CN111005444B - 一种钢结构建筑中墙体与主体框架同步施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢结构建筑中墙体与主体框架同步施工方法，属于建筑工程技术领域，其步骤包括安装框架柱、初装墙板、安装框架梁、调节墙板、浇筑楼板和安装防火板六步。此施工方法颠覆了原有的等钢结构的主体框架施工完后再安装墙板的固有思维，在安装框架柱之后、安装框架梁之前初装墙板，安装框架梁后再微调固定墙板，增大了墙板的作业空间，使得墙板可以从上方插入，非常接近墙板的安装位置，避免了人工大距离移动墙板，减轻了墙板安装过程中的人力，节省墙板安装时间，利于缩短工期；并且楼板采用在安装有钢筋网架的免拆桁架板上现场浇筑混凝土的形式，大大增强了楼板的整体性，利于提高工程质量。
Description
技术领域
本发明属于建筑工程技术领域，具体涉及一种钢结构建筑中墙体与主体框架同步施工方法。
背景技术
由于钢结构具有自重轻、强度高、抗震性好、建造周期短以及建造和拆除时对环境污染小等优点，被誉为21世纪的“绿色建筑”，并逐渐成为主要的建筑结构类型之一。钢结构建筑的大多选用力学性能优良的“H”型钢通过连接件连接而形成框架结构，然后再施工构筑上墙体，完成建筑的施工。
关于墙体的施工基本采用框架内堆砌保温砌块形成砌筑墙体的结构，此种方式耗费人工量大，施工进度慢，需湿法零星作业，并且施工产生的建筑垃圾多。随着建筑工业化发展，装配式建筑应运而生，装配式技术迅猛发展。中国发明专利申请201710243482.7公开了一种轻型钢结构房屋及其施工方法，其在地基基础上安装支撑立柱，然后在支撑立柱上安装桁架梁，调整好构成一整体房屋框架，在框架上安装外墙板和内墙板，外墙板和内墙板的上下端通过焊接板焊接在上下桁架梁上、左右两端通过焊接板焊接在两侧的支撑立柱上，最后吊装上预制的轻质楼板。此种施工方式中采用了工厂化预制墙板和楼板，一定程度上减少了现场作业量，减少施工环境污染，但是需要主体框架施工完事后才能进行墙板的安装，大大减小了墙板的作业空间，造成墙板组装困难，并且墙板是焊接在支撑立柱和桁架梁上，由于硬性连接，抗震性能差，容易造成墙体断裂。
中国专利申请201711045432.4、201410582393.1、201710648112.1和201910480776.0的主体思想跟201710243482.7一样，都是主体框架完成后安装墙板，只是墙板的连接方式改为粘结，所以同样存在上面的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种钢结构建筑中墙体与主体框架同步施工方法，能够利用安装框架梁之前的大空间初装墙板，安装框架梁后进行墙板微调定位。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种钢结构建筑中墙体与主体框架同步施工方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1安装框架柱：在地基基础的指定位置上安装钢结构的框架柱；
S2初装墙板：将预制的墙板从S1安装的两相邻框架柱的上部插入所在两相邻框架柱之间，墙板的两侧壁各自通过连接机构对应活动连接在所在侧的框架柱上，完成墙板与框架柱间的初步连接；
S3安装框架梁：将框架梁安装在S2中所连接两框架柱上；
S4调节墙板：S3步骤后，调节S2中初装墙板的倾斜度和里外位置，等调节至确定位置后，将墙板的两侧壁相对固定连接框架柱上；
S5浇筑楼板：等S3步骤将同层的框架梁安装完后，将安装有钢筋网架的桁架板放置在框架梁的上面，钢筋网架内浇筑混凝土形成整体楼板；
