CN105908870B - 一种抗震预制装配式隔墙及其施工方法 - Google Patents

一种抗震预制装配式隔墙及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种新型抗震预制装配式隔墙及其施工方法，所述新型抗震预制装配式隔墙包括长方体隔墙板，所述长方体隔墙板包括第一隔墙单元板和第二隔墙单元板，所述第一隔墙单元板设有第一隔墙斜面，所述第二隔墙单元板设有第二隔墙斜面，所述第一隔墙斜面与第二隔墙斜面的斜度和大小相同，所述第一隔墙斜面与第二隔墙斜面之间通过叠层橡胶构件连接；所述长方体隔墙板长度方向的一侧壁上设有榫槽，相对的另一侧壁上设有与所述榫槽咬合的榫头，所述长方体隔墙板之间相互咬合连接构成装配式隔墙。采用本发明的技术方案，抗震性能好；装配简单，安装方便，施工效率高，适合批量化生产。

Description

一种抗震预制装配式隔墙及其施工方法
技术领域
本发明涉及一种装配式隔墙，尤其涉及一种抗震预制装配式隔墙及其施工方法。
背景技术
随着可持续发展和节能环保要求的不断提高、劳动力成本持续增加，以装配式结构体系为代表的建筑工业化得到了越来越多的重视，其应用逐渐升温。预制装配式结构生产成本较低，大幅度降低了劳动力成本而且缩短了施工工期；产品质量更好地得到保障，流程化生产使生产过程更容易得到控制，大幅度提高了生产效率；大幅度减少了生产造成的环境污染、能源浪费，各种材料利用率显著提高，使得产生的废料、废水等得到更加有效地控制，一部分结构构件甚至可以进行回收再利用。
从装配式建筑结构角度来讲，相关的配套构件主要有屋顶用板、外墙复合板、楼板等构件。装配式建筑是根据建筑工业标准来生产，而且涉及了建筑产业改革、新兴产业转变，以工业制造生产住宅是装配式建筑的最初目的。整体建筑体系在节约型社会发展中保持了低碳、抗震、经济适用等优势功能，对消费者有很大的好处；根据国家建筑产业发展政策的要求，以先进性和永续性来设计装配式建筑整体结构，满足市场需求。我国要想走上文明建筑施工道路，应该积极利用新材料、新技术，这符合未来装配式建筑的发展趋势。
但是，现有的装配式隔墙存在以下问题：
1、大多装配式轻质隔墙并不具备耗能抗震性能；
2、生产过程中采用的隔墙材料有待改进。可在经济允许范围内，采用更环保、能循环利用的材料；
3、模具和配件有待改进。制造模具的原材料质量参差不齐，配套情况不一，难以生产高质量的磨具和配件，生产精度和生产效率低下；
4、缺乏标准化通用化的预制构件，构件品种规格单一、建筑与结构功能脱节，通用性和互换性不强，难以实现装配式隔墙的产业化。
发明内容
针对以上技术问题，本发明公开了一种抗震预制装配式隔墙及其施工方法， 克服了已有装配式隔墙存在的产业化难以实现、材料浪费、且大多不具备抗震性能的不足之处，提供了一种绿色，环保，生产装配简易并且具备一定耗能抗震效果的预制装配式隔墙。
对此，本发明的技术方案为：
一种抗震预制装配式隔墙，其包括长方体隔墙板，所述长方体隔墙板包括第一隔墙单元板和第二隔墙单元板，所述第一隔墙单元板设有第一隔墙斜面，所述第二隔墙单元板设有第二隔墙斜面，所述第一隔墙斜面与第二隔墙斜面的斜度和大小相同，所述第一隔墙斜面与第二隔墙斜面之间通过叠层橡胶构件连接；所述长方体隔墙板长度方向的一侧壁上设有榫槽，相对的另一侧壁上设有与所述榫槽咬合的榫头，所述长方体隔墙板之间相互咬合连接构成装配式隔墙。其中，所述榫槽即为凹槽；所述榫头即为凸块。优选的，所述榫槽的横截面为圆缺形状，所述圆缺的高度大于半径。
