CN111155640A - 一种预制工字形剪力墙—预制楼板体系的frp片材连接结构及方法 - Google Patents

一种预制工字形剪力墙—预制楼板体系的frp片材连接结构及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供的一种预制工字形剪力墙—预制楼板体系的FRP片材连接结构，包含预制的基础、剪力墙、女儿墙、楼板等对象。剪力墙包括工字形截面主体墙和L形、T形、十字形等边缘构件，四周均不出筋；预制楼板为矩形平面板，四周不出筋；同一平面内相邻的两片剪力墙，沿着墙缝竖向、在墙的两侧对称粘贴有水平邻墙连接FRP片材；两相邻楼板，沿着板缝纵向、在板的上、下侧对称粘贴有邻板骑缝FRP片材；剪力墙之间的竖向连接采用翼缘螺栓连接；所述楼板搁置在剪力墙翼缘上、并用板墙连接FRP片材进行连接。本发明可以解决现有预制装配式剪力墙结构在制作、运输、吊装、连接等工序中的效率低下、环境效益差、连接性能不易保证等问题。

Description

一种预制工字形剪力墙—预制楼板体系的FRP片材连接结构 及方法
技术领域
本发明涉及一种预制工字形剪力墙—预制楼板体系的FRP片材连接结构及方法，属于建筑工程技术。
背景技术
近些年来，随着人们对居住条件和生活环境的要求不断提升，建筑业飞速发展。然而建筑业的发展造成严重的资源耗费和环境污染，迫使人们寻求建筑业的新出路。当前，以预制装配式建筑为特征的建筑工业化是建筑业领域实现低碳、可持续化发展的关键途径之一。
在预制装配式建筑中，结构构件之间的连接方式对于预制和装配施工效率以及服役力学性能有着至关重要的影响。
目前，大量预制装配式建筑采用剪力墙结构，而其基本预制装配模式是：预制每层楼层高度的剪力墙单元以及叠合式预制楼板单元，剪力墙单元在水平向通过现浇接缝及边缘构件进行连接，在竖向通过套筒灌浆方式进行竖向钢筋连接，叠合式预制楼板单元通过现场绑扎钢筋及现浇叠合层的方式进行连接。这种模式存在许多不足，第一，预制剪力墙单元及楼板单元都在四周露出钢筋，给制作、堆放、运输、吊装带来麻烦；第二，剪力墙竖向套筒灌浆连接对位困难、灌浆质量不易保证；第三，现场仍须大量绑扎钢筋及浇筑混凝土施工，装配效率低下、环境效益差。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种预制工字形剪力墙—预制楼板体系的FRP片材连接结构及连接方法，解决现有预制装配式剪力墙结构在制作、运输、吊装、连接等工序中的效率低下、环境效益差、连接性能不易保证等问题。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种预制工字形剪力墙—预制楼板体系的FRP片材连接结构，该体系包括预制的基础、剪力墙、女儿墙和楼板；
所述基础为顶部带有基顶翼缘的条形基础，包括边基础和内基础；
在水平方向上，所述剪力墙包括边墙和内墙，直角结构相邻的两面边墙之间通过L型边缘构件过渡，T型结构相邻的两面边墙和一面内墙之间通过T型边缘构件过渡，十字结构相邻的四面内墙之间通过十字型边缘构件过渡；在竖直方向上，边墙包括底层边墙、中间层边墙和顶层边墙，内墙包括底层内墙、中间层内墙和顶层内墙；
