CN106284741A - 干式连接装配式混凝土宽柱高梁的结构围护一体化体系 - Google Patents

Abstract

干式连接装配式混凝土宽柱高梁的结构围护一体化体系，十字形预制混凝土宽柱的顶端竖向连接外伸钢筋插入其上层十字形预制混凝土宽柱的下部竖向连接架内，采用螺母将其紧固；预制混凝土高梁搭在十字形预制混凝土宽柱的上部阶梯口上，其的上层十字形预制混凝土宽柱的下部阶梯口搭在预制混凝土高梁上；采用弧形螺栓将十字形预制混凝土宽柱和预制混凝土高梁连接；十字形预制混凝土宽柱和预制混凝土高梁围成矩形洞口。本发明的效果和优点是连接方式采用干作业施工，简化施工；连接可靠，整体性好，具有优越的抗震性能，刚度显著提升，并降低连接件数量，显著提升其工业化效率，降低资源及能源消耗，并可以实现通用化，标准化。

Description

干式连接装配式混凝土宽柱高梁的结构围护一体化体系

技术领域

本发明涉及一种建筑节能墙体，特别是涉及一种节能建筑采用的干式连接装配式混凝土宽柱高梁的结构围护一体化体系。

背景技术

装配式混凝土建筑是指以工厂化生产的混凝土预制构件为主．通过现场装配的方式设计建造的混凝土结构类房屋建筑。构件的装配方法一般有现场后浇叠合层混凝土、钢筋锚固后浇混凝土连接等，钢筋连接可采用套筒灌浆连接、焊接、机械连接及预留孔洞搭接连接等做法。20世纪80年代，在我国流行的装配式预制大板住宅，由于结构整体性差、渗漏、楼板裂缝等原因，存在许多影响结构安全及正常使用的隐患和缺陷，逐渐被现浇混凝土结构所取代。但随着当前新兴的装配式混凝土结构的应用，特别是近年来引进了许多国外先进技术，本土化的装配式混凝土结构建造新技术正逐步形成。

随着我国“建筑工业化、住宅产业化”进程的加快以及中国“人口红利”的不断减少建筑行业用工荒的出现住宅工业产业化的趋势日渐明显。装配式混凝土结构的应用重新成为当前研究热点全国各地不断涌现出住宅建筑装配式混凝土结构的新技术、新形式。装配式钢筋混凝土结构是我国建筑结构发展的重要方向之一，它有利于我国建筑工业化的发展，提高生产效率节约能源，发展绿色环保建筑，并且有利于提高和保证建筑工程质量。与现浇施工工法相比，装配式RC结构有利于绿色施工，因为装配式施工更能符合绿色施工的节地、节能、节材、节水和环境保护等要求，降低对环境的负面影响，包括降低噪音、防止扬尘、减少环境污染、清洁运输、减少场地干扰、节约水、电、材料等资源和能源，遵循可持续发展的原则。而且，装配式结构可以连续地按顺序完成工程的多个或全部工序，从而减少进场的工程机械种类和数量，消除工序衔接的停闲时间，实现立体交叉作业，减少施工人员，从而提高工效、降低物料消耗、减少环境污染，为绿色施工提供保障。另外，装配式结构在较大程度上减少建筑垃圾(约占城市垃圾总量的30%―40%)，如废钢筋、废铁丝、废竹木材、废弃混凝土等。

装配式混凝土建筑依据装配化程度高低可分为全装配和部分装配两大类。全装配建筑一般限制为低层或抗震设防要求较低的多层建筑；部分装配混凝土建筑主要构件一般采用预制构件、在现场通过现浇混凝土连接，形成装配整体式结构的建筑。

北美地区主要以美国和加拿大为主．由于预制／预应力混凝土协会(PCI)长期研究与推广预制建筑，预制混凝土的相关标准规范也很完善．所以其装配式混凝土建筑应用非常普遍。北美的预制建筑主要包括建筑预制外墙和结构预制构件两大系列，预制构件的共同特点是大型化和预应力相结合．可优化结构配筋和连接构造。减少制作和安装工作量，缩短旖工工期，充分体现工业化、标准化和技术经济性特征。在20世纪，北美的预制建筑主要用于低层非抗震设防地区。由于加州地区的地震影响，近年来非常重视抗震和中高层预制结构的工程应用技术研究。PCI最近出版了《预制混凝土结构抗震设计》一书，从理论和实践角度系统地分析了预制建筑的抗震设计问题，总结了许多预制结构抗震设计的最新科研成果，对指导预制结构设计和工程应用推广具有很强的指导意义。

