CN109680833B - 自承式预制钢骨混凝土墙板构件、墙、结构体系及制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自承式预制钢骨混凝土墙板构件、墙、结构体系及制作方法，属于房屋建筑技术领域。其预制钢骨混凝土墙由多块自承式预制钢骨混凝土墙板构件连接而成，所述自承式预制钢骨混凝土墙板构件为由预制钢筋混凝土墙板和两侧的水平节点区域现浇钢骨钢筋混凝土部分组成的整体加强型预制混凝土剪力墙，所述水平节点区域现浇钢骨钢筋混凝土部分包括钢骨、钢筋笼和现浇混凝土，所述钢骨设置在预制钢筋混凝土墙板的左右两侧，所述预制钢筋混凝土墙板与钢骨通过水平连接件固定连接为一体。本发明能够有效解决装配式建筑体系的施工周期和质量以及墙板结构的抗震承载力和延性等问题，用以保证建筑结构的安全。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢骨混凝土墙结构体系，特别是一种预制钢骨混凝土墙、结构体系及墙 的制作方法，属于房屋建筑技术领域。
背景技术
建筑工业化是国家建设发展的重点，目前建筑工业化的主流结构是墙身为预制混凝土墙 板，上下之间采用灌浆套筒连接的剪力墙结构体系，存在施工质量控制难度较大、施工周期 较长，抗拉强度低，抗震性能较差，在地震作用下延性较差，易发生脆性破坏。
我国同时是一个多地震发生的国家，地震灾害是造成我国居民伤亡灾害最多的自然灾害， 其中巨震灾害造成的人员伤亡、财产损失是地震灾害中的主要损失。汶川地震造成约8.7万 人死亡或者失踪，约37.5万人受伤，由于目前的经济条件、技术水平、部门管理等限制，在 抗震的实践中地震应对主要集中房屋结构抗震领域，这用于应对巨震灾害是远远不够的。即将代替GB18306-2001版本的《中国地震动参数区划图》征求意见稿(2012-4-9)已经引入极 罕遇地震(下简称巨震)。
如何找到一种合适建筑工业化技术，及满足工业化建设要求，又能有效应对大震甚至巨 震是建筑工业化中所面临的挑战。
发明内容
基于现有技术的上述缺陷，本发明提出了一种预制钢骨混凝土墙、结构体系及墙的制作 方法，用于解决装配式建筑体系的施工周期和质量以及墙板结构的抗震承载力和延性等问题， 用以保证建筑结构的安全。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
一种自承式预制钢骨混凝土墙板构件，其特征在于，由预制钢筋混凝土墙板和两侧的水 平节点区域现浇钢骨钢筋混凝土部分组成，所述水平节点区域现浇钢骨钢筋混凝土部分包括 钢骨、钢筋笼和现浇混凝土，所述钢骨设置在预制钢筋混凝土墙板的一侧或/和两侧，所述预 制钢筋混凝土墙板与钢骨通过水平连接件固定连接为一体；
所述预制钢筋混凝土墙板由水平钢筋、竖向钢筋、拉结筋以及预制混凝土组成，水平钢筋和 竖向钢筋通过拉结筋固定，且均设置在预制混凝土内，预制钢筋混凝土墙板的竖向钢筋至少 在预制混凝土墙板的一个竖向端部伸出预制混凝土外，预制钢筋混凝土墙板的水平钢筋在预制混凝土墙板的左右两侧伸出预制混凝土外；所述钢筋笼也由水平钢筋和竖向钢筋构成；所 述钢筋笼的水平钢筋与所述预制钢筋混凝土墙板两侧伸出的水平钢筋连接；所述钢筋笼与钢 骨连接；所述钢筋笼、钢骨以及预制钢筋混凝土墙板两侧伸出的水平钢筋均浇筑在现浇混凝 土内。
上述结构设置的好处是，墙板竖向钢筋伸出，可以采用搭接、焊接、套筒连接，使得上下墙 板钢筋在节点区可以传递力，提供墙的整体抗弯、抗剪承载力，水平钢筋伸出有利于与水平 节点区现浇钢筋混凝土形成整体。预制钢筋混凝土墙板与节点区现浇混凝土共同受力形成整体受力的墙板构件。
