CN106436895A - 一种钢剪结合装配式住宅建筑体系及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种钢剪结合装配式住宅建筑体系及其施工方法，应用于装配式住宅建筑体系，该体系包括内置的钢柱、内置的钢梁预制剪力墙、轻质预制填充墙、叠合板及辅助预制构件。所述钢柱和剪力墙上均设装配节点和连接板，经螺栓紧固和后浇段节点浇注使钢柱和剪力墙凝固成一体。层间剪力墙连接由上层墙梁一体板下端面外露的钢筋、插入下层墙梁一体板上端钢梁腹部内设置的注浆装置内，通过注浆和叠合板二次浇注使层间剪力墙连接。本发明使整体钢框架暗敷于节点内，增强了建筑物的抗震能力和防火性能，为辅助预制构件提供了安全牢固的连接条件，实现了装配安全快速准确，经济实用、绿色环保、便于工业化生产，有大力推广的必要。

Description

一种钢剪结合装配式住宅建筑体系及其施工方法
技术领域
本发明涉及装配式住宅建筑领域，具体的说是一种钢剪结合装配式住宅建筑体系及其施工方法。
背景技术
当前，应用最多的装配式住宅建筑体系主要有二大类，预制混凝土住宅装配式建筑体系和钢结构住宅装配式建筑体系、这两种建筑体系各有利弊，预制混凝土装配式住宅建筑体系存在装配工艺复杂，现场施工难度大，墙体模块在安装就位时需要大量的支撑和支撑附件，定位固定困难和存在较大的安全隐患。钢结构住宅装配式建筑体系存在容易锈蚀和耐火等级低、维护困难等缺点。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种钢剪结合装配式住宅建筑体系及其施工方法，该体系设计合理，采用后浇段内内置钢柱和内置剪力墙一体化板块，通过后浇段节点浇注混凝土凝固连接，实现装配，定位、安装快而准；且在施工过程省去支撑和支撑附件，消除了因使用支撑和支撑附件带来的安全隐患。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种钢剪结合装配式住宅建筑体系，包括内置的钢柱、内置的剪力墙和叠合板，所述钢柱上设有钢柱节点，所述剪力墙上设有剪力墙节点，所述钢柱和剪力墙通过钢柱节点和剪力墙节点固定再经后浇段凝固连接，所述剪力墙和叠合板经注浆连接。
进一步的，剪力墙包括上层剪力墙和下层剪力墙，所述叠合板设置在上层剪力墙和下层剪力墙之间，所述叠合板与剪力墙通过剪力墙内设置的注浆装置注浆连接。
进一步的，所述剪力墙的内部包括钢梁、钢筋和注浆装置，注浆装置设在钢梁内，所述钢筋设在钢梁的下方，钢筋外露出剪力墙的左右两侧面插入并浇注于后浇段内，上层剪力墙下端外露的钢筋插入下层剪力墙的上端注浆装置内，所述剪力墙的左右端面上设有剪力墙连接板，所述剪力墙连接板与设置在钢柱上的钢柱连接板固定后浇注于后浇段内。
进一步的，所述钢柱为型材或焊接结构件，所述钢柱上设有混凝土浇注振捣通道。
进一步的，还包括轻质预制屋面保温板，所述轻质预制屋面保温板设有外露的钢筋，所述钢筋插入山墙顶端的剪力墙内，注浆凝固连接。
本发明还提供一种钢剪结合装配式住宅建筑体系的施工方法，包括以下步骤：打基础，在地梁或圈梁处绑扎钢筋，安装模板，预埋钢柱柱脚螺栓;安装钢柱校正、拧紧、柱脚二次浇注；在钢柱间安装剪力墙，将剪力墙与钢柱固定连接；浇注地梁或圈梁，使剪力墙与基础稳固连接； 一层剪力墙就位安装，将一层所有剪力墙逐块安装就位；安装一层楼面叠合板，将叠合板安装于剪力墙的上端，使叠合板固定在上层剪力墙和下层剪力墙之间；浇注后浇段，完成第一层装配；接下来按第一层吊装步骤安装第二层剪力墙；安装第二层楼面叠合板及辅助预制构件、随后安装第三层剪力墙以此类推完成标准层的装配施工；顶层阁楼装配施工程序同标准层、轻质预制屋面保温板与剪力墙注浆连接。
