CN106760053A - 可复位刚性连接的装配式钢框架填充墙体系及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

一种可复位刚性连接的装配式钢框架填充墙体系及其施工方法，包括由钢框架柱和钢框架梁围合成的矩形钢框架以及填充在钢框架内的预制填充墙板，预制填充墙板的上端通过可复位刚性连接件与上方的钢框架梁连接，下端与下方的钢框架梁焊接固定；预制填充墙板与上方的钢框架梁以及左右钢框架柱之间的间隙内均填充有柔性材料；预制填充墙板与柔性材料的两侧表面有抹面层。本发明的填充墙的安装施工不涉及到任何湿作业，实现100%的产业化，墙板可重复利用，符合当下所倡导的绿色建筑理念；与现有的砌体填充墙相比，节约了砌筑时间和人力的投入，提高施工效率，并且安装方便快捷，施工方便，降低施工成本。可广泛应用于钢框架的装配式填充墙施工中。

Description

可复位刚性连接的装配式钢框架填充墙体系及其施工方法
技术领域
本发明涉及建筑工程技术领域，特别是一种填充墙体系及其施工方法。
背景技术
目前，填充墙的材料可大体分为轻质砖、砌体、板材三类，大多采用轻质砖或砌块砌筑填充墙，砌筑的施工方法效率低下，工业化程度不高，与钢框架没有良好的连接，耗费大量的劳动力,随着劳动力成本的增加，传统的方式变得越来越落后；而且砌筑的填充墙自重大，抗震性能差，往往还需要做外墙外保温，工艺繁琐，质量不能保证。
钢框架中的填充墙体的破坏原因主要是在地震作用下，钢框架和填充墙不能协同变形，大多因为钢框架和填充墙是刚性连接，填充墙的变形滞后于钢框架，填充墙在地震中直接发生角部挤压破坏的情况。
发明内容
本发明的目的是提供一种可复位刚性连接的装配式钢框架填充墙体系及其施工方法，解决现有填充墙与钢框架不能协同变形的技术问题，并解决填充墙自重大，不能与钢框架良好的连接，抗震性能差，没有良好的保温性能等一系列技术问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种可复位刚性连接的装配式钢框架填充墙体系，包括由钢框架柱和钢框架梁围合成的矩形钢框架以及填充在钢框架内的预制填充墙板，所述预制填充墙板的上端通过可复位刚性连接件与上方的钢框架梁连接，下端与下方的钢框架梁焊接固定。
所述预制填充墙板与上方的钢框架梁以及左右钢框架柱之间的间隙内均填充有柔性材料。
所述预制填充墙板与柔性材料的两侧表面有抹面层。
所述柔性材料与预制填充墙板以及矩形钢框架的接缝内有密封胶。
所述的预制填充墙板包括轻质保温混凝土和浇筑在轻质保温混凝土内的墙板骨架。
所述轻质保温混凝土为聚苯颗粒泡沫混凝土或泡沫混凝土。
所述墙板骨架包括矩形的轻钢框架和垂直连接在轻钢框架对边之间的构造钢筋骨架，其中轻钢框架是由C型钢围合而成的矩形钢框、其端面与预制填充墙板平齐。
所述构造钢筋骨架包括竖向构造钢筋柱和水平构造钢筋梁，竖向构造钢筋柱和水平构造钢筋梁交叉形成十字形或者井字形，将轻钢框架分割成区域单元。
每个区域单元中对角线之间平行拉结有两根钢筋形成双层交叉钢筋骨架。
所述竖向构造钢筋柱包括四根竖向钢筋和一组平行间隔绑扎在竖向钢筋之间的箍筋。
所述水平构造钢筋梁包括四根横向钢筋和一组平行间隔绑扎在横向钢筋之间的箍筋。
