CN110805285A - 一种全预制装配式的多层建筑体系及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种全预制装配式的多层建筑体系及其施工方法，其围护体系及受力体系区分明确，两个体系构件均采用预制且尺寸模数化，并互相匹配，后者完全内置于前者之中。其中，围护体系由全预制的多空腔片状墙体及预制U形槽固定部件组成；受力体系为金属框架结构，包含梁及柱，框架梁及框架柱分别预制。金属框架柱形状为管状；梁单元角部预留金属套管，套管尺寸略小于框架柱，可插入框架柱中进行连接；金属框架柱插入墙体空腔中，实现受力体系内置于围护体系中。现场只需要从下到上依次简单拼装，无需湿作业和热作业，即可轻松搭建小型多层建筑。本体系拥有运输仓储便捷、现场装配方便、对周边环境影响小、墙体保温装修一体化、耐久性好等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种可快速施工的全预制多层房屋的体系及其装配方法，并涉及部分节点构造。
背景技术
现有技术中，小型多层建筑主要采用的传统的砖混或钢筋混凝土现浇结构，现场湿作业多而脏乱，预制化和装配化程度低，施工速度慢；或者采用轻钢结构，保温性能很差，夏热冬冷，能耗高，舒适性差，同时金属构件外露，会导致保温冷桥，抗腐蚀性较差，耐久性不好，且连接节点通常较为复杂，现场拼装施工难度较大，对工人素质也要求较高。
因此，如何快速、简便地采用预制装配的施工方法，搭建保温性能良好、耐久性高及金属构件不外露的多层房屋，已成为建筑工程界需进一步完善优化的技术问题。
发明内容
本发明提出一种全预制装配式的多层建筑体系及其施工方法，其围护体系及受力体系区分明确，两个体系构件均采用预制且尺寸模数化，并互相匹配，后者完全内置于前者之中，现场只需要通过简单拼接装配，无需湿作业或焊接作业，即可轻松搭建小型多层建筑。
具体技术方案如下：
A. 预制围护体系
围护体系由全预制的多空腔片状墙体及固定墙体两端的U形槽构件组成，形状参考图1，h为房屋层高，截面长度L为固定模数。腔体内可根据使用要求内置各种材料，例如保温材料、隔声材料、防火材料、设备管线、受力金属柱等。墙体各部分均可根据安装要求预开洞，材质可采用各种便于预制的材料，包含且不限于PVC、塑木等材料，外观多样化，可实现装修保温隔声隔热防火一体化等效果。
墙体顶部及底部，用预制的U形槽构件进行固定，材质可同墙体或采用金属，如图1所示，此U形槽可固定在楼层框架梁梁上。
优选的，此U形槽可与框架梁一体制作。
B. 预制受力体系
受力体系为金属框架结构，包含梁及柱，框架梁及框架柱分别预制。
柱形状为管状,材质为金属，包含且不限于钢材、铝材等。
参考墙体模数L，将建筑平面分割为数个等大尺寸为mL x nL（m，n>1）的单元，每个单元布置一个单元梁格，梁格四角两端上下预留金属套管（若为屋顶层梁格则仅预留向下套管），与柱进行套接，套接方式如图3所示。
根据单元梁格角点，在相应位置的围护墙体空腔内置入管状框架柱。
优选的，套接后可通过螺栓或自攻钉进行固定加强，如图3中1-1剖面所示。
优选的，可在金属框架柱内预留底部固定、贯穿全长的钢筋或钢索，梁柱套接后可在梁顶将其进行张紧并固定，以加强梁柱节点的整体性，如图4所示。
优选的，可在相邻墙体空腔内置入数个框架柱，并进行连接，以增大框架柱受力截面，承载更多荷载。具体方法为在预制墙体和框架柱上预开孔，框架柱就位后，通过螺栓或自攻钉将相邻内置框架柱连接为一体，受力形式类似格构柱（如图5）。
楼面或屋面板采用模数化预制板，固定于单元梁格之上，材质可根据使用和受力要求选用，包含但不限于压型钢板、木工板、木地板、水泥纤维板等。
C. 装配式施工方法
本发明还公开了一种快速拼接装配施工小型多层房屋的方法，采用如上所述的预制围护体系和受力体系，包括如下主要步骤：
第一步，框架柱就位并固定底端，底端可通过基础施工时预留的金属套管实现套接。