进一步的，步骤中，将剪力墙下端外露钢筋插入地梁或圈梁模板内，与地梁或圈梁钢筋连接，迅速通过钢柱节点和剪力墙节点、剪力墙连接板和钢柱连接板将钢柱与剪力墙用螺栓固定。
进一步的，步骤中，将上层剪力墙下端外露的钢筋插入下层剪力墙的钢梁腹部内设置的注浆装置后，用螺栓固定连接钢柱节点与剪力墙板节点后，向1-2层剪力墙层间节点注浆装置内注浆、随后浇注一层楼面叠合板的面层、使层间剪力墙凝固连接。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的有益效果是：
钢剪结合装配式住宅建筑体系及其施工方法，兼具混凝土装配式和钢结构装配式的诸多优点，各取所长，使二者融合形成新型结构，并可消除混凝土装配式和钢结构装配式各自存在的不足之处。本发明设计新颖、结构简单、搭建快速、质量可靠，节点混凝土浇注后钢框架无外露、起到增强剪力墙结构强度的作用，增强了建筑物的抗震能力和防火性能，钢框架在装配组装阶段起到安全、快速、定位准确，使安装效率大大提升，施工安全、经济、方便，减少环境污染，是本发明的主要内容之一。
本发明便于产业化生产是一种实用、高效的建筑体系，也是本行业发展的必然趋势，为社会带来不可估量的经济效益和社会效益，有大力推广的必要，同时也为行业的健康发展开创了新思路。
本发明设置的内置钢柱可以为型材或焊接件，当钢柱为管材时，需要在管壁上开设混凝土浇注振捣通道，所述钢柱在装配安装施工阶段起到定位、固定剪力墙的作用，浇注到后浇段内起到增强结构强度的作用，所述钢柱上设置有混凝土浇注振捣通道、依次浇注后浇段节点。所述钢柱采用螺栓生根固定。所述后浇段就是：混凝土二次浇注的墙体节点，浇注混凝土后使墙体节点凝固连接。
本行业首次采用内置剪力墙，把钢梁和剪力墙预制成为一个整体模块，为工厂化生产和现场搭建提供了方便，也提高了建筑质量；所述内置剪力墙和内置钢柱上均设有节点和连接板，安装过程中将所述内置剪力墙依次吊装到位后，用螺栓将其固定即可，省去了传统安装过程需要的支撑和支撑附件，彻底消除了因为使用支撑和支撑附件带来的安全隐患和装配安装的繁杂工序，真正实现了安全、快速的现场装配施工。
内置钢柱和各种连接钢筋等浇筑到后浇段节点内，增强了建筑物的结构强度使抗震能力得到进一步提升，内置钢柱、各种钢筋或型材等包裹在混凝土内部，防火性能得到了进一步的提升。
所述钢柱与剪力墙端面上均设有钢筋相互搭接，所述上层外露钢筋插入下层墙梁一体化装配系统内的注浆装置后，实施注浆。这种结构的住宅建筑体系结构牢固，质量可靠，建筑物的抗震能力得到大大提高。
施工安装过程中，施工人员均在室内操作，无需借助脚手架用于支撑固定剪力墙。该住宅建筑体系搭建速度快，省人工、省支撑和支撑附件材料、省机械台班、省脚手架，其节约效果远远超出由于采用钢框架带来钢量增加的造价。
附图说明
图1是本发明主视结构示意图；
图2是本发明内置钢柱的结构示意图；
图3是本发明内置剪力墙的结构示意图。
其中，1、钢柱；2、剪力墙；3、叠合板；4、钢柱节点；5、钢柱连接板；6、后浇段；7、混凝土浇注振捣通道；8、钢筋；9、剪力墙节点；10剪力墙连接板。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：
一种钢剪结合装配式住宅建筑体系，结构如图1-3所示；包括内置的钢柱1、内置的剪力墙2、叠合板3和屋面顶板，所述叠合板3设置在上层内置剪力墙2和下层内置剪力墙2之间，所述屋面顶板是一种轻质预制饰面板。
