CN107268803B - 一种外挂墙板底端仅对墙板有平面外约束的连接方法 - Google Patents

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Abstract

一种外挂墙板底端仅对墙板有平面外约束的连接方法，属于建筑工程领域，该方法采用的连接节点包括底部下连接件、锚筋及底部上连接件；底部下连接件由T型钢和L型钢构成且二者焊接在一起；包括以下步骤：制备底部下连接件和底部上连接件；制备预制混凝土外挂墙板；预制混凝土外挂墙板安装。本发明提出的连接方法实现预制混凝土外挂墙板底端的连接节点仅对墙板有平面外约束；在外力作用下预制混凝土外挂墙板相对主体结构在墙板平面内能够水平滑动或转动；外挂墙板的连接节点使得预制混凝土外挂墙板具有消除外挂墙板施工误差的三维调节能力；中间各层的连接节点的底部下连接件，为上下两层预制混凝土外挂墙板共用，节省材料、提高工效又降低成本。

Description

一种外挂墙板底端仅对墙板有平面外约束的连接方法
技术领域
本发明属于建筑工程领域，涉及装配式混凝土建筑技术，特别涉及预制混凝土外挂墙板技术。
背景技术
预制混凝土外挂墙板，是由预制混凝土墙板、墙板与主体结构连接件或连接节点等组成，安装在主体结构上，起围护、装饰作用的非承重预制混凝土外挂墙板。
国家标准《装配式混凝土结构技术规程》(JGJ1-2014)第10.1.5条规定：“外挂墙板与主体结构宜采用柔性连接，连接节点应具有足够的承载力和适应主体结构变形的能力”；国家标准《装配式混凝土建筑技术标准》(GB/T51231-2016)第5.9.2条规定：“外挂墙板与主体结构的连接节点应具有足够的承载力和适应主体结构变形的能力”，第5.9.3条规定：“抗震设计时，外挂墙板与主体结构的连接节点在墙板平面内应具有不小于主体结构在设防烈度地震作用下弹性层间位移角3倍的变形能力。”第5.9.8条第3款规定：“外挂墙板与主体结构采用线支承节点连接的节点构造，外挂墙板的底端应设置不少于2个仅对墙板有平面外约束的连接节点。”第5.9.7条规定：“外挂墙板与主体结构采用点支承连接时，节点构造应符合下列规定：
1、连接点数量和位置应根据外挂墙板形状、尺寸确定，
连接点不应少于4个，承重连接点不应多于2个；
2、在外力作用下，外挂墙板相对主体结构在墙板平面内应能水平滑动或转动；
3、连接件的滑动孔尺寸应根据穿孔螺栓直径、变形能力需求和施工允许偏差等因素确定。”
国家标准《预制混凝土外挂墙板工程技术规程》(2017年征求意见稿)第6.6.3条第2款规定：“预制混凝土外挂墙板的连接节点，应具有消除外挂墙板施工误差的三维调节能力”。
以上这些规定，是对预制混凝土外挂墙板在设计、生产、施工及验收过程中的最基本要求，必须严格执行。
现有的技术，虽然一定程度上满足了上述规定的要求，但大多数或多或少存在不同程度的缺陷，其一是不具有消除外挂墙板施工误差的三维调节能力；其二是外挂墙板底端或顶端的连接节点不具备仅对墙板有平面外约束的工作能力。例如：
例一、国家标准《装配式混凝土建筑技术标准》(GB/T51231-2016)示出的外挂墙板线支承连接示意图中所提及的面外限位连接件，解决了面外限位的问题，也就是解决了对墙板平面外约束的问题，但其平面内并未实现可自由伸缩。现有技术通常采用的是在连接件的侧面开有长圆孔，解决了水平方向的自由伸缩，但对于竖向却没有可自由变形的能力，同时也就不具有消除外挂墙板施工误差的三维调节能力。