第二步，墙体就位并固定，框架柱此时应插入墙体空腔内。
第三步，预制平面单元梁格与框架柱套接。
第四步，楼板或屋面板施工。
第五步，重复一~四步，可实现多层建筑。
由以上公开的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
一、本发明公开的围护体系主要包含多空腔的预制片墙，腔体内可根据使用要求内置各种材料，材质可采用各种便于预制的材料，墙体各部分均可根据安装要求预开洞，外观多样化，可将装修、保温、隔声隔热、防火、管线一体化等工序都在预制阶段完成，大大节省了现场装配的时间，不易错，施工简便，效果美观。
二、本发明公开的受力体系为预制金属框架体系，框架梁、柱通过预留的套筒进行套接；梁柱布置均考虑墙体模数预制，并与之匹配，将建筑平面分割为数个等大尺寸单元梁格并将框架柱分开预制，预制构件在运输和安装方面均有较大优势；施工完成后金属构件完全内置于预制墙体中，房屋无冷桥，保温及耐久性能优异。优选的连接方式可以采用螺栓、自攻钉或张紧预留钢筋或钢索等方式进行加强，现场施工无焊接，无湿作业，施工快捷，定位准确，成品质量保证率高。
三、本发明公开的装配式施工方案，节点简单，流程明确，通过重复简单步骤可轻松实现多层房屋施工，便于现场管理，提高效率，施工人员操作的难度也大大降低，有利于预制装配式房屋的推广和运用。
附图说明
图1为预制围护体系及单片预制墙体示意图。
图2为受力体系中的单元梁格。
图3位框架梁柱节点套接示意图。
图4为张紧预留钢索以加强梁柱节点的措施示意图。
图5为相邻空腔内置框架柱连接节点示意图。
图6为装配式施工方案的分解图。
图中标示：1、固定墙体底部的U形槽构件；2、固定墙体顶部的U形槽构件；3、预制多空腔墙体；4、单元梁格；5、单元梁格角部预留金属套筒（若为顶层则只预留向下套筒）；6、预制金属管状框架柱；7、自攻螺钉或螺栓；8、框架柱内预留贯穿全长的钢筋或钢索；9、墙体及框架柱上的预开孔洞；10、建筑物地基平面；11、基础施工时预留的与框架柱套接的金属套筒；12、尺寸模数化的预制楼板。
具体实施方式：
以下结合附图和具体实施案例对本发明提出的多层全预制装配式建筑体系作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
实施例一
本实施例为一简单二层建筑，请参阅图1至图6。
本实施例公开了一种快速实现的全预制拼装施工二层小型建筑的方法，以下为详细步骤（流程参考图6）：
第一步，基础施工，并在上部有框架柱的部位预留套筒，以备与框架柱套接（连接方式类似图3中梁柱套接）。
第二步，首层U形槽构件就位并固定，以备底层墙体的固定。
第三步，首层框架柱与预留套筒套接，方法类似图3。
优选的，可以采用螺栓、自攻钉加固，如图3中1-1剖面。
优选的，可以在框架柱中预留底部固定并贯穿建筑全高的钢筋或钢索，以备后期张紧加强梁柱节点整体性，钢索长度应考虑张紧施工操作高度，如图4。
第四步，首层墙体就位，框架柱应套入墙体空腔内，下端置入U形槽固定。
第五步，首层墙顶U形槽就位并固定。
第六步，单元梁格就位，预留套筒插入框架柱中，如图3。
优选的，可以采用螺栓、自攻钉加固，如图3中1-1剖面。
第七步，二层墙体底部U形槽就位，施工楼板。
第八步，二层框架柱套入预留套筒内，如图3。
优选的，可以采用螺栓、自攻钉加固，如图3中1-1剖面。
第九步，二层墙体就位，框架柱应套入墙体空腔内，下端置入U形槽固定。
第十步，二层墙顶U形槽就位并固定。
第十一步，屋面单元梁格就位，预留套筒插入框架柱中，如图3。
优选的，可以采用螺栓、自攻钉加固如图3中1-1剖面。。
优选的，在梁顶张紧预留在柱内的钢筋或钢索并固定，如图4。
第十二步，施工屋面板。
Claims (7)