如图2所示，所述钢柱1可以为管材，也可以为H钢、槽钢、扁铁、角钢等各种型材，当钢柱1为管材时需要在管壁上开孔，作为混凝土浇注振捣通道7以此浇注后浇段节点混凝土。
如图3所示，所述剪力墙2是由钢梁和墙板预制到一起而制成的，按种类划分剪力墙2可分为一体化内墙和一体化外墙，所述一体化内墙是钢梁和内墙板预制成一体而构成的，所述一体化外墙是钢梁和保温材料预制成一体而制成的，所述外墙板和内墙板内均设有钢梁、钢筋8和注浆装置。所述钢筋8外露在剪力墙2的下部，上层剪力墙外露的钢筋8插入下层剪力墙的注浆装置内，经注浆凝固连接。
所述注浆装置设置在钢梁的上翼缘板和下翼缘板之间，包括设置在下翼缘板和腹板交叉处的两根注浆连接管、两端分别焊接在上翼缘板和下翼缘板上的注浆套筒，所述注浆连接管与注浆套筒相连通，上层钢筋和下层钢筋均穿过注浆套筒。从注浆连接管的注浆端口接头向注浆连接管内加压注浆，注浆浆料被压入各注浆套筒，实现从一个注浆端口接头向多个与之连通的注浆套筒内施注注浆浆料。
所述叠合板3是由钢筋混凝土预制而成。
如图2和图3所示，所述钢柱1上设有钢柱节点4和钢柱连接板5，所述剪力墙2左右端面上设有剪力墙节点9和剪力墙连接板10，所述钢柱1和剪力墙2通过钢柱节点4与剪力墙节点9、钢柱连接板5与剪力墙连接板10固定连接到一起，并浇注于后浇段节点内。
本发明所提供的钢剪结合装配式住宅建筑体系，是一所住宅多层或高层楼房，所述钢柱1为3层楼高，每3层楼房共用一根完整的钢柱1，每3层楼房施工完成后，需要先将钢柱1焊接在一起，其余剪力墙2和叠合板3的施工步骤与前3层完全相同，在安装屋面顶板时，所述屋面顶板也就是轻质预制屋面保温板，需要将轻质预制保温层板与剪力墙2注浆连接。
本发明还提供一种钢剪结合装配式住宅建筑体系的施工方法，包括以下步骤：
打基础，在地梁或圈梁处绑扎钢筋，安装模板，预埋用于固定钢柱1的地脚螺栓;
安装钢柱1，校正、拧紧地脚螺栓螺母，灌注钢柱1柱脚、柱脚二次浇注；
在安装的钢柱1间安装剪力墙2，先安装一体化内墙，接着安装一体化外墙；
安装一层的剪力墙2，将剪力墙2下端外露的钢筋8插入地梁或圈梁模板内，与地梁或圈梁钢筋连接，迅速通过钢柱节点4与剪力墙节点9、钢柱连接板5与剪力墙连接板10将钢柱1与剪力墙2用高强螺栓拧紧，经检测钢筋绑扎无误后，浇注地梁或圈梁，使剪力墙2与基础稳固连接；
一层的剪力墙2逐块按顺序安装就位；
安装一层楼面的叠合板3，将叠合板3安装于剪力墙2的上端，使叠合板3固定在上层剪力墙和下层剪力墙之间；
浇注后浇段6，完成第一层装配；
接下来按第一层吊装步骤安装第二层的剪力墙2，将上层剪力墙下端外露的钢筋8插入下层剪力墙的钢梁腹部内设置的注浆装置后，用螺栓固定连接钢柱节点4与剪力墙板节点9后，向1-2层剪力墙层间节点注浆装置内注浆、随后浇注一层楼面的叠合板3面层、使层间的剪力墙2凝固连接；
开始安装第二层楼面叠合板及辅助预制构件、随后安装第三层剪力墙2以此类推完成标准层的装配施工；
顶层阁楼装配施工程序同标准层、轻质预制屋面保温板与剪力墙注浆连接。
本发明实施例中构件安装固定分为两个步骤：第一步：安装内置钢柱1、吊装剪力墙2使下端外露的钢筋8插入下层内置剪力墙的腹部注浆装置后用螺栓将二者拧在一起；安装叠合板3和预制大块轻质填充墙及辅助构件等完成组装；第二步：向注浆系统内注浆，后浇段6处支模板，浇注后浇段6，叠合板3二次打灰，混凝土凝固后使整体建筑凝固成一个整体。