所述边墙和内墙均为工字型横截面的墙体，包括墙腹板、位于上部的墙上翼缘和位于下部的墙下翼缘，定义垂直于墙腹板的方向为宽度方向，墙下翼缘的宽度大于墙上翼缘的宽度；墙下翼缘和墙上翼缘上均设置有螺孔，边墙和内墙四周不出筋，高度与楼层高度一致；
所述L型边缘构件为L型横截面的过渡构件，包括L型的边缘构件腹板、位于上部的边缘构件上翼缘和位于下部的边缘构件下翼缘，边缘构件上翼缘和边缘构件下翼缘为长宽一致的矩形轮廓，边缘构件下翼缘上设置避让楼板的缺口；边缘构件上翼缘和边缘构件下翼缘上均设置有螺孔，L型边缘构件四周不出筋，高度与楼层高度一致；
所述T型边缘构件为T型横截面的过渡构件，包括T型的边缘构件腹板、位于上部的边缘构件上翼缘和位于下部的边缘构件下翼缘，边缘构件上翼缘和边缘构件下翼缘为长宽一致的矩形轮廓，边缘构件下翼缘上设置避让楼板的缺口；边缘构件上翼缘和边缘构件下翼缘上均设置有螺孔，T型边缘构件四周不出筋，高度与楼层高度一致；
所述十字型边缘构件为十字型横截面的过渡构件，包括十字型的边缘构件腹板、位于上部的边缘构件上翼缘和位于下部的边缘构件下翼缘，边缘构件上翼缘和边缘构件下翼缘为长宽一致的矩形轮廓，边缘构件下翼缘上设置避让楼板的缺口；边缘构件上翼缘和边缘构件下翼缘上均设置有螺孔，十字型边缘构件四周不出筋，高度与楼层高度一致；
所述女儿墙的竖截面为L型，下方的横向墙体为L型短边，侧面的竖向墙体为L型长边，将L型短边作为女儿墙下翼缘；女儿墙四周不出筋；
所述楼板为矩形平面板，包括底层楼板、中间层楼板和顶层楼板；楼板四周不出筋；
同一楼层，边墙、内墙、L型边缘构件、T型边缘构件和十字型边缘构件采用腹板端面对接方式连接，在端面对接位置处形成墙缝；
上下楼层，上翼缘和下翼缘采用侧面对接方式连接，螺栓穿过上翼缘和下翼缘上对应的螺孔；楼板放置在下翼缘上，楼板的侧面和上翼缘侧面对接并形成墙板缝，相邻楼板之间形成板缝；
在墙缝内外两侧对称粘贴长度方向沿着墙缝长度方向的水平邻墙连接FRP片材，在板缝上下两侧对称粘贴长度方向沿着板缝长度方向的邻板骑缝FRP片材，在墙板缝外表面粘贴长度方向沿着墙板缝长度方向的板墙连接FRP片材。
优选的，所述水平邻墙连接FRP片材、邻板骑缝FRP片材和板墙连接FRP片材的纤维方向均垂直于所覆盖接缝的长度方向。
优选的，所述水平邻墙连接FRP片材两侧长边距离所覆盖墙缝的距离为250～350mm，邻板骑缝FRP片材两侧长边距离所覆盖板缝的距离为200～300mm；板墙连接FRP片材的两侧长边，一侧止于最近的腹板，另一侧距离所覆盖墙板缝的距离为250～350mm。
优选的，所述剪力墙和楼板的各个端面均设有端面粗糙痕。
一种上述预制工字形剪力墙—预制楼板体系的FRP片材连接结构的连接方法，包括如下步骤：
(a)就位好所有基础/下一层剪力墙及边缘构件，在墙缝中填充高强砂浆，然后粘贴水平邻墙连接FRP片材连接同一层的墙体；
(b)在基础/下一层剪力墙及边缘构件上顶面铺设高强砂浆垫层；
(c)将上一层剪力墙/女儿墙及边缘构件落座到基础/下一层剪力墙及边缘构件顶面的高强砂浆垫层上，然后在它们形成的墙缝中填充高强砂浆，并粘贴水平邻墙连接FRP片材连接同一层的墙体；
(d)将楼板搁置在基础/下一层剪力墙及边缘构件的上翼缘上，并在所形成的墙板缝里填充高强砂浆；
(e)粘贴板墙连接FRP片材和邻板骑缝FRP片材。
