CN106988452A - 一种与装配式钢框架配套的工业化eps模块墙板体系 - Google Patents
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Abstract
一种与装配式钢框架配套的工业化EPS模块墙板体系，包括墙板以及墙板与钢框架之间的连接节点，钢框架的梁柱均为工字钢；所述墙板包括EPS模块、木龙骨和轻质覆面板，EPS模块之间采用企口拼接成墙板主体，木龙骨固定在墙板主体的两侧面上，并于木龙骨上覆盖轻质覆面板；墙板分为预制内隔墙板、预制外墙板、预制开窗洞口墙板和预制带外飘窗墙板；连接节点包括墙板与钢框架柱的连接节点以及墙板与钢框架梁的连接节点，墙板与钢框架柱的连接节点包括A、B、C、D四种节点，墙板与钢框架梁的连接节点由开设螺栓孔的角钢Ⅰ和固定角钢Ⅰ用的螺栓Ⅰ组成。本墙板体系可以通过工业化生产，便于运输与安装，隔热效果好，刚度强度耐候性好。
Description
技术领域
本发明属于结构工程领域，具体涉及一种与装配式钢框架配套的工业化EPS模块墙板体系，适用于装配式钢框架结构，采用合适的构造连接形式将装配式钢框架与EPS模块复合墙体进行有效连接，来提高工业化效率，提高节能减排效果，同时还可用于灾后短期重建工作。
背景技术
2013年1月国务院颁发的《绿色建筑行动方案》提出推动建筑工业化，开发成套的、系列化的、标准化的绿色、环保、节能、可重复利用的装配式结构体系。钢结构作为装配式体系的优良结构，以其设计标准化、构配件生产工厂化、施工装配化等优点成为装配化的重要结构类型，近年来得到快速发展，但钢框架结构配套的墙体仍采用空心砖、石膏板等，且连接方式并未真正实现快速装配和节能环保，而墙体材料的选用直接影响到装配式钢结构的推广应用。虽然在国家提倡绿色节能建筑等政策的引导下，近年来研制了较多新型节能复合墙体。但装配式体系在施工图阶段，并未解决墙体与装配式钢框架节点的连接关系，而此连接形式恰恰是非常重要的。墙板和钢框架通过有效的连接，可以作为一个整体共同抵抗水平力，墙板的作用并不仅仅是分隔和维护作用，同时还参与承受水平荷载作用。另外，墙板的构造直接影响到抗侧刚度，并约束框架梁和框架柱的变形，改善结构的抗震性能。
目前，EPS模块作为一种新型保温承重结构体系，具有较好的保温节能性能，在轻型房屋结构中逐渐得到应用。EPS模块墙体是由EPS（聚苯乙烯保温板）模块经积木式错缝搭接成空心墙体，该墙体根据建筑的具体设计要求绑扎钢筋、浇筑混凝土，待混凝土凝结硬化并与模块表面的燕尾槽紧密咬合，形成承重-保温一体化的墙体。但这种节能墙体模块种类及尺寸繁多，较多的非标准化构件造成在现场拼接困难，反而造成施工效率低下，不利于EPS模块墙体的推广应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种与装配式钢框架配套的工业化EPS模块墙板体系，采用合理的构造连接形式将装配式钢框架与不同部位的EPS模块复合墙体进行有效连接。本墙板体系可以通过工业化生产，便于运输与安装，隔热效果好，刚度强度耐候性好。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种与装配式钢框架配套的工业化EPS模块墙板体系，包括墙板以及墙板与钢框架之间的连接节点，所述钢框架的梁柱均为工字钢；所述墙板包括EPS模块、木龙骨和轻质覆面板，EPS模块之间采用企口拼接成墙板主体，木龙骨固定在墙板主体的两侧面上，并于木龙骨上覆盖轻质覆面板；
所述墙板分为预制内隔墙板、预制外墙板、预制开窗洞口墙板和预制带外飘窗墙板；
