CN109594688A - 一种型钢桁架双皮墙结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
一种型钢桁架双皮墙结构及其施工方法，包括主体结构、双皮墙结构单元和现浇混凝土层；双皮墙结构单元有一组，沿横向拼接连接；现浇混凝土层浇筑在一组双皮墙结构单元中；双皮墙结构单元包括第一预制混凝土板和第二预制混凝土板；第一预制混凝土板与第二预制混凝土板之间、沿横向平行间隔设置有一组型钢桁架；每个型钢桁架沿竖向通长设置，型钢桁架一侧的弦杆浇筑在第一预制混凝土板中，型钢桁架另一侧的弦杆浇筑在第二预制混凝土板中。本发明简化了传统的现浇工艺中支设脚手架和模板工序，节省人工和避免高支模带来的安全隐患，解决了现有钢筋桁架双皮墙厚度小、高度不超过4m以及现有双皮墙结构整体刚度和抗混凝土侧压力能力小的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及建筑工程结构领域，特别涉及一种型钢桁架双皮墙结构及其施工方法。
背景技术
随着信息化时代的发展，电子产品日趋丰富，相关的工业厂房不断涌现；从生产工艺角度出发，工业厂房需要大量的水池，鉴于水池的功能和结构特性，其墙体高度较高，厚度较厚。按照传统现浇工艺，需要在墙体两侧架设模板和支撑体系，之后再在模板形成的空间内浇筑混凝土，待混凝土达到一定强度后方可进行后续工作和拆模。由于结构墙体高度相对较高，施工过程会涉及高支模和分段浇筑施工及养护的问题。除工业厂房墙体施工外，工业和民用建筑的地下挡土墙以及地下综合管廊，也同样存在上述问题，且由于基础底部外墙地处地基围绕的环境下，从空间上也制约了模板及支撑的架设与拆卸操作。目前，除传统现浇工艺外，还可采用预制装配的施工方法，但在上述的情况下，又会带来预制构件重量超重，构件间接缝防水不易处理的问题等。现有公开技术包括：实心预制墙、钢筋桁架双皮墙、现浇墙。实心预制墙，若应用到工业厂房或者挡土墙，其缺点十分突出，由于混凝土密度较大，当墙体的高度较高，厚度较厚时，采用实心预制墙，构件的自重过大，会给生产和施工带来诸多不便；同时构件尺寸过大，重量过大，会给运输过程造成不利影响。钢筋桁架双皮墙，若高度超过4m，其钢筋桁架笼拉结能力和抗力较低，双皮墙在安装过程中容易出现损坏，对混凝土浇筑速度和一次浇筑高度也有严格要求，降低了施工速度，不适用于工业厂房水池和挡土墙。当采用现浇施工工艺时，墙体两侧需要在施工现场支设脚手架和模板。由于工业厂房的特殊功能需求，墙体高度可达10m以上，因此需要搭设高大模板。对于高大模板工程存在较大安全风险，需要制定专项施工方案，并进行专家论证，方案制定和审批过程繁琐；两侧模板背侧需要设立支撑，由于支撑的存在，施工现场的操作空间被大幅压缩；现浇施工前需要现场绑扎钢筋和支设模板，浇筑完成后需要将模板拆除，以上过程均需要考虑时间和人员投入，不利于成本和工期的控制；同时，由于现浇施工，不可避免的需要设置施工流水段，导致墙体结构可能形成贯穿的施工接缝，以及对拉螺杆的存在，增加了渗漏水风险，加之现场模板架设受操作人员技术和施工环境影响较大，对于模板拼接质量不易控制等。
发明内容
本发明的目的是提供一种型钢桁架双皮墙结构及其施工方法，要解决传统的现浇施工工艺中因支设脚手架和模板带来的各项施工工序，现有钢筋桁架双皮墙厚度小、高度不超过4m以及现有双皮墙结构的整体刚度和抵抗混凝土侧压力的能力小的技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。
