CN104847044A - 预制混凝土钢丝网架夹芯幕墙及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种预制混凝土钢丝网架夹芯幕墙及其安装方法，幕墙采用条板拼装结构，条板包括窗上板、窗下板和窗间板，条板由内到外依次设有内侧混凝土层、保温层和外侧混凝土层，内、外侧混凝土层内部分别配置有平面钢丝网，平面钢丝网之间通过穿透保温层的若干斜插钢丝焊接连接，内侧混凝土层中预埋有多个用于与建筑物外墙主体结构的梁架连接的连接钢组件。所述安装方法是每层幕墙以窗下板窗台为层间水平分界线，上下层间采用水平的变位连接方式，每块条板与梁架的上、下翼缘间经由调位角钢实现条板所在平面内的可动连接。本发明为钢结构建筑的发展提供了配套的轻质、保温、隔热、防火、结构一体化的幕墙体系。

Description

预制混凝土钢丝网架夹芯幕墙及其安装方法

技术领域

本发明涉及一种预制混凝土新型幕墙及其安装方法。

背景技术

现有的建筑幕墙如金属幕墙、玻璃幕墙、石材以及人造板材幕墙等通常仅仅起到美观、防风、防雨等作用，抗震、保温、隔热等作用有限。

发明内容

为了克服现有技术下的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种预制混凝土钢丝网架夹芯幕墙及其安装方法，该幕墙具有优良的保温、隔热、防火、抗震等综合性能，相应安装方法可使该新型幕墙进入实际应用并进一步得到发展，从而丰富钢结构建筑的造型和艺术魅力。

本发明的技术方案是：

一种预制混凝土钢丝网架夹芯幕墙，采用条板拼装结构，所述条板包括窗上板、窗下板和窗间板，所述条板由内侧到外侧依次设有内侧混凝土层（也可称为内叶墙）、保温层和外侧混凝土层（也可称为外叶墙），内、外侧混凝土层的内部分别配置有平面钢丝网，内、外侧混凝土层中的所述平面钢丝网之间通过穿透所述保温层的若干斜插钢丝焊接连接，形成“钢丝桁架薄墙空心结构”。所述内侧混凝土层中预埋有多个用于与建筑物外墙主体结构的梁架连接的连接钢组件，所述连接钢组件中的连接螺栓的外伸端垂直于条板的板面。平面钢丝网和斜插钢丝均采用不锈钢丝或镀锌钢丝，同等作用下，用钢量少于钢筋，且平面钢丝网的制作、斜插钢丝与平面钢丝网的焊接均可在工厂自动加工完成，相比于钢筋的手工拉结、绑扎效率显著提高，且连接强度也明显高于拉结和绑扎。平面钢丝网和斜插钢丝组成钢丝桁架，可有效约束内侧混凝土层的变形，提高其稳定性和承载力。由于钢丝桁架一部分配置在内侧混凝土层中，一部分配置在外侧混凝土层中，使外侧混凝土层结构对内侧混凝土层结构起到了约束作用，或者说内、外混凝土层结构相互约束，从而显著提高了结构的惯性矩和刚度以及内侧混凝土层的纵向和横向承载能力。也因此，在同等承载能力的前提下，本发明的幕墙其内、外侧混凝土层的厚度可以做到更薄，给保温层留出更大的空间，从而在同等重量、同等总厚度的情况下可以获得更好的保温、隔热效果，因此本发明的“钢丝桁架薄墙空心结构”幕墙可以应用到更为寒冷或更为炎热地区，这是现有的很多幕墙所达不到的。

所述连接钢组件至少设置成上下两行，分别对应相应梁架的上翼缘和下翼缘，同时，所述连接钢组件按列排布，至少包括两列，每一列上的连接钢组件上下对正，最外边的两列靠近所在条板的左右边缘。上、下两行连接钢组件分别用于幕墙安装时与上、下翼缘的固定连接。实现该目的的连接钢组件的行对数应视所述条板所对应的梁架个数确定。

所述内侧混凝土层中还预埋有一对钢牛腿，该一对钢牛腿位于上一行最外边的两个连接钢组件之间，该一对钢牛腿之间尽量远离（即分别靠近最外边的两个连接钢组件），所述钢牛腿上设有垂直于所述条板板面的板，该板上设有垂直延伸的螺栓孔。钢牛腿的作用是调正条板，安装条板时，螺栓孔中旋入高度可调螺栓，该一对钢牛腿之间尽量远离可以较好地保证调正效果，调正后再将条板固定在梁架上。