例二、公告号为“CN 205604464U”的中国专利文献，公开了一种外墙挂板抗震下连接件，包括相互平行的第一立板和第二立板,第一立板和第二立板顶部均与横板连接,横板一端开设通孔,通孔内安装螺杆,螺杆远离第一立板和第二立板的一端与预埋连接件连接,横板靠近预埋连接件一侧的螺杆上安装第一螺母,该实用新型的优点在于：框架梁与外墙之间的安装位置可进行调整,降低了施工时对埋件精度的要求,同时降低生产和装配的难度,有利于提高生产和施工效率,外墙挂板的安装位置可微调,确保外墙挂板之间的接缝整齐,墙板表面平整无凸出部件,便于生产和运输,安装后美观并且不占用室内空间,框架梁与外墙挂板之间发生相对位移时,连接件自身可在一定范围内活动,避免连接件受力损坏等。但是，图中第一螺母26限制了上下支座之间距离的缩小，也就是外挂墙板底端的连接节点不具备仅对墙板有平面外约束的工作能力。
例三、国家标准图集《预制混凝土外墙挂板》(08SG333、08SJ110-2)，第33页索引A，滑移件开孔为竖向长圆孔，定位完成安装后，仅有适应上下变形的能力，没有适应水平变形的能力。也就是说，其连接节点不具备仅对墙板有平面外约束的工作能力。
因此，需要一种新的技术方案来解决这一问题，以满足目前国家标准的规定要求，确保预制混凝土外挂墙板可靠工作。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对现有预制混凝土外挂墙板连接节点不具备仅对墙板有平面外约束工作能力的问题，提供一种外挂墙板底端仅对墙板有平面外约束的连接方法，解决连接节点具备仅对墙板有平面外约束工作能力的问题，同时又要使得预制混凝土外挂墙板具有消除外挂墙板施工误差的三维调节能力。
本发明采用如下的技术方案：一种外挂墙板底端仅对墙板有平面外约束的连接方法，其特征是：该方法采用的连接节点包括底部下连接件、锚筋及底部上连接件；所述底部下连接件由T型钢和L型钢构成，且L型钢底部与T型钢焊接在一起，其中T型钢为现行国标热轧T型钢型材，L型钢为采用带钢经过冷轧或热轧方式制备的钢型材；所述锚筋为埋入混凝土中用于锚固的钢筋段；所述底部上连接件为位于底层和中间层预制混凝土外挂墙板底部连接节点上部的钢质制备件；
具体包括以下步骤：
步骤一、制备底部下连接件和底部上连接件
制备底部下连接件，将现行国标热轧T型钢型材根据实际工程需要截段，得到T型钢；将根据实际工程需要的尺寸预定的带钢经过冷轧或热轧方式制备成L型钢，L型钢的顶部带有圆弧段，L型钢的竖向肢与横向肢之间有过渡的圆弧段，L型钢的竖向肢与横向肢之间的夹角为钝角，将制备好的L型钢根据实际工程需要进行截段；将截好的L型钢底部与T型钢焊接在一起得到底部下连接件；
制备底部上连接件，所述角钢为现行国标热轧角钢型材，根据实际工程需要将角钢截段，在截好的角钢的一肢外侧焊接有锚筋，角钢与锚筋焊接在一起得到底部上连接件；
步骤二、制备预制混凝土外挂墙板
在预制混凝土外挂墙板时，将经过步骤一制得的底部上连接件置于预制混凝土外挂墙板的底部靠近室内一侧，角钢的肢背朝向室内一侧，将角钢上未焊接有锚筋的角钢肢沿竖向朝下布置并与混凝土之间根据实际工程需要预留空隙；在底部下连接件的横向肢外侧根据实际工程需要焊接有锚筋，将焊有锚筋的底部下连接件置于预制混凝土外挂墙板的顶部靠近室内一侧，底部下连接件中T型钢的竖向肢朝上布置并突出于预制混凝土外挂墙板的顶面，底部下连接件中T型钢的横向肢朝向室内的一侧突出预制混凝土外挂墙板表面；对于顶层预制混凝土外挂墙板，首先在钢板的一面焊接有锚筋制备成顶层预制混凝土外挂墙板顶部连接件，将顶层预制混凝土外挂墙板顶部连接件置于预制混凝土外挂墙板的顶部靠近室内一侧，顶层预制混凝土外挂墙板顶部连接件中的锚筋锚入混凝土墙板内，顶层预制混凝土外挂墙板顶部连接件中钢板向室内的一侧突出预制混凝土外挂墙板表面一部分；其他制备预制混凝土外挂墙板的步骤与现有普通外挂墙板的制作步骤相同，直至完成预制混凝土外挂墙板的制备；