一种型钢桁架双皮墙结构，包括有主体结构、双皮墙结构单元和现浇混凝土层；其中，双皮墙结构单元有一组，沿横向拼接连接；所述现浇混凝土层浇筑在一组双皮墙结构单元中；所述双皮墙结构单元包括有第一预制混凝土板和第二预制混凝土板；所述第一预制混凝土板与第二预制混凝土板沿纵向平行间隔设置；在第一预制混凝土板与第二预制混凝土板之间、沿横向平行间隔设置有一组型钢桁架；其中，每个型钢桁架沿竖向通长设置，并且型钢桁架一侧的弦杆浇筑在第一预制混凝土板中，型钢桁架另一侧的弦杆浇筑在第二预制混凝土板中；所述现浇混凝土层浇筑在第一预制混凝土板与第二预制混凝土板之间的空隙中。
优选的，所述双皮墙结构单元的高度范围为1m～15m，双皮墙结构单元的宽度为1.5m～4m之间，双皮墙结构单元的厚度在300mm～1500mm之间。
优选的，所述第二预制混凝土板的顶部超出第一预制混凝土板的顶部，并且超出的长度为0～3000mm。
优选的，所述第一预制混凝土板和第二预制混凝土板内均设置有抗裂钢筋网片和受力钢筋。
优选的，所述第一预制混凝土板的一侧竖边上设置有第一槽口，第一预制混凝土板的另一侧竖边上设置有第一凸起；所述第二预制混凝土板的一侧竖边上设置有第二槽口，第二预制混凝土板的另一侧竖边上设置有第二凸起；相邻双皮墙结构单元之间通过企口连接。
优选的，所述型钢桁架的顶部与第一预制混凝土板的顶部平齐；并且在型钢桁架的顶部设有用以吊装的吊耳。
优选的，相邻两个型钢桁架之间的间距在500mm～3000mm之间。
一种型钢桁架双皮墙结构的施工方法，包括步骤如下。
步骤一，制备型钢桁架。
步骤二，水平铺设型钢桁架一侧的预制混凝土板的抗裂钢筋网片。
步骤三，将型钢桁架的上弦杆放在步骤二中铺设好的抗裂钢筋网片上，并与裂钢筋网片连接。
步骤四，浇筑该侧的预制混凝土板的混凝土，实现型钢桁架与预制混凝土板的连接。
步骤五，水平铺设型钢桁架另一侧的预制混凝土板的抗裂钢筋网片。
步骤六，待步骤四中的混凝土养护成型脱模后，将构件翻转180°。
步骤七，将型钢桁架的下弦杆放在步骤五中铺设好的抗裂钢筋网片上，并与抗裂钢筋网片连接。
步骤八，浇筑该侧的预制混凝土板的混凝土，实现型钢桁架与预制混凝土板的连接。
步骤八，混凝土养护成型、并脱模，最终完成双皮墙结构单元的制作。
步骤九，将步骤八中制成的双皮墙结构单元运输至现场，并吊装就位双皮墙结构单元。
步骤十，将双皮墙结构单元与主体结构临时固定。
步骤十一，在双皮墙结构单元中的空腔中浇筑混凝土，形成现浇混凝土层。
步骤十二，现浇混凝土层的混凝土凝固后将双皮墙结构单元与主体结构连接为整体。
与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果。
1、本发明中的型钢桁架双皮墙结构利用两侧的预制混凝板代替了现浇施工工艺中的模板，也省去了因支设脚手架和模板带来的各项施工工序，并且本发明中以型钢桁架连接两侧的预制混凝土板，很大程度上降低了预制构件的自重，提高了构件的整体刚度和抵抗混凝土侧压力的能力。
2、本发明的型钢桁架双皮墙结构利用型钢桁架连接预制混凝板，这种结构刚度大、强度高，有利于增加双皮墙结构的整体尺寸，能够将双皮墙结构的适用范围拓展至13m以上，解决了现有钢筋桁架双皮墙结构适用范围小，高度一般不超过4m的技术问题；通过合理的节点构造，能够提供良好的整体受力性能和防水性能。
3、本发明中采用型钢桁架连接两侧的预制混凝土板，因此双皮墙结构具有较高的竖向承载力和抵抗混凝土浇筑侧压力的能力，可将免支撑预制梁、预制板直接搭在墙顶，施工时将墙、板混凝土一起浇筑，从而简化了施工工艺，减少了混凝土的浇筑次数，提高了施工速度。
4、本发明提出了一种型钢桁架双皮墙结构的设计方案，集中解决了现场支设脚手架和模板的问题，省去了因支设模板带来的一系列施工工序；同时由于构件自重轻，解决了构件的运输问题；由于抗侧压能力提高，解决了混凝土快速浇筑的问题。