其中，所述第一隔墙斜面和第二隔墙斜面的斜度角优选为60-80度，即所述第一隔墙斜面与水平面的夹角、第二隔墙斜面与水平面的夹角均为60-80度，以保证三角形长直角边为第一隔墙和第二隔墙拼成矩形较长边(垂直边)的一半。
作为本发明的进一步改进，所述第一隔墙斜面和第二隔墙斜面的斜度角为65～75度。进一步优选的，所述第一隔墙斜面和第二隔墙斜面的斜度角为70度。
作为本发明的进一步改进，所述第一隔墙单元板在所述长方体隔墙板长度方向的截面为直角梯形，所述第二隔墙单元板在所述长方体隔墙板长度方向的截面为三角形。
作为本发明的进一步改进，所述长方体隔墙板的第一隔墙斜面和第二隔墙斜面形成隔墙拼接面，两个长方体隔墙板之间相互咬合连接组成隔墙单元，所述两个长方体隔墙板的隔墙拼接面在同一平面上，形成隔墙单元的连接面。
作为本发明的进一步改进，所述两个长方体隔墙板的隔墙拼接面与所述隔墙单元的对角面在同一平面上。
作为本发明的进一步改进，所述抗震预制装配式隔墙为采用长方体隔墙板进行奇数拼接得到，其中，所述长方体隔墙板的数量为奇数，所述抗震预制装配式隔墙为采用所述隔墙单元和长方体隔墙板拼接而成。
作为本发明的进一步改进，所述长方体隔墙板位于所述抗震预制装配式隔墙的侧边，所述隔墙单元的连接面所在的平面与所述长方体隔墙板的隔墙拼接面所在的平面相交。
作为本发明的进一步改进，所述抗震预制装配式隔墙为采用长方体隔墙板进行偶数拼接得到，其中，所述长方体隔墙板为偶数N，所述抗震预制装配式隔墙为从左到右采用1～N/2个隔墙单元依次拼接而成。
作为本发明的进一步改进，所述第1个～第M个隔墙单元的连接面相互平行；所述第(M+1)个～第N/2个隔墙单元的连接面相互平行，并与第1个～第M个隔墙单元的连接面所在的平面相交；其中，所述M＝[N/4]，即M取整数。
作为本发明的进一步改进，所述第1～第N/2个隔墙单元的连接面依次间隔1个隔墙单元相交。即第1个隔墙单元的连接面与第2个隔墙单元的连接面平行，第1个隔墙单元的连接面与第3个隔墙单元的连接面所在的平面相交。
作为本发明的进一步改进，所述抗震预制装配式隔墙可以采用奇数拼接和/或偶数拼接相结合。采用此技术方案，在抗震预制装配式隔墙的拼接中，可以根据实际需要进行奇数拼接或偶数拼接，或者采用奇数拼接和偶数拼接相结合的方式。
作为本发明的进一步改进，所述叠层橡胶构件的形状因数S满足：S1>15，6>S2>3，其中，S1为第一形状因数，即每一胶层有效承压面积与自由表面积之比；S2为第二形状因数，为有效承压面积与胶层总厚度之比。其中S1和S2采用下式计算得到：
上式中，D0为胶层中孔直径；T为每一层橡胶厚度；n为橡胶层数；D为胶层有效承压面直径。
优选的，所述叠层橡胶构件包括11块1mm厚的钢板和12层3mm厚的橡胶。通过计算，得到S1＝16.9，S2＝5.6，能满足要求。
优选的，所述叠层橡胶构件采用NR橡胶。该类型橡胶不仅具有出色的弹性、动态性能、加工性能、耐碱性能、耐老化性能，而且本身强度高。
作为本发明的进一步改进，所述第一隔墙斜面、第二隔墙斜面与所述叠层橡胶构件之间采用TB1521工业用胶粘剂粘结；所述第一隔墙单元板和第二隔墙单元板为硅镁加气混凝土空心轻质隔墙板。
采用此技术方案，TB1521工业用胶粘剂具有以下特点：(1)初期粘合力强，粘合 后弹性不会消失；(2)无需进行计量计算或加热等繁琐作业，任何人均可简便地操作。这样，可以更好的方便使用者使用，且保障长期的粘结质量。
采用此技术方案，隔墙单元板采用轻质高强的GM材料中空设计，其中所述硅镁加气混凝土空心轻质隔墙板，是由多种无机材料化学反应后形成的，其特性和优点如下：