S6安装防火板：等步骤S4完成墙板固定后，在裸露的框架柱上安装防火板，完成一层建筑施工。
优选的，所述连接机构具有第一连接段和第二连接段，第一连接段和第二连接段呈“L”型分布，第一连接段与墙板间移动连接，第二连接段能移动并转动连接在框架柱上。
优选的，所述墙板的侧壁上设有缓冲层，“L”型的连接机构能穿过缓冲层与墙体连接。
优选的，初装墙板的步骤如下：
S2.1调平：在基础或者下层楼板的顶壁上设置调平机构，调节调平机构的顶面位于同一水平面内，然后将插入的墙板坐落到调平机构的顶面上；
S2.2初连：墙板坐落在调平机构上后，将连接机构的第二连接段活动连接在框架柱的安装孔上；
优选的，调节墙板的步骤如下：
S4.1调节墙板的位置：推拉墙板的上部或/和下部，调节墙板的垂直度或/和里外位置，将墙板调整至确定位置；
S4.2固定：经S4.1调整后，将墙板两侧连接机构的第二连接段固定在框架柱上。
优选的，调节墙板的步骤中还在S4.1后增加S4.3上固定：在墙板的顶壁上设置“L”型的连接机构，墙板经S4.1调整后，将顶壁上对应连接机构的第二连接段固定在框架梁上。
优选的，在步骤S4.1中，通过第一调整机构和第二调整机构完成墙板位置的调节，第一连接机构连接墙板的下部，第二连接机构连接墙板的上部。
优选的，S5中在位于外周的框架梁顶壁上设置栓钉，桁架板位于栓钉的内侧。
优选的，位于外周的墙板外壁上依次设有保温层和防火层，保温层和防火层的上端超出墙板的顶端设置，超出部分与楼板的高度相适应。
优选的，位于外周的上下两墙板之间密封有保温防水条，保温防水条靠近墙板的外壁设置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明由于在安装框架柱之后、安装框架梁之前初装墙板，安装框架梁后再微调固定墙板，增大了墙板的作业空间，使得墙板可以从上方插入，非常接近墙板的安装位置，避免了人工大距离移动墙板，节省墙板安装时间，利于缩短工期；并且楼板采用在安装有钢筋网架的免拆桁架板上现场浇筑混凝土的形式，大大增强了楼板的整体性，利于提高工程质量。
2、由于连接机构具有第一连接段和第二连接段，第一连接段和第二连接段呈“L”型分布，第一连接段与墙板间移动连接，第二连接段能移动并转动连接在框架柱上，使得墙板在初连后仍具有足够的调节倾斜度和里外位置的空间，使得墙板在初连后进行精确定位成为可能。
3、由于墙板的侧壁上设有缓冲层，实现了墙板与框架柱之间的软性连接，避免框架主体将受力传递给墙体而造成墙体损伤的现象，同时缓解因外界环境变化造成的墙体开裂，利于保护墙体，同样也可以在墙板的顶壁上设置缓冲层，用以缓解墙板的顶端与框架梁之间的应力。
4、由于在基础或者下层楼板的顶壁中设置调平机构，在放置墙板前，先对调平机构进行调平，使得调平机构的顶面位于同一水平面内，利于保证墙板安装的水平度，而不依赖基础或者下层楼板的顶面的水平度。
5、由于墙体的位置调节依靠第一调整机构和第二调整机构完成，节省人力物力，避免人为操作中的不易控制的因素，利于提高调节精度。
6、由于位于外周的框架梁顶壁上设置栓钉，而将桁架板放置于栓钉的内侧，确保桁架板的安装位置，避免在浇筑混凝土时由于外力作用而偏移现象，为提高楼板质量奠定基础。
7、由于位于外周的墙板外壁上依次设有保温层和防火层，一方面能够提高墙板的防火保温能力，实现建筑节能；另一方面避免防火保温层的再次施工，节省脚手架的搭设工作，利于再次缩短工期，并减少高空作业，增强施工的安全性；同时还可利用超出墙板顶端的保温层和防火层作为浇筑楼板的侧模，不仅减少了侧模的支设，还使得保温层和防火层覆盖楼板所在位置，利于提高整面外墙的保温性能。
8、由于位于外周的上下两墙板之间密封有保温防水条，保温防水条靠近墙板的外壁设置，当外墙淋雨时，使得靠近外侧设置的保温防水条膨胀，避免雨水灌入接缝的内侧而浸湿墙体，利于延长墙体的使用寿命。