步骤三、预制混凝土外挂墙板安装
Ⅰ、安装底层预制混凝土外挂墙板
在底层梁或板上的预埋钢板上焊接底部下连接件，吊装底层预制混凝土外挂墙板至安装工位，将底层预制混凝土外挂墙板下端的角钢沿竖向朝下布置的角钢肢插入底层梁或板上的预埋钢板上所焊接的底部下连接件中T型钢的竖向肢和L型钢的竖向肢之间，T型钢的竖向肢和L型钢的竖向肢初始间距小于底部上连接件中角钢沿竖向朝下布置的角钢肢的厚度；将底层预制混凝土外挂墙板顶部连接节点底部下连接件中的T型钢朝向室内的一侧突出预制混凝土外挂墙板表面的横向肢与中间层梁或板上的预埋钢板焊接，底层预制混凝土外挂墙板安装完毕；
Ⅱ、安装中间层预制混凝土外挂墙板
对于中间层预制混凝土外挂墙板，其底部连接节点的底部下连接件，就是下一层预制混凝土外挂墙板顶部连接节点的底部下连接件，在下面一层预制混凝土外挂墙板安装完成后也就同时完成了本层预制混凝土外挂墙板底部连接节点底部下连接件的安装，其余安装步骤同步骤Ⅰ中底层预制混凝土外挂墙板的安装过程；
Ⅲ、安装顶层预制混凝土外挂墙板
对于顶层预制混凝土外挂墙板，其底部连接节点的底部下连接件安装步骤与中间层预制混凝土外挂墙板的安装过程相同；顶层预制混凝土外挂墙板顶部，将顶层预制混凝土外挂墙板顶部连接件向室内一侧突出预制混凝土外挂墙板表面一部分的钢板与顶层梁或板上预埋钢件焊接，顶层预制混凝土外挂墙板安装完毕；
至此，全部预制混凝土外挂墙板安装完毕。
所述步骤三预制混凝土外挂墙板安装，是在具有不少于三层预制混凝土外挂墙板情况下的安装步骤；当只有两层预制混凝土外挂墙板的情况下，按照上述步骤取消安装中间层预制混凝土外挂墙板的步骤即可；当只有一层预制混凝土外挂墙板的情况下，按照上述步骤选取安装底层预制混凝土外挂墙板的底部安装步骤和安装顶层预制混凝土外挂墙板的顶部安装步骤即可。
通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：本发明提供的一种外挂墙板底端仅对墙板有平面外约束的连接方法，预制混凝土外挂墙板底端的连接节点仅对墙板有平面外约束；在外力作用下，预制混凝土外挂墙板相对主体结构在预制混凝土外挂墙板内能够水平滑动或转动；预制混凝土外挂墙板的连接节点，使得预制混凝土外挂墙板具有消除外挂墙板施工误差的三维调节能力；中间各层的连接节点的底部下连接件，为上下两层预制混凝土外挂墙板共用，节省材料、提高工效又降低成本，可广泛应用于装配式建筑外挂墙板的设计、生产和施工安装。
附图说明
下面结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步说明：
图1为本发明T型钢截面示意图。
图2为本发明T型钢轴测示意图。
图3为本发明L型钢截面示意图。
图4为本发明L型钢轴测示意图。
图5为本发明底部下连接件截面示意图。
图6为本发明底部下连接件轴测示意图。
图7为本发明底部上连接件剖面示意图。
图8为本发明底部上连接件轴测示意图。
图9为本发明预制混凝土外挂墙板底部上连接件节点剖面示意图。
图10为本发明预制混凝土外挂墙板底部上连接件节点轴测示意图。