一种采用所述自承式预制钢骨混凝土墙板构件连接成的预制钢骨混凝土墙，由若干个自 承式预制钢骨混凝土墙板构件在竖向连接为一体，其预制钢筋混凝土墙板上伸出的竖向钢筋 在竖向端部连接，从而形成竖向连接区，所述竖向连接区灌注有现浇混凝土和/或灌浆料；侧 向自承式预制钢骨混凝土墙板构件之间通过钢骨之间的连接钢构件和/或预制钢筋混凝土墙板之间伸出的水平钢筋连接，并在侧向自承式预制钢骨混凝土墙板构件之间灌注有现浇混凝 土和/或灌浆料。
上述结构可以使竖向墙板之间有效连接，保证竖向传递弯矩、剪力的有效性，确保安全。
进一步地，所述预制钢筋混凝土墙板两侧还伸出有抗剪连接件，所述抗剪连接件也设置 在现浇混凝土内。水平抗剪连接件使得预制墙板与现浇混凝土部分竖向传力可靠，防止出现 两者分离，造成破坏。
进一步地，所述述预制钢筋混凝土墙板还设置有斜向钢筋。斜向钢筋有力提升墙的抗剪 承载力。
进一步地，所述钢骨与水平连接件焊接或栓接，所述钢骨与钢筋笼绑扎固定在一起；所 述预制钢筋混凝土墙板上伸出的竖向钢筋在竖向端部搭接或者焊接或者通过附加钢筋搭接、 锚固或者焊接在一起。上述结构连接的好处，竖向墙板之间采用这些方式有效连接，保证竖向传递弯矩、剪力的有效性，确保安全。
进一步地，所述预制钢筋混凝土墙板端部或者侧面设置有凹槽。设置凹槽的好处是，凹 槽可以直接插入墙板连接件，后浇筑混凝土使得上下墙板形成一体。
进一步地，所述预制钢筋混凝土墙板外侧还设置有保温板、外预制混凝土板和/或金属板， 保温板、外预制混凝土板和/或金属板通过连接件与预制混凝土墙板连接为一体，所述连接件 为水平钢筋、水平钢棒、金属螺栓、FPR连接件或钢板。
进一步地，所述水平连接件单独从预制钢筋混凝土墙板侧面伸出，或者所述水平连接件 分别同时设置在预制钢筋混凝土墙板侧面以及对应的钢骨上。
一种预制钢骨混凝土墙结构体系，上述的预制钢骨混凝土墙，所述预制钢骨混凝土墙与 框架柱、框架梁、混凝土楼板、连梁连接为整体，形成框架预制钢骨混凝土墙结构体系或者 框架预制钢骨混凝土墙结构体系。
上述自承式预制钢骨混凝土墙板构件的制作方法如下：
步骤一、制作由水平钢筋和竖向钢筋构成的钢筋网片、拉结筋、钢骨、水平连接件；
步骤二、制作模具并支模；
步骤三、铺设所述预制钢筋混凝土墙板一侧的钢筋网片；
步骤四、布置水平连接件；
步骤五、铺设所述预制钢筋混凝土墙板另外一侧钢筋网片；
步骤六、布置拉结筋；
步骤七、浇筑混凝土；
步骤八、养护混凝土至预定强度；
步骤九、取出成型的预制钢筋混凝土墙板；步骤十、把预制钢筋混凝土墙板运输至现场；
步骤十一、施工现场制作钢筋笼，把钢骨与水平节点区域钢筋笼连接为一体；
步骤十二、把钢骨与预制钢筋混凝土墙板通过水平连接件连为一体；
步骤十三、浇筑水平节点区域混凝土，形成自承式预制钢骨混凝土墙板构件。
上述的预制钢骨混凝土墙的制作方法，其特征在于：
步骤一、将预制好的自承式预制钢骨混凝土墙板构件吊装至预定位置；
步骤二、焊接自承式预制钢骨混凝土墙板构件之间的连接钢构件和/或预制钢筋混凝土墙 板之间伸出的水平钢筋，同时焊接自承式预制钢骨混凝土墙板构件之间的竖向钢筋；
步骤三、在相邻自承式预制钢骨混凝土墙板构件连接部位支模板；
步骤四、浇筑现浇混凝土并养护至预定强度；
步骤五、拆除模板。
相对于现有技术，本发明具有如下技术效果：
1.本发明能有效提升预制混凝土墙板竖向结合面的抗剪、延性等力学性能，保证预制结 构的安全性
本结构结合了钢骨混凝土结构抗震的优势，较灌浆套筒连接的钢筋混凝土墙板水平结合 面的抗剪承载力、延性等性能大幅度提高，使得房屋在地震中不易倒塌。
2.在施工期间，竖向墙板能够自我承重
竖向抗剪连接件连接之后，上部的预制墙板即稳定，不需要或者只需要少量的支撑。
3.便于提升现场施工质量与现场控制