9、本发明颠覆了原有的等钢结构的主体框架施工完后再安装墙板的固有思维，使得墙板安装与框架施工同步进行，并减轻了墙板安装过程中的人力，缩短工期，便于在本领域内推广应用。
附图说明
图1是本发明的施工流程图；
图2是墙板装配结构一示意图；
图3是墙板装配结构二示意图；
图4是墙板的立体结构图；
图5是图4中局部I的放大视图；
图6是连接机构一的立体结构示意图；
图7是图6的A向视图；
图8是连接机构二的立体结构示意图；
图9是图8的B向视图；
图10是桁架板的立体结构图；
图11是图10中局部II 的放大视图；
图12是图10中局部III 的放大视图。
图中标记：1、墙板；2、保温层；3、防火层；4、缓冲层；5、第一螺母；6、连接机构；61、卡套；62、卡腔；63、插接板；64、条形安装孔；65、螺栓；66、第二螺母；67、双头螺栓；68、六角螺母；69、第三螺母；610、第四螺母；7、框架柱；8、桁架板；81、PVC板体；82、卡条；83、卡槽；84、插槽；85、插头；86、涂覆层；9、防火板。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
本发明将远离地面的一端定义为顶端或者上端，相应地将靠近地面的另一端定义为底端或者下端；靠近室内空间的一侧定义为里侧，相应地远离室内空间的一侧定义为外侧。
如图1所示，本发明将钢结构建筑的施工分为以下几步进行：
S1安装框架柱7：在地基基础的指定位置上安装钢结构的框架柱7。
S2初装墙板1：将预制的墙板1从S1安装的两相邻框架柱7的上部插入所在两相邻框架柱7之间，墙板1的两侧壁各自通过连接机构6对应活动连接在所在侧的框架柱7上，完成墙板1与框架柱7间的初步连接。具体为：
如图4和图5所示，所用墙板1内设置有卡套61，卡套61中开设有卡腔62，卡腔62的槽口开设在墙板1的侧壁和顶壁上，墙板1的同一侧壁中安装有两个卡套61，两个卡套61自上而下均匀排列；顶壁中也安装两个卡套61，两个卡套61沿墙板1的宽度方向均匀排列；如图6和图7所示，每个卡套61中配装插接板63，插接板63具有第一连接臂和第二连接臂，第一连接臂和第二连接臂呈“L”型分布，还在墙板1的顶壁和侧壁上设置缓冲层4，第一连接臂能穿过缓冲层4插入卡套61的卡腔62中，插接板63的高度大于卡腔62的宽度，第二连接臂上开设有条形安装孔64，条形安装孔64中配装螺栓65，螺栓65上配装第二螺母66，螺栓65能在条形安装孔64中转动。
为了方便墙板1的吊装作业，还在墙板1的顶壁中设置了第一螺母5，如此可以能与第一螺母5相配装的螺杆上连接吊环等吊具。
具体安装操作如下：
S2.1调平：在地基或者下层楼板的顶壁上设置调平机构，调节调平机构的顶面位于同一水平面内，然后通过配装在第一螺母5中的吊具起吊墙板1，将墙板1从框架柱7的上部插入，让墙板1坐落到调平机构的顶面上；
S2.2初连：墙板1坐落在调平机构上后，将螺栓65安装入框架柱7的安装孔中，第二螺母66处于松动状态，使得条形安装孔64能在螺栓65上移动，第二连接臂还能在螺栓65上转动，完成墙板1与框架柱7间的初步连接。
上述调平机构可以选用螺母中配装螺栓的方式，即在基础或者下层楼板的顶壁中预埋螺母，螺母中配装螺栓，通过螺栓旋进与旋出改变螺栓顶端的高度，使得螺栓的顶面位于同一水平面内，实现调平。当然可以采用调平块等其它能实现调节高度的结构。
S3安装框架梁：将框架梁安装在S2中所连接两框架柱7上。
S4调节墙板1：S3步骤后，调节S2中初装墙板1的倾斜度和里外位置，等调节至确定位置后，将墙板1的两侧壁相对固定连接框架柱7上。具体操作为：
