CN106193375A - 带翼角的外挂墙板剪力键 - Google Patents

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潘金龙
顾杰
刘守城
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    • E04BGENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
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    • E04B1/38Connections for building structures in general
    • E04B1/40Separate connecting elements
    • E04B1/41Connecting devices specially adapted for embedding in concrete
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04BGENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
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    • E04B2/56Load-bearing walls of framework or pillarwork; Walls incorporating load-bearing elongated members

Abstract

本发明公开一种带翼角的外挂墙板剪力键,该剪力键包括钢板、保温塑料和塑料套环;为了防止剪力键从混凝土中滑动,对钢板进行滚压处理,使得钢板两端宽,中间窄,同时在剪力键的两端增加两个翼角,增强了剪力键的抗拉拔力;在钢板的表面增加一层保温塑料,在建筑外墙中有效地阻断了剪力键的“热桥”;在剪力键的中部加上塑料套环,保证塑料套环的宽度大于等于剪力键端部的宽度,在施工中起到定位的作用。本发明材料来源广泛,加工制作简单、性能可靠,大大改善了当前玻璃纤维剪力键耐碱腐蚀性能差、抗剪能力差、成本较高等弊端,可运用到预制三明治式外挂墙板中,具有广阔的应用前景。

Description

带翼角的外挂墙板剪力键
技术领域
[0001]本发明涉及一种用于预制三明治式外挂墙板中的剪力连接件,属于建筑工程技术领域,具体为带翼角的外挂墙板剪力键。
背景技术
[0002]随着全面建设小康社会的逐步推进,房屋建筑面积逐年增加,建筑能耗占全国能耗总量的33%以上,国家和地方的“十二五”建设规划中将建筑节能作为主要节能建设目标之一。预制装配式混凝土结构作为一种符合工业化生产方式的结构形式,具有施工速度快、劳动强度低、噪音污染与湿作业少和产品质量易控制等优势,在发达国家得到了广泛应用。采用预制装配的建筑施工方法可以有效节约资源和能源,提高材料在实现建筑节能和结构性能方面的利用率,克服施工场地和环境条件对现场施工的限制,减少现场施工劳动力数量,减少建筑垃圾和施工对环境的不良影响,提高建筑功能和结构性能。预制装配式住宅的推广将较大程度的降低建筑过程产生的能耗,而围护结构的保温隔热处理对建筑运行能耗降低有着重大的意义。
[0003]装配式建筑的围护体系一般采用外挂式体系,预制外挂墙板与框架结构相结合,便形成了预制外挂墙板框架结构。目前的预制外挂墙板多采用三明治式保温系统,外挂墙板从外到内依次为装饰保护层、保温层、结构层,三层通过剪力键连接起来。因为混凝土具有热惰性,内层混凝土成为一个恒温的蓄热体,中间的保温板成为一个热的绝缘层,从而可以延缓热量传过建筑墙板在内外层之间的传递。剪力键在预制外挂墙板中的布置见图3。本发明致力于剪力键的设计,目前市场上的剪力键多采用可分为两类,分别为金属剪力键和非金属剪力键。金属剪力键具有抗剪性能好、连接牢固等优点,但其热工性能差,热量损失严重;非金属剪力键主要采用FRP材料,这种剪力键热工性能好,但耐碱腐蚀性能差、抗剪能力差、成本较高等弊端。