所述连接节点包括墙板与钢框架柱的连接节点以及墙板与钢框架梁的连接节点，墙板与钢框架柱的连接节点包括A、B、C、D四种节点，墙板与钢框架梁的连接节点由开设螺栓孔的角钢Ⅰ和固定角钢Ⅰ用的螺栓Ⅰ组成；
A节点为钢框架柱位于预制内隔墙板两端时，连接预制内隔墙板与钢框架柱的连接节点，由螺杆Ⅰ贯穿预制内隔墙板后，螺杆Ⅰ两端穿过钢框架柱翼缘上的开孔，并由螺母固定；
B节点为钢框架柱位于钢框架拐角处时，钢框架柱和两侧预制外墙板的连接节点，包括加强板和角钢Ⅱ，与钢框架柱翼缘平行的一块预制外墙板和钢框架柱翼缘之间设置加强板，所述角钢Ⅱ的肢背贴在钢框架柱翼缘上，并用螺杆Ⅱ依次将角钢的肢背、钢框架柱翼缘、加强板和预制外墙板连接，角钢Ⅱ的肢尖贴在另一块预制外墙板上并由另一螺杆Ⅱ连接；
C节点为钢框架柱腹板与预制外墙板平行时，钢框架柱两个翼缘与预制外墙板之间的连接节点，包括两个角钢Ⅲ，每个角钢Ⅲ的肢尖通过螺栓Ⅲ与钢框架柱翼缘连接，角钢Ⅲ的肢背通过螺杆Ⅱ与预制外墙板连接；
所述D节点为钢框架柱腹板与预制外墙板垂直时，预制外墙板与钢框架柱翼缘的连接节点，在钢框架柱翼缘与预制外墙板板面之间设置加强板，由螺杆Ⅱ将钢框架柱翼缘、加强板和预制外墙板依次连接。
优选的，所述墙板上预埋有起吊环。
优选的，所述墙板中预埋有墙体固定环，墙体固定环和楼板中预埋的楼板固定环通过支撑杆连接，以构成墙板临时固定装置。
优选的，所述B节点还包括密封件，该密封件设置于两块预制外墙板的接缝之间。
优选的，所述预制开窗洞口墙板在窗洞口位置预埋窗框，并在窗洞口上方设置过梁。
优选的，所述预制带外飘窗墙板上设有窗洞口，窗洞口上下沿设有外飘窗板，外飘窗板垂直于预制带外飘窗墙板。
优选的，所述预制外墙板之间通过企口缝连接，以组成外墙体，并在企口缝的缝隙处利用密封件密封连接。
优选的，所述加强板通过螺栓Ⅱ与相邻的预制外墙板连接。
本发明具有如下有益效果：
1.本发明墙板体系可以在工厂预先制造，能有效保障墙板质量，尺寸精度容易掌握，便于现场施工；
2.本发明的墙板适用于装配整体式建筑，与建筑主体拼接牢固，整体性好。现场安装方式简洁、方便，拼接处理构造简单，施工过程耗时短，经济效益明显；
3. 本发明的墙板体系集维护、保温、装饰、防水等功能为一体，符合节能环保的绿色建筑要求，质量轻；
4.本发明通过将EPS模块和木龙骨相结合，大大提高了墙体的抗震性能，增强了结构的安全性。
附图说明
图1是本发明墙板体系示意图；
图2是本发明中的墙板结构示意图；
图3是本发明中预制内隔墙板与钢框架连接的三维示意图；
图4是本发明中预制内隔墙与钢框架柱以A节点连接的俯视图；
图5是本发明中预制内隔墙剖面图；
图6是本发明中预制外墙板与钢框架连接的三维示意图；
图7是本发明中预制外墙板与钢框架柱以B节点连接的结构图；
图8是本发明中预制外墙板与钢框架柱以C节点连接的结构图；
图9是本发明中预制外墙板与钢框架柱以D节点连接的结构图；
图10是本发明中预制开窗洞口墙板的结构图；
图11是本发明中预制带外飘窗墙板的结构图；
图12是本发明中预制带外飘窗墙板的剖面图；
图13是本发明中墙板临时固定装置的示意图；
图中：1、钢框架梁，2、钢框架柱，3、EPS模块，4、木龙骨，5、轻质覆面板，6、自攻螺钉，7、企口缝，8、角钢Ⅰ，9、螺栓Ⅰ；
100、预制内隔墙板，101、螺杆Ⅰ，102、起吊环，103、螺母；
200、预制外墙板，201、加强板，202、螺栓Ⅱ，203、螺杆Ⅱ，204、密封胶，205、填充层，206、角钢Ⅱ，207、角钢Ⅲ，208、螺栓Ⅲ；
300、预制开窗洞口墙板，301、过梁，302、窗框；