抗剪连接件及竖向连接区后浇筑混凝土的质量易于控制和保证，施工速度快。
附图说明
图1是本发明的预制钢骨混凝土墙平面示意图；
图2为图1剖视图；
图3为本发明的预制钢骨混凝土墙水平连接件分离式平面示意图；
图4为带有斜向钢筋的预制钢骨混凝土墙示意图；
图5为图4剖视图；
图6为带有抗剪连接件的预制钢骨混凝土墙平面示意图；
图7为通过连接钢构件连接的多块自承式预制钢骨混凝土墙板构件示意图；
图8为图7剖视图；
图9为通过水平钢筋连接的多块自承式预制钢骨混凝土墙板构件示意图；
图10为图9剖视图；
图11为抗剪连接件示意图一；
图12为抗剪连接件示意图二；
图13为预制钢骨混凝土墙与基础连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图1-13对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
如图1-13所示，一种预制钢骨混凝土墙，由多块自承式预制钢骨混凝土墙板构件1连接 而成，自承式预制钢骨混凝土墙板构件1为由预制钢筋混凝土墙板2和两侧的水平节点区域 现浇钢骨钢筋混凝土部分组成的整体加强型预制混凝土剪力墙，水平节点区域现浇钢骨钢筋 混凝土部分包括钢骨3、钢筋笼和现浇混凝土4，如图1-2所示，钢骨3设置在预制钢筋混凝 土墙板2的左右两侧，预制钢筋混凝土墙板2与钢骨3通过水平连接件5固定连接为一体。 预制钢筋混凝土墙板2由水平钢筋21、竖向钢筋22、拉结筋以及预制混凝土24组成，水平 钢筋21和竖向钢筋22通过拉结筋固定，且均设置在预制混凝土24内，预制钢筋混凝土墙板 2的竖向钢筋22至少在预制混凝土墙板的一个竖向端部伸出预制混凝土24外，预制钢筋混 凝土墙板2的水平钢筋21在预制混凝土墙板的左右两侧伸出预制混凝土24外。钢筋笼也由 水平钢筋21和竖向钢筋22构成。钢筋笼的水平钢筋21与预制钢筋混凝土墙板2两侧伸出的 水平钢筋21固定连接。钢筋笼与钢骨3固定连接。钢筋笼、钢骨3以及预制钢筋混凝土墙板 2两侧伸出的水平钢筋21均浇筑在现浇混凝土4内。上述自承式预制钢骨混凝土墙板构件1 在竖向连接为一体，其预制钢筋混凝土墙板2上伸出的竖向钢筋22在竖向端部连接，从而形 成竖向连接区，竖向连接区灌注有现浇混凝土4。如图7-10所示，左右自承式预制钢骨混凝 土墙板构件1之间通过钢骨3之间的连接钢构件31和/或预制钢筋混凝土墙板2之间伸出的 水平钢筋21连接，并在左右自承式预制钢骨混凝土墙板构件1之间灌注有现浇混凝土4。
其中，如图6所示，预制钢筋混凝土墙板两侧还伸出有抗剪连接件7，抗剪连接件7也 设置在现浇混凝土内。如图11-12所示，抗剪连接件7为带水平连接件8的竖向抗剪连接件 的两种形式。如图4-5所示，预制钢筋混凝土墙板2内上下设置的水平连接件5之间还固定 设置有斜向钢筋6。
此外，钢骨3上刷涂有防腐材料。钢骨3与水平连接件5焊接或栓接，钢骨3与钢筋笼绑扎固定在一起。预制钢筋混凝土墙板2上伸出的竖向钢筋22在竖向端部搭接或者焊接或者通过附加钢筋搭接、锚固或者焊接在一起。预制钢筋混凝土墙板2端部或者侧面设置有凹槽。 为了起到保温装饰的作用，预制钢筋混凝土墙板2外侧还设置有保温板、外预制混凝土板和/ 或金属板，保温板、外预制混凝土板和/或金属板通过连接件与预制混凝土墙板连接为一体， 连接件为水平钢筋、水平钢棒、金属螺栓、FPR连接件或钢板。
如图1所示，水平连接件5单独从预制钢筋混凝土墙板2两侧伸出，
如图3所示，水平连接件分别同时设置在预制钢筋混凝土墙板2两侧以及对应的钢骨3 上。
水平连接件5和抗剪连接件7为钢板、型钢、焊接钢构件等。