本发明采用钢柱节点4与剪力墙节点9间和钢柱连接板5与剪力墙连接板10间固定连接后，注浆、后浇的方法完成施工，施工周期短，本建筑体系质量可靠，抗震能力强，是本行业发展的必然趋势。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种钢剪结合装配式住宅建筑体系，其特征在于：包括内置的钢柱（1）、内置的剪力墙（2）和叠合板（3），所述钢柱（1）上设有钢柱节点（4），所述剪力墙（2）上设有剪力墙节点（9），所述钢柱（1）和剪力墙（2）通过钢柱节点（4）和剪力墙节点（9）固定再经后浇段（6）凝固连接，所述剪力墙（2）和叠合板（3）经注浆连接。
2.根据权利要求1所述的一种钢剪结合装配式住宅建筑体系，其特征在于：剪力墙（2）包括上层剪力墙和下层剪力墙，所述叠合板（3）设置在上层剪力墙和下层剪力墙之间，所述叠合板（3）与剪力墙（2）通过剪力墙（2）内设置的注浆装置注浆连接。
3.根据权利要求2所述的一种钢剪结合装配式住宅建筑体系，其特征在于：所述剪力墙（2）的内部包括钢梁、钢筋（8）和注浆装置，注浆装置设在钢梁内，所述钢筋（8）设在钢梁的下方，钢筋（8）外露出剪力墙（2）的左右两侧面插入并浇注于后浇段（6）内，上层剪力墙下端外露的钢筋（8）插入下层剪力墙的上端注浆装置内，所述剪力墙（2）的左右端面上设有剪力墙连接板（10），所述剪力墙连接板（10）与设置在钢柱（1）上的钢柱连接板（5）固定后浇注于后浇段（6）内。
4.根据权利要求3所述的一种钢剪结合装配式住宅建筑体系，其特征在于：所述钢柱（1）为型材或焊接结构件，所述钢柱（1）上设有后浇段混凝土浇注振捣通道（7）。
5.根据权利要求1所述的一种钢剪结合装配式住宅建筑体系，其特征在于：还包括轻质预制屋面保温板，所述轻质预制屋面保温板设有外露的钢筋（8），所述钢筋（8）插入山墙顶端的剪力墙（2）内，注浆凝固连接。
6.一种如根据权利要求1-5任一项所述的钢剪结合装配式住宅建筑体系的施工方法，其特征在于包括以下步骤：
打基础，在地梁或圈梁处绑扎钢筋，安装模板，预埋钢柱（1）柱脚螺栓;
安装钢柱（1）校正、拧紧、柱脚二次浇注；
在钢柱（1）间安装剪力墙（2），将剪力墙（2）与钢柱（1）固定连接；
浇注地梁或圈梁，使剪力墙（2）与基础稳固连接；
一层剪力墙就位安装，将一层所有剪力墙（2）逐块安装就位；
安装一层楼面叠合板（3），将叠合板（3）安装于剪力墙（2）的上端，将叠合板（3）固定在上层剪力墙和下层剪力墙之间；
浇注后浇段（6），完成第一层装配；
接下来按第一层吊装步骤安装第二层剪力墙；
安装第二层楼面叠合板及辅助预制构件、随后安装第三层剪力墙以此类推完成标准层的装配施工；
顶层阁楼装配施工程序同标准层、轻质预制屋面保温板与剪力墙注浆连接。
7.根据权利要求6所述的钢剪结合装配式住宅建筑体系的施工方法，其特征在于：步骤中，将剪力墙（2）下端外露的钢筋（8）插入地梁或圈梁模板内，与地梁或圈梁钢筋连接，迅速通过钢柱节点（4）和剪力墙节点（9）、剪力墙连接板（10）和钢柱连接板（5）将钢柱（1）与剪力墙（2）用螺栓固定。
8.根据权利要求6所述的钢剪结合装配式住宅建筑体系的施工方法，其特征在于：步骤中，将上层剪力墙下端外露的钢筋（8）插入下层剪力墙的钢梁腹部内设置的注浆装置后，用螺栓固定连接钢柱节点（4）与剪力墙板节点（9）后，向1-2层剪力墙层间节点注浆装置内注浆、随后浇注一层楼面叠合板（3）的面层、使层间剪力墙（2）凝固连接。
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