5、本发明的型钢桁架双皮墙结构适用于1~13m以上高度的墙体、水池侧壁和挡土墙，并且由于型钢桁架双皮墙结构的稳定性和竖向承载力提高，解决了预制墙板竖向支撑问题。
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为本发明中双皮墙结构单元的立体结构示意图。
图2为本发明中第二预制混凝土板与型钢桁架连接的结构示意图。
图3为本发明中第二预制混凝土板与型钢桁架连接的结构示意图。
图4为本发明中双皮墙结构单元的侧面结构示意图。
图5为本发明中型钢桁架双皮墙结构的正面结构示意图。
图6为本发明中型钢桁架双皮墙结构的平面结构示意图。
附图标记：1―主体结构、2―双皮墙结构单元、2.1―第一预制混凝土板、2.1.1―第一槽口、2.1.2―第一凸起、2.2―第二预制混凝土板、2.2.1―第二槽口、2.2.2―第二凸起、2.3―型钢桁架、2.3.1―上弦杆、2.3.2―下弦杆、3―现浇混凝土层、4―吊耳、5―第一连接板、6―第二连接板、7―地面、8―第三连接板。
具体实施方式
如图1-6所示，这种型钢桁架双皮墙结构，包括有主体结构1、双皮墙结构单元2和现浇混凝土层3；其中，双皮墙结构单元2有一组，沿横向拼接连接；所述现浇混凝土层3浇筑在一组双皮墙结构单元2中；所述双皮墙结构单元2包括有第一预制混凝土板2.1和第二预制混凝土板2.2；所述第一预制混凝土板2.1与第二预制混凝土板2.2沿纵向平行间隔设置；在第一预制混凝土板2.1与第二预制混凝土板2.2之间、沿横向平行间隔设置有一组型钢桁架2.3；其中，每个型钢桁架2.3沿竖向通长设置，并且型钢桁架2.3一侧的弦杆浇筑在第一预制混凝土板2.1中，型钢桁架2.3另一侧的弦杆浇筑在第二预制混凝土板2.2中；所述现浇混凝土层3浇筑在第一预制混凝土板2.1与第二预制混凝土板2.2之间的空隙中。
本实施例中，所述双皮墙结构单元2的高度范围为1m～15m，常见高度5m～10m；双皮墙结构单元2的宽度为1.5m～4m之间，双皮墙结构单元2的厚度在300mm～1500mm之间。
本实施例中，所述第二预制混凝土板2.2的顶部超出第一预制混凝土板2.1的顶部，并且超出的长度为0～3000mm。
本实施例中，所述第一预制混凝土板2.1和第二预制混凝土板2.2内均设置有抗裂钢筋网片和受力钢筋。
本实施例中，所述第一预制混凝土板2.1的一侧竖边上设置有第一槽口2.1.1，第一预制混凝土板2.1的另一侧竖边上设置有第一凸起2.1.2；所述第二预制混凝土板2.2的一侧竖边上设置有第二槽口2.2.1，第二预制混凝土板2.2的另一侧竖边上设置有第二凸起2.2.2；相邻双皮墙结构单元2之间通过企口连接。
本实施例中，所述双皮墙结构单元2与双皮墙结构单元2之间通过第一连接板5连接；所述第一连接板5布置在双皮墙结构单元2的前后板面上，且沿着双皮墙结构单元2与双皮墙结构单元2之间的拼接缝间隔布置；所述第一连接板5的两端分别贴设在相邻两个双皮墙结构单元2的板面上，将两个双皮墙结构单元2连接。
本实施例中，所述双皮墙结构单元 2与主体结构1之间通过第二连接板6连接；所述第二连接板6布置在双皮墙结构单元2的前后板面上，且沿着双皮墙结构单元2与主体结构1之间的拼接缝间隔布置；所述第二连接板6的水平切面呈L形，包括有横边和纵边；其中，第二连接板6的横边紧贴在对应一侧的双皮墙结构单元2的板面上、与双皮墙结构单元2连接，第二连接板6的纵边紧贴在主体结构1的纵向侧面上、与主体结构1连接。
本实施例中，所述双皮墙结构单元 2的底部与地面7之间通过第三连接板8连接；所述第三连接板8布置在双皮墙结构单元2的前后板面上，且沿着双皮墙结构单元2与地面7之间的拼接缝间隔布置；所述第三连接板8的纵向切面呈L形，包括有竖边和横边；其中，第三连接板8的横边紧贴在地面7上、与地面7连接，第三连接板8的竖边紧贴在双皮墙结构单元2的板面上、与双皮墙结构单元2连接。