FRP(Fiber Reinforced Polymer/Plastic，纤维增强复合材料)，是由纤维材料与基体材料(树脂)按一定的比例混合后形成的高性能型材料；质轻而硬、不导电、机械强度高、回收利用少、耐腐蚀。
有益效果：本发明提供的一种预制工字形剪力墙—预制楼板体系的FRP片材连接结构及方法，相对于现有技术，具有如下优势：1、预制剪力墙(包含边缘构件)和预制楼板形状规则，且不需要在四周伸出钢筋，从而简化了预制构件的边模，继而有利于模板标准化、提高预制构件生产效率、有利于预制构件的堆放、运输和吊装操作；2、预制板直接预制成全厚度构件，比现有普遍采用的预制叠合板的厚度更薄，减少材料用量、减小自重荷载、减小地震作用；3、预制剪力墙(包含边缘构件)采用了工字形截面，从而便于利用其翼缘进行剪力墙的竖向螺栓连接，以及便于搁置预制板，使板的就位和搁置非常方便；4、房屋主体结构所有预制构件均采用螺栓及粘贴FRP片材进行连接，施工非常便捷，同时可以保证接缝处具有极佳的防水抗渗效果，也规避了现有剪力墙连接中套筒灌浆连接对位困难、灌浆质量不易保证的问题；5、较为彻底的实现了干式连接模式，现场不须大量绑扎钢筋及浇筑混凝土施工，装配效率高、环境效益好。
附图说明
图1为本发明预制剪力墙—预制楼板体系的平面布置示意图；
图2为本发明预制剪力墙—预制楼板体系的竖向布置示意图；
图3为本发明相邻预制楼板连接结构示意图；
图4为本发明预制剪力墙的结构示意图；
图5为本发明预制L形边缘构件结构示意图；
图6为本发明预制T形边缘构件结构示意图；
图7为本发明预制十字形边缘构件结构示意图。
图中包括：1-1、边基础；1-2、内基础；1-3、基顶翼缘；2-1、边墙；2-2、内墙；2-1-1、底层边墙；2-1-2、中间层边墙；2-1-3、顶层边墙；2-2-1、底层内墙；2-2-2、中间层内墙；2-2-3、顶层内墙；2-3、L形边缘构件；2-4、T形边缘构件；2-5、十字形边缘构件；2-6、螺孔；2-7、墙腹板；2-8、墙上翼缘；2-9、墙下翼缘；2-10、边缘构件腹板；2-11、边缘构件上翼缘；2-12、边缘构件下翼缘；3、女儿墙；4-楼板；4-1、底层楼板；4-2、中间层楼板；4-3、顶层楼板；4-4、缝左楼板；4-5、缝右楼板；5、墙缝；6、水平邻墙连接FRP片材；7、板缝；8、邻板骑缝FRP片材；9、螺栓；10、墙板缝；11、板墙连接FRP片材。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
一种预制工字形剪力墙—预制楼板体系的FRP片材连接结构，包含预制的基础、剪力墙、女儿墙、楼板等被连接的对象；这些对象的连接均采用干式的螺栓及FRP片材连接结构。
所述基础为顶部带有基顶翼缘1-3的条形基础，包括边基础1-1和内基础1-2。
在水平方向上，所述剪力墙包括边墙2-1和内墙2-2，直角结构相邻的两面边墙2-1之间通过L型边缘构件2-3过渡，T型结构相邻的两面边墙2-1和一面内墙2-2之间通过T型边缘构件2-4过渡，十字结构相邻的四面内墙2-2之间通过十字型边缘构件2-5过渡；在竖直方向上，边墙2-1包括底层边墙2-1-1、中间层边墙2-1-2和顶层边墙2-1-3，内墙2-2包括底层内墙2-2-1、中间层内墙2-2-2和顶层内墙2-2-3。所有剪力墙各个端面均按常规做法设有端面粗糙痕。
