CN111851789A - 一种新型装配式劲性墙及施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种新型装配式劲性墙及施工工艺，该新型装配式劲性墙及施工工艺，包括两个钢管混凝土柱、钢梁、钢板、鱼尾板、螺栓、加劲板、钢筋网和混凝土。所述钢管混凝土柱为劲性墙端柱，所述鱼尾板设置在钢管混凝土柱的侧面。所述钢板通过螺栓与鱼尾板固定连接。所述钢梁焊接在钢板的上。该新型装配式劲性墙及施工工艺，利用钢管混凝土柱之间设置钢板来加强整个墙体的抗侧刚度，同时钢板两侧包裹的钢筋混凝土墙也可以作为钢板的侧向支撑，用来延缓钢板的侧向屈曲变形。同时设置的钢筋混凝土，既可承担竖向荷载，又可以加强钢管柱之间的连接，形成整个抗压+抗剪结构构件。还提高整个剪力墙的防火、防腐性能。

Description

一种新型装配式劲性墙及施工工艺

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，具体为一种新型装配式劲性墙及施工工艺。

背景技术

钢结构建筑结构构件强度高，构件截面小，比用混凝土结构相比可增加使用面积5～10％左右,另外，工厂生产成予制构件，构件精度高，建造不受季节限制，施工周期短，回收投资快，而传统混凝土建筑对自然资源消耗大(黄沙、石子、水)，环境污染严重，且劳动力成本的不断升高，使得钢结构建筑已经成为我国住宅建筑的主要发展方向。

目前的钢结构建筑发展过程中，仍存多种因素制约着其快速发展与应用。首先，结构设计技术不成熟，结构用钢量高导致价格不占优势，构件布置不合理导致感官差；其次，建筑各专配套不精密，集成化程度低，导致使用过程中出现质量或实用性欠佳等问题。近年来，虽有不少学者和设计师，对以上问题进行了一定程度的探索及研究，但仍少有成熟的钢结构建筑产品，总存在一定的缺陷，需要不断的改进升级，而失败的产品所带了的社会影响，在一定的程度上阻碍了钢结构建筑的发展。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种由钢板-混凝土混合组合的新型装配式劲性墙及施工工艺。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种新型装配式劲性墙及施工工艺，包括两个钢管混凝土柱、钢梁、钢板、鱼尾板、螺栓、加劲板、钢筋网和混凝土。所述钢管混凝土柱为劲性墙端柱，所述鱼尾板设置在钢管混凝土柱的侧面。所述钢板通过螺栓与鱼尾板固定连接。所述钢梁焊接在钢板的上。所述钢板上开设有孔洞，所述加劲板设置在孔洞内。所述加劲板的前后两端分别从钢板的前后两面延伸至钢板外。所述钢筋网设置在两个钢管混凝土柱之间。所述混凝土包覆在钢筋网上。

优选的，所述加劲板可采用槽钢、角钢、钢板等其他钢的构件。

优选的，所述钢板上分别开设有多个圆形通孔和方形孔洞。还包括多个封堵组件。多个封堵组件设置在多个圆形通孔内。

优选的，还包括内侧设有凸块的卡接环二和两个卡接环一。两个卡接环一和卡接环二依次等间距设置在圆形通孔内。所述封堵组件包括卡接板一和两个卡接板二。所述卡接板一、两个卡接板二同轴心相连。所述卡接板一的正面设有圆形钢板。所述卡接板二和卡接板一的边缘上均开设有多个开口。所述卡接板一上的开口的位置与卡接板二上的开口的位置相互错开。所述卡接环一上的凸块与卡接环二上的凸块的位置相互错开。所述封堵组件通过开口与卡接环二和卡接环一可拆卸式卡接。还包括与圆形通孔和方形孔洞相对应的导热组件。

优选的，所述导热组件包括进水口、出水口、导通管、多个环形金属管和方形金属管。所述导通管设置在钢板上，多个环形金属管和方形金属管均通过管道与导通管相通。所述环形金属管和方形金属管分别与圆形通孔和方形孔洞相对应。所述进水口和出水口的一端分别设置在导通管的最高点和最低点上。所述进水口和出水口的另一端分别穿过钢筋网、混凝土并延伸至混凝土外。所述环形金属管和方形金属管的正面均设置有多个金属接头。所述金属接头远离环形金属管的一端延伸至钢筋网和混凝土之间。