图11为本发明底层或中间层预制混凝土外挂墙板顶部的底部下连接件节点剖面示意图。
图12为本发明底层或中间层预制混凝土外挂墙板顶部的底部下连接件节点轴测示意图。
图13为本发明顶层预制混凝土外挂墙板顶部连接件剖面示意图。
图14为本发明顶层预制混凝土外挂墙板顶部连接件轴测示意图。
图15为本发明顶层预制混凝土外挂墙板顶部节点剖面示意图。
图16为本发明顶层预制混凝土外挂墙板顶部节点轴测示意图。
图17为本发明底层预制混凝土外挂墙板底部下连接件安装节点剖面示意图。
图18为本发明底层预制混凝土外挂墙板安装剖面示意图。
图19为本发明预制混凝土外挂墙板安装剖面示意图。
图中：1-T型钢、2-L型钢、3-底部下连接件、4-锚筋、6-底层预制混凝土外挂墙板、7-中间层预制混凝土外挂墙板、8-角钢、9-底部上连接件、10-顶层预制混凝土外挂墙板、11-钢板、12-顶层预制混凝土外挂墙板顶部连接件。
具体实施方式
本发明提出了一种外挂墙板底端仅对墙板有平面外约束的连接方法，如图1到图19所示，该方法采用的连接节点包括底部下连接件3、锚筋4及底部上连接件9；所述底部下连接件3由T型钢1和L型钢2构成，且L型钢2底部与T型钢1焊接在一起，其中T型钢1为现行国标热轧T型钢型材，L型钢2为采用带钢经过冷轧或热轧方式制备的钢型材；所述锚筋4为埋入混凝土中用于锚固的钢筋段；所述底部上连接件9为位于底层和中间层预制混凝土外挂墙板底部连接节点上部的钢质制备件；
具体包括以下步骤：
步骤一、制备底部下连接件3和底部上连接件9
制备底部下连接件3，将现行国标热轧T型钢型材根据实际工程需要截段，得到T型钢1；将根据实际工程需要的尺寸预定的带钢经过冷轧或热轧方式制备成L型钢2，L型钢2的顶部带有圆弧段，L型钢2的竖向肢与横向肢之间有过渡的圆弧段，L型钢2的竖向肢与横向肢之间的夹角为钝角，将制备好的L型钢2根据实际工程需要进行截段；将截好的L型钢2底部与T型钢1焊接在一起得到底部下连接件3；
制备底部上连接件9，所述角钢8为现行国标热轧角钢型材，根据实际工程需要将角钢8截段，在截好的角钢8的一肢外侧焊接有锚筋4，角钢8与锚筋4焊接在一起得到底部上连接件9；
步骤二、制备预制混凝土外挂墙板
在预制混凝土外挂墙板时，将经过步骤一制得的底部上连接件9置于预制混凝土外挂墙板的底部靠近室内一侧，角钢8的肢背朝向室内一侧，将角钢8上未焊接有锚筋4的角钢肢沿竖向朝下布置并与混凝土之间根据实际工程需要预留空隙；在底部下连接件3的横向肢外侧根据实际工程需要焊接有锚筋4，将焊有锚筋4的底部下连接件3置于预制混凝土外挂墙板的顶部靠近室内一侧，底部下连接件3中T型钢1的竖向肢朝上布置并突出于预制混凝土外挂墙板的顶面，底部下连接件3中T型钢1的横向肢朝向室内的一侧突出预制混凝土外挂墙板表面；对于顶层预制混凝土外挂墙板10，首先在钢板11的一面焊接有锚筋4制备成顶层预制混凝土外挂墙板顶部连接件12，将顶层预制混凝土外挂墙板顶部连接件12置于预制混凝土外挂墙板的顶部靠近室内一侧，顶层预制混凝土外挂墙板顶部连接件12中的锚筋4锚入混凝土墙板内，顶层预制混凝土外挂墙板顶部连接件12中钢板11向室内的一侧突出预制混凝土外挂墙板表面一部分；其他制备预制混凝土外挂墙板的步骤与现有普通外挂墙板的制作步骤相同，直至完成预制混凝土外挂墙板的制备；
步骤三、预制混凝土外挂墙板安装
Ⅰ、安装底层预制混凝土外挂墙板6