欧洲是预制建筑的发源地，早在17世纪就开始了建筑工业化之路。第二次世界大战后，由于劳动力资源短缺，欧洲更进一步研究探索建筑工业化模式。无论是经济发达的北欧、西欧，还是经济欠发达的东欧，一直都在积极推行预制装配混凝土建筑的设计施工方式。积累了许多预制建筑的设计施工经验，形成了各种专用预制建筑体系和标准化的通用预制产品系列，并编制了一系列预制混凝土工程标准和应用手册，对推动预制混凝土在全世界的应用起到了非常重要的作用。

日本和韩国借鉴了欧美的成功经验，在探索预制建筑的标准化设计施工基础上。结合自身要求。在预制结构体系整体性抗震和隔震设计方面取得了突破性进展。具有代表性成就的是日本2008年采用预制装配框架结构建成的两栋58层的东京塔。同时，日本的预制混凝土建筑体系设计、制作和施工的标准规范也很完善，目前使用的预制规范有《预制混凝土工程}(JASSl0)和《混凝土幕墙)(JASSl4)。

我国从20世纪五六十年代开始研究装配式混凝土建筑的设计施工技术，形成了一系列装配式混凝土建筑体系，较为典型的建筑体系有装配式单层工业厂房建筑体系、装配式多层框架建筑体系、装配式大板建筑体系等。到20世纪80年代装配式混凝土建筑的应用达到全盛时期，全国许多地方都形成了设计、制作和施工安装一体化的装配式混凝土工业化建筑模式．装配式混凝土建筑和采用预制空心楼板的砌体建筑成为两种最主要的建筑体系，应用普及率达70％以上。由于装配式建筑的功能和物理性能存在许多局限和不足，我国的装配式混凝土建筑设计和施工技术研发水平还跟不上社会需求及建筑技术发展的变化，到20世纪90年代中期，装配式混凝土建筑已逐渐被全现浇混凝土建筑体系取代，目前除装配式单层工业厂房建筑体系应用较广泛外。其他预制装配式建筑体系的工程应用极少。预制结构抗震的整体性和设计施工管理的专业化研究不够，造成其技术经济性较差。是导致预制结构长期处于停滞状态的根本原因。

发明内容

本发明的目的在于提供一种干式连接装配式混凝土宽柱高梁的结构围护一体化体系，主要解决装配式混凝土三明治墙体的整体协同性能，提高节能性能，采用整体无热桥技术和增强暗柱体系，显著提高抗震性能，并大幅降低连接件数量，简化施工，显著提升其工业化效率，推动我国装配式混凝土高层住宅产业化发展进程，降低资源及能源消耗。

本发明采用的技术方案是：干式连接装配式混凝土宽柱高梁的结构围护一体化体系，其组成包括十字形预制混凝土宽柱、预制混凝土高梁、洞口、弧形螺栓和螺母；

十字形预制混凝土宽柱包括预制混凝土板体、下部阶梯口、上部阶梯口、混凝土侧肩、下部竖向连接架、水平连接架、竖向连接外伸钢筋、竖向连接安装口和水平连接安装口；十字形预制混凝土宽柱整体呈十字形，优先以水平中线和竖直中线对称；十字形预制混凝土宽柱下部左右分别设置下部阶梯口，十字形预制混凝土宽柱下部中间设置下部竖向连接架，并在左右下部阶梯口对应的位置设置水平连接架；十字形预制混凝土宽柱上部左右分别设置上部阶梯口，十字形预制混凝土宽柱上部的中间设置竖向连接外伸钢筋；所述左右上部阶梯口对应的位置设置水平连接架；

所述水平连接架的左右两侧水平设置有水平连接安装口，水平连接安装口用于安装弧形螺栓，其位置与弧形螺栓位置相对应；水平连接安装口在十字形预制混凝土宽柱的平面内投影为等腰梯形，在水平面上的投影为弧形；

所述下部竖向连接架 的上下两侧竖直设置有竖向连接安装口，竖向连接安装口用于安装弧形螺栓，其位置与弧形螺栓位置相对应；竖向连接安装口在十字形预制混凝土宽柱的平面内投影为等腰梯形，在平面外的平面的投影为弧形。

预制混凝土高梁的组成包括梁体、受力连接一体架和安装口，梁体内预埋受力连接一体架，受力连接一体架的两端伸至梁体的两端，并在两端与十字形预制混凝土宽柱连接并安装弧形螺栓的位置上分别设置安装口；