1.一种全预制装配式的多层建筑体系，其特征在于：其围护体系为具有多个空腔的预制墙体，受力体系为金属框架梁和柱，受力体系施工时插入于围护体系空腔之中，实现完全内置；两个体系构件均采用预制且尺寸模数化，并互相匹配；受力体系中框架柱为金属管状，框架梁预制为矩形梁格，梁格角点预留金属管，施工时插入框架柱，框架柱插入墙体空腔；预制楼板固定在梁上即可完成楼面；该建筑施工现场只需要通过简单拼接装配，无需湿作业或焊接作业，即可轻松搭建小型多层建筑。
2.根据权利要求1所述的全预制复合墙体围护体系，其特征在于：由全预制的多空腔片状墙体及U形槽状固定部件组成，墙高为房屋单层层高，单片截面长度为固定模数L；墙体空腔内可根据使用要求内置各种材料，例如保温材料、隔声材料、防火材料、设备管线、受力金属柱等；墙体各部分均可根据安装要求预开洞，材质可采用各种便于预制的材料，包含且不限于PVC、塑木等材料，外观多样化，可实现装修保温隔声隔热防火一体化等效果，现场可直接使用，无湿作业。
3.根据要求1所述的受力体系，其特征在于：为金属框架结构，包含梁及柱，框架梁及框架柱分别预制；金属框架柱形状为管状；楼面参考墙体模数L，分割为数个等大尺寸为mL xnL（m，n>1）的单元，每个单元布置一个矩形单元梁格，梁单元间为固定连接；梁格四角两端上下预留金属管（若为顶层梁则只预留向下金属管），以便施工时插入框架柱中进行连接；受力体系完全内置于围护体系空腔内，操作方法为插入。
4.根据权利要求1所述的金属框架柱内置形式，其特征在于：金属柱截面为管状，完成后，金属柱完全内置于多空腔预制复合墙体构件中，相邻各空腔中的钢柱可通过墙体上预留洞口，使用自攻钉或螺栓将金属柱管壁连接后共同受力，连接沿柱全长均匀布置，受力性质类似格构柱。
5.根据权利要求3所述的框架梁柱节点构造，其特征在于：框架柱截面为管状，权利要求3所述矩形单元梁格在四角两端上下预留金属管（若为顶层梁则只预留向下金属管），梁柱节点间采用插入的方式进行连接，必要时进行连接加固，加固方式包含但不限于螺栓、自攻钉或预留钢筋或钢索张紧。
6.根据权利要求4所述的预留钢筋或钢索张紧以加强梁柱节点构造的方法，其特征在于：在底层管状框架柱中预留贯穿全场的钢筋或钢索，钢筋或钢索底部可采用焊接或螺栓固定于柱底端板上；该钢筋或钢索穿过所有楼层梁柱节点直至屋顶；屋顶层梁柱施工完毕后，在梁顶用机器张紧钢筋或钢索，并将其顶端固定在顶层柱顶端板上，以达到对梁柱节点施加压力，提高其受力性能。
7.根据权利要求1所述的全预制装配式建筑实现方法，其特征在于其施工顺序：第一步，框架柱就位并与预留金属管套接；第二步，墙体就位并固定，框架柱此时应插入墙体空腔内；第三步，预制平面单元梁格与框架柱套接；第四步，楼板或屋面板施工；第五步，重复一~四步，可实现多层建筑。
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Cited By (2)
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| CN112282047A (zh) * | 2020-10-21 | 2021-01-29 | 吉林建筑大学 | 一种装配式组合楼板与组合墙板的连接结构及连接方法 |
| CN112627545A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-04-09 | 李伯明 | 一种用于箱式建筑的建筑框架安装工艺 |
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2019
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| CN112282047B (zh) * | 2020-10-21 | 2022-04-01 | 吉林建筑大学 | 一种装配式组合楼板与组合墙板的连接结构及连接方法 |
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