本实施例中，所述型钢桁架2.3的顶部与第一预制混凝土板2.1的顶部平齐；并且
在型钢桁架2.3的顶部设有用以吊装的吊耳4。
本实施例中，相邻两个型钢桁架2.3之间的间距在500mm～3000mm之间。
本实施例中，这种型钢桁架双皮墙结构的第一预制混凝土板2.1与第二预制混凝土板2.2分别与型钢桁架2.3两侧的上弦杆2.3.1、下弦杆2.3.2浇筑成一个整体；待养护、成型、脱模等工序完成后，运输到施工现场进行安装，最后在两侧预制混凝土板形成的空腔内浇筑现浇混凝土层3，并与其他预制构件连接形成整体结构。
这种型钢桁架双皮墙结构的施工方法，包括步骤如下。
步骤一，制备型钢桁架2.3。
步骤二，水平铺设型钢桁架2.3一侧的预制混凝土板的抗裂钢筋网片。
步骤三，将型钢桁架2.3的上弦杆2.3.1放在步骤二中铺设好的抗裂钢筋网片，并与抗裂钢筋网片连接。
步骤四，浇筑该侧的预制混凝土板的混凝土，实现型钢桁架2.3与预制混凝土板的连接。
步骤五，水平铺设型钢桁架2.3另一侧的预制混凝土板的抗裂钢筋网片。
步骤六，待步骤四中的混凝土养护成型脱模后，将构件翻转180°。
步骤七，将型钢桁架2.3的下弦杆2.3.2放在步骤五中铺设好的抗裂钢筋网片上，并与抗裂钢筋网片连接。
步骤八，浇筑该侧的预制混凝土板的混凝土，实现型钢桁架2.3与预制混凝土板的连接。
步骤八，混凝土养护成型、并脱模，最终完成双皮墙结构单元2的制作。
步骤九，将步骤八中制成的双皮墙结构单元2运输至现场，并吊装就位双皮墙结构单元2。
步骤十，将双皮墙结构单元2与主体结构1临时固定。
步骤十一，在双皮墙结构单元2中的空腔中浇筑混凝土，形成现浇混凝土层3。
步骤十二，现浇混凝土层3的混凝土凝固后将双皮墙结构单元2与主体结构1连接为整体。
本实施例中，实际应用时，需要将双皮墙结构单元2运输至现场，通过吊装就位双皮墙结构单元2，并借助一定的连接措施固定双皮墙结构单元2，最后通过在型钢桁架2.3两侧的预制混凝土板形成的空腔中浇筑混凝土，与主体结构1连接形成最终的整体结构。
本实施例中，型钢桁架双皮墙结构的整个结构由两侧的预制混凝土板和中间的型钢桁架2.3组合而成；两侧的预制混凝土板通过在构件厂浇筑混凝土的方式与中间的型钢桁架2.3实现连接固定；实际现场应用时，两侧的预制混凝土板代替了浇筑混凝土时两侧的模板，而中间的型钢桁架2.3则起到两方面的作用：浇筑混凝土前，支撑和固定两侧的预制混凝土板，为浇筑混凝土提供空间；浇筑混凝土时，通过型钢桁架2.3拉结两侧的预制混凝土板，抵抗浇筑现浇混凝土层3时的侧向压力；墙体的主要受力钢筋和抗裂钢筋网片布置在第一预制混凝土板2.1和第二预制混凝土板2.2中，可免去现场的钢筋绑扎工作。
本实施例中，每个型钢桁架双皮墙结构采用两个型钢桁架2.3，在运输与安装阶段，可使预制构件有足够的刚度和承载力，不易发生变形和破坏，便于运输和安装；在生产阶段，型钢桁架2.3生产和运输时都为单片桁架，这样有利于运输，在生产阶段运用临时连接件将型钢桁架2.3与预制混凝土板进行固定，形成稳定的结构体系，便于定位和浇筑混凝土，避免了高支模浇筑混凝土时，可能出现的安全问题，以及胀模和漏浆问题。
本实施例中，两侧的预制混凝土板可以替代传统现浇工艺中的模板，尤其是在高大模板工程中，避免了模板及其复杂支护体系的设计工作；此外，由于浇筑完成后两侧预制混凝土板与现浇结构形成一个整体，无需进行拆模工作，省去了模板支设和拆除的时间，减少了现场工人的操作量和难度；另外，由于两侧的预制混凝板的存在，可以为板和梁等预制构件提供支撑，可以一次浇筑且无需等待混凝土浇筑养护的时间，保证了工序之间快速衔接，缩短了施工工期。
Claims (8)