[0004]综上,研究一种抗剪能力强、抗拉拔力强、成本低、与混凝土粘结性能好、耐久性好的剪力键是本领域技术人员研究的内容。
发明内容
[0005]针对现有技术的不足,本发明提出一种抗剪能力强、抗拉拔力强、成本低、与混凝土粘结性能好、耐久性好的带翼角的外挂墙板剪力键和其制作方法。
[0006]为解决上述技术问题,本发明提出带翼角的外挂墙板剪力键,其特征在于该剪力键包括钢板、保温塑料、塑料套环;为了防止剪力键从混凝土中滑动,对钢板进行滚压处理,使得钢板两端宽,中间窄,同时在剪力键的端部增加两个翼角;在钢板的表面加一层保温塑料;在剪力键的中部加上塑料套环,保证塑料套环的宽度大于等于剪力键端部的宽度。
[0007]本发明在钢板的表面加一层保温塑料,因为保温塑料对钢板起到保温隔热的作用,有效地避免了剪力键在建筑外墙中的“热桥”作用。
[0008]本发明在剪力键的中部加塑料套环,在施工过程中起到定位的作用。
[0009] 钢板宜选用Q235钢。
[0010] 保温塑料宜选用热塑性塑料,如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。
[0011]剪力键的截面大小以及预埋在基体材料中的长度根据剪力键的力学实验来确定。剪力键的尺寸如图2所示,本试验的外挂墙板的装饰保护层的材料是CL25陶粒混凝土,厚度为50mm;保温层的材料是EPS泡沫板,厚度为50mm;结构层的材料是C30混凝土,厚度为80mm。剪力键在陶粒混凝土中的预埋深度为35mm,在混凝土中的预埋深度为65mm。经试验测试,剪力键预埋在陶粒混凝土中的抗拉拔力为11.33kN;剪力键预埋在混凝土中的抗拉拔力为12.73kN;剪力键抗剪承载力为6.31kN。
[0012]外挂墙板主要承受墙板的自重、风荷载以及地震作用。墙板设计时,根据构件的受力特点,荷载选用最不利的组合。荷载组合参照《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010),对外挂墙板的承载能力和正常使用状态以及墙板在脱模、吊装、运输以及安装等过程进行验算。具体工况如下:
(1)正常使用工况
墙板自重荷载设计值:G=1.35Gk ;
风荷载设计值:ω =1.4ω Jf ;
水平地震作用设计值:Pe=Qe= 1.3Ρεκ ;
垂直地震作用设计值:Pe=Qe= 1.3Ρεκ ;
平行于板面竖向荷载设计值:Sv=G+Qe ;
垂直于板面水平荷载设计值:Sh=« +Pe
(2)脱模起吊工况
垂直于板面水平荷载设计值:Sh=1.5 X G
(3)垂直运输工况
平行于板面竖向荷载设计值:Sv=1.5 X G
(4)翻板工况
垂直于板面水平荷载设计值:Sh=1.5 X Gk
(5)施工安装工况
垂直于板面水平荷载设计值:Sh=1.5 X G 平行于板面竖向荷载设计值:Sv=1.5 X G
本文根据试点办公大楼计算外挂墙板最不利荷载,得出墙板最不利水平荷载为Sh=1.5XG,最不利竖向荷载为3产1.5乂6。假定剪力键在墙板中的布置间距为600111111\600111111,陶粒混凝土的干表观密度为1773 kg/m3,则
Gk=1773kg/m3 X 0.6m X 0.6m X 0.05m X 10N/kg=0.32kN Sv=Sh=1.5X1.35X0.32kN=0.65kN
根据上文剪力键试验的结果,单个剪力键能承受最大的拉拔力为11.33kN,安全系数为17.4;单个剪力键能承受最大的剪切力为6.31kN,安全系数为9.7。因此剪力键的安全系数超过5,剪力键布置安全可靠。
[0013]本发明的技术方案具有以下有益效果:
本发明的一种新型外挂墙板剪力键,利用钢板作为剪力键材料。一方面材料来源广泛,另一方面与FRP剪力键相比,其抗剪强度大大提高,与金属剪力键相比,其热工性能大大提高。对钢板进行滚压处理,使得钢板两端宽,中间窄,同时剪力键的端部增加两个翼角,大大增强了剪力键与混凝土的粘结作用。