所述可复位刚性连接件包括平行间隔设置的上端板和下端板、一组平行间隔连接在上端板下表面上的上部连接板以及一组平行间隔连接在下端板上表面上的下部连接板，所述上部连接板和下部连接板上下交错间隔交替分布，两者穿接有一根连接杆。
所述上部连接板为等腰梯形钢板，梯形边上长下短，垂直焊接在上端板上、沿上端板长向布置；其板面上对应开有穿过连接杆的圆孔，圆孔的直径与连接杆直径相适应。
所述下部连接板为等腰梯形钢板，梯形边上短下长，垂直焊接在下端板上、沿下端板长向布置；其板面上对应开有穿过连接杆的长孔。
长孔为椭圆形孔或者矩形孔，长向尺寸大于连接杆直径，短向尺寸与连接杆直径相适应。
所述上端板焊接固定在钢框架梁上，下端板对应焊接在预制填充墙板内轻钢框架上，且上端板的长度大于下端板的长度。
所述的连接杆为钢管，连接杆穿过下部连接板的长孔与上部连接板的圆孔将上下端板连接，且连接杆的两端部均与最外侧的上部连接板固定连接。
一种如所述的可复位刚性连接的装配式钢框架填充墙体系的施工方法，具体步骤如下：
步骤一，将可复位刚性连接件的下端板焊接在预制填充墙板的轻钢框架上。
步骤二，定位放线，借助临时支撑把连接有可复位刚性连接件的预制填充墙板放置于安装位置。
步骤三，将预制填充墙板的轻钢框架与下方的钢框架梁焊接固定。
步骤四，将可复位刚性连接件的上端板与上方的钢框架梁焊接固定。
步骤五，安装完成后，将上部连接板的圆孔与连接杆进行点焊固定。
步骤六，在矩形钢框架与预制填充墙板之间填充柔性材料。
步骤七，在柔性材料与矩形钢框架和预制填充墙板的接缝处采用密封胶封缝。
步骤八，在柔性材料以及预制填充墙板的外表面做抹面层，至此，完成可复位刚性连接装配式钢框架填充墙体系的施工。
与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：
1、本发明克服了传统施工效率低、工业化程度低、劳动力成本高等问题的缺点，本发明解决了传统填充墙不能与钢框架有良好的连接，填充墙自重大抗震性能差，地震时容易破坏，保温性能差，整体性能差，施工效率低，产业化程度低，施工方便劳动强度低等技术问题。
2、本发明的可复位刚性连接件在预制填充墙板厚度方向的刚度大，能够保证在预制填充墙板在平面外方向的稳定。在地震作用下，钢框架与预制填充墙板之间可以形成相对位移，实现了预制填充墙板与钢框架在平面内的各方向的协同变形。
3、本发明的可复位刚性连接件在未安装时，上部连接板、下部连接板和连接杆的位置关系可调节，便于现场装配连接、确保施工效率。
4、本发明的钢框架填充墙体系在地震发生时，首先冲破可复位刚性连接件的圆孔和连接杆的点焊固定屏障，实现预制填充墙板在水平方向和竖直方向的移动，连接杆的约束避免发生平面外移动和转动。在地震发生过程中，填充墙的能量消耗集中在可复位刚性连接件上，便于震后修复。地震发生后，可对预制填充墙板进行复位。
5、预制填充墙板包括轻质保温混凝土以及含有轻钢框架、十字形交叉的构造钢筋骨架和双层交叉钢筋骨架的墙板骨架，满足了预制填充墙板受力、保温、隔声、抗冻抗裂等性能要求，尤其钢筋骨架和轻钢框架的设计对这种轻质保温泡沫混凝土的抗裂性能影响十分明显，而且加强了预制填充墙板的整体性能，提高了结构的抗震性能。
6、预制填充墙板的质量轻，采用轻钢框架不但可以起到保护预制填充墙板的作用，还起到方便运输安装的作用，而且在预制填充墙制作过程中，不需要支设模板，可由轻钢框架充当侧模，施工更为方便快捷，保证施工效率。