所述窗上板和窗下板的下一行连接钢组件靠近所在条板的下边缘，以适应梁架位于外窗附框上方的位置，所述窗间板的下一行连接钢组件位于所在条板高度方向上的中部，所述窗间板的四角位置预埋有用于条板间连接的所述连接钢组件，所述连接钢组件中的连接螺栓的外伸端垂直于条板的板面。用于条板间连接的所述连接钢组件与用于与建筑物外墙主体结构梁架的上翼缘和下翼缘连接的连接钢组件在结构上可以相同也可以不同，但基本结构相近。连接螺栓都是用于安装时与其他结构件如连接钢板、角钢借助螺母、垫板等固定连接。

所述内侧混凝土层的厚度大于所述外侧混凝土层的厚度，以利于内侧混凝土层预埋连接钢组件，以及直接与建筑物外墙主体结构连接及受力。

较优的，所述内侧混凝土层的厚度为50-60mm（与现有混凝土外挂板内叶墙150mm以上厚度相比，厚度和重量都大幅缩减），所述外侧混凝土层的厚度为40-50mm，所述保温层的厚度为140-190mm。现有混凝土外挂板保温层厚度在100mm以内，一般在60-70mm左右，相比之下，在总厚度水平变化不大的情况下，本发明的幕墙的保温层厚度相比现有混凝土外挂板保温层厚度明显加厚，从而使保温性能得到显著提升。

所述内、外侧混凝土层的四周边缘一定宽度内设有朝向保温层凸起的边肋，所述窗间板的内侧混凝土层在高度方向上的中部设有朝向保温层凸起的加强肋，加强肋水平延伸，即设置“肋”的位置相应混凝土层的厚度大于其他位置的层厚度。各条板上靠近边缘的连接钢组件预埋在所述边肋中，所述钢牛腿预埋在所述加强肋中。边肋和加强肋的宽度和“肋”所在位置混凝土层的厚度应分别与预埋在其中的连接钢组件或钢牛腿的相应方向的最大宽度和设计预埋深度相适应。

所述内、外侧混凝土层对应边的边肋之间缝隙中填充岩棉。用无机岩棉包敷隔离，使保温层（可采用聚苯板）不外露，从而使条板具有较好的防火性能。

所述内、外侧混凝土层中的所述平面钢丝网相互平行且纵向钢丝两两正对，同一斜插钢丝焊接在正对的两根纵向钢丝上，正对的两根纵向钢丝与连接在其间的斜插钢丝形成纵向平面桁架。

所述连接钢组件包括内侧钢板或角钢、外侧钢板或角钢、焊接在内、外侧钢板或角钢之间的多根连接筋，其连接螺栓垂直穿过外侧钢板板面或角钢的一个板面且与内、外侧钢板或角钢固定连接。所述外侧钢板或角钢的外侧面与内侧混凝土层的外表面平齐，连接螺栓穿过的板面用作所述连接螺栓与其他结构件（如连接钢板、调位角钢）连接时的受力基面。连接螺栓作为连接钢组件的对外连接接口件，与其他结构件螺纹联接，通过螺母紧固。

所述钢牛腿的预埋在内侧混凝土层中的部分与所述连接钢组件的相应部分类似，包括内侧钢板、外侧钢板、焊接在内、外侧钢板之间的多根连接筋，外侧钢板的外侧面与内侧混凝土层的外表面平齐。

经过验证，所述连接钢组件及钢牛腿的预埋部分采用上述结构形式，比现有常见的L形连接螺栓预埋结构形式，可显著增强预埋件与混凝土层的结合强度，为一定程度减薄预埋部分混凝土层厚度提供了条件。本发明中“肋”所在位置的混凝土层总厚度可小至120mm。

所述幕墙的窗下板位于每层外窗附框以下，窗上板位于顶层外窗附框以上，窗间板位于左右相邻外窗附框之间，每层幕墙以窗下板窗台为层间水平分界线，上下相邻窗间板之间以及外窗附框与窗下板之间采用水平的变位连接，上下相邻窗间板之间的水平的变位连接为：两窗间板之间设置水平变形缝，上层窗间板下面两角的连接钢组件与下层窗间板上面两角的连接钢组件经由一连接钢板螺栓连接，所述连接钢板上用于穿过两连接钢组件的连接螺栓处分别设有竖直方向和沿条板宽度方向延伸的长条孔，连接处的紧固力度根据上下层窗间板运动趋势达到一定程度时允许连接处发生相对位移来确定；外窗附框与窗下板之间的水平的变位连接为：窗下板窗台上设置左右延伸的滑道（供外窗附框底部螺钉在其中滑动），外窗附框底部螺钉的外伸端插入所述滑道，滑道宽度大于所述螺钉的直径。上下两层幕墙之间采用上述水平的变位连接方式（属于柔性连接方式），抑制大变形的破坏作用在层间扩散，一定程度上可有效保护外窗防止其被挤坏，罕遇地震时，上层位移对下层的破坏作用显著降低。