1.一种型钢桁架双皮墙结构，包括有主体结构（1）、双皮墙结构单元（2）和现浇混凝土层（3）；其中，双皮墙结构单元（2）有一组，沿横向拼接连接；所述现浇混凝土层（3）浇筑在一组双皮墙结构单元（2）中；其特征在于：所述双皮墙结构单元（2）包括有第一预制混凝土板（2.1）和第二预制混凝土板（2.2）；所述第一预制混凝土板（2.1）与第二预制混凝土板（2.2）沿纵向平行间隔设置；在第一预制混凝土板（2.1）与第二预制混凝土板（2.2）之间、沿横向平行间隔设置有一组型钢桁架（2.3）；其中，每个型钢桁架（2.3）沿竖向通长设置，并且型钢桁架（2.3）一侧的弦杆浇筑在第一预制混凝土板（2.1）中，型钢桁架（2.3）另一侧的弦杆浇筑在第二预制混凝土板（2.2）中；所述现浇混凝土层（3）浇筑在第一预制混凝土板（2.1）与第二预制混凝土板（2.2）之间的空隙中。
2.根据权利要求1所述的型钢桁架双皮墙结构，其特征在于：所述双皮墙结构单元（2）的高度范围为1m～15m，双皮墙结构单元（2）的宽度为1.5m～4m之间，双皮墙结构单元（2）的厚度在300mm～1500mm之间。
3.根据权利要求2所述的型钢桁架双皮墙结构，其特征在于：所述第二预制混凝土板（2.2）的顶部超出第一预制混凝土板（2.1）的顶部，并且超出的长度为0～3000mm。
4.根据权利要求3所述的型钢桁架双皮墙结构，其特征在于：所述第一预制混凝土板（2.1）和第二预制混凝土板（2.2）内均设置有抗裂钢筋网片和受力钢筋。
5.根据权利要求1所述的型钢桁架双皮墙结构，其特征在于：所述第一预制混凝土板（2.1）的一侧竖边上设置有第一槽口（2.1.1），第一预制混凝土板（2.1）的另一侧竖边上设置有第一凸起（2.1.2）；所述第二预制混凝土板（2.2）的一侧竖边上设置有第二槽口（2.2.1），第二预制混凝土板（2.2）的另一侧竖边上设置有第二凸起（2.2.2）；相邻双皮墙结构单元（2）之间通过企口连接。
6.根据权利要求3所述的型钢桁架双皮墙结构，其特征在于：所述型钢桁架（2.3）的顶部与第一预制混凝土板（2.1）的顶部平齐；并且在型钢桁架（2.3）的顶部设有用以吊装的吊耳（4）。
7.根据权利要求1所述的型钢桁架双皮墙结构，其特征在于：相邻两个型钢桁架（2.3）之间的间距在500mm～3000mm之间。
8.一种权利要求1-7中任意一项所述的型钢桁架双皮墙结构的施工方法，其特征在于，包括步骤如下：
步骤一，制备型钢桁架（2.3）；
步骤二，水平铺设型钢桁架（2.3）一侧的预制混凝土板的抗裂钢筋网片；
步骤三，将型钢桁架（2.3）的上弦杆（2.3.1）放在步骤二中铺设好的抗裂钢筋网片上，并与抗裂钢筋网片连接；
步骤四，浇筑该侧的预制混凝土板的混凝土，实现型钢桁架（2.3）与预制混凝土板的连接；
步骤五，水平铺设型钢桁架（2.3）另一侧的预制混凝土板的抗裂钢筋网片；
步骤六，待步骤四中的混凝土养护成型脱模后，将构件翻转180°；
步骤七，将型钢桁架（2.3）的下弦杆（2.3.2）放在步骤五中铺设好的抗裂钢筋网片上，并与抗裂钢筋网片连接；
步骤八，浇筑该侧的预制混凝土板的混凝土，实现型钢桁架（2.3）与预制混凝土板的连接；
步骤八，混凝土养护成型、并脱模，最终完成双皮墙结构单元（2）的制作；
步骤九，将步骤八中制成的双皮墙结构单元（2）运输至现场，并吊装就位双皮墙结构单元（2）；
步骤十，将双皮墙结构单元（2）与主体结构（1）临时固定；
步骤十一，在双皮墙结构单元（2）中的空腔中浇筑混凝土，形成现浇混凝土层（3）；
步骤十二，现浇混凝土层（3）的混凝土凝固后将双皮墙结构单元（2）与主体结构（1）连接为整体。
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