7、本填充墙的安装不涉及到任何湿作业，实现100%的产业化，墙板可重复利用，符合当下所倡导的绿色建筑理念；与现有的砌体填充墙相比，节约了砌筑时间和人力的投入，提高施工效率，并且安装方便快捷，施工方便，降低施工成本。
本发明可广泛应用于钢框架的装配式填充墙施工中。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
图1是本发明填充墙与钢框架的连接结构示意图。
图2是本发明可复位连接件上部连接板的连接结构示意图。
图3是本发明可复位连接件下部连接板的连接结构示意图。
图4是本发明可复位连接件的结构示意图。
图5是本发明填充墙的内部骨架结构示意图。
图6是本发明填充墙与钢框架接缝填充的结构示意图。
图7是本发明施工完成后的结构示意图。
附图标记：1－钢框架柱、2－钢框架梁、3-预制填充墙板、3-1-轻质保温混凝土、3-2-轻钢框架、3-3-构造钢筋骨架、3-4交叉钢筋骨架、 4-可复位刚性连接件、4-1-上端板、4-2-下端板、4-3-上部连接板、4-4-下部连接板、4-5-连接杆、5-柔性材料、6-抹面层。
具体实施方式
实施例参见图1、图6、图7所示，这种装配式钢框架填充墙体系，包括钢框架柱1、钢框架梁2、预制填充墙板3、可复位刚性连接件4、柔性材料5、抹面层6。
参见图1所示，这种可复位刚性连接的装配式钢框架填充墙体系，包括由钢框架柱1和钢框架梁2围合成的矩形钢框架以及填充在钢框架内的预制填充墙板3，所述预制填充墙板3的上端通过可复位刚性连接件4与上方的钢框架梁2连接，下端与下方的钢框架梁2焊接固定；预制填充墙板3与左右的钢框架柱1之间无连接，两者间隙距离为20mm～30mm。参见图6所示，预制填充墙板3与上方钢框架梁以及左右钢框架柱1之间的间隙内均填充有柔性材料5，所述柔性材料5为聚苯乙烯泡沫板或挤塑板，本例中采用聚苯乙烯泡沫板，所述聚苯乙烯泡沫板与预制填充墙板3以及矩形钢框架的接缝边缘上有密封胶。
参见图7所示，装配好的预制填充墙板3与柔性材料5的两侧面整体涂抹有抹面层6。
参见图5所示，所述的预制填充墙板3包括轻质保温混凝土3-1和浇筑在轻质保温混凝土3-1内的墙板骨架，所述轻质保温混凝土3-1为聚苯颗粒泡沫混凝土、泡沫混凝土等。
所述墙板骨架包括矩形的轻钢框架3-2和垂直连接在轻钢框架3-2对边之间的构造钢筋骨架3-3，其中轻钢框架3-2是由C型钢围合而成的矩形钢框、其端面与预制填充墙板3平齐，构造钢筋骨架3-3包括竖向构造钢筋柱和水平构造钢筋梁，竖向构造钢筋柱和水平构造钢筋梁交叉形成十字形或者井字形，将轻钢框架3-2分割成区域单元，每个区域单元中对角线之间平行拉结有两根钢筋形成双层交叉钢筋骨架3-4；轻钢框架3-2分别与构造钢筋骨架3-3和交叉钢筋骨架3-4焊接固定。
其中竖向构造钢筋柱包括四根竖向钢筋和一组平行间隔绑扎在竖向钢筋之间的箍筋，水平构造钢筋梁与竖向构造钢筋柱结构类似，包括四根横向钢筋和一组平行间隔绑扎在横向钢筋之间的箍筋。
参见图4所示，所述可复位刚性连接件4包括平行间隔设置的上端板4-1和下端板4-2、一组平行间隔连接在上端板4-1下表面上的上部连接板4-3以及一组平行间隔连接在下端板4-2上表面上的下部连接板4-4，其中上端板4-1焊接固定在钢框架梁2上、下端板4-2对应焊接在预制填充墙板3内轻钢框架3-2上，所述上部连接板4-3和下部连接板4-4上下交错间隔交替分布，两者穿接有一根连接杆4-5。