S4.1调节墙板1的位置：推拉墙板1的上部或/和下部，调节墙板1的垂直度或/和里外位置，将墙板1调整至确定位置；
S4.2固定：经S4.1调整后，将墙板1两侧连接机构6的第二连接段固定在框架柱7上，即将初步连接中处于松动状态得第二螺母66旋紧，将第二连接臂和框架柱7夹持固定在一起。采用同样的方式，将墙体的顶端固定连接在框架梁上，完成墙板1的安装。
在步骤S4.1中，可以通过第一调整机构和第二调整机构完成墙板1位置的调节，第一调整机构连接墙板1的下部，第二调整机构连接墙板1的上部。具体方式已是现有技术，具体可以参见中国专利申请201810540705.0和201711481558.6，在此不再详细赘述。
S5浇筑楼板：等S3步骤将同层的框架梁安装完后，在位于外周的框架梁顶壁上设置栓钉，将安装有钢筋网架的桁架板8放置在框架梁的顶壁上，桁架板8位于栓钉的内侧，钢筋网架内浇筑上混凝土形成楼板。
如图10、图11和图12所示，所用桁架板8挤塑成型的PVC板体81，在PVC板体81的顶壁上设有两条以上相互平行的卡条82，如图3和图5所示，卡条82在PVC板体81上呈向上的突起状，卡条82上开设有卡槽83，卡槽83的开口朝向侧方，开口相向设置的两相邻卡槽83构成卡槽组，卡槽组顺序排列。在PVC板体81的一侧壁上设有插槽84作为插接母件、另一侧壁上设有插头85作为插接子件，使得多块PVC板体81相互插接构成与楼板大小相适应的桁架板。当然，子母插件插接后，还可以根据强度要求不同，进行螺钉等加强连接。
为了增强桁架板8的抗老化能力和装饰效果，还可以在PVC板体81的底壁上涂覆装饰效果较好的涂覆层86，涂覆层86一方面起到隔离保护的作用，减低老化现象；另一方面在免装修的情况下，使得室内房顶具有较好的视觉效果。
位于外周的墙板1外壁上依次设有保温层2和防火层3，保温层2和防火层3的上端超出墙板1的顶端设置，超出部分与楼板的高度相适应。一方面能够提高墙板1的防火保温能力，实现建筑节能；另一方面避免防火保温层的再次施工，节省脚手架的搭设工作，利于再次缩短工期，并减少高空作业，增强施工的安全性；同时还可利用超出墙板1顶壁的保温层2和防火层3作为浇筑楼板的侧模，不仅减少了侧模的支设，还使得保温层2和防火层3覆盖楼板所在位置，利于提高整面外墙的保温性能。
还在位于外周的上下两墙板1之间设置有遇水膨胀条，遇水膨胀条靠近墙板1的外壁设置，当外墙淋雨时，使得靠近外侧设置的遇水膨胀条膨胀，避免雨水灌入接缝的内侧而浸湿墙体，利于延长墙体的使用寿命。膨胀条内侧的缝隙中填塞灌浆料，将缝隙填充实。两相邻墙板1之间的竖封中设置密封条，密封条靠近防火层3放置，密封条内侧的竖封中同样用灌浆料填充实。墙板底壁与地基或者下层楼板间的缝隙中同样填充灌浆料。
S6安装防火板9：等步骤S4完成墙板1固定后，在裸露的框架柱7上安装防火板9，完成一层建筑施工。
S7上层施工：等S5浇筑的楼板终凝后，重复S2～S7，完成两层以上建筑施工。
如图8和图9所示，上述连接机构6还可以选用卡腔62中配装六角螺母68的结构，六角螺母68能在卡腔62中沿卡腔62的高度方向或深度方向随意移动，但被卡套61的内壁卡着不能转动。双头螺栓67具有第一连接段和第二连接段，第一连接段和第二连接段呈“L”型分布，第一连接段配装在六角螺母68内，第二连接段上配装有并排设置的第三螺母69和第四螺母610，第三螺母69作为止档螺母，第四螺母610作为紧固螺母。当然连接机构6的具体结构并不限于以上两种方式，只要连接机构6能够满足“第一连接段与墙板1间移动连接、第二连接段能移动并转动连接在框架柱7上”这一功能要求即可。
当然，上述遇水膨胀条还可替换为其它的保温防水条，只要能起到保温和防水的功能即可，对其具体材质不做要求。还可以在防火层3的外壁上设置饰面层，从而免掉室外墙体的装饰程序。
