分连接；利用预制楼板两端自带的钢筋插入圈梁实现进一步连接；多重连接使得建筑物实现整体连接和构造。当然，竖向浇筑的混凝土也无需占用专门的养护时间即可继续上一次楼施工。

进一步的，所述的模块上用于与模块对接的边缘呈槽壁平齐的凹槽状，模块对接后围成的对接孔大于等于模块内部的通孔尺寸。利用模块对接围成的通孔布置钢筋浇筑混凝土可以实现相邻模块之间的连接。

进一步的，所述的T形或L形或十字形模块上的角界中心处具有通孔。该通孔内插入钢筋并浇筑混凝土就相当于现有的立柱的结构和功能。

进一步的，所述的模块上端通孔之间的棱部设置为尖顶。所述的尖顶由棱部包设角钢构成。该角钢直接焊接在模块内部钢筋骨架上，加工方便。相邻角钢构成敞口，便于建筑施工中封堵无需浇筑的通孔。并且角钢不易损坏。

进一步的，所述的模块上预留门、窗或柜子的缺口或洞口。

本发明同时提供一种利用前述空心墙体模块的建筑，其特征在于：包括至少上下两层楼，下层楼包括多个模块围合构成建筑的墙体；预制楼板边缘安放在模块上端凹槽的沿口上；上层楼的墙体模块支撑在下层的两楼板边缘或下层楼板边缘与模块的凹槽的较高沿口上；所述预制楼板为空心结构，该空心结构由方形孔构成；楼板四周伸出横向钢筋，该横向钢筋33与楼板2预制为为整体；

所述的横向钢筋穿插在圈梁位置，模块的通孔内插入钢筋，圈梁位置放入圈梁钢筋；所述的横向钢筋、通孔内钢筋和圈梁钢筋处现浇混凝土。

其中优选的，所述的楼板四周的横向钢筋长度与圈梁宽度相当。

本发明的有益效果集中体现在：

1.利用本发明的模块进行建筑施工时，只需吊装模块、楼板，现场浇筑圈梁和通孔内混凝土，而无需任何支模施工。模块本身尺寸规整、表面光滑也无需砂浆找平等施工。所以自然也无需搭架。且一层主体建筑完成后即可进行楼上建筑修建和楼下层涂料粉刷和装修。达到了显著提高建筑效率，降低劳动强度和施工周期的目的。并且减少支模、搭架的竹木材料消耗。

2.抗压抗剪性能好：通过贯通墙体上下的竖向筋和与竖向筋相交且整体构造的圈梁，和可以多通孔浇筑构成的墙柱混合结构，本发明的整体性大大提高。且竖向筋的尺寸、数量及现浇竖向通孔的数量可以增减，受力要求高的增粗钢筋，多个竖向通孔内浇筑。不浇筑的竖向孔用建筑上适用的材料堵住即可。例如高层建筑越往高层则竖向筋和浇筑的竖向孔越少。而底层建筑可仅在墙角部位的、也就是传统中处于柱子的部位增加竖向筋和现浇混凝土。既能保证建筑抗衡性，又将建筑材料用量降低到最低程度。

3、因为内部的通孔结构简单，仅有单向孔，而无需交错连通的通孔；所以可以在模具内增加堵块，预制门、窗、柜等；或者改变模具结构，预制雨沿、飘窗、墙柜、挑梁；甚至楼梯间的楼梯平台等。

4、利用本发明模块建筑施工中，从模块加工、运输、吊装、现浇、装饰的整个过程；较现有技术的建筑成本显著减低。且模块都是整体的T形或L形或十字形或一字形常用形状，可以方便地整体拆除重复使用，降低建筑成本，还有可以减少建筑垃圾。

5、建筑保温节能效果好：模块内的通孔构成不均匀的传热介质，阻断了冷(热)气流的对流，增强了保温性能。同时这种具有通孔的不均匀的介质也是可以起到良好的隔音效果。

附图说明

图1是T形模块的结构示意图；

图2是L形模块的结构示意图；

图3是十字形模块的结构示意图；

图4是图2所示模块的内部钢筋布置图；

图5是图1中A的局部放大图；

图6是利用本发明模块的建筑施工示意图；

图7是外墙与楼板连接的简化结构示意图；

图8是内墙与楼板连接的简化结构示意图；

图9是楼梯间外墙的的简化结构示意图。

具体实施方式

本发明的空心墙体模块1为预制成型的钢筋混凝土材质。所述的模块1呈图1所示的T形，或者图2所示的L形；该T形、L形主要是指安装后的俯视轮廓形状，也就是图示的俯视轮廓形状。还可是图3所示的十字形；或更简单的一字形，一字形模块最为简单，为节约篇幅不再图示；通过上述几种基本形状的模块1组合，即可满足不同户型、结构的建筑施工需要。这与现有技术类似，也可以再做进一步改进。