一种预制混凝土钢丝网架夹芯幕墙安装方法，所述幕墙是前述各所述预制混凝土钢丝网架夹芯幕墙，安装方法是：每层幕墙以窗下板窗台为层间水平分界线，将窗下板安装在每层外窗附框以下，将窗上板安装在顶层外窗附框以上，将窗间板安装在左右相邻外窗附框之间。处于竖直方向的条板与处于水平方向的建筑物外墙主体结构梁架的上翼缘和下翼缘之间经由调位角钢实现垂直固定连接，所述调位角钢与幕墙的条板经相应连接螺栓连接的板上设有竖直方向延伸的长条孔，所述调位角钢与上翼缘螺栓连接的板上设有垂直于条板方向延伸的长条孔，所述调位角钢与下翼缘连接的板与下翼缘之间焊接连接，通过对应于上、下翼缘的连接钢组件，并配合调位角钢、螺母、垫片等，条板被从上下两个方向夹持固定在梁架上，钢牛腿的螺栓孔中由上至下旋入高度可调螺栓，使高度可调螺栓支撑在上翼缘的上表面，先调节高度可调螺栓以摆正条板，此时，条板的自重通过两高度可调的螺栓落在梁架上，再通过所述调位角钢处的螺栓连接固定相应条板。

进一步地，各层外窗附框的左、右两边分别与对应的窗间板固定连接，顶层的外窗附框的上边与窗上板固定连接，其他层的外窗附框的上边与窗下板固定连接，外窗附框左、右和上边与相应条板间的上述固定连接通过外窗自带连接件实现。窗下板窗台与相邻外窗附框的下边脱开并设水平滑道，相邻的上下两块窗间板之间设置层间变形缝，使上下两层幕墙之间发生较大的相对位移成为可能，上层受外力水平移动时，一定限度内不会导致外窗被挤坏，罕遇地震时，上层位移对下层的破坏作用可显著降低。上块窗间板的下面两角与下块窗间板的上面两角对应连接，连接方式是利用上下两个连接钢组件的连接螺栓，借助同一块连接钢板螺栓连接，所述连接钢板上部设有沿条板宽度方向延伸的长条孔或竖直方向延伸的长条孔，下部设有竖直方向延伸的长条孔或沿条板宽度方向延伸的长条孔，上下两块窗间板之间螺栓连接处的紧固力度根据上下层窗间板运动趋势达到一定程度时允许连接处发生相对位移来确定。常规使用情况下，相连接的两窗间板之间相对固定，当某层窗间板受到大的外力产生运动趋势时，由于对安装时适度紧固力的控制，使相连接的两层窗间板之间可以产生较大的相对位移，从而有效抑制结构破坏的层间扩大和蔓延。

本发明的有益效果为：

由于采用上述“钢丝桁架薄墙空心结构”，内、外叶墙之间形成有效约束，加大了结构的惯性矩和刚度，显著提高了内、外叶墙的纵向和横向承载能力。

承载能力的提高，使内、外叶墙厚度有条件减薄，不仅大幅减轻幕墙的重量，还给保温层留出更大的空间，不仅能充分发挥材料的作用，而且显著提高了保温、隔热性能，使该幕墙完全可以满足寒冷及严寒地区外墙保温节能75%的需要，及南方夏热地区建筑外墙隔热需求。

采用焊接而成的钢丝桁架，在提高桁架与混凝土之间、内外侧混凝土层之间的连接强度的同时，降低了用钢量，进一步促进了幕墙的轻量化。所述幕墙的面密度为3.4KN/m²，比预制混凝土外挂板节约混凝土及钢材50元/m²，节约钢材7kg/m²。

本发明的幕墙由多种板拼装组成，组合灵活，适应建筑造形多样化要求，比整间板的混凝土外挂板重量轻，利于运输和安装。并且，窗间板、窗下板的规格尺寸较小，因此无需像整间挂板那样需要大型吊装设备和专用运输车，可以节省运输和安装费用20%以上。

所述幕墙为保温、防火、结构一体化的建筑外墙，使用年限和结构同步可达70年，在使用年限、质量、维护费用等方面都明显优于现行的薄抹灰外保温系统（薄抹灰外保温系统现行使用年限仅为25年，质量难以保证，易开裂脱落，经常维护费用高，尤其用在高层建筑上火灾施救十分困难），且整墙的承载耐火极限在2.5h以上，可确保人身和财产安全。