在底层梁或板上的预埋钢板上焊接底部下连接件3，吊装底层预制混凝土外挂墙板6至安装工位，将底层预制混凝土外挂墙板6下端的角钢8沿竖向朝下布置的角钢肢插入底层梁或板上的预埋钢板上所焊接的底部下连接件3中T型钢1的竖向肢和L型钢2的竖向肢之间，T型钢1的竖向肢和L型钢2的竖向肢初始间距小于底部上连接件9中角钢8沿竖向朝下布置的角钢肢的厚度；
使得T型钢1的竖向肢和L型钢2的竖向肢均对角钢8沿竖向朝下布置的角钢肢产生压力，即使在有对墙板出平面的荷载作用的情况下，也能约束限制角钢肢，使之不会产生对外挂墙板平面外的移位，而外挂墙板在墙板平面内的位移是不受限制的，可以不受约束地自由产生滑移，这样，外挂外挂墙板底端仅对墙板有平面外约束的目的就达到了；将底层预制混凝土外挂墙板6顶部连接节点底部下连接件3中的T型钢1朝向室内的一侧突出预制混凝土外挂墙板表面的横向肢与中间层梁或板上的预埋钢板焊接，底层预制混凝土外挂墙板6安装完毕；
Ⅱ、安装中间层预制混凝土外挂墙板7
对于中间层预制混凝土外挂墙板7，其底部连接节点的底部下连接件3，就是下一层预制混凝土外挂墙板顶部连接节点的底部下连接件3，在下面一层预制混凝土外挂墙板安装完成后也就同时完成了本层预制混凝土外挂墙板底部连接节点底部下连接件3的安装，其余安装步骤同步骤Ⅰ中底层预制混凝土外挂墙板6的安装过程；
Ⅲ、安装顶层预制混凝土外挂墙板10
对于顶层预制混凝土外挂墙板10，其底部连接节点的底部下连接件3安装步骤与中间层预制混凝土外挂墙板7的安装过程相同；顶层预制混凝土外挂墙板10顶部，将顶层预制混凝土外挂墙板顶部连接件12向室内一侧突出预制混凝土外挂墙板表面一部分的钢板11与顶层梁或板上预埋钢件焊接，顶层预制混凝土外挂墙板10安装完毕；
至此，全部预制混凝土外挂墙板安装完毕。
所述步骤三预制混凝土外挂墙板安装，是在具有不少于三层预制混凝土外挂墙板情况下的安装步骤；当只有两层预制混凝土外挂墙板的情况下，按照上述步骤取消安装中间层预制混凝土外挂墙板7的步骤即可；当只有一层预制混凝土外挂墙板的情况下，按照上述步骤选取安装底层预制混凝土外挂墙板6的底部安装步骤和安装顶层预制混凝土外挂墙板10的顶部安装步骤即可。

Claims (2)

1.一种外挂墙板底端仅对墙板有平面外约束的连接方法，其特征是：该方法采用的连接节点包括底部下连接件（3）、锚筋（4）及底部上连接件（9）；所述底部下连接件（3）由T型钢（1）和L型钢（2）构成，且L型钢（2）底部与T型钢（1）焊接在一起，其中T型钢（1）为现行国标热轧T型钢型材，L型钢（2）为采用带钢经过冷轧或热轧方式制备的钢型材；所述锚筋（4）为埋入混凝土中用于锚固的钢筋段；所述底部上连接件（9）为位于底层和中间层预制混凝土外挂墙板底部连接节点上部的钢质制备件；
具体包括以下步骤：
步骤一、制备底部下连接件（3）和底部上连接件（9）
制备底部下连接件（3），将现行国标热轧T型钢型材根据实际工程需要截段，得到T型钢（1）；将根据实际工程需要的尺寸预定的带钢经过冷轧或热轧方式制备成L型钢（2），L型钢（2）的顶部带有圆弧段，L型钢（2）的竖向肢与横向肢之间有过渡的圆弧段，L型钢（2）的竖向肢与横向肢之间的夹角为钝角，将制备好的L型钢（2）根据实际工程需要进行截段；将截好的L型钢（2）底部与T型钢（1）焊接在一起得到底部下连接件（3）；
制备底部上连接件（9），角钢（8）为现行国标热轧角钢型材，根据实际工程需要将角钢（8）截段，在截好的角钢（8）的一肢外侧焊接有锚筋（4），角钢（8）与锚筋（4）焊接在一起得到底部上连接件（9）；