如图1、2、3所示，本发明的模块1上均匀设置多个沿竖向贯通模块1的通孔11。该通孔11与现有技术中单纯用于减轻重量或者作为连接设施的通孔不同。该通孔11是尺寸较大，孔壁与模块1表面平行的方形；而不是传统的小圆孔。当然，方形也不严格要求是正方形，而是长方形、正方形均可的。并且模块1上端设置容纳圈梁钢筋的凹槽。模块1内部的钢筋布置则根据墙体的设计参数要求布置即可，例如图4中所示的即为图2所示模块1的内部钢筋示意图。本发明模块1的方形通孔11结构简单，形状规整，不会妨碍钢筋布置。并且可以最大程度节省混凝土用量，降低重量，增强隔音、保温性能。加工时，先加工好钢筋架子然后放入模具，浇筑混凝土，震动夯实。通孔11可以是预先放入管状一次性或可拆卸模具形成，还可以采用其他等同方式实现；优选的是特殊震动棒插入震动，硬化一段时间后抽出震动棒获得。该特殊震动棒和配套加工工艺申请人另行申请了专利保护。

结合图6、7所示的，本发明的模块1位于外墙的部分，凹槽的槽壁与另一侧槽壁安放楼板2后的高度相当，并与完成后的圈梁上表面平齐。

如图6、8所示，所述模块1位于内墙的部分，凹槽的两侧槽壁等高，槽壁上安放楼板2后与完成后的圈梁上表面平齐。

如图6、9所示，所述的模块1位于安装楼梯5的楼梯间等建筑上无楼板的外墙部分时，凹槽的两侧槽壁等高，并与完成后的圈梁上表面平齐。

显然，同一模块1上可能既有处于外墙的部分、也有处于内墙的部分；也可能仅作为内墙或外墙或楼梯间墙体。因此同一模块1上凹槽深度和槽壁高低根据建筑需要而不同。而要在模块1上加工凹槽也有很多方式可以实现，例如先加工出整个具有通孔11的模块，然后切割模块1上部获得不同凹槽深度和槽壁高度的凹槽；或者预制时利用异形模具获得。

结合图6-9所示，利用本发明空心墙体模块1的建筑，包括至少上下两层楼，也可以是更多楼层。本发明仅以上下两层楼为例进行说明；至于更多楼层和楼顶则参考制作即可。下层楼用多个模块1围合构成建筑的墙体。楼板2为预制楼板，所述预制楼板为空心结构，该空心结构由并列的方形孔构成，也就是楼板2上设置多个平行的方形通孔。图中为了便于观察只绘出部分楼板2，该楼板2实际上可以是整个楼板2为预制件，可覆盖整个房间的。楼板2四周伸出长度与圈梁宽度相当的横向钢筋33。该横向钢筋33是楼板预制的时候布置好的，与楼板2为一整体。

预制的楼板2边缘安放在模块1上端凹槽的沿口上。如果是外墙位置，如图7，则模块1的外墙处槽沿正好与内墙处凹槽沿口放置楼板2后等高。而凹槽内区域构成了圈梁钢筋的安放位置；模块1上的凹槽和楼板2边缘构成现浇模子。在该区域放入圈梁钢筋31，则预制楼板两端自带的横向钢筋33自然插入到圈梁钢筋31内。同时由模块1的通孔11内插入钢筋32，该钢筋32会与圈梁钢筋31相交叉。遮挡楼板上方形孔的孔口和模块1上无需浇筑的通孔11，即可往凹槽内现场浇筑混凝土；构成现浇一体的圈梁、柱子、圈梁与楼板的连接部。至于钢筋如何固定，是否焊接，规格数量，如图9所示的如何设置箍筋311等都是根据建筑设计要求和经验确定。模块1内布置钢筋和浇筑混凝土的通孔11数量也根据建筑楼层高度等因素确定即可。无需浇筑的采用建筑上适用的材料封堵，可用材料也很多样。也可以再设置钢筋穿插在圈梁和楼板2上的方孔内，浇筑楼板2内的部分方孔，进一步增强结合性能。

如图8所示，在内墙位置，则模块1上端两侧都要放置楼板2，因此凹槽较浅。槽沿高度加楼板2厚度才与圈梁高度尺寸相当。如图9所示的，在例如楼梯间等位置是没有楼板2的。所以此时为了保证圈梁的尺寸，模块1上凹槽的较深。两个槽沿独自起到圈梁模子的作用。放入圈梁钢筋31直接现浇圈梁。

然后，上层楼的墙体模块1支撑在下层楼板2边缘与模块1的凹槽的较高沿口上如图7。或者上层楼的墙体模块1支撑在下层的两楼板2边缘，如图8所示。或如图9所示支撑在模块1上。无需专门安排养护时间即可进行上层建筑施工和下层的装修。