400、预制带外飘窗墙板，401、外飘窗板，402、隔热材料层，403、角钢Ⅳ，404、螺栓Ⅳ；
501、墙体固定环，502、套筒，503、支撑杆，504、楼板固定环，505、楼板。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清晰的理解，下面结合附图，通过具体的实施方式对本发明的技术方案作进一步的说明。
一种与装配式钢框架配套的工业化EPS模块墙板体系，包括墙板以及墙板与钢框架之间的连接节点，所述钢框架的梁柱均为工字钢；
图1为墙板体系示意图，根据墙板的位置不同，将墙板划分为四种类型：预制内隔墙板100、预制外墙板200、预制开窗洞口墙板300和预制带外飘窗墙板400。
以上四类墙板的组成结构均为：EPS模块3、木龙骨4、轻质覆面板5和自攻螺钉6；其连接方式可参看图2所示，EPS模块3之间采取企口式连接，采用自攻螺钉6将木龙骨4安装在EPS模块3两侧板面上，木龙骨4按一定间距排布。木龙骨4外侧安装轻质覆面板5，用自攻螺钉6固定。其中木龙骨4间距300mm~500mm，轻质覆面板5建议采用OSB定向刨花板等轻质材料，以减轻墙板自重。轻质覆面板5采用自攻螺钉6固定木龙骨4与EPS模块3，自攻螺钉6间距200mm左右。
在墙板上均设有起吊环102，便于安装就位，起吊环102端部预埋在墙板的木龙骨4中。
所述连接节点包括墙板与钢框架柱2的连接节点以及墙板与钢框架梁1的连接节点，墙板与钢框架柱2的连接节点包括A、B、C、D四种节点。
墙板与钢框架梁1的连接节点由开设螺栓孔的角钢Ⅰ8和固定角钢Ⅰ8用的螺栓Ⅰ9组成，以预制内隔墙板100为例，如图3所示，在预制内隔墙板100顶端和底端分别设置角钢Ⅰ8，角钢Ⅰ8一侧肢尖与钢框架梁1靠螺栓Ⅰ9连接，一侧肢背与预制内隔墙板100靠螺栓Ⅰ9连接。
如图4~5所示，预制内隔墙板100与钢框架柱2以A节点连接，A节点的连接方式如下：
预制内隔墙板100与两端的钢框架柱2的连接采用螺杆Ⅰ101，螺杆Ⅰ101为长螺纹螺杆，在钢框架柱2翼缘相应位置开孔以供螺杆Ⅰ101在贯穿预制内隔墙100后穿出并由螺母103进行固定。螺杆Ⅰ101横向穿过预制内隔墙板100，作用有两个：一、横向加强连接EPS模块3；二、螺杆Ⅰ101两端与相应钢框架柱2翼缘靠螺母103固定，从而将预制内隔墙板100和钢框架柱2连接。
图6为预制外墙板200与钢框架连接三维示意图，图中预制外墙板200可以在钢框架柱2处拼接，也可以在跨中连接。
图7为整个墙体拐角处两块预制外墙板200与钢框架柱2以B节点连接，钢框架柱2与拐角处的两块预制外墙板200的连接采用角钢Ⅱ206连接，角钢Ⅱ206一侧肢尖依靠螺杆Ⅱ203连接在预制外墙板200上，螺杆Ⅱ203贯穿角钢Ⅱ206的肢尖和预制外墙板200；钢框架柱2的翼缘和与之平行的预制外墙板200之间设置加强板201，另一螺杆Ⅱ203依次穿过角钢Ⅱ206一侧肢背、加强板201与预制外墙板200连接。拐角处两块预制外墙板200交接部位缝隙内采用密封件密封，即采用填充层205和密封胶204的方式进行封闭。
图8为预制外墙板与钢框架柱以C节点连接的结构图，C节点中预制外墙板200位于钢框架柱2的侧面，即钢框架柱2的翼缘垂直于墙面。钢框架柱2与预制外墙板200相接触的翼缘端设置角钢Ⅲ207，角钢Ⅲ207一侧肢尖与钢框架柱2翼缘采用螺栓Ⅲ208相连接，角钢Ⅲ207另一侧肢背与预制外墙板200采用螺杆Ⅱ203直接连接。
图8中还显示了预制外墙板200上下层之间采用企口缝7连接；上下两块墙板通过凹凸对接咬合，对接处缝隙内进行密封件密封连接，密封件内部采用填充层和密封胶进行填充封闭。