所述的上端板4-1和下端板4-2的厚度为6～8mm，宽度为60～100mm，上端板4-1长度比实际墙体长度少50～80mm，下端板4-2长度比实际墙体长度少100～150mm。
参见图2所示，所述上部连接板4-3为等腰梯形钢板，梯形边上长下短，垂直焊接在上端板4-1上、沿上端板4-1长向布置，距上端板边缘距离为20～50mm，布置间距为200～400mm；其板面上对应开有穿过连接杆4-5的圆孔，圆孔的直径为30～40mm与连接杆直径相适应。
参见图3所示，所述下部连接板4-4为等腰梯形钢板，梯形边上短下长，垂直焊接在下端板4-2上、沿下端板4-2长向布置，距下端板4-2边缘距离为50～80mm，布置间距为200～400mm；其板面上对应开有穿过连接杆4-5的长孔，所述长孔为椭圆形孔或者矩形孔，长向尺寸为60～70mm，大于连接杆直径，短向尺寸为30～40mm与连接杆直径相适应。
所述的连接杆4-5采用直径28～38mm，壁厚为10～20mm的钢管，连接杆4-5穿过下部连接板4-4的长孔与上部连接板4-3的圆孔，连接杆4-5的端部与边缘的上部连接板4-3固定连接。
本发明预制填充墙板3的施工方法，具体步骤如下：
步骤一，由C型钢固定围合成轻钢框架3-2。
步骤二，绑扎搭接构造钢筋骨架3-3并焊接在轻钢框架3-2内。
步骤三，在轻钢框架3-2与构造钢筋骨架3-3的相应位置焊接双层交叉钢筋骨架3-4。
步骤四，校核焊接好的墙板骨架。
步骤五，在合适场地将墙板骨架水平放置，进行轻质保温混凝土3-1的浇筑。
步骤六，自然养护，直到混凝土达到一定强度满足施工条件。
本发明提供的可复位刚性连接装配式钢框架填充墙体系的施工方法，具体步骤如下：
步骤一，将可复位刚性连接件4的下端板4-2焊接在预制填充墙板3的轻钢框架上。
步骤二，定位放线，借助临时支撑把连接有可复位刚性连接件4的预制填充墙板3放置于安装位置。
步骤三，将预制填充墙板3的轻钢框架3-2与下方的钢框架梁2焊接固定。
步骤四，将可复位刚性连接件4的上端板4-1与上方的钢框架梁2焊接固定。
步骤五，安装完成后，将上部连接板4-3的圆孔与连接杆进行点焊固定。
步骤六，在矩形钢框架与预制填充墙板3之间填充聚苯乙烯泡沫板，保证填充密实，紧固。
步骤七，在聚苯乙烯泡沫板与矩形钢框架和预制填充墙板3的接缝处采用密封胶封缝。
步骤八，在聚苯乙烯泡沫板与预制填充墙板的外表面做抹面层6，至此，完成可复位刚性连接装配式钢框架填充墙体系的施工。

Claims (10)

1.一种可复位刚性连接的装配式钢框架填充墙体系，包括由钢框架柱（1）和钢框架梁（2）围合成的矩形钢框架以及填充在钢框架内的预制填充墙板（3），其特征在于：所述预制填充墙板（3）的上端通过可复位刚性连接件（4）与上方的钢框架梁（2）连接，下端与下方的钢框架梁（2）焊接固定；
所述预制填充墙板（3）与上方的钢框架梁（2）以及左右钢框架柱（1）之间的间隙内均填充有柔性材料（5）；
所述预制填充墙板（3）与柔性材料（5）的两侧表面有抹面层（6）。
2.根据权利要求1所述的可复位刚性连接的装配式钢框架填充墙体系，其特征在于：所述柔性材料（5）与预制填充墙板（3）以及矩形钢框架的接缝内有密封胶。