本发明的幕墙采用层间水平的变位连接方式，尤其是其中窗间板之间的可动连接方式，可满足层高3.6m的多高层钢结构建筑在罕遇地震作用下的弹塑性层间位移角限值[θp]=1/50（钢筋混凝土框架[θp]=1/50），这是现有技术下远远达不到的。

附图说明

图1是本发明的幕墙各条板安装位置示意图；

图2是图1的a1剖视图；

图3是图1的a2剖视图；

图4是本发明的幕墙各条板安装结构示意图；

图5是图4的a3剖视图；

图6是图4的a4剖视图；

图7是图4的a5剖视图；

图8是图4的a6剖视图；

图9是本发明的幕墙各条板与建筑物外墙主体结构的梁架的连接结构示意图；

图10是图9的连接部分的右视图；

图11是本发明的上下相邻两块窗间板利用连接钢组件相连接结构示意图；

图12是图11的连接部分的右视图。

具体实施方式

本发明提供了一种预制混凝土钢丝网架夹芯幕墙，如图1-12所示，采用条板拼装结构，所述条板包括窗上板（用于建筑顶层女儿墙）B5、窗下板B3、B4和窗间板B1、B2。幕墙以条板形式进行拼装，有利于减少板型和规格，促进部品规格化、定型化和工业化生产，降低成本，提高质量。

所述条板由内侧到外侧依次设有内侧混凝土层（也可称为内叶墙）1、保温层（采用聚苯板）2和外侧混凝土层（也可称为外叶墙）3，幕墙的外叶墙混凝土厚度50mm，内叶墙厚60mm，夹芯聚苯板厚度为140-190mm。外侧混凝土层是保温夹芯的防护层，其外侧可粘贴面砖或石材等饰面。内、外侧混凝土层的内部分别配置有平面钢丝网4，该钢丝网可以是直径φ4mm双向间距50mm的钢丝网。内、外侧混凝土层中的所述平面钢丝网之间通过穿透所述保温层的若干斜插钢丝5焊接连接。平面钢丝网和斜插钢丝形成钢丝桁架，所用钢丝均采用不锈钢丝或镀锌钢丝，直径优选为φ4或φ5mm。

作为优选方案，所述内、外侧混凝土层中的平面钢丝网的纵向钢丝两两正对，同一斜插钢丝焊接在正对的两根纵向钢丝上，正对的两根纵向钢丝与连接在其间的斜插钢丝形成焊接纵向平面桁架。这样的桁架水平间距约150-200mm，即可以每隔2-3根纵向钢丝通过斜插钢丝焊接一对正对的纵向钢丝。斜插钢丝纵向间距可以是100mm。

同等作用下，采用钢丝的用钢量少于钢筋，且平面钢丝网的制作、斜插钢丝与平面钢丝网的焊接均可在工厂自动加工完成，相比于钢筋的手工拉结、绑扎效率显著提高，连接强度也高。通过墙内钢丝桁架有效地约束内叶墙的变形和稳定，并提高其承载能力，共同承担平面外风载和地震作用。内叶墙是幕墙的主要受力构件，承受幕墙自重、协调和主体变形。

所述内、外侧混凝土层的四周边缘一定宽度内设有朝向保温层凸起的边肋6，所述窗间板的内侧混凝土层在高度方向上的中部设有朝向保温层凸起的加强肋7，加强肋水平延伸。该幕墙的内叶墙厚度含边肋折合厚度为85mm，比150mm厚外挂板的内叶墙减薄43%，不仅有利于减轻自重，而且为保温层腾出了大量空间。

所述内侧混凝土层中预埋有多个用于与建筑物外墙主体结构的梁架的上翼缘和下翼缘连接的连接钢组件，每块条板上这样的连接钢组件优选为4个，分别是2个与上翼缘对应的连接钢组件LF1和2个与下翼缘对应的连接钢组件LF2，按照两行两列排布，左右方向上分别靠近条板的左右边缘，高度方向上上下对正。所述连接钢组件中的连接螺栓的外伸端垂直于条板的板面。通过连接钢组件LF1和LF2实现幕墙与建筑物外墙主体结构的连接固定，从而传递幕墙自重、风载荷和地震作用。