优选的，所述混凝土上涂有温感变色涂料。

优选的，所述多个方形金属管和环形金属管与钢板相通的管道位置位于方形金属管和环形金属管的最低点上。

一种新型装配式劲性墙的施工工艺，它包括以下步骤：

步骤一：首先在工厂内先将包括钢管混凝土柱、钢梁、钢板、鱼尾板、螺栓、加劲板、钢筋网等部件进行固定组装。

步骤二：同时工厂组装劲性预制件按两个结构层高度作为一个吊装单元再将其整体运送出厂。

步骤三：然后将多个吊装单元运送到现场后，整体吊装到位。

步骤四：接着结构钢梁及楼板与吊装劲性单元连接到位后进行墙体封模。

步骤五：最后在浇筑墙体混凝土、楼板混凝土及钢管混凝土柱内部混凝土。

(三)有益效果

本发明提供了一种新型装配式劲性墙及施工工艺。具备以下有益效果：

1、该新型装配式劲性墙及施工工艺，利用钢管混凝土柱之间设置钢板来加强整个墙体的抗侧刚度，同时钢板两侧包裹的钢筋混凝土墙也可以作为钢板的侧向支撑，用来延缓钢板的侧向屈曲变形。同时设置的钢筋混凝土，既可承担竖向荷载，又可以加强钢管柱之间的连接，形成整个抗压+抗剪结构构件。还提高整个剪力墙的防火、防腐性能。

附图说明

图1为本发明第一立体图；

图2为本发明正视图；

图3为本发明第一顶部剖视图；

图4为本发明正面剖视图；

图5为本发明内部示意图；

图6为本发明第二立体图；

图7为本发明局部部件第一立体图；

图8为本发明局部部件第二立体图；

图9为本发明墙柱脚顶部剖视图；

图10为本发明墙柱脚安装示意图；

图11为本发明第二顶部剖视图。

图中：1钢管混凝土柱、2钢梁、3钢板、4鱼尾板、5螺栓、6加劲板、7钢筋网、8混凝土、9连筋板、10楼板、11下段预制单元、12上段预制单元、13接耳板、14灌浆孔、15穿筋孔、16劲板、17连接板、18温感变色涂料、19出水口、20进水口、21环形金属管、22方形金属管、23圆形钢板、24封堵组件、25导通管、26方形孔洞、27金属接头、28导热组件、29卡接板一、30卡接板二、31开口、32卡接环一、33卡接环二、34钢筋肋。

具体实施方式

本发明实施例提供一种新型装配式劲性墙及施工工艺，如图1-11所示，实施例一：包括两个钢管混凝土柱1、钢梁2、钢板3、鱼尾板4、螺栓5、加劲板6、钢筋网7和混凝土8。钢管混凝土柱1为劲性墙端柱，鱼尾板4设置在钢管混凝土柱1的侧面。钢板3通过螺栓5与鱼尾板4固定连接。钢梁2焊接在钢板3的上。钢板3上开设有孔洞，加劲板6设置在孔洞内。加劲板6的前后两端分别从钢板3的前后两面延伸至钢板3外。钢筋网7设置在两个钢管混凝土柱1之间。混凝土8包覆在钢筋网7上。

本发明可与钢柱,钢管混凝土柱1,钢梁2及配套的楼板10组成不同的结构体系。

本发明整体刚度大，即可充分利用混凝土墙体的抗压抗剪能力，有可利用钢筋混凝土板的侧向刚度防止内嵌薄钢板的屈曲，发挥薄钢板抗剪性能，节省钢材，时减小竖向构件的截面，得房率高。

本发明能很好的匹配填充墙的厚度，做到室内空间不露墙，布局比较灵活，使用舒适性同混凝土结构。

可以以一个本发明结构作为一个标准单元，可以根据建筑需求组合成一字型、L形、十字形、T形或Z形等需要的截面形式，同时可以整体安装，避免现场竖向拼接焊缝，减少现场焊接量和焊接残余变形，降低现场施工难度；根据不同施工条件，混凝土部分既可预制，也可以现浇，增加了施工的灵活性。