图9为预制外墙板200与钢框架柱2以D节点连接的结构图，钢框架柱2的腹板垂直于预制外墙板200，在钢框架柱2翼缘和预制外墙板200之间设置加强板201，加强板201两侧边缘处和中部分别开设两组对称的孔，加强板201宽度超过翼缘宽度，在预制外墙板200和钢框架柱2相连接的区域上各预留孔洞，采用螺杆Ⅱ203将钢框架柱2翼缘、加强板201相连接；在加强板201两侧边缘开孔处安装螺栓Ⅱ202与木龙骨4相连，以加强钢框架柱2与预制外墙板200的连接。
图10为预制开窗洞口墙板300的结构图；预制开窗洞口墙板300的墙板基本构造与上述墙板的结构相同，不同之处在于在窗洞口位置预埋窗框302以及窗洞口上方设置过梁301。窗框302根据具体外墙位置和设计来排布。窗洞口上方设有开口相对的凹槽，所述过梁301的两端分别插入这两个凹槽内。
图11和图12为预制带外飘窗墙板400结构图，预制带外飘窗墙板400的墙板结构与上述墙板的结构相同，不同之处在于在开设飘窗的窗洞上沿和下沿各增加外飘窗板401，外飘窗板401连接预制带外飘窗墙板400的端部下方设置角钢Ⅳ403，角钢Ⅳ403的肢尖、肢背分别通过螺栓Ⅳ404与外飘窗板401和预制带外飘窗墙板400相连，外飘窗板401内设隔热材料层402。
图13为墙板临时固定装置的示意图，此临时固定装置的具体构造为：在墙板中预埋墙体固定环501，在楼板505中预埋楼板固定环504，将所用的墙板吊装就位后，安装支撑杆503，两节支撑杆503通过带螺纹的套筒502连接，支撑杆503的两端分别与所述的墙体固定环501以及楼板固定环504相连接，并可以通过支撑杆503的活动对墙板的位置进行调整并临时固定，待墙板与钢框架梁柱牢固连接后进行拆除。
上述墙板的生产方法如下：
首先将EPS模块3按照已有尺寸进行拼接，拼接口为企口缝7，再用自攻螺钉6将木龙骨4按照一定间距钉在EPS模块3两侧面，起到竖向加强支撑的作用；在木龙骨4外侧安装轻质覆面板5，用自攻螺钉6固定，自攻螺钉6长度需要满足能够钉入木龙骨4和EPS模块3。如有门窗洞口需预留出洞口，最后按需要安装窗框或门框。在轻质覆面板5外侧安装饰面层及保护膜。
上述墙板的安装方法如下：
首先，安装好钢框架梁柱体系和楼板体系，将组装好的墙板吊装就位后，架设临时固定装置进行临时固定；
其次，对预制内隔墙100进行安装，定位及临时固定预制内隔墙100后，穿设长螺纹螺杆，并同时穿过钢框架柱2翼缘处预留孔洞，在柱翼缘处加螺母103固定；安装角钢Ⅰ8，角钢Ⅰ8上预先开孔，对准钢框架梁1上的预留孔洞和预制内隔墙100上的洞口，安装螺栓Ⅰ9，固定预制内隔墙100，之后拆除临时固定装置，从而完成预制内隔墙100的安装；
对预制外墙板200进行安装，预制外墙板200的拼接位置可以为两跨的中间，也可以在钢框架柱2位置。与预制内隔墙100的安装类似，先对预制外墙板200进行对位及临时固定，预制外墙板200与钢框架柱2的连接靠螺杆Ⅱ203并配合相应的角钢连接；
对预制开窗洞口墙板300进行安装，先对窗洞口下方的墙体定位，再对窗洞口两侧区域安装定位，窗洞口两侧部分开有凹槽，最后将过梁301嵌固在凹槽内；预制开窗洞口墙板300整体与钢框架梁1的安装方法与预制内隔墙100一致，均为角钢连接；
对预制带外飘窗墙板400，其安装方法与预制外墙板200相同。
Claims (8)
1.一种与装配式钢框架配套的工业化EPS模块墙板体系，包括墙板以及墙板与钢框架之间的连接节点，所述钢框架的梁柱均为工字钢；其特征在于：所述墙板包括EPS模块（3）、木龙骨（4）和轻质覆面板（5），EPS模块（3）之间采用企口拼接成墙板主体，木龙骨（4）固定在墙板主体的两侧面上，并于木龙骨（4）上覆盖轻质覆面板（5）；