所述边墙2-1和内墙2-2均为工字型横截面的墙体，包括墙腹板2-7、位于上部的墙上翼缘2-8和位于下部的墙下翼缘2-9，定义垂直于墙腹板2-7的方向为宽度方向，墙下翼缘2-9的宽度大于墙上翼缘2-8的宽度，本案设置两边各自宽出100mm；墙下翼缘2-9和墙上翼缘2-8上均设置有螺孔2-6，边墙2-1和内墙2-2四周不出筋，高度与楼层高度一致。
所述L型边缘构件2-3为L型横截面的过渡构件，包括L型的边缘构件腹板2-10、位于上部的边缘构件上翼缘2-11和位于下部的边缘构件下翼缘2-12，边缘构件上翼缘2-11和边缘构件下翼缘2-12为长宽一致的矩形轮廓，边缘构件下翼缘2-12上设置避让楼板4的缺口，本案中，缺口的长宽均设计为100mm；边缘构件上翼缘2-11和边缘构件下翼缘2-12上均设置有螺孔2-6，L型边缘构件2-3四周不出筋，高度与楼层高度一致。
所述T型边缘构件2-4为T型横截面的过渡构件，包括T型的边缘构件腹板2-10、位于上部的边缘构件上翼缘2-11和位于下部的边缘构件下翼缘2-12，边缘构件上翼缘2-11和边缘构件下翼缘2-12为长宽一致的矩形轮廓，边缘构件下翼缘2-12上设置避让楼板4的缺口，本案中，缺口的长宽均设计为100mm；边缘构件上翼缘2-11和边缘构件下翼缘2-12上均设置有螺孔2-6，T型边缘构件2-3四周不出筋，高度与楼层高度一致。
所述十字型边缘构件2-5为十字型横截面的过渡构件，包括十字型的边缘构件腹板2-10、位于上部的边缘构件上翼缘2-11和位于下部的边缘构件下翼缘2-12，边缘构件上翼缘2-11和边缘构件下翼缘2-12为长宽一致的矩形轮廓，边缘构件下翼缘2-12上设置避让楼板4的缺口，本案中，缺口的长宽均设计为100mm；边缘构件上翼缘2-11和边缘构件下翼缘2-12上均设置有螺孔2-6，十字型边缘构件2-3四周不出筋，高度与楼层高度一致。
所述女儿墙3的竖截面为L型，下方的横向墙体为L型短边，侧面的竖向墙体为L型长边，将L型短边作为女儿墙下翼缘；女儿墙3四周不出筋。
所述楼板4为矩形平面板，包括底层楼板4-1、中间层楼板4-2和顶层楼板4-3；在水平方向上，分为缝左楼板4-4和缝右楼板4-5(同一条板缝7两侧的楼板)；楼板4四周不出筋，所有楼板4各个端面均按常规做法设有端面粗糙痕。
同一楼层，边墙2-1、内墙2-2、L型边缘构件2-3、T型边缘构件2-4和十字型边缘构件2-5采用腹板端面对接方式连接，在端面对接位置处形成墙缝5，设计缝宽为20mm，缝内填充高强砂浆；上下楼层，上翼缘和下翼缘采用侧面对接方式连接，螺栓9穿过上翼缘和下翼缘上对应的螺孔；楼板4放置在下翼缘上，楼板4的侧面和上翼缘侧面对接并形成墙板缝10，设计缝宽为20mm，缝内填充高强砂浆；相邻楼板4之间形成板缝7，设计缝宽为20mm，缝内填充高强砂浆。
在墙缝5内外两侧对称粘贴长度方向沿着墙缝5长度方向的水平邻墙连接FRP片材6，水平邻墙连接FRP片材6的宽度设计为600mm；在板缝7上下两侧对称粘贴长度方向沿着板缝7长度方向的邻板骑缝FRP片材8，邻板骑缝FRP片材8的宽度设计为500mm；在墙板缝10外表面粘贴长度方向沿着墙板缝10长度方向的板墙连接FRP片材11，板墙连接FRP片材11的两侧长边，一侧止于最近的腹板，另一侧距离所覆盖墙板缝10的距离为300mm。