一种预制钢骨混凝土墙结构体系，包括上述预制钢骨混凝土墙，预制钢骨混凝土墙与框 架柱、框架梁、混凝土楼板连接为整体，形成框架剪力墙结构体系或者框架核心筒结构体系。
上述结构体系可以增加专用耗能构件，该耗能件为耗能钢梁、双连梁、约束钢板剪力墙、 防屈曲支撑。其中，框架柱为钢柱、钢筋混凝土柱、钢-混凝土组合柱、钢-混凝土-钢筋组合 柱；连梁/框架梁为钢梁或者变刚度钢梁或者预制混凝土梁、预制混凝土叠合梁、带连接件的预制混凝土叠合梁、现浇混凝土梁；楼板为预制钢筋混凝土楼板，或者钢筋桁架楼板，或者 压型钢板现浇钢筋混凝土楼板或者预制钢筋混凝土叠合板或者现浇楼板；如图13所示，基础 10为钢筋混凝土基础，钢筋混凝土基础为独立基础、筏板基础、梁式基础、箱型基础。现场 连接件为：套筒、焊接材料、搭接钢筋。结构体系还可以在基础10与柱/墙之间增加隔震垫。
上述预制钢骨混凝土墙的制作方法，包括如下步骤：
1)制作自承式预制钢骨混凝土墙板构件1。
2)把自承式预制钢骨混凝土墙板构件1运输至现场。
3)吊装至预定位置。
4)焊接自承式预制钢骨混凝土墙板构件1之间的连接钢构件31和/或预制钢筋混凝土墙 板2之间伸出的水平钢筋21，同时焊接自承式预制钢骨混凝土墙板构件1之间的竖向钢筋22。
5)在相邻自承式预制钢骨混凝土墙板构件1连接部位支模板。
7)浇筑现浇混凝土并养护至预定强度。
8)拆除模板。
其中，步骤1中自承式预制钢骨混凝土墙板构件1的制作方法如下：
1.1)制作由水平钢筋21和竖向钢筋11构成的钢筋网片、拉结筋、钢骨3、水平连接件5。
1.2)制作模具并支模。
1.3)铺设预制钢筋混凝土墙板2一侧的钢筋网片。
1.4)布置水平连接件5。
1.5)铺设预制钢筋混凝土墙板2另外一侧钢筋网片。
1.6)布置拉结筋。
1.7)浇筑混凝土。
1.8)养护混凝土至预定强度。
1.9)取出成型的预制钢筋混凝土墙板2。
1.10)制作钢筋笼，把钢骨3与水平节点区域钢筋笼连接为一体。
1.11)把钢骨3与预制钢筋混凝土墙板通过水平连接件5连为一体。
1.12)浇筑水平节点区域混凝土。
另外，可以在步骤1.9)中增加加压蒸养养护。此外，钢骨3和预制钢筋混凝土墙板2运 输至工地，可在工地进行连接。连接时，可以通过连接件或者把钢骨与水平节点区钢筋纵向 和横向绑扎为一体，运输至设计位置，再制作水平节点区水平钢筋21和竖向钢筋22。
上述实施例只是为了更清楚说明本发明的技术方案做出的列举，并非对本发明的限定， 本领域的普通技术人员根据本领域的公知常识对本申请技术方案的变通亦均在本申请保护范 围之内，总之，上述实施例仅为列举，本申请的保护范围以所附权利要求书范围为准。
Claims (10)
1.一种预制钢骨混凝土墙，其特征在于：由若干个自承式预制钢骨混凝土墙板构件（1）在竖向连接为一体，其预制钢筋混凝土墙板（2）上伸出的竖向钢筋（22）在竖向端部连接，从而形成竖向连接区，所述竖向连接区灌注有现浇混凝土（4）和/或灌浆料；侧向自承式预制钢骨混凝土墙板构件（1）之间通过钢骨（3）之间的连接钢构件（31）和/或预制钢筋混凝土墙板（2）之间伸出的水平钢筋（21）连接，并在侧向自承式预制钢骨混凝土墙板构件（1）之间灌注有现浇混凝土（4）和/或灌浆料；