(1)质轻：本材料比木头还轻，能浮在水面上；
(2)隔音和保温：本材料是由无数单独空气泡联合而成，提高了产品的隔音、保温效果；
(3)抗火性能好：无机材料合成的GM板属于不燃物；
(4)抗折、抗冲性能好：墙板中加入的无数防腐短纤维，增强了墙板的抗折、抗冲性能；
(5)墙板尺寸准确，长短大小可以进行随意切割，安装十分方便。大块干法安装，工作效率可以提高20倍以上；
(6)自身多孔，且可钉、可刨、可钻，方便水、电管道安装及埋线施工。
采用此技术方案，使用者可以根据使用需求填充适当的材料，例如保温隔热材料、隔声材料，具有多功能性，而且强度高，安装很方便，大大提高了效率。
作为本发明的进一步改进，所述长方体隔墙板的长度为2100～3500mm，宽度为500～700mm。进一步优选的，所述长方体隔墙板的长度为2800mm，宽度为600mm。
所述长方体隔墙板的尺寸可以根据目前市场常用的尺寸来设计，方便大规模工业化生产。
本发明公开了一种所述的抗震预制装配式隔墙的施工方法，包括以下步骤：
步骤A：先安装长方体隔墙板，然后将长方体隔墙板的榫槽对准另一长方体隔墙板的榫头进行拼接，将长方体隔墙板依次连接在一起，并调整垂直度和相邻板面的平整度；
步骤B：在地面及顶棚板面上放线，将所述长方体隔墙板从主体墙或柱的一端向另一端按顺序安装，当有门洞口时，则从门洞口向两侧安装；
步骤C：先安装定位板，在所述长方体隔墙板的榫口处、顶面满刮粘结材料，所述长方体隔墙板的上端局部封孔，上下对准定位板，所述长方体隔墙板的下端距地面预留安装间隙为30mm-60mm；
步骤D：在所述长方体隔墙板下部的实心肋处打入木楔并楔紧；利用木楔，使所述长方体隔墙板就位，将所述长方体隔墙板垂直向上挤压，使所述长方体隔墙板的顶部顶紧梁的底部，然后将所述长方体隔墙板固定；
步骤E：在所述长方体隔墙板与顶板、结构梁、主体墙、柱的连接处设置定位钢卡和抗震钢卡。
作为本发明的进一步改进，还包括：
步骤F：在所述长方体隔墙板之间的对接缝隙填充粘结材料，并将板缝间隙揉挤严密，被挤出的粘结材料刮平勾实；所述新型抗震预制装配式隔墙与楼地面空隙处，采用干硬性细石混凝土填实；木楔在立板养护3d后取出，并填实楔孔。
采用上述技术方案，符合通用的《建筑轻质条板隔墙技术规范》JGJ/T 157-2014标准的要求，质量更加有保障。
本发明的装配式内隔墙对墙体形状和材料进行改进，能够实现能量耗损，达到抗震的目的。隔墙具有构造简单、外形规整的特点，便于实现大规模机械化生产和产品质量控制，有很好的推广价值。与砌块相比，装配式隔墙具有施工方便快捷、劳动强度低、墙体表面平整(可省去墙面抹灰)、墙体强度高和整体性较好等优点。在制作工程中，采用了轻质高强、经济环保、工业化程度高、抗震性能好的“绿色材料”，使其更适合工业化生产。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
第一，采用本发明的技术方案，抗震性能好；隔墙的第一单元板与第二单元板间采用叠层橡胶构件连接，能够有效地实现耗能减震；墙体与结构梁或板采用钢卡连接，连接强度也能得到充分保证；隔墙长方体单元块之间的连接采用无浆砌块连接技术，地震作用下会产生摩擦，从而达到耗能的效果。而且，本预制隔墙的墙身采用轻质高强的GM材料，可以保证墙体具有足够的强度，同时还大大减轻了结构自重。
第二，采用本发明的技术方案，隔墙单元采用中空设计，可以根据使用需求填充适当的材料，例如保温隔热材料、隔声材料，具有多功能性，而且强度高，安装很方便。