所述墙板分为预制内隔墙板（100）、预制外墙板（200）、预制开窗洞口墙板（300）和预制带外飘窗墙板（400）；
所述连接节点包括墙板与钢框架梁（1）的连接节点以及墙板与钢框架柱（2）的连接节点，墙板与钢框架梁（1）的连接节点由开设螺栓孔的角钢Ⅰ（8）和固定角钢Ⅰ（8）用的螺栓Ⅰ（9）组成，墙板与钢框架柱（2）的连接节点包括A、B、C、D四种节点；
A节点为钢框架柱（2）位于预制内隔墙板（100）两端时，连接预制内隔墙板（100）与钢框架柱（2）的连接节点，由螺杆Ⅰ（101）贯穿预制内隔墙板（100）后，螺杆Ⅰ（101）两端穿过钢框架柱（2）翼缘上的开孔，并由螺母（103）固定；
B节点为钢框架柱（2）位于钢框架拐角处时，钢框架柱（2）和两侧预制外墙板（200）的连接节点，包括加强板（201）和角钢Ⅱ（206），与钢框架柱（2）翼缘平行的一块预制外墙板（200）和钢框架柱（2）翼缘之间设置加强板（201），所述角钢Ⅱ（206）的肢背贴在钢框架柱（2）翼缘上，并用螺杆Ⅱ（203）依次将角钢Ⅱ（206）的肢背、钢框架柱（2）翼缘、加强板（201）和预制外墙板（200）连接，角钢Ⅱ（206）的肢尖贴在另一块预制外墙板（200）上并由另一螺杆Ⅱ（203）连接；
C节点为钢框架柱（2）腹板与预制外墙板（200）平行时，钢框架柱（2）两个翼缘与预制外墙板（200）之间的连接节点，包括两个角钢Ⅲ（207），每个角钢Ⅲ（207）的肢尖通过螺栓Ⅲ（208）与钢框架柱（2）翼缘连接，角钢Ⅲ（207）的肢背通过螺杆Ⅱ（203）与预制外墙板（200）连接；
所述D节点为钢框架柱（2）腹板与预制外墙板（200）垂直时，预制外墙板（200）与钢框架柱（2）翼缘的连接节点，在钢框架柱（2）翼缘与预制外墙板（200）板面之间设置加强板（201），由螺杆Ⅱ（203）将钢框架柱（2）翼缘、加强板（201）和预制外墙板（200）依次连接。
2.根据权利要求1所述的一种与装配式钢框架配套的工业化EPS模块墙板体系，其特征在于：所述墙板上预埋有起吊环（102）。
3.根据权利要求1所述的一种与装配式钢框架配套的工业化EPS模块墙板体系，其特征在于：所述墙板中预埋有墙体固定环（501），墙体固定环（501）和楼板（505）中预埋的楼板固定环（504）通过支撑杆（503）连接，以构成墙板临时固定装置。
4.根据权利要求1所述的一种与装配式钢框架配套的工业化EPS模块墙板体系，其特征在于：所述B节点还包括密封件，该密封件设置于两块预制外墙板（200）的接缝之间。
5.根据权利要求1所述的一种与装配式钢框架配套的工业化EPS模块墙板体系，其特征在于：所述预制开窗洞口墙板（300）在窗洞口位置预埋窗框（302），并在窗洞口上方设置过梁（301）。
6.根据权利要求1所述的一种与装配式钢框架配套的工业化EPS模块墙板体系，其特征在于：所述预制带外飘窗墙板（400）上设有窗洞口，窗洞口上下沿设有外飘窗板（401），外飘窗板（401）垂直于预制带外飘窗墙板（400）。
7.根据权利要求1所述的一种与装配式钢框架配套的工业化EPS模块墙板体系，其特征在于：所述预制外墙板（200）之间通过企口缝（7）连接，以组成外墙体，并在企口缝（7）的缝隙处利用密封件密封连接。
8.根据权利要求1所述的一种与装配式钢框架配套的工业化EPS模块墙板体系，其特征在于：所述加强板（201）通过螺栓Ⅱ（202）与预制外墙板（200）连接。
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