所述自承式预制钢骨混凝土墙板构件（1），包括预制钢筋混凝土墙板（2）和钢骨（3），所述钢骨（3）设置在预制钢筋混凝土墙板（2）的两侧，所述预制钢筋混凝土墙板（2）与钢骨（3）通过水平连接件（5）固定连接为一体；所述预制钢筋混凝土墙板（2）由水平钢筋（21）、竖向钢筋（22）、拉结筋以及预制混凝土（24）组成，水平钢筋（21）和竖向钢筋（22）通过拉结筋固定，且均设置在预制混凝土（24）内，预制钢筋混凝土墙板（2）的竖向钢筋（22）至少在预制混凝土墙板的一个竖向端部伸出预制混凝土（24）外，预制钢筋混凝土墙板（2）的水平钢筋（21）在预制混凝土墙板的左右两侧伸出预制混凝土（24）外；还包括水平节点区域现浇钢骨钢筋混凝土，所述现浇钢骨钢筋混凝土包括钢筋笼和现浇混凝土（4）；所述钢筋笼也由水平钢筋（21）和竖向钢筋（22）构成；所述钢筋笼的水平钢筋（21）与所述预制钢筋混凝土墙板（2）两侧伸出的水平钢筋（21）连接；所述钢筋笼与钢骨（3）连接，所述钢筋笼、钢骨（3）以及预制钢筋混凝土墙板（2）两侧伸出的水平钢筋（21）均浇筑在现浇混凝土（4）内。
2.根据权利要求1所述的一种预制钢骨混凝土墙，其特征在于：所述预制钢筋混凝土墙板（2）两侧还伸出有抗剪连接件（7），所述抗剪连接件（7）也设置在现浇混凝土内。
3.根据权利要求2所述的一种预制钢骨混凝土墙，其特征在于：所述预制钢筋混凝土墙板（2）还设置有斜向钢筋（6）。
4.根据权利要求3所述的一种预制钢骨混凝土墙，其特征在于：所述钢骨（3）与水平连接件（5）焊接或栓接，所述钢骨（3）与钢筋笼固定连接在一起；所述预制钢筋混凝土墙板（2）上伸出的竖向钢筋（22）在竖向端部搭接或者焊接或者通过附加钢筋搭接、锚固或者焊接在一起。
5.根据权利要求3所述的一种预制钢骨混凝土墙，其特征在于：所述预制钢筋混凝土墙板（2）端部或者侧面设置有凹槽。
6.根据权利要求1所述的一种预制钢骨混凝土墙，其特征在于：所述预制钢筋混凝土墙板（2）外侧还设置有保温板、外预制混凝土板和/或金属板，保温板、外预制混凝土板和/或金属板通过连接件与预制混凝土墙板连接为一体，所述连接件为水平钢筋、水平钢棒、金属螺栓、FPR连接件或钢板。
7.根据权利要求1所述的一种预制钢骨混凝土墙，其特征在于：所述水平连接件（5）单独从预制钢筋混凝土墙板（2）侧面伸出，或者所述水平连接件分别同时设置在预制钢筋混凝土墙板（2）侧面以及对应的钢骨（3）上。
8.一种预制钢骨混凝土墙结构体系，其特征在于：包括权利要求2-7任一所述的预制钢骨混凝土墙，所述预制钢骨混凝土墙与框架柱、框架梁、混凝土楼板、连梁连接为整体，形成框架预制钢骨混凝土墙结构体系或者框架预制钢骨混凝土墙结构体系。
9.一种权利要求1所述自承式预制钢骨混凝土墙板构件（1）的制作方法如下：
步骤一、制作由水平钢筋（21）和竖向钢筋（22）构成的钢筋网片、拉结筋、钢骨（3）、水平连接件（5）；
步骤二、制作模具并支模；
步骤三、铺设所述预制钢筋混凝土墙板（2）一侧的钢筋网片；
步骤四、布置水平连接件（5）；
步骤五、铺设所述预制钢筋混凝土墙板（2）另外一侧钢筋网片；
步骤六、布置拉结筋；
步骤七、浇筑混凝土；
步骤八、养护混凝土至预定强度；
步骤九、取出成型的预制钢筋混凝土墙板（2）；步骤十、把预制钢筋混凝土墙板（2）运输至现场；
步骤十一、施工现场制作钢筋笼，把钢骨（3）与水平节点区域钢筋笼连接为一体；
步骤十二、把钢骨（3）与预制钢筋混凝土墙板通过水平连接件（5）连为一体；
步骤十三、浇筑水平节点区域混凝土，形成自承式预制钢骨混凝土墙板构件（1）。
10.一种根据权利要求1-7任一所述的预制钢骨混凝土墙的制作方法，其特征在于：
步骤一、将预制好的自承式预制钢骨混凝土墙板构件（1）吊装至预定位置；
步骤二、焊接自承式预制钢骨混凝土墙板构件（1）之间的连接钢构件（31）和/或预制钢筋混凝土墙板（2）之间伸出的水平钢筋（21），同时焊接自承式预制钢骨混凝土墙板构件（1）之间的竖向钢筋（22）；
步骤三、在相邻自承式预制钢骨混凝土墙板构件（1）连接部位支模板；
步骤四、浇筑现浇混凝土并养护至预定强度；
步骤五、拆除模板。
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