十字形预制混凝土宽柱的顶端竖向连接外伸钢筋插入其上层十字形预制混凝土宽柱的下部竖向连接架内，采用螺母将其紧固；紧固时，螺母在竖向连接安装口安装紧固；

预制混凝土高梁搭在十字形预制混凝土宽柱的上部阶梯口上，其上层十字形预制混凝土宽柱的下部阶梯口搭在预制混凝土高梁上；

采用弧形螺栓将十字形预制混凝土宽柱和预制混凝土高梁连接，弧形螺栓的一端与十字形预制混凝土宽柱顶部的水平连接架以及其上层十字形预制混凝土宽柱的底部的水平连接架连接，另一端与预制混凝土高梁的受力连接一体架连接；弧形螺栓紧固时，螺母优先在预制混凝土高梁的安装口安装紧固；

十字形预制混凝土宽柱和预制混凝土高梁围成矩形洞口。

所述下部竖向连接架的组成包括竖向连接端板、竖向受力连接筋和竖向连接孔，若干竖向受力连接筋的下端分别与竖向连接端板焊接，竖向受力连接筋优先均匀分布，竖向受力连接筋位于竖向连接端板的中线上，在两个相邻的竖向受力连接筋与竖向连接端板焊点的中点设置竖向连接孔。

所述竖向连接外伸钢筋的位置与下部竖向连接架的竖向连接孔的位置相对应；

所述水平连接架的组成包括侧连接端板、水平受力连接筋和水平连接孔；若干水平受力连接筋的两端分别与侧连接端板焊接，水平受力连接筋优先均匀分布，水平受力连接筋位于侧连接端板的竖向中线上，在两个相邻的水平受力连接筋与侧连接端板的焊点的中点设置水平连接孔。

与现有技术相比，本发明的效果和优点是连接方式采用干作业施工，简化施工；连接可靠，整体性好，具有优越的抗震性能，刚度显著提升，并降低连接件数量，显著提升其工业化效率，降低资源及能源消耗，并可以实现通用化，标准化，并能实现了承重与围护等一体化。

附图说明

图1为本发明干式连接装配式混凝土宽柱高梁的结构围护一体化体系立面示意图；

图2为梁柱的干式连接示意图；

图3十字形预制混凝土宽柱立面示意图；

图4为水平连接架示意图；

图5为图4A-A剖面示意图；

图6为下部竖向连接架立面示意图；

图7为下部竖向连接架平面示意图；

图8为预制混凝土高梁示意图；

图中，1为十字形预制混凝土宽柱；2为预制混凝土高梁；3为洞口；4为弧形螺栓； 1-1为预制混凝土板体；1-2为下部阶梯口；1-3为上部阶梯口；1-4为混凝土侧肩；1-5为下部竖向连接架；1-6为水平连接架；1-7为竖向连接外伸钢筋；1-8为竖向连接安装口；1-9为水平连接安装口；1-6-1为侧连接端板；1-6-2为水平受力连接筋；1-6-3为水平连接孔；1-5-1为竖向连接端板；1-5-2为竖向受力连接筋；1-5-3为竖向连接孔；2-1为梁体；2-2为受力连接一体架；2-3为安装口。

具体实施方式

为了进一步说明本发明，下面结合附图及实施例对本发明进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

本发明提出的干式连接装配式混凝土宽柱高梁的结构围护一体化体系如图1~图7所示。本发明采用的技术方案是：干式连接装配式混凝土宽柱高梁的结构围护一体化体系，其组成包括十字形预制混凝土宽柱1、预制混凝土高梁2、洞口3、弧形螺栓4和螺母；

如图2和图3所示，十字形预制混凝土宽柱1包括预制混凝土板体1-1、下部阶梯口1-2、上部阶梯口1-3、混凝土侧肩1-4、下部竖向连接架1-5、水平连接架1-6、竖向连接外伸钢筋1-7、竖向连接安装口1-8和水平连接安装口1-9；十字形预制混凝土宽柱1整体呈十字形，优先以水平中线和竖直中线对称；十字形预制混凝土宽柱1下部左右分别设置下部阶梯口1-2，十字形预制混凝土宽柱1下部中间设置下部竖向连接架1-5，并在左右下部阶梯口1-2对应的位置设置水平连接架1-6；十字形预制混凝土宽柱1上部左右分别设置上部阶梯口1-3，十字形预制混凝土宽柱1上部的中间设置竖向连接外伸钢筋1-7；所述左右上部阶梯口1-3对应的位置设置水平连接架1-6；