所述内侧混凝土层中还预埋有一对钢牛腿LF3，这一对钢牛腿位于上一行两个LF1之间并分别靠近两个LF1。所述钢牛腿上设有垂直于所述条板板面的板，该板上设有垂直延伸的螺栓孔。钢牛腿的作用是调正条板。安装条板时，螺栓孔中旋入高度可调螺栓，该一对钢牛腿之间尽量远离可以较好地保证调正效果，调正后再利用LF1、LF2将条板固定在梁架上。

所述窗上板和窗下板的下一行连接钢组件LF2靠近所在条板的下边缘，以适应梁架位于外窗附框上方的位置，所述窗间板的下一行连接钢组件LF2则位于所在条板高度方向上的中部。

所述窗间板的四角位置预埋有用于条板间连接的所述连接钢组件，分别是上面两个角上的LF5和下面两个角上的LF4。所述连接钢组件LF5和LF4中的连接螺栓的外伸端垂直于条板的板面。上层窗间板的LF4与下层窗间板的LF5借助连接钢板15实现上下相邻两块窗间板的连接。所述连接钢板上部设有沿条板宽度方向延伸的长条孔17或竖直方向延伸的长条孔，下部设有竖直方向延伸的长条孔16或沿条板宽度方向延伸的长条孔，上下两块窗间板之间螺栓连接处的紧固力度根据上下层窗间板运动趋势达到一定程度时允许连接处发生相对位移来确定。同时，相邻的上下两块窗间板之间设置图8所示的层间变形缝。相邻的上下两块窗间板间的上述连接结构，是本发明的幕墙能达到层高3.6m的多高层钢结构建筑在罕遇地震作用下的弹塑性层间位移角限值[θp]=1/50的关键因素。

条板上靠近边缘的连接钢组件如LF1、LF2、LF4和LF5预埋在所述边肋中，所述钢牛腿LF3预埋在所述加强肋中。

所述连接钢组件包括外侧钢板（参见LF1、LF2、LF4）或角钢（参见LF5，多用在条板边缘处，分别与条板上相垂直的两个平面平齐）、内侧钢板（参见LF1、LF2、LF4、LF5）或角钢（未示出），焊接在内、外侧钢板或角钢之间的多根钢筋（也可称为连接筋），其连接螺栓垂直穿过外侧钢板板面或角钢的一个板面且与内、外侧钢板或角钢固定连接。所述外侧钢板或角钢的外侧面与内侧混凝土层的外表面平齐，连接螺栓穿过的板面用作所述连接螺栓与其他结构件（如连接钢板15、调位角钢14）连接时的受力基面。经验证，采用上述结构的连接钢组件，同等承力情况下，其预埋深度可以比传统结构方式预埋螺栓的预埋深度小很多，由此从另一方面为本发明的幕墙的内、外叶墙板厚度减薄提供了条件，可以看作是本发明的幕墙的局部配套结构。

针对钢丝桁架的特点，本发明进行了相应试验：

1、当本发明的预制混凝土钢丝网架夹芯幕墙的内叶墙纵向中心受压时，内叶墙与外叶墙通过钢丝桁架悬空相连，内叶墙加载1683KN/m时，内叶墙肢中心侧移4.70mm，变形为墙高的1/584，内叶墙表面未发现任何裂缝（对现有类似结构幕墙进行相同试验时，由于其没有外叶墙及连接内、外叶墙的钢丝桁架的约束作用，内叶墙在低于上述载荷时即已断裂）。

2、被试条板的板跨为2800mm，均布加载3000N/m²，跨中挠度0.6mm，变形为跨度的1/4667。

3、内叶墙固定，沿外叶墙纵向加载12.25 KN/m²时，内外叶墙之间的相对位移为0；加载25 KN/m²时，内外叶墙之间的相对位移为0.6mm，折合一付三角形桁架钢丝承力500N。

上述试验表明，所述幕墙的承载和变形能力远远超过外力作用，尚有足够的安全储备。可见，内、外叶墙内的钢丝网经斜插钢丝的连接形成的钢丝网桁架对内、外叶墙形成了强有力的约束，加大了结构的惯性矩和刚度，提高了内外叶墙的纵向和横向承载能力。

