CN107083819A - 一种预制蜂窝复合结构墙板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种预制蜂窝复合结构墙板，包括具有不少于六个表面的板状立方体墙板，所述的墙板内设有呈蜂窝状布置的多个蜂房结构单元，所述的蜂房结构单元包括至少由六条边衔接构成的多边形蜂房壁或由弧形边构成的管状蜂房壁和由该蜂房壁所围成的蜂房洞以及蜂房洞内的填充物；位于中间的蜂房结构单元周边与至少四个另外的蜂房结构单元相邻接。本发明制作简便，通过采用至少由六条边构成的多边形状或弧形状的蜂房结构单元，呈蜂窝状布置在墙板内以形成复合结构的墙板，提高了装配式墙板的承载力，使墙板的受力更加均匀、合理，提高了其安全性能，经济性显著。
Description
技术领域
本发明涉及建筑工业技术领域，更具体地说，它涉及一种预制蜂窝复合结构墙板。
背景技术
装配式混凝土结构作为一种符合工业化生产方式的结构，具有施工速度快、劳动强度低、噪音污染少和产品质量易控制等优势。采用预制装配的施工方式可以有效节约资源和能源，提高材料在建筑节能和结构性能方面的利用率，减少现场施工劳动力的数量，减少建筑垃圾和施工对环境的不良影响，提高建筑整体质量和性能，有利于实现“四节一环保”的绿色发展，实现建筑业的节能减排目标。国家提出10年左右时间，使装配式建筑占新兴建筑的比例达到30％；建筑工业化成为当前发展的重要课题、是政策鼓励和支持的发展产业。
目前技术的预制结构墙板主要有预制剪力墙板和预制密肋复合墙板。它们存在以下缺点：(一)预制剪力墙板因为全为混凝土组成，单位体积的重度大(混凝土的重度一般情况为大于25kN/m3)，给预制构件的运输和吊装带来困难，从而需要减小预制构件的尺寸、增加了预制构件的现场连接工程量，另一方面工程造价较高。(二)规程JGJ/T275-2013的密肋复合墙板克服了预制剪力墙板上述缺点，其单位体积的重度适中(混凝土的重度为10-17kN/m3)，如图1所示；但其竖向承载能力和抗侧移刚度降低很多，(结构墙的主要作用承受竖向荷载和抵抗水平力)。(三))授权公告号205530681U专利，是斜交密肋复合墙板，斜交密肋复合墙板其抗侧移能力是得到加强，但由于板的斜肋的自由长度有多种、使得肋的承载能力有大有小、而最后综合承载力取决于承载力最小的，另外还由于斜的密肋不能与竖直的边肋等效承载竖向荷载(即在竖向荷载作用下发生一个单位竖向变形时，竖直构件承载力较大)，竖直的边肋承载了大部分的竖向荷载，因此竖直的边肋的截面需要加大截面，由于其肋采用不是垂直和水平设置，在垂直的重力作用(该力是建筑物的最大、也是一直存在的作用力)下，对设置所在楼板处的水平构件(梁)和边缘构件(边缘柱)产生附加应力，如在柱的层间与斜肋连接处产生水平力分力对抗震不利、在水平构件产生拉或压力，增加水平构件和边缘构件受力，使结构复杂化，从而使这种设计的密肋复合墙板性价比不高。更不利的是在竖向荷载作用下由于斜肋分担能力减小使边缘构件承受更大，需要加大边缘柱的尺寸，从而增加了附加工程造价(投资)。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，提供一种结构简单，制作方便，可提高墙板承载力并同时减轻其重量的预制蜂窝复合结构墙板。
本发明的技术方案是这样的：一种预制蜂窝复合结构墙板，所述的墙板内设有呈蜂窝状布置的多个蜂房结构单元，所述的蜂房结构单元包括至少由六条边衔接构成的多边形蜂房壁或由弧形边构成的管状蜂房壁和由该蜂房壁所围成的蜂房洞以及蜂房洞内的充填物；位于中间的蜂房结构单元周边与至少四个另外的蜂房结构单元相邻接。