第三，采用本发明的技术方案，预制墙板模板简单，便于生产和质量控制。预制墙板采用中空墙，其采用环保复合材料浇筑而成，有利于提高生产速度和控制墙板预制过程中的质量。
第四，采用本发明的技术方案，装配式的施工方式效率高、安装方便，隔墙可以采用下楔顶板安装条板隔墙的方法进行安装，装配简单，提高了效率。
第五，采用本发明的技术方案，隔墙的尺寸可以根据目前市场常用的尺寸来设计，除了方便大规模工业化生产之外，还能通过拼接的方式适用于绝大部分尺寸的墙体。
附图说明
图1是本发明一种实施例的长方体隔墙板结构示意图。
图2是本发明一种实施例的叠层橡胶构件的侧面结构示意图。
图3是本发明一种实施例的隔墙单元的组装示意图。
图4是本发明一种实施例的组装好的隔墙单元的结构示意图。
图5是本发明一种实施例的奇数拼接的结构示意图。
图6是本发明一种实施例的偶数拼接的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明。
实施例1
如图1～图6所示，一种抗震预制装配式隔墙，其包括长方体隔墙板1，所述长方体隔墙板1包括第一隔墙单元板2和第二隔墙单元板3，所述第一隔墙单元板2设有第一隔墙斜面21，所述第二隔墙单元板3设有第二隔墙斜面31，所述第一隔墙斜面21与第二隔墙斜面31的斜度和大小相同，所述第一隔墙斜面21与第二隔墙斜面31之间通过叠层橡胶构件4连接，所述第一隔墙斜面21、第二隔墙斜面31与所述叠层橡胶构件4之间采用TB1521工业用胶粘剂进行粘结；所述长方体隔墙板1长度方向的一侧壁上设有榫槽5，相对的另一侧壁上设有与所述榫槽5咬合的榫头6，所述长方体隔墙板1之间通过榫槽5和榫头6相互咬合连接构成装配式隔墙；所述第一隔墙斜面21和第二隔墙斜面31的斜度角为70度。所述第一隔墙单元板2在所述长方体隔墙板1长度方向的截面为直角梯形，所述第二隔墙单元板3在所述长方体隔墙板1长度方向的截面为三角形。所述第一隔墙斜面21和第二隔墙斜面31形成隔墙拼接面7，两个长方体隔墙板1之间相互咬合连接组成隔墙单元8，所述两个长方体隔墙板1的隔墙拼接面7连接在同一平面上，形成隔墙单元8的连接面9。所述两个长方体隔墙板1的隔墙拼接面7，与所述隔墙单元8的对角面在同一平面上，即所述隔墙单元8的连接面9与所述隔墙单元8的对角面在同一平面上。所述第一隔墙单元8板2和第二隔墙单元8 板3为硅镁加气混凝土空心轻质隔墙板。
如图2所示，所述叠层橡胶构件4包括11块1mm厚的钢板41和12层3mm厚的橡胶42，通过计算，S1＝16.9，S2＝5.6满足要求。其中，S1为第一形状因数，即每一胶层有效承压面积与自由表面积之比；S2为第二形状因数，为有效承压面积与胶层总厚度之比。
如图5所示，所述抗震预制装配式隔墙可以采用长方体隔墙板1进行奇数拼接，其中，所述长方体隔墙板1的数量为奇数，所述抗震预制装配式隔墙为采用所述隔墙单元8和长方体隔墙板1拼接而成；先将所述长方体隔墙板1拼接为隔墙单元8，然后将隔墙单元8相互拼接，到所述抗震预制装配式隔墙的侧边时，将长方体隔墙板1与隔墙单元8进行拼接，其中，所述长方体隔墙板1位于所述抗震预制装配式隔墙的侧边，所述隔墙单元8的连接面9所在的平面与所述长方体隔墙板1的隔墙拼接面7所在的平面相交。
如图6所示，所述抗震预制装配式隔墙也可以采用长方体隔墙板1进行偶数拼接，其中，所述长方体隔墙板1为偶数N，所述新型抗震预制装配式隔墙为从左到右采用1～N/2个隔墙单元8依次拼接而成，所述第1个～第M个隔墙单元8的连接面9相互平行；所述第(M+1)个～第N/2个隔墙单元8的连接面9相互平行，并与第1个～第M个隔墙单元8的连接面9所在的平面相交；其中，所述M＝[N/4]，即M取整数。本例中，N为12，从左到右，第1～第3个隔墙单元8的连接面9相互平行，第4～第6个隔墙单元8的连接面9相互平行，且前者的连接面9与后者的连接面9所在的平面相交，形成对称拼接。