所述水平连接架1-6的左右两侧水平设置有水平连接安装口1-9，水平连接安装口1-9用于安装弧形螺栓4，其位置与弧形螺栓4位置相对应；水平连接安装口1-9在十字形预制混凝土宽柱1的平面内投影为等腰梯形，在水平面上的投影为弧形；

所述下部竖向连接架1-5 的上下两侧竖直设置有竖向连接安装口1-8，竖向连接安装口1-8用于安装弧形螺栓4，其位置与弧形螺栓4位置相对应；竖向连接安装口1-8在十字形预制混凝土宽柱1的平面内投影为等腰梯形，在平面外的平面的投影为弧形。

如图8所示，预制混凝土高梁2的组成包括梁体2-1、受力连接一体架2-2和安装口2-3，梁体2-1内预埋受力连接一体架2-2，受力连接一体架2-2的两端伸至梁体2-1的两端，并在两端与十字形预制混凝土宽柱1连接并安装弧形螺栓4的位置上分别设置安装口2-3；

十字形预制混凝土宽柱1的顶端竖向连接外伸钢筋1-7插入其上层十字形预制混凝土宽柱1的下部竖向连接架1-5内，采用螺母将其紧固；紧固时，螺母在竖向连接安装口1-8安装紧固；

预制混凝土高梁2搭在十字形预制混凝土宽柱1的上部阶梯口1-3上，其上层十字形预制混凝土宽柱1的下部阶梯口1-2搭在预制混凝土高梁2上；

采用弧形螺栓4将十字形预制混凝土宽柱1和预制混凝土高梁2连接，弧形螺栓4的一端与十字形预制混凝土宽柱1顶部的水平连接架1-6以及其上层十字形预制混凝土宽柱1的底部的水平连接架1-6连接，另一端与预制混凝土高梁2的受力连接一体架2-2连接；弧形螺栓4紧固时，优先在预制混凝土高梁2的安装口2-3安装紧固；

如图1所示，十字形预制混凝土宽柱1和预制混凝土高梁2围成矩形洞口3。

如图6和图7所示，所述下部竖向连接架1-5的组成包括竖向连接端板1-5-1、竖向受力连接筋1-5-2和竖向连接孔1-5-3，若干竖向受力连接筋1-5-2的下端分别与竖向连接端板1-5-1焊接，竖向受力连接筋1-5-2优先均匀分布，竖向受力连接筋1-5-2位于竖向连接端板1-5-1的中线上，在两个相邻的竖向受力连接筋1-5-2与竖向连接端板1-5-1焊点的中点设置竖向连接孔1-5-3。

所述竖向连接外伸钢筋1-7的位置与下部竖向连接架1-5的竖向连接孔1-5-3的位置相对应；

如图4和图5所示，所述水平连接架1-6的组成包括侧连接端板1-6-1、水平受力连接筋1-6-2和水平连接孔1-6-3；若干水平受力连接筋1-6-2的两端分别与侧连接端板1-6-1焊接，水平受力连接筋1-6-2优先均匀分布，水平受力连接筋1-6-2位于侧连接端板1-6-1的竖向中线上，在两个相邻的水平受力连接筋1-6-2与侧连接端板1-6-1的焊点的中点设置水平连接孔1-6-3。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.干式连接装配式混凝土宽柱高梁的结构围护一体化体系，其组成包括十字形预制混凝土宽柱(1)、预制混凝土高梁(2)、洞口(3)、弧形螺栓(4)和螺母，其特征在于，

十字形预制混凝土宽柱(1)包括预制混凝土板体(1-1)、下部阶梯口(1-2)、上部阶梯口(1-3)、混凝土侧肩(1-4)、下部竖向连接架(1-5)、水平连接架(1-6)、竖向连接外伸钢筋(1-7)、竖向连接安装口(1-8)和水平连接安装口(1-9)；十字形预制混凝土宽柱(1)整体呈十字形；十字形预制混凝土宽柱(1)下部左右分别设置下部阶梯口(1-2)，十字形预制混凝土宽柱(1)下部中间设置下部竖向连接架(1-5)，并在左右下部阶梯口(1-2)对应的位置设置水平连接架(1-6)；十字形预制混凝土宽柱(1)上部左右分别设置上部阶梯口(1-3)，十字形预制混凝土宽柱(1)上部的中间设置竖向连接外伸钢筋(1-7)；所述左右上部阶梯口(1-3)对应的位置设置水平连接架(1-6)；