作为进一步地改进，所述的墙板包括正表面和不少于四个的侧表面，其中，所述的蜂房洞与所述墙板的正表面相垂直，并且，所述的蜂房洞的内腔填充物的材料强度小于所述蜂房壁的材料强度。
进一步地，所述墙板具有四个侧表面，在上、下侧表面上设有肋梁，在左、右侧表面上设有肋柱；在至少一个侧表面上向外延伸有连接钢筋。
进一步地，所述墙板具有四个侧表面上侧表面上覆盖有钢板，在至少一个侧表面外侧覆盖的钢板上设有用于装配连接的栓钉。
进一步地，所述的蜂房结构单元为等边六边形，中间部分的蜂房结构单元的周边与六个蜂房结构单元相邻接。
进一步地，所述的蜂房结构单元为圆形，中间部分的蜂房结构单元周边与至少四个另外的蜂房结构单元相邻接。
有益效果
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
1、本发明结构合理，制作简便，蜂窝式复合结构的墙板是一种仿生学的建筑结构墙板，把材料的力学特性与结构形式完美结合，使材料性能得到极致发挥，蜂窝式复合结构墙板在建筑上使用，具有提高结构安全性的作用，其复合结构的承载力大于蜂房承载力与填充材料承载力之和，若采用型钢作为蜂窝蜂房壁，其填充的材料采用高强度混凝土或纤维混凝土，可达到承载力1+1大于3的目的，适用于超高层建筑；
2、与现有技术相比，本发明的蜂窝式复合结构墙板是真正的复合，其复合后变成统一的弹性模量(其变形是由蜂房壁压缩和剪切变形与填充物的压缩变形相等)；而密肋复合结构墙板变成(其变形是由蜂房壁压缩与填充物的压缩变形协同一致，密肋条基本上不产生剪切变形)，因而其材料在力学性能是没有完全整合的二种；蜂窝式复合结构墙板在受到最大承载力时蜂房壁和填充材料是可以同时达到破坏临界状态，密肋复合结构墙板在受到最大承载力时是肋首先损坏；
3、本发明的蜂窝式复合结构墙板具有更好的力学性能，在外围尺寸相同时，其采用蜂窝状的壁板的计算长度是现有技术密肋复合结构墙板的肋的计算长度的0.6倍，从而使蜂窝状的壁板的承载能力比现有技术密肋复合结构墙板抗压承载能力大(构件承载能力除了与强度有关外、与构件的长细比有关)，并且，在水平抗剪承载能力(即抗侧移能力)得到很大提高，因为在水平力作用下蜂窝的壁板并不是完全受剪、水平力并不完全垂直蜂窝的壁板，水平力分解成垂直垂直蜂窝的壁板方向和沿着垂直蜂窝的壁板轴向的力，而垂直蜂窝的壁板的轴向承载力是抗剪的好几倍；
4、本发明的蜂窝式复合结构墙板具有更好的性价比，降低了工程造价，本发明的复合结构墙板由于具有更合理的力学特性和构造，在相同面积的墙面上采用蜂窝式排列，用最少的蜂房壁板获得最大数量的蜂房数量，具体到蜂窝式复合结构墙板就是墙板具有最轻的结构(最大限度使用填充的轻质材料)，或者在承受相同外力作用的情况下，可以大大减少普通混凝土量，使构件更轻，减少运输和吊装重量，也进一步使建筑的总重量减轻，使建筑的地震水平力也减小，具有更好的经济性；
5、本发明的蜂窝式复合结构墙板具有广泛的应用范围，当采用轻质填充材料的蜂窝结构时，可实现建筑装配的轻量化，适用于一般普通高层建筑，当采用型钢作为蜂窝蜂房壁、而填充材料采用高强度混凝土或纤维混凝土时，可实现高强度的剪力墙构件，适用于超高层建筑，从而减少墙体截面和建筑重量，增加了使用面积，使超高层的剪力墙也可以实现装配化。
附图说明
图1为现有技术中的复合结构墙板的结构示意图；
图2为本发明中实施例1的复合结构墙板的立体结构示意图；
图3为本发明中实施例1的复合结构墙板的正视结构示意图；
图4为本发明中实施例1的复合结构墙板的配筋透视结构示意图；