不仅如此，本发明的预制混凝土钢丝网架夹芯幕墙还具有优良的保温、隔热、抗风、抗震和防火性能。

1、保温性能

所述幕墙的保温层厚度占幕墙总厚度的46%以上，足够保温层满足不同地区需求，250mm厚幕墙传热系数k=0.4，达到北京地区多层和高层建筑外墙保温规定，可满足寒冷地区节能75%多层住宅外墙保温要求，以及满足我国严寒地区公共建筑体形系数≤0.4的外墙保温要求；300mm厚幕墙k=0.29，均可满足我国严寒A区高层住宅外墙节能75%的传热系数规定，满足A区、B区外墙保温需要。在严寒地区采暖期间，聚苯保温材料因内部冷凝受潮重量湿度增加，在重量湿度规定条件下，以冬季室外最低温度-29℃地区为例，冷凝界面所需蒸汽渗透阻为9010（m²·h·Pa/g），300厚夹芯幕墙冷凝内侧面的蒸汽渗透阻为20116（m²·h·Pa/g），均大于所需的蒸汽渗透阻，因此聚苯重量湿度不会超标。

2、隔热性能

以250mm厚的所述幕墙为例，墙体密度ρ=340kg/m²，计算得热惰性指标D=2.16，k=0.4，根据《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》规定，综合指标达到夏季隔热要求，冬季保温良好。

3、抗风性能

本发明的预制混凝土钢丝网架夹芯幕墙由于具有很强的抗弯刚度，因此具有较好的抗风性能，能承受很大的风载荷。以100m高层高4m的建筑为例，按十二级风速基本风压载荷0.85KN/m²，根据《建筑结构载荷规范》规定，计算风载荷Wk=4.16 KN/m²，250mm厚的所述幕墙在风载荷作用下，幕墙高度中心挠度11.0mm，侧向变形为高度的1/327，超过规定变形1/300，说明该幕墙的抗风能力还有很大欲量。所述幕墙抗风刚度大变形小，可以有效避免或减少墙面装饰面砖、石材脱落伤人。

4、抗震性能

本发明的预制混凝土钢丝网架夹芯幕墙还具有较强的抗震性能，主要归因于本发明所采用的特定的连接构造：

（1）采用窗上板（用于建筑顶层女儿墙）、窗下板和窗间板相互拼装，每层幕墙优选以窗下板窗台为层间水平分界线，并设置层间变形缝。

（2）在主体结构工字钢边梁11的上下翼缘对应位置，窗间板、窗上板和窗下板左右两板边内预埋连接螺栓，通过可调位的角钢（即调位角钢）焊接在工字钢边梁的上下翼缘上。即对每块板来说，其与主体结构钢梁上下翼缘间共有4个螺栓连接节点，上、下翼缘各有2个，这4个连接节点的主要作用是将相应板通过边梁固定在主体结构上。

（3）在对应工字钢边梁上翼缘位置预埋一对钢牛腿，通过可调高度的螺栓支承在边梁上。支承好后，窗间板和窗下板都是通过该可调高度的螺栓将自身的重力传递到工字钢边梁上的。

（4）上层窗间板下边缘的预埋连接螺栓与下层窗间板上边缘预埋的连接螺栓通过调位角钢实现“可动连接”；

（5）每层外窗的附框和左右两侧及上方墙板相连，下边和窗台脱开设水平滑道，满足罕遇地震时层间位移。

（6）窗间板和窗下板在安装定位后，连接螺栓的垫板和角钢焊死固定，所有连接件应可靠的防腐、防火保护。

上述（1）、（5）体现了上下两层窗间板之间以及外窗与窗下板之间的水平的变位连接设计。连接节点的承载力采用载荷组合效应设计值，水平地震作用标准值可采用《建筑抗震设计规范》等效侧力法及《装配式混凝土结构技术规程》简化计算法，标准值取其大者。本发明的幕墙所采取的层间水平的变位连接可满足层高3.6m的多高层钢结构建筑在罕遇地震作用下的弹塑性层间位移角限值[θp]=1/50（钢筋混凝土框架[θp]=1/50）。采用上述变位连接设计，地震发生时能有效防止上层的晃动向下层传递，从而防止破坏的层间扩大。

5、防火性能

本发明的预制混凝土钢丝网架夹芯幕墙还具有防火性能。所述幕墙的保温层为有机可燃材料，外叶墙厚度为50mm，内叶墙厚度为60mm，其防火构造符合《建筑设计防火规范》的要求，即：无空腔复合保温结构，当保温材料的燃烧性能为B1、B2级时，保温材料两侧墙体应采用不燃材料，且厚度均不应小于5mm。所述幕墙经国家固定灭火系统和耐火构件质量监督检验中心的整墙加载耐火试验，验证其耐火极限为2.5h。