所述水平连接架(1-6)的左右两侧水平设置有水平连接安装口(1-9)，水平连接安装口(1-9)用于安装弧形螺栓(4)，其位置与弧形螺栓(4)位置相对应；所述下部竖向连接架(1-5) 的上下两侧竖直设置有竖向连接安装口(1-8)，竖向连接安装口(1-8)用于安装弧形螺栓(4)，其位置与弧形螺栓(4)位置相对应； 预制混凝土高梁(2)的组成包括梁体(2-1)、受力连接一体架(2-2)和安装口(2-3)，梁体(2-1)内预埋受力连接一体架(2-2)，受力连接一体架(2-2)的两端伸至梁体(2-1)的两端，并在两端与十字形预制混凝土宽柱(1)连接并安装弧形螺栓(4)的位置上分别设置安装口(2-3)；十字形预制混凝土宽柱(1)的顶端竖向连接外伸钢筋(1-7)插入其上层十字形预制混凝土宽柱(1)的下部竖向连接架(1-5)内，采用螺母将其紧固；紧固时，螺母在竖向连接安装口(1-8)安装紧固；预制混凝土高梁(2)搭在十字形预制混凝土宽柱(1)的上部阶梯口(1-3)上，其上层十字形预制混凝土宽柱(1)的下部阶梯口(1-2)搭在预制混凝土高梁(2)上；采用弧形螺栓(4)将十字形预制混凝土宽柱(1)和预制混凝土高梁(2)连接，弧形螺栓(4)的一端与十字形预制混凝土宽柱(1)顶部的水平连接架(1-6)以及其上层十字形预制混凝土宽柱(1)的底部的水平连接架(1-6)连接，另一端与预制混凝土高梁(2)的受力连接一体架(2-2)连接； 十字形预制混凝土宽柱(1)和预制混凝土高梁(2)围成矩形洞口(3)。

2.根据权利要求1所述的干式连接装配式混凝土宽柱高梁的结构围护一体化体系，其特征在于，所述下部竖向连接架(1-5)的组成包括竖向连接端板(1-5-1)、竖向受力连接筋(1-5-2)和竖向连接孔(1-5-3)，若干竖向受力连接筋(1-5-2)的下端分别与竖向连接端板(1-5-1)焊接，竖向受力连接筋(1-5-2)优先均匀分布，竖向受力连接筋(1-5-2)位于竖向连接端板(1-5-1)的中线上，在两个相邻的竖向受力连接筋(1-5-2)与竖向连接端板(1-5-1)焊点的中点设置竖向连接孔(1-5-3)。

3.根据权利要求1所述的干式连接装配式混凝土宽柱高梁的结构围护一体化体系，其特征在于，所述水平连接架(1-6)的组成包括侧连接端板(1-6-1)、水平受力连接筋(1-6-2)和水平连接孔(1-6-3)；若干水平受力连接筋(1-6-2)的两端分别与侧连接端板(1-6-1)焊接，水平受力连接筋(1-6-2)优先均匀分布，水平受力连接筋(1-6-2)位于侧连接端板(1-6-1)的竖向中线上，在两个相邻的水平受力连接筋(1-6-2)与侧连接端板(1-6-1)的焊点的中点设置水平连接孔(1-6-3)。

4.根据权利要求1所述的干式连接装配式混凝土宽柱高梁的结构围护一体化体系，其特征在于，十字形预制混凝土宽柱(1) 优先以水平中线和竖直中线对称。

5.根据权利要求2所述的干式连接装配式混凝土宽柱高梁的结构围护一体化体系，其特征在于，所述竖向连接外伸钢筋(1-7)的位置与下部竖向连接架(1-5)的竖向连接孔(1-5-3)的位置相对应。

6.根据权利要求1所述的干式连接装配式混凝土宽柱高梁的结构围护一体化体系，其特征在于，水平连接安装口(1-9)在十字形预制混凝土宽柱(1)的平面内投影为等腰梯形，在水平面上的投影为弧形；竖向连接安装口(1-8)在十字形预制混凝土宽柱(1)的平面内投影为等腰梯形，在平面外的平面的投影为弧形。

7.根据权利要求1所述的干式连接装配式混凝土宽柱高梁的结构围护一体化体系，其特征在于，所述采用弧形螺栓(4)将十字形预制混凝土宽柱(1)和预制混凝土高梁(2)连接时，弧形螺栓(4)紧固时，螺母优先在预制混凝土高梁(2)的安装口(2-3)安装紧固。