一种上述预制工字形剪力墙—预制楼板体系的FRP片材连接结构的连接方法，包括如下步骤：
(a)就位好所有基础/下一层剪力墙及边缘构件，在墙缝中填充高强砂浆，然后粘贴水平邻墙连接FRP片材连接同一层的墙体；
(b)在基础/下一层剪力墙及边缘构件上顶面铺设高强砂浆垫层；
(c)将上一层剪力墙/女儿墙及边缘构件落座到基础/下一层剪力墙及边缘构件顶面的高强砂浆垫层上，然后在它们形成的墙缝中填充高强砂浆，并粘贴水平邻墙连接FRP片材连接同一层的墙体；
(d)将楼板搁置在基础/下一层剪力墙及边缘构件的上翼缘上，并在所形成的墙板缝里填充高强砂浆；
(e)粘贴板墙连接FRP片材和邻板骑缝FRP片材。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，包括将这一技术应用于剪力墙接缝的连接，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种预制工字形剪力墙—预制楼板体系的FRP片材连接结构，其特征在于：该体系包括预制的基础、剪力墙、女儿墙(3)和楼板(4)；
所述基础为顶部带有基顶翼缘(1-3)的条形基础，包括边基础(1-1)和内基础(1-2)；
在水平方向上，所述剪力墙包括边墙(2-1)和内墙(2-2)，直角结构相邻的两面边墙(2-1)之间通过L型边缘构件(2-3)过渡，T型结构相邻的两面边墙(2-1)和一面内墙(2-2)之间通过T型边缘构件(2-4)过渡，十字结构相邻的四面内墙(2-2)之间通过十字型边缘构件(2-5)过渡；在竖直方向上，边墙(2-1)包括底层边墙(2-1-1)、中间层边墙(2-1-2)和顶层边墙(2-1-3)，内墙(2-2)包括底层内墙(2-2-1)、中间层内墙(2-2-2)和顶层内墙(2-2-3)；
所述边墙(2-1)和内墙(2-2)均为工字型横截面的墙体，包括墙腹板(2-7)、位于上部的墙上翼缘(2-8)和位于下部的墙下翼缘(2-9)，定义垂直于墙腹板(2-7)的方向为宽度方向，墙下翼缘(2-9)的宽度大于墙上翼缘(2-8)的宽度；墙下翼缘(2-9)和墙上翼缘(2-8)上均设置有螺孔(2-6)，边墙(2-1)和内墙(2-2)四周不出筋，高度与楼层高度一致；
所述L型边缘构件(2-3)为L型横截面的过渡构件，包括L型的边缘构件腹板(2-10)、位于上部的边缘构件上翼缘(2-11)和位于下部的边缘构件下翼缘(2-12)，边缘构件上翼缘(2-11)和边缘构件下翼缘(2-12)为长宽一致的矩形轮廓，边缘构件下翼缘(2-12)上设置避让楼板(4)的缺口；边缘构件上翼缘(2-11)和边缘构件下翼缘(2-12)上均设置有螺孔(2-6)，L型边缘构件(2-3)四周不出筋，高度与楼层高度一致；
所述T型边缘构件(2-4)为T型横截面的过渡构件，包括T型的边缘构件腹板(2-10)、位于上部的边缘构件上翼缘(2-11)和位于下部的边缘构件下翼缘(2-12)，边缘构件上翼缘(2-11)和边缘构件下翼缘(2-12)为长宽一致的矩形轮廓，边缘构件下翼缘(2-12)上设置避让楼板(4)的缺口；边缘构件上翼缘(2-11)和边缘构件下翼缘(2-12)上均设置有螺孔(2-6)，T型边缘构件(2-3)四周不出筋，高度与楼层高度一致；