通过上述方法建造的钢结构建筑使得墙板1位于钢结构框架内，使得墙板1不独立占用空间，在外观结构与视觉上达到混凝土框架结构的效果。并且通过缓冲层4实现与框架间的连接，避免墙板1因框架传递的外力而产生应力集中被损坏的弊端。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种钢结构建筑中墙体与主体框架同步施工方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1安装框架柱：在地基基础的指定位置上安装钢结构的框架柱；
S2初装墙板：将预制的墙板从S1安装的两相邻框架柱的上部插入所在两相邻框架柱之间，墙板的两侧壁各自通过连接机构对应活动连接在所在侧的框架柱上，完成墙板与框架柱间的初步连接；
S3安装框架梁：将框架梁安装在S2中所连接两框架柱上；
S4调节墙板：S3步骤后，调节S2中初装墙板的倾斜度和里外位置，等调节至确定位置后，将墙板的两侧壁相对固定连接框架柱上；
S5浇筑楼板：等S3步骤将同层的框架梁安装完后，将安装有钢筋网架的桁架板放置在框架梁的上面，钢筋网架内浇筑混凝土形成整体楼板；
S6安装防火板：等步骤S4完成墙板固定后，在裸露的框架柱上安装防火板，完成一层建筑施工。
2.根据权利要求1所述的钢结构建筑中墙体与主体框架同步施工方法，其特征在于：所述连接机构具有第一连接段和第二连接段，第一连接段和第二连接段呈“L”型分布，第一连接段与墙板间移动连接，第二连接段能移动并转动连接在框架柱上。
3.根据权利要求2所述的钢结构建筑中墙体与主体框架同步施工方法，其特征在于：所述墙板的侧壁上设有缓冲层，“L”型的连接机构能穿过缓冲层与墙体连接。
4.根据权利要求2或3所述的钢结构建筑中墙体与主体框架同步施工方法，其特征在于：初装墙板的步骤如下：
S2.1调平：在基础或者下层楼板的顶壁上设置调平机构，调节调平机构的顶面位于同一水平面内，然后将插入的墙板坐落到调平机构的顶面上；
S2.2初连：墙板坐落在调平机构上后，将连接机构的第二连接段活动连接在框架柱的安装孔上。
5.根据权利要求2或3所述的钢结构建筑中墙体与主体框架同步施工方法，其特征在于：调节墙板的步骤如下：
S4.1调节墙板的位置：推拉墙板的上部或/和下部，调节墙板的垂直度或/和里外位置，将墙板调整至确定位置；
S4.2固定：经S4.1调整后，将墙板两侧连接机构的第二连接段固定在框架柱上。
6.根据权利要求5所述的钢结构建筑中墙体与主体框架同步施工方法，其特征在于：调节墙板的步骤中还在S4.1后增加S4.3上固定：在墙板的顶壁上设置“L”型的连接机构，墙板经S4.1调整后，将顶壁上对应连接机构的第二连接段固定在框架梁上。
7.根据权利要求6所述的钢结构建筑中墙体与主体框架同步施工方法，其特征在于：在步骤S4.1中，通过第一调整机构和第二调整机构完成墙板位置的调节，第一连接机构连接墙板的下部，第二连接机构连接墙板的上部。
8.根据权利要求1至3任一所述的钢结构建筑中墙体与主体框架同步施工方法，其特征在于：S5中在位于外周的框架梁顶壁上设置栓钉，桁架板位于栓钉的内侧。
9.根据权利要求8所述的钢结构建筑中墙体与主体框架同步施工方法，其特征在于：位于外周的墙板外壁上依次设有保温层和防火层，保温层和防火层的上端超出墙板的顶端设置，超出部分与楼板的高度相适应。
10.根据权利要求9所述的钢结构建筑中墙体与主体框架同步施工方法，其特征在于：位于外周的上下两墙板之间密封有保温防水条，保温防水条靠近墙板的外壁设置。
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