图5为图3中A-A的剖面结构示意图；
图6为本发明中实施例2的复合结构墙板的正视结构示意图；
图7为图6中B-B的剖面结构示意图；
图8为本发明中实施例3的复合结构墙板的正视结构示意图；
图9为本发明中实施例4的复合结构墙板的正视结构示意图。
其中：1-墙板、2-蜂房结构单元、3-填充物、4-肋梁、5-肋柱、6-连接钢筋、7-折线形隔层、8-钢板、9-栓钉、10-三曲线形隔层、11-四曲线形隔层、21-蜂房壁、22-蜂房洞。
具体实施方式
下面结合附图中的具体实施例对本发明做进一步的说明，说明书中的方位与图中的前、后、左、右、上、下方相一致。
本发明的一种预制蜂窝复合结构墙板，包括具有不少于六个表面的板状立方体墙板1，具体的，该墙板1包括正表面和不少于四个的侧表面，其中，在至少一个侧表面上设置有肋梁4或肋柱5或连接钢筋6中的其中一种以上作为装配使用的连接结构，或者在至少一个侧面上覆盖有钢板8，并在该钢板8上设置栓钉9，其钢板8和9配合作为装配使用的连接结构，在墙板1内设有呈蜂窝状布置的多个蜂房结构单元2，该蜂房结构单元2平铺在墙板1的内腔，包括至少由六条边衔接构成的多边形蜂房壁21或由弧形边构成的管状蜂房壁21和由该蜂房壁21所围成的蜂房洞22，其中，蜂房洞22可以为等边多边形，也可以为圆形，但不仅限于此，同时，蜂房洞22与墙板1的正表面相垂直，并且，在蜂房洞22的内腔填充有材料强度小于蜂房壁21的材料强度的填充物3，即蜂房壁21的材料与蜂房洞22中的填充物3为两种不同的材料，总之，填充物3的材料强度相对蜂房壁21的材料强度低，可以为泡沫混凝土、陶粒混凝土、珍珠岩混凝土、聚苯颗粒混凝土、发泡陶瓷、多孔火山岩块等，有效降低了墙板1的制作成本和减轻墙板1的重量以利于运输和吊装；位于中间的蜂房结构单元2周边至少与四个另外的蜂房结构单元2相邻接，使蜂房结构单元2的排列整体呈“品”字形布置。本发明的蜂房结构单元2呈蜂窝状布置在墙板1内以形成复合结构墙板，提高了装配式墙板的承载力，使墙板1的受力更加均匀、合理，提高了其安全性能，经济性显著。
实施例1
参阅图2-5，为本发明的一种具体实施例，其墙板1具有四个侧表面，在上、下二个侧表面上设有肋梁4，在左、右二个侧表面上分别设有肋柱5，在其中二个侧表面的二肋梁4和其中一个侧表面的肋柱5上向外延伸有连接钢筋6，用于将墙板1与横向受力构件或竖向受力构件相连，即本实施例的复合墙板采用肋梁4和肋柱5支撑，并采用连接钢筋6的方式装配相连，其蜂房结构单元2为等边六边形的结构，中间部分的蜂房结构单元2的周边与六个蜂房结构单元2相邻接，并且，相邻接的两个蜂房结构单元2的蜂房壁21相间隔布置并形成弯折的折线形隔层7，该折线形隔层7为将蜂房壁21包裹的六边形结构，其中，由蜂房壁21所围成的折线形隔层7为钢筋混凝土，蜂房洞22中的填充物3采用混凝土加固，在确保墙体1承载力的同时，降低了墙体1的质量和制作成本。
本实施例中的复合结构墙板的制作方法为：1.在模台上安装四边侧模板；2.绑扎墙体1上肋梁4和肋柱5以及蜂窝房壁21的连接钢筋6；3.在蜂窝结构单元2的中心放置预制好的填充物3(六边形砖块体、块体厚度等于预制墙板厚度)；4.浇筑混凝土填埋连接钢筋6和填充物3，振捣密实；5.养护、拆模即完成蜂窝复合墙板预制件的制作。
实施例2