所述十字型边缘构件(2-5)为十字型横截面的过渡构件，包括十字型的边缘构件腹板(2-10)、位于上部的边缘构件上翼缘(2-11)和位于下部的边缘构件下翼缘(2-12)，边缘构件上翼缘(2-11)和边缘构件下翼缘(2-12)为长宽一致的矩形轮廓，边缘构件下翼缘(2-12)上设置避让楼板(4)的缺口；边缘构件上翼缘(2-11)和边缘构件下翼缘(2-12)上均设置有螺孔(2-6)，十字型边缘构件(2-3)四周不出筋，高度与楼层高度一致；
所述女儿墙(3)的竖截面为L型，下方的横向墙体为L型短边，侧面的竖向墙体为L型长边，将L型短边作为女儿墙下翼缘；女儿墙(3)四周不出筋；
所述楼板(4)为矩形平面板，包括底层楼板(4-1)、中间层楼板(4-2)和顶层楼板(4-3)；楼板(4)四周不出筋；
同一楼层，边墙(2-1)、内墙(2-2)、L型边缘构件(2-3)、T型边缘构件(2-4)和十字型边缘构件(2-5)采用腹板端面对接方式连接，在端面对接位置处形成墙缝(5)；
上下楼层，上翼缘和下翼缘采用侧面对接方式连接，螺栓(9)穿过上翼缘和下翼缘上对应的螺孔；楼板(4)放置在下翼缘上，楼板(4)的侧面和上翼缘侧面对接并形成墙板缝(10)，相邻楼板(4)之间形成板缝(7)；
在墙缝(5)内外两侧对称粘贴长度方向沿着墙缝(5)长度方向的水平邻墙连接FRP片材(6)，在板缝(7)上下两侧对称粘贴长度方向沿着板缝(7)长度方向的邻板骑缝FRP片材(8)，在墙板缝(10)外表面粘贴长度方向沿着墙板缝(10)长度方向的板墙连接FRP片材(11)。
2.根据权利要求1所述的预制工字形剪力墙—预制楼板体系的FRP片材连接结构，其特征在于：所述水平邻墙连接FRP片材(6)、邻板骑缝FRP片材(8)和板墙连接FRP片材(11)的纤维方向均垂直于所覆盖接缝的长度方向。
3.根据权利要求1所述的预制工字形剪力墙—预制楼板体系的FRP片材连接结构，其特征在于：所述水平邻墙连接FRP片材(6)两侧长边距离所覆盖墙缝(5)的距离为250～350mm，邻板骑缝FRP片材(8)两侧长边距离所覆盖板缝(7)的距离为200～300mm；板墙连接FRP片材(11)的两侧长边，一侧止于最近的腹板，另一侧距离所覆盖墙板缝(10)的距离为250～350mm。
4.根据权利要求1所述的预制工字形剪力墙—预制楼板体系的FRP片材连接结构，其特征在于：所述剪力墙和楼板(4)的各个端面均设有端面粗糙痕。
5.一种权利要求1所述的预制工字形剪力墙—预制楼板体系的FRP片材连接结构的连接方法，其特征在于：包括如下步骤：
(a)就位好所有基础/下一层剪力墙及边缘构件，在墙缝中填充高强砂浆，然后粘贴水平邻墙连接FRP片材连接同一层的墙体；
(b)在基础/下一层剪力墙及边缘构件上顶面铺设高强砂浆垫层；
(c)将上一层剪力墙/女儿墙及边缘构件落座到基础/下一层剪力墙及边缘构件顶面的高强砂浆垫层上，然后在它们形成的墙缝中填充高强砂浆，并粘贴水平邻墙连接FRP片材连接同一层的墙体；
(d)将楼板搁置在基础/下一层剪力墙及边缘构件的上翼缘上，并在所形成的墙板缝里填充高强砂浆；
(e)粘贴板墙连接FRP片材和邻板骑缝FRP片材。
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