[0014]通过在钢板表面加一道保温塑料,一方面对钢板起到保温隔热的作用,有效地避免了建筑外墙中的“热桥”作用;另一方面保温塑料包裹着钢板,可以有效地防止钢板锈蚀,与玻璃纤维剪力键相比,其耐久性大大提高。选用具有热塑性的塑料可以提高剪力键的耐久性。
[0015]通过在剪力键的中部加塑料套环,塑料套环的宽度大于等于剪力键端部的宽度,保证剪力键能插入预先留孔的保温板,在施工过程中起到定位的作用。
[0016]故本发明具有抗剪能力强、抗拉拔力大、成本低、与混凝土粘结性能好、耐久性好等优点,适用于预制三明治式外挂墙板中,具有广阔的应用前景。
附图说明
[0017]图1是本发明的结构示意图;
图2是本发明图1的A-A#lj视图;
图3是预制三明治式外挂墙板主视图;
图4是预制三明治式外挂墙板俯视图;
图中:钢板I;保温塑料2;塑料套环3;装饰保护层4;保温板5;结构层6;剪力键7;外挂墙板8 ο
具体实施方式
[0018]如图1所示,所述的带翼角的外挂墙板剪力键7包括钢板1、保温塑料2、塑料套环3;为了防止剪力键7从混凝土中滑动,对钢板I进行滚压处理,使得钢板I两端宽,中间窄,同时在钢板I的两端增加两个翼角;在钢板I的表面加一层保温塑料2,;在剪力键7的中部加塑料套环3。
[0019]对钢板I进行滚压处理,使得钢板I两端宽,中间窄,同时在钢板I的两端增加两个翼角。当剪力键7在拉力作用下,剪力键7中间窄、端部宽的形状使得混凝土处于三向受力的状态,大大增强了剪力键7与混凝土的粘结作用,并且剪力键端部的两个翼角紧紧地勾住附件的混凝土,从而保证剪力键7不发生粘结滑移破坏。
[0020]通过在钢板I表面加一层保温塑料2,一方面对钢板I起到保温隔热的作用,有效地避免了建筑外墙中的“热桥”作用。另一方面保温塑料2致密地包裹着钢板I,可以有效地防止钢板I锈蚀,与FRP剪力键相比,其耐久性大大提高。选用具有热塑性的保温塑料2可以提高剪力键7的耐久性。
[0021]通过在剪力键7的中部加塑料套环3,保证塑料套环3的宽度大于等于剪力键7端部的宽度,在施工过程中起到定位的作用。
[0022]剪力键7的截面大小以及预埋在基体材料中的长度根据剪力键的力学实验来确定。
[0023]所述的带翼角的外挂墙板剪力键7,其特征在于,钢板I宜选选用Q235钢。
[0024]所述的带翼角的外挂墙板剪力键7,其特征在于,保温塑料2宜选用热塑性塑料,如聚乙稀、聚丙稀、聚氯乙稀等。
[0025]下面结合预制三明治式外挂墙板8的浇筑过程对本发明的安装做进一步的说明。
[0026]如图2所示,预制三明治式外挂墙板主要由装饰保护层4、保温板5、结构层6和剪力键7构成。首先搭建模板,清洁表面,涂抹脱模剂并放置好钢筋网后,将装饰层4混凝土浇筑入模板;待底层混凝土震动均匀后,应立即防止预先钻好孔的保温板5在混凝土上,这一动作应当在装饰层4混凝土震动均匀后15到20分钟内完成,从而保证混凝土仍然为胶状;保温板5放置后,剪力键7应立即插入预先钻好的孔,剪力键7插入的周围面积应当被挤密;放置结构层6混凝土的钢筋网和其他预埋连接件;最后浇筑结构层6混凝土。
[0027]以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.带翼角的外挂墙板剪力键,其特征在于,所述剪力键包括钢板(I)、保温塑料(2)、塑料套环(3);对所述钢板(I)进行滚压处理,使得所述钢板(I)两端宽,中间窄,同时所述钢板(I)的两端增加两个凸出的翼角,用于防止剪力键从混凝土中滑动;在所述钢板(I)的表面加一层保温塑料(2)。
2.根据权利要求1所述的带翼角的外挂墙板剪力键,其特征在于,所述钢板(I)选用Q235 钢。
3.根据权利要求1所述的带翼角的外挂墙板剪力键,其特征在于,所述保温塑料(2)选用热塑性塑料,如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。
4.根据权利要求1所述的带翼角的外挂墙板剪力键,其特征在于,在所述剪力键的中部加所述塑料套环(3),保证所述塑料套环(3)的宽度不小于所述剪力键端部的宽度,在施工中起到定位的作用。
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