参阅图6-7所示，为本发明的另一种具体实施方式，其与实施例1基本相同，不同之处是在墙板1的四个侧表面上均设有将其覆盖的钢板8，并且，每个钢板8上均设有多个用于装配连接的栓钉9，即本实施例的复合墙板采用钢板8支撑，并在四个侧表面上均采用栓钉9的方式与横向受力构件或竖向受力构件连接，提高了装配效率，应用四面均需要装配连接的场合；同时，其与实施例1的不同之处还在于，相邻接的两个蜂房结构单元2的蜂房壁21相互接触相连以形成弯折的六边形折线，即相邻两个蜂房壁21相重合，其中，蜂房壁21为型钢制作，在确保墙板1承载力的同时，合理布置了蜂房结构单元2的结构，降低了墙体1的质量和制作成本。
本实施例中的复合结构墙板的制作方法为：1.在模台上安放制作好的钢板成型的蜂窝格、该蜂窝格包括了四周的钢板8；2.浇筑混凝土填埋钢筋和填充物3，振捣密实；3.养护、拆模即完成蜂窝复合墙板预制件的制作，制作简单、快速。
实施例3
参阅图8所示，为本发明的另一种具体实施方式，其与实施例1基本相同，不同之处是在墙体1的四个侧表面上分别设有将其覆盖的钢板8，并且，其中的三个钢板8上分别设有多个用于装配连接的栓钉9，即本实施例的复合墙板采用钢板8支撑，并仅在墙板1的三个侧表面上采用栓钉9的方式与横向受力构件或竖向受力构件连接，应用于三面装配连接的场合；同时，其与实施例1的不同之处还在于，蜂房结构单元2为圆形的结构，并且，相邻接的两个蜂房结构单元2的蜂房壁21相互相切连接以形成反方向延伸的三曲线形隔层10，该三曲线形隔层10由三个圆形蜂房结构单元2的蜂房壁21所围成，其中，蜂房壁21由型钢制作而成，由蜂房壁21所围成的三曲线形隔层10为混凝土材料，在确保墙板1承载力的同时，合理布置了蜂房结构单元2的结构，降低了墙体1的质量和制作成本。本实施例中的复合结构墙板由于蜂房壁21的钢板受到混凝土支撑，在受压时不存在钢板失稳问题，钢板是不存在压坏的可能；而混凝土部分受到钢板约束、只要蜂房平面尺寸与板厚度比值控制合理，混凝土受压强度得到成倍提高，从而达到1+1大于2、甚至可以达到1＝1大于3以上的受压承载力。
本实施例中的复合结构墙板的制作方法为：1.在模台上安放制作好的钢板成型的蜂窝格、该蜂窝格包括了四周的钢板8；2.浇筑混凝土填埋钢筋和填充物3，振捣密实；3.养护、拆模即完成蜂窝复合墙板预制件的制作，制作简单、快速。
实施例4
参阅图9所示，为本发明的另一种具体实施方式，其与实施例1基本相同，不同之处是在墙体1的其中四个侧表面上分别设有将其覆盖的钢板8，并且，其中的三个钢板8上分别设有多个用于装配连接的栓钉9，即本实施例的复合墙板采用钢板8支撑，并采用栓钉9的方式与横向受力构件或竖向受力构件连接，提高了装配效率；同时，其与实施例1的不同之处还在于，蜂房结构单元2为圆形的结构，每个蜂房结构单元2的周边与四个另外的蜂房结构单元2相邻接，并且，相邻接的两个蜂房结构单元2的蜂房壁21相互相切连接以形成反方向延伸的四曲线形隔层11，该四曲线形隔层11由四个圆形蜂房结构单元2的蜂房壁21所围成，其中，蜂房壁21由型钢制作而成，由蜂房壁21所围成的四曲线形隔层11为混凝土材料，在确保墙板1承载力的同时，合理布置了蜂房结构单元2的结构，降低了墙体1的质量和制作成本。本实施例中的复合结构墙板由于蜂房壁21的钢板受到混凝土支撑，在受压时不存在钢板失稳问题，钢板是不存在压坏的可能；而混凝土部分受到钢板约束、只要蜂房平面尺寸与板厚度比值控制合理，混凝土受压强度得到成倍提高，从而达到1+1大于2、甚至可以达到1＝1大于3以上的受压承载力。
本实施例中的复合结构墙板的制作方法为：1.在模台上安放制作好的钢板成型的蜂窝格、该蜂窝格包括了四周的钢板8；2.浇筑混凝土填埋钢筋和填充物3，振捣密实；3.养护、拆模即完成蜂窝复合墙板预制件的制作，制作简单、快速。