不仅如此，所述幕墙的四周侧面上、两侧混凝土层之间的缝隙处全部用不燃无机岩棉8包敷隔离，中间保温层不外露，完全符合防火要求。

本发明还提供了针对所述预制混凝土钢丝网架夹芯幕墙的幕墙安装方法：每层幕墙以窗下板窗台为层间水平分界线，将窗下板安装在每层外窗附框以下，将窗上板安装在顶层外窗附框以上，将窗间板安装在左右相邻外窗附框之间。处于竖直方向的条板与处于水平方向的建筑物外墙主体结构梁架11的上翼缘和下翼缘之间经由调位角钢14实现垂直固定连接，所述调位角钢与幕墙的条板经相应连接螺栓连接的板上设有竖直方向延伸的长条孔16，所述调位角钢与上翼缘螺栓连接的板上设有垂直于条板方向延伸的长条孔（图中未示出），图9所示实施例中工字梁11上焊接有槽钢12，所述调位角钢的水平板面落在该槽钢上面并螺栓连接。所述调位角钢与下翼缘连接的板与下翼缘之间焊接连接，通过对应于上、下翼缘的连接钢组件，并配合调位角钢、螺母、垫片等，条板被从上下两个方向夹持固定在梁架上，钢牛腿的螺栓孔中由上至下旋入高度可调螺栓13，使高度可调螺栓支撑在上翼缘的上表面，先调节高度可调螺栓以摆正条板，此时，条板的自重通过两高度可调的螺栓落在梁架上，再通过所述调位角钢处的螺栓连接固定相应条板。

各层外窗附框的左、右两边分别与对应的窗间板固定连接，顶层的外窗附框的上边与窗上板固定连接，其他层的外窗附框的上边与窗下板固定连接，窗下板窗台与相邻外窗附框的下边脱开并设水平滑道（附框底边固定的螺钉可在窗下板上平面设置的槽内自由滑动），相邻的上下两块窗间板之间设置层间变形缝（参见图8，变形缝内填充发泡聚乙烯背衬管或背衬棒9，变形缝的开口处通过弹性密封胶10封堵），使上下两层幕墙之间相对位移成为可能，一层受外力发生水平移动或产生运动趋势时，允许两层相对运动的自由度，非极端情况下通常可以防止外窗被挤坏，罕遇地震时，上层位移对下层的破坏作用也能显著降低。上块窗间板的下面两角与下块窗间板的上面两角对应连接，连接方式是利用上下两个连接钢组件的连接螺栓，借助同一块连接钢板15螺栓连接，所述连接钢板上部设有沿条板宽度方向延伸的长条孔17或竖直方向延伸的长条孔，下部设有竖直方向延伸的长条孔16或沿条板宽度方向延伸的长条孔，上下两块窗间板之间螺栓连接处的紧固力度根据上下层窗间板运动趋势达到一定程度时允许连接处发生相对位移来确定。常规使用情况下，相连接的两窗间板之间相对固定，当某层窗间板受到大的外力产生运动趋势时，由于对安装时适度紧固力的控制，使相连接的两层窗间板之间此时可以产生相对运动，从而有效抑制结构破坏的扩大。本发明将这种一般情况下相对固定、受大外力作用时相对可动的连接称为“变位连接”、“可动连接”或“铰接”。实现该可动连接的两个必要条件是：（1）结构上允许空间至少两个方向可移动（本发明是通过在调位角钢或连接钢板上设置不同方向的长条孔实现的）；（2）适宜的紧固力。条板与主体结构梁架之间的固定（如LF1处）以及上下层条板之间的连接（如LF4和LF5处）都采用该可动连接是本发明安装方法的主要特点。

本发明的预制混凝土钢丝网架夹芯幕墙与钢结构建筑发展相配套，和玻璃幕墙、金属幕墙相映成辉，极大地丰富了钢结构建筑造型和艺术魅力。

试验研究证明，本发明的预制混凝土钢丝网架夹芯幕墙具有优良的保温、隔热、防火、抗震等综合性能，节约材料，造价低，适用于多层和高层民用及工业建筑，使用年限与结构同步，可达70年，是建筑工业化的理想部品。

Claims (10)

1.一种预制混凝土钢丝网架夹芯幕墙，其特征在于采用条板拼装结构，所述条板包括窗上板、窗下板和窗间板，所述条板由内侧到外侧依次设有内侧混凝土层、保温层和外侧混凝土层，内、外侧混凝土层的内部分别配置有平面钢丝网，内、外侧混凝土层中的所述平面钢丝网之间通过穿透所述保温层的若干斜插钢丝焊接连接，所述内侧混凝土层中预埋有多个用于与建筑物外墙主体结构的梁架连接的连接钢组件，所述连接钢组件中的连接螺栓的外伸端垂直于条板的板面。