上述偶数拼接和奇数拼接的板块之间形成的叠层橡胶构件的连接缝为在地震作用下常出现的裂缝类型，其具有更好的耗能、抗震性能。
在抗震预制装配式隔墙的拼接中，可以根据需要进行奇数拼接或偶数拼接，或者采用奇数拼接和偶数拼接相结合的方式。
对采用该装配式隔墙的四层框架结构进行数值仿真计算。该框架结构层高为3.2m，结构总高度为3.2×4＝12.8m，开间均为6×4m，框架结构总长6×4＝24m，框架结构的总宽为4×2＝8m。横向主梁尺寸为400×600mm，竖向主梁尺寸为300×500mm。在两种不同支座条件下框架结构顶层和底层的最大位移和加速度，具体参数值见表1：
表1实施例1与对照例的仿真结果表
对照例无抗震预制隔墙 位移X(mm) 加速度a(cm/s2)
顶层 17.3 795.03
底层 18.74 739.21
实施例1有抗震预制隔墙 位移X(mm) 加速度a(cm/s2)
顶层 15.46 740.05
底层 14.96 714.18
由上表1的数据分析可知，实施例1的抗震隔墙可使框架结构顶部加速度减小6.9％，使顶部位移减小10.6％，具有很好的抗震性能；且施工效率高、安装方便。
实施例2
一种实施例1的抗震预制装配式隔墙的施工方法，包括以下步骤：
步骤A：先安装长方体隔墙板，然后将长方体隔墙板的榫槽对准另一长方体隔墙板的榫头进行拼接，将长方体隔墙板依次连接在一起，并调整垂直度和相邻板面的平整度；
步骤B：在地面及顶棚板面上放线，将所述长方体隔墙板从主体墙或柱的一端向另一端按顺序安装，当有门洞口时，则从门洞口向两侧安装；
步骤C：先安装定位板，在所述长方体隔墙板的企口处、顶面满刮粘结材料，所述长方体隔墙板的上端局部封孔，上下对准定位板，所述长方体隔墙板的下端距地面预留安装间隙为30mm-60mm；
步骤D：在所述长方体隔墙板下部的实心肋处打入木楔并楔紧；利用木楔，使所述长方体隔墙板就位，将所述长方体隔墙板垂直向上挤压，使所述长方体隔墙板的顶部顶紧梁的底部，然后将所述长方体隔墙板固定；
步骤E：在所述长方体隔墙板与顶板、结构梁、主体墙、柱的连接处设置定位钢卡和抗震钢卡；
步骤F：在所述长方体隔墙板之间的对接缝隙填充粘结材料，并将板缝间隙揉挤严密，被挤出的粘结材料刮平勾实；所述新型抗震预制装配式隔墙与楼地面空隙处，采用干硬性细石混凝土填实；木楔在立板养护3d后取出，并填实楔孔。
以上所述之具体实施方式为本发明的较佳实施方式，并非以此限定本发明的具体实施范围，本发明的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本发明之形状、结构 所作的等效变化均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种抗震预制装配式隔墙，其特征在于：其包括长方体隔墙板，所述长方体隔墙板包括第一隔墙单元板和第二隔墙单元板，所述第一隔墙单元板设有第一隔墙斜面，所述第二隔墙单元板设有第二隔墙斜面，所述第一隔墙斜面与第二隔墙斜面的斜度和大小相同，所述第一隔墙斜面与第二隔墙斜面之间通过叠层橡胶构件连接；所述长方体隔墙板长度方向的一侧壁上设有榫槽，相对的另一侧壁上设有与所述榫槽咬合的榫头，所述长方体隔墙板之间相互咬合连接构成装配式隔墙。