本发明的上述四个实施例中，其墙板1可通过连接钢筋6或栓钉9与竖向受力构件以及横向受力构件相连接以构成蜂窝复合墙体结构体系，其中，竖向受力构件为蜂窝复合墙板、或墙板、或边缘构件、或连接柱或现浇连接构件中的一种以上，横向受力构件为连接梁、或楼板、或现浇连接构件中的一种以上，并且，在横向受力构件和竖向受力构件内均含有型钢，形成了型钢蜂窝复合墙体结构体系，其承载力高，受力性能更好。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。
Claims (6)
1.一种预制蜂窝复合结构墙板，包括具有不少于六个表面的板状立方体墙板(1)，其特征在于，所述的墙板(1)内设有呈蜂窝状布置的多个蜂房结构单元(2)，所述的蜂房结构单元(2)包括至少由六条边衔接构成的多边形蜂房壁(21)或由弧形边构成的管状蜂房壁(21)和由该蜂房壁(21)所围成的蜂房洞(22)以及蜂房洞(22)内的填充物(3)；位于中间的蜂房结构单元(2)周边与至少四个另外的蜂房结构单元(2)相邻接。
2.根据权利要求1所述的一种预制蜂窝复合结构墙板，其特征在于，所述的墙板(1)包括正表面和不少于四个的侧表面，其中，所述的蜂房洞(22)与所述墙板(1)的正表面相垂直，并且，所述的蜂房洞(22)的内腔填充物(3)的材料强度小于所述蜂房壁(21)的材料强度。
3.根据权利要求2所述的一种预制蜂窝复合结构墙板，其特征在于，所述墙板(1)具有四个侧表面，在上、下侧表面上设有肋梁(4)，在左、右侧表面上设有肋柱(5)；在至少一个侧表面上向外延伸有连接钢筋(6)。
4.根据权利要求2所述的一种预制蜂窝复合结构墙板，其特征在于，所述墙板(1)具有四个侧表面上覆盖有钢板(8)，在至少一个侧表面外侧覆盖的钢板(8)上设有用于装配连接的栓钉(9)。
5.根据权利要求3或4所述的一种预制蜂窝复合结构墙板，其特征在于，所述的蜂房结构单元(2)为等边六边形，中间部分的蜂房结构单元(2)的周边与六个蜂房结构单元(2)相邻接。
6.根据权利要求3或4所述的一种预制蜂窝复合结构墙板，其特征在于，所述的蜂房结构单元(2)为圆形，中间部分的蜂房结构单元(2)周边与至少四个另外的蜂房结构单元(2)相邻接。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112726941A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-04-30 | 兰州理工大学 | 用于装配式建筑的双重网格剪力墙及制作方法、施工方法 |
| CN114809439A (zh) * | 2022-06-10 | 2022-07-29 | 华工匠建筑装配工程(深圳)有限公司 | 一种稳定性高的装配式建筑墙体及安装方法 |
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2017
- 2017-06-22 CN CN201710479885.1A patent/CN107083819A/zh active Pending
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| CN114809439B (zh) * | 2022-06-10 | 2023-09-01 | 福建九鼎建设集团厦门有限公司 | 一种稳定性高的装配式建筑墙体及安装方法 |
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