2.如权利要求1所述的预制混凝土钢丝网架夹芯幕墙，其特征在于所述连接钢组件至少设置成上下两行，分别对应相应梁架的上翼缘和下翼缘，同时，所述连接钢组件按列排布，至少包括两列，每一列上的连接钢组件上下对正，最外边的两列靠近所在条板的左右边缘。

3.如权利要求2所述的预制混凝土钢丝网架夹芯幕墙，其特征在于所述内侧混凝土层中还预埋有一对钢牛腿，该一对钢牛腿位于上一行最外边的两个连接钢组件之间，该一对钢牛腿之间尽量远离，所述钢牛腿上设有垂直于所述条板板面的板，该板上设有垂直延伸的螺栓孔。

4.如权利要求3所述的预制混凝土钢丝网架夹芯幕墙，其特征在于所述窗上板和窗下板的下一行连接钢组件靠近所在条板的下边缘，所述窗间板的下一行连接钢组件位于所在条板高度方向上的中部，所述窗间板的四角位置预埋有用于条板间连接的所述连接钢组件，所述连接钢组件中的连接螺栓的外伸端垂直于条板的板面。

5.如权利要求4所述的预制混凝土钢丝网架夹芯幕墙，其特征在于所述内侧混凝土层的厚度大于所述外侧混凝土层的厚度，较优的，所述内侧混凝土层的厚度为50-60mm，所述外侧混凝土层的厚度为40-50mm，所述保温层的厚度为140-190mm。

6.如权利要求4所述的预制混凝土钢丝网架夹芯幕墙，其特征在于所述内、外侧混凝土层的四周边缘一定宽度内设有朝向保温层凸起的边肋，所述窗间板的内侧混凝土层在高度方向上的中部设有朝向保温层凸起的加强肋，加强肋水平延伸，各条板上靠近边缘的连接钢组件预埋在所述边肋中，所述钢牛腿预埋在所述加强肋中，所述内、外侧混凝土层对应边的边肋之间缝隙中填充岩棉。

7.如权利要求1、2、3、4、5或6所述的预制混凝土钢丝网架夹芯幕墙，其特征在于所述内、外侧混凝土层中的所述平面钢丝网的纵向钢丝两两正对，同一斜插钢丝焊接在正对的纵向钢丝上，正对的纵向钢丝与连接在其间的斜插钢丝形成纵向平面桁架。

8.如权利要求7所述的预制混凝土钢丝网架夹芯幕墙，其特征在于所述连接钢组件包括内侧钢板或角钢、外侧钢板或角钢、焊接在内、外侧钢板或角钢之间的多根连接筋，其连接螺栓垂直穿过外侧钢板板面或角钢的一个板面且与内、外侧钢板或角钢固定连接，所述外侧钢板或角钢的外侧面与内侧混凝土层的外表面平齐。

9.一种预制混凝土钢丝网架夹芯幕墙安装方法，采用如权利要求4、5、6、7或8所述的预制混凝土钢丝网架夹芯幕墙，其特征在于每层幕墙以窗下板窗台为层间水平分界线，将窗下板安装在每层外窗附框以下，将窗上板安装在顶层外窗附框以上，将窗间板安装在左右相邻外窗附框之间，处于竖直方向的条板与处于水平方向的建筑物外墙主体结构梁架的上翼缘和下翼缘之间经由调位角钢实现垂直固定连接，所述调位角钢与幕墙条板经相应连接螺栓连接的板上设有竖直方向延伸的长条孔，所述调位角钢与上翼缘螺栓连接的板上设有垂直于条板方向延伸的长条孔，所述调位角钢与下翼缘连接的板与下翼缘之间焊接连接，钢牛腿的螺栓孔中由上至下旋入高度可调螺栓，使高度可调螺栓支撑在上翼缘的上表面，先调节高度可调螺栓以摆正条板，再通过所述调位角钢处的螺栓连接固定相应条板。

10.如权利要求9所述的预制混凝土钢丝网架夹芯幕墙安装方法，其特征在于窗下板窗台与相邻外窗附框的下边脱开并设水平滑道，相邻的上下两块窗间板之间设置层间变形缝，上块窗间板的下面两角与下块窗间板的上面两角对应连接，连接方式是利用上下两个连接钢组件的连接螺栓，借助同一块连接钢板螺栓连接，所述连接钢板上部设有沿条板宽度方向延伸的长条孔或竖直方向延伸的长条孔，下部设有竖直方向延伸的长条孔或沿条板宽度方向延伸的长条孔，上下两块窗间板之间螺栓连接处的紧固力度根据上下层窗间板运动趋势达到一定程度时允许连接处发生相对位移来确定。