3.根据权利要求1所述的可复位刚性连接的装配式钢框架填充墙体系，其特征在于：所述的预制填充墙板（3）包括轻质保温混凝土（3-1）和浇筑在轻质保温混凝土（3-1）内的墙板骨架；
所述墙板骨架包括矩形的轻钢框架（3-2）和垂直连接在轻钢框架（3-2）对边之间的构造钢筋骨架（3-3），其中轻钢框架（3-2）是由C型钢围合而成的矩形钢框、其端面与预制填充墙板（3）平齐。
4.根据权利要求3所述的可复位刚性连接的装配式钢框架填充墙体系，其特征在于：所述构造钢筋骨架（3-3）包括竖向构造钢筋柱和水平构造钢筋梁，竖向构造钢筋柱和水平构造钢筋梁交叉形成十字形或者井字形，将轻钢框架（3-2）分割成区域单元。
5.根据权利要求4所述的可复位刚性连接的装配式钢框架填充墙体系，其特征在于：每个区域单元中对角线之间平行拉结有两根钢筋形成双层交叉钢筋骨架（3-4）。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的可复位刚性连接的装配式钢框架填充墙体系，其特征在于：所述可复位刚性连接件（4）包括平行间隔设置的上端板（4-1）和下端板（4-2）、一组平行间隔连接在上端板（4-1）下表面上的上部连接板（4-3）以及一组平行间隔连接在下端板（4-2）上表面上的下部连接板（4-4），所述上部连接板（4-3）和下部连接板（4-4）上下交错间隔交替分布，两者穿接有一根连接杆（4-5）。
7.根据权利要求6所述的可复位刚性连接的装配式钢框架填充墙体系，其特征在于：所述上部连接板（4-3）为等腰梯形钢板，梯形边上长下短，垂直焊接在上端板（4-1）上、沿上端板（4-1）长向布置；其板面上对应开有穿过连接杆（4-5）的圆孔，圆孔的直径与连接杆直径相适应。
8.根据权利要求6所述的可复位刚性连接的装配式钢框架填充墙体系，其特征在于：所述下部连接板（4-4）为等腰梯形钢板，梯形边上短下长，垂直焊接在下端板（4-2）上、沿下端板（4-2）长向布置；其板面上对应开有穿过连接杆（4-5）的长孔。
9.根据权利要求8所述的可复位刚性连接的装配式钢框架填充墙体系，其特征在于：所述长孔为椭圆形孔或者矩形孔，长向尺寸大于连接杆直径，短向尺寸与连接杆直径相适应。
10.一种如权利要求1至9任意一项所述的可复位刚性连接的装配式钢框架填充墙体系的施工方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤一，将可复位刚性连接件（4）的下端板（4-2）焊接在预制填充墙板（3）的轻钢框架上；
步骤二，定位放线，借助临时支撑把连接有可复位刚性连接件（4）的预制填充墙板（3）放置于安装位置；
步骤三，将预制填充墙板（3）的轻钢框架（3-2）与下方的钢框架梁（2）焊接固定；
步骤四，将可复位刚性连接件（4）的上端板（4-1）与上方的钢框架梁（2）焊接固定；
步骤五，安装完成后，将上部连接板（4-3）的圆孔与连接杆进行点焊固定；
步骤六，在矩形钢框架与预制填充墙板（3）之间填充柔性材料（5）；
步骤七，在柔性材料（5）与矩形钢框架和预制填充墙板（3）的接缝处采用密封胶封缝；
步骤八，在柔性材料（5）以及预制填充墙板（3）的外表面做抹面层（6），至此，完成可复位刚性连接装配式钢框架填充墙体系的施工。
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