步骤二、制备预制混凝土外挂墙板
在预制混凝土外挂墙板时，将经过步骤一制得的底部上连接件（9）置于预制混凝土外挂墙板的底部靠近室内一侧，角钢（8）的肢背朝向室内一侧，将角钢（8）上未焊接有锚筋（4）的角钢肢沿竖向朝下布置并与混凝土之间根据实际工程需要预留空隙；在底部下连接件（3）的横向肢外侧根据实际工程需要焊接有锚筋（4），将焊有锚筋（4）的底部下连接件（3）置于预制混凝土外挂墙板的顶部靠近室内一侧，底部下连接件（3）中T型钢（1）的竖向肢朝上布置并突出于预制混凝土外挂墙板的顶面，底部下连接件（3）中T型钢（1）的横向肢朝向室内的一侧突出预制混凝土外挂墙板表面；对于顶层预制混凝土外挂墙板（10），首先在钢板（11）的一面焊接有锚筋（4）制备成顶层预制混凝土外挂墙板顶部连接件（12），将顶层预制混凝土外挂墙板顶部连接件（12）置于预制混凝土外挂墙板的顶部靠近室内一侧，顶层预制混凝土外挂墙板顶部连接件（12）中的锚筋（4）锚入混凝土墙板内，顶层预制混凝土外挂墙板顶部连接件（12）中钢板（11）向室内的一侧突出预制混凝土外挂墙板表面一部分；其他制备预制混凝土外挂墙板的步骤与现有普通外挂墙板的制作步骤相同，直至完成预制混凝土外挂墙板的制备；
步骤三、预制混凝土外挂墙板安装
Ⅰ、安装底层预制混凝土外挂墙板（6）
在底层梁或板上的预埋钢板上焊接底部下连接件（3），吊装底层预制混凝土外挂墙板（6）至安装工位，将底层预制混凝土外挂墙板（6）下端的角钢（8）沿竖向朝下布置的角钢肢插入底层梁或板上的预埋钢板上所焊接的底部下连接件（3）中T型钢（1）的竖向肢和L型钢（2）的竖向肢之间，T型钢（1）的竖向肢和L型钢（2）的竖向肢初始间距小于底部上连接件（9）中角钢（8）沿竖向朝下布置的角钢肢的厚度；将底层预制混凝土外挂墙板（6）顶部连接节点底部下连接件（3）中的T型钢（1）朝向室内的一侧突出预制混凝土外挂墙板表面的横向肢与中间层梁或板上的预埋钢板焊接，底层预制混凝土外挂墙板（6）安装完毕；
Ⅱ、安装中间层预制混凝土外挂墙板（7）
对于中间层预制混凝土外挂墙板（7），其底部连接节点的底部下连接件（3），就是下一层预制混凝土外挂墙板顶部连接节点的底部下连接件（3），在下面一层预制混凝土外挂墙板安装完成后也就同时完成了本层预制混凝土外挂墙板底部连接节点底部下连接件（3）的安装，其余安装步骤同步骤Ⅰ中底层预制混凝土外挂墙板（6）的安装过程；
Ⅲ、安装顶层预制混凝土外挂墙板（10）
对于顶层预制混凝土外挂墙板（10），其底部连接节点的底部下连接件（3）安装步骤与中间层预制混凝土外挂墙板（7）的安装过程相同；顶层预制混凝土外挂墙板（10）顶部，将顶层预制混凝土外挂墙板顶部连接件（12）向室内一侧突出预制混凝土外挂墙板表面一部分的钢板（11）与顶层梁或板上预埋钢件焊接，顶层预制混凝土外挂墙板（10）安装完毕；
至此，全部预制混凝土外挂墙板安装完毕。
2.根据权利要求1所述的一种外挂墙板底端仅对墙板有平面外约束的连接方法，其特征是：所述步骤三预制混凝土外挂墙板安装，是在具有不少于三层预制混凝土外挂墙板情况下的安装步骤；当只有两层预制混凝土外挂墙板的情况下，按照上述步骤取消安装中间层预制混凝土外挂墙板（7）的步骤即可；当只有一层预制混凝土外挂墙板的情况下，按照上述步骤选取安装底层预制混凝土外挂墙板（6）的底部安装步骤和安装顶层预制混凝土外挂墙板（10）的顶部安装步骤即可。
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