2.根据权利要求1所述的抗震预制装配式隔墙，其特征在于：所述第一隔墙斜面和第二隔墙斜面的斜度角为60-80度。
3.根据权利要求2所述的抗震预制装配式隔墙，其特征在于：所述第一隔墙单元板在所述长方体隔墙板长度方向的截面为直角梯形，所述第二隔墙单元板在所述长方体隔墙板长度方向的截面为三角形。
4.根据权利要求2所述的抗震预制装配式隔墙，其特征在于：所述长方体隔墙板的第一隔墙斜面和第二隔墙斜面形成隔墙拼接面，两个长方体隔墙板之间相互咬合连接组成隔墙单元，所述两个长方体隔墙板的隔墙拼接面在同一平面上，形成隔墙单元的连接面。
5.根据权利要求4所述的抗震预制装配式隔墙，其特征在于：所述两个长方体隔墙板的隔墙拼接面与所述隔墙单元的对角面在同一平面上。
6.根据权利要求5所述的抗震预制装配式隔墙，其特征在于：所述抗震预制装配式隔墙为采用长方体隔墙板进行奇数拼接得到，其中，所述长方体隔墙板的数量为奇数，所述抗震预制装配式隔墙为采用所述隔墙单元和长方体隔墙板拼接而成；所述长方体隔墙板位于所述抗震预制装配式隔墙的侧边，所述隔墙单元的连接面所在的平面与所述长方体隔墙板的隔墙拼接面所在的平面相交。
7.根据权利要求5所述的抗震预制装配式隔墙，其特征在于：所述抗震预制装配式隔墙为采用长方体隔墙板进行偶数拼接得到，其中，所述长方体隔墙板为偶数N，所述抗震预制装配式隔墙为从左到右采用1~ N/2个隔墙单元依次拼接而成，第1个~第M个隔墙单元的连接面相互平行；第M+1个~第N/2个隔墙单元的连接面相互平行，并与第1个~第M个隔墙单元的连接面所在的平面相交；其中，所述M=N/4。
8.根据权利要求1~7任意一项所述的抗震预制装配式隔墙，其特征在于：所述叠层橡胶构件的形状因数S满足：S1 >15，6>S2>3，其中，S1为第一形状因数，即每一胶层有效承压面积与自由表面积之比；S2为第二形状因数，为有效承压面积与胶层总厚度之比。
9.根据权利要求8所述的抗震预制装配式隔墙，其特征在于：所述第一隔墙斜面、第二隔墙斜面与所述叠层橡胶构件之间采用TB1521工业用胶粘剂粘结；所述第一隔墙单元板和第二隔墙单元板为硅镁加气混凝土空心轻质隔墙板。
10.一种如权利要求1~9任意一项所述的抗震预制装配式隔墙的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤A：先安装长方体隔墙板，然后将长方体隔墙板的榫槽对准另一长方体隔墙板的榫头进行拼接，将长方体隔墙板依次连接在一起，并调整垂直度和相邻板面的平整度；
步骤B：在地面及顶棚板面上放线，将所述长方体隔墙板从主体墙或柱的一端向另一端按顺序安装，当有门洞口时，则从门洞口向两侧安装；
步骤C：先安装定位板，在所述长方体隔墙板的榫口处、顶面满刮粘结材料，所述长方体隔墙板的上端局部封孔，上下对准定位板，所述长方体隔墙板的下端距地面预留安装间隙为30mm-60mm；
步骤D：在所述长方体隔墙板下部的实心肋处打入木楔并楔紧；利用木楔，使所述长方体隔墙板就位，将所述长方体隔墙板垂直向上挤压，使所述长方体隔墙板的顶部顶紧梁的底部，然后将所述长方体隔墙板固定；
步骤E：在所述长方体隔墙板与顶板、结构梁、主体墙、柱的连接处设置定位钢卡和抗震钢卡；
步骤F：在所述长方体隔墙板之间的对接缝隙填充粘结材料，并将板缝间隙揉挤严密，被挤出的粘结材料刮平勾实；所述抗震预制装配式隔墙与楼地面空隙处，采用干硬性细石混凝土填实；木楔在立板养护3d后取出，并填实楔孔。
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