如果是单层建筑，则更为简单，模块1构成墙体，上面覆盖预制或现浇楼板即可。

由上述分析可见，这样的结构中，模块1上的凹槽槽壁、楼板2端部等起到圈梁浇筑时模子的作用，混凝土浇筑后形成整体，本身也构成圈梁的一部分，建筑整体性大大加强。且本发明建筑施工中，现浇施工无需搭架、支模。室内外裸露部分都是预制件，表面光滑平整，无需粉刷，可直接上涂料。也无需养护，施工快速高效，节约工序和成本。

第一层建筑通常是地圈梁内直接预留向上伸出的钢筋插入模块1的通孔11内，后续浇筑混凝土即可。在模具内增加堵块，可以在模块1上预制门、窗、柜等，如图1、2、3。或者改变模具结构，可以在模块1上预制雨沿、飘窗、墙柜、挑梁；甚至楼梯间的楼梯平台等。

更好的实施例是，所述的模块1上用于与模块1对接的边缘12呈槽壁平齐的凹槽状，模块1对接后围成的对接孔大于等于模块1内部的通孔11尺寸。利用模块1对接围成的对接孔布置钢筋浇筑混凝土可以实现相邻模块1之间的连接。这样本来的连接缝反而增强了结构，起到了抗震柱的作用。

还可以优化为，所述的T形或L形或十字形模块1上的角界中心处具有通孔11。该通孔11内插入钢筋并浇筑混凝土，结构上就更类似于现有的立柱的结构和功能。进一步优化结合图1、5所示：所述的模块1上端通孔11之间的棱部设置为尖顶。所述的尖顶由棱部包设角钢13构成。该角钢13直接焊接在模块1内部钢筋骨架上，加工方便。相邻角钢13构成敞口，便于建筑施工中封堵无需浇筑的通孔11。并且该角钢13在预制模块1时可以作为通孔11之间的顶端磨具，只要利用模板保证凹槽沿口混凝土浇筑即可现浇出所需凹槽的模块1。

本发明利用地圈梁内向上伸入模块1通孔11内的钢筋，和每层墙体模块1的通孔11内的钢筋及通孔11内浇筑的混凝土实现一部分连接；起到立柱的作用。现浇的圈梁实现一部分连接，与传统圈梁施工工艺不同但结构和功能一致。利用楼板2两端自带的横向钢筋33插入圈梁并浇筑混凝土实现进一步连接；实现梁、柱、楼板2的连接。这样多重连接使得建筑物实现整体连接和构造。模块1上通孔11为方形也增大了竖向钢筋和现浇混凝土的尺寸，加强建筑结构。建筑的整体性显著提升，施工大为简化，效率显著提高，达到了节能、降耗、高效的目的。

Claims (6)

1.一种空心的钢筋混凝土预制墙体模块，所述的模块呈T形或L形或十字形或一字形；模块上均匀设置多个沿竖向贯通模块的通孔，其特征在于：所述的通孔为孔壁与模块表面平行的方形孔；所述的模块上端设置容纳圈梁钢筋的凹槽；所述凹槽处于外墙的部分，凹槽的一侧槽壁与另一侧槽壁安放楼板后的高度相当并与圈梁高度相当；所述凹槽处于内墙的部分，凹槽的两侧槽壁等高，槽壁上放置楼板后高度与圈梁高度相当；所述凹槽处于建筑上无楼板的外墙部分，凹槽的两侧槽壁等高并与圈梁高度相当；所述的模块上端通孔之间的棱部设置为尖顶,所述的尖顶由棱部包设角钢构成，该角钢直接焊接在模块内部的钢筋骨架上。

2.根据权利要求1所述的一种空心的钢筋混凝土预制墙体模块，其特征在于：所述的模块上用于与模块对接的边缘呈槽壁平齐的凹槽状，模块对接后围成的对接孔大于等于模块内部的通孔尺寸。

3.根据权利要求1所述的一种空心的钢筋混凝土预制墙体模块，其特征在于：所述的T形或L形或十字形模块上的角界中心处具有通孔。

4.根据权利要求1到3中任意一项所述的一种空心的钢筋混凝土预制墙体模块，其特征在于：所述的模块上预留门、窗或柜子的缺口或洞口。

5.利用权利要求1到4中任意一项所述的模块的建筑，其特征在于：包括至少上下两层楼，下层楼包括多个模块围合构成建筑的墙体；预制楼板边缘安放在模块上端凹槽的沿口上；上层楼的墙体模块支撑在下层的两楼板边缘或下层楼板边缘与模块的凹槽的较高沿口上；所述预制楼板为空心结构，该空心结构由方形孔构成；楼板四周伸出横向钢筋，该横向钢筋与楼板预制为为整体；

所述的横向钢筋穿插在圈梁位置，模块的通孔内插入钢筋，圈梁位置放入圈梁钢筋；所述的横向钢筋、通孔内钢筋和圈梁钢筋处现浇混凝土。

6.根据权利要求5所述的模块的建筑，其特征在于：所述的楼板四周的横向钢筋长度与圈梁宽度相当。