较好解决了钢板剪力墙的加工和安装问题，在高层钢结构建筑中的应用奠定了基础，在装配式钢结构建筑中具有广阔的应用前景。

加劲板6可采用槽钢、角钢、钢板等其他钢的构件。

钢板3上分别开设有多个圆形通孔和方形孔洞26。还包括多个封堵组件24。多个封堵组件24设置在多个圆形通孔内。

还包括内侧设有凸块的卡接环二33和两个卡接环一32。两个卡接环一32和卡接环二33依次等间距设置在圆形通孔内。封堵组件24包括卡接板一29和两个卡接板二30。卡接板一29、两个卡接板二30同轴心相连。卡接板一29的正面设有圆形钢板23。卡接板二30和卡接板一29的边缘上均开设有多个开口31。卡接板一29上的开口31的位置与卡接板二30上的开口31的位置相互错开。卡接环一32上的凸块与卡接环二33上的凸块的位置相互错开。封堵组件24通过开口31与卡接环二33和卡接环一32可拆卸式卡接。还包括与圆形通孔和方形孔洞26相对应的导热组件28。

当人员需要将跟钢板3上的圆形通孔堵住时，可以将符合圆形通孔尺寸的封堵组件24塞入其中，将封堵组件24上的最外侧的卡接板二30分别穿过位于最外侧的卡接环一32和位于圆形通孔中央的卡接环一32并与卡接环二33的内侧相对应，此时位于封堵组件24中央的卡接板二30设置在最外侧的卡接环一32和位于圆形通孔中央的卡接环一32之间，由于卡接环二33上的凸块位置与卡接环一32不同，这样一来，封堵组件24上的最外侧的卡接板二30不得不自转调节位置，最后最外侧的卡接板二30与卡接环二33扣合，而位于封堵组件24中央的卡接板二30却与最外侧的卡接环一32和位于圆形通孔中央的卡接环一32两者上的凸块位置错开，进而起到对圆形通孔堵住作用。

通过设置的内侧设有凸块的卡接环二33和两个卡接环一3和封堵组件24配合，利用中国的榫卯结构，抛弃了传统的螺栓固定，是因为，螺栓固定虽然足够坚固和简单，但螺栓的体积较小，使得其上的齿纹容易受到时间或者其他外界原因的腐蚀，而螺纹受到损伤，那么必然会影响到其固定效果，本身一旦受到震动或者晃动，就会造成脱落或者无法起到固定支撑作用。

导热组件28包括进水口20、出水口19、导通管25、多个环形金属管21和方形金属管22。导通管25设置在钢板3上，多个环形金属管21和方形金属管22均通过管道与导通管25相通。环形金属管21和方形金属管22分别与圆形通孔和方形孔洞26相对应。进水口20和出水口19的一端分别设置在导通管25的最高点和最低点上。进水口20和出水口19的另一端分别穿过钢筋网7、混凝土8并延伸至混凝土8外。环形金属管21和方形金属管22的正面均设置有多个金属接头27。金属接头27远离环形金属管21的一端延伸至钢筋网7和混凝土8之间。

混凝土8上涂有温感变色涂料18。

通过设置的进水口20、出水口19、导通管25、温感变色涂料18、多个环形金属管21和方形金属管22配合，相比于传统的打洞方式，不得不在不影响剪力墙的功能下确定打孔位置，接着还有用电锯等打洞装置破开钢筋混凝土以及原本完整的钢板3，大大浪费人员的工作时间。

本发明可以在得到有关部门的允许后，将本发明的剪力墙预先设置几个开口，在剪力墙完全建立好后，当人员需要进行打洞时不用像传统的打洞方式，不得不用电锯等装置将钢板3和钢筋混凝土两者完全破开，只需要与开口对应的钢筋混凝土破开即可，同时本发明可以利用热水从进水口20倒入，进而使得环形金属管21和方形金属管22内均开始导热，而利用混凝土8上涂有温感变色涂料18的操作，使得其墙面的相应位置上会呈现不同颜色的形状痕迹，方便人员快速找到可打孔的位置，进一步方便人员的使用。

多个方形金属管22和环形金属管21与钢板3相通的管道位置位于方形金属管22和环形金属管21的最低点上。

一种新型装配式劲性墙的现场浇筑工艺，它包括以下步骤：

步骤一：首先在工厂内先将包括钢管混凝土柱1、钢梁2、钢板3、鱼尾板4、螺栓5、加劲板6、钢筋网7等部件进行固定组装。

其具体组装包括：各分部件按图深化放样加工成型后进行组装。钢板3螺栓孔机械穿孔成形，加劲板6与钢板3采用双面角焊缝连接，形成一体；钢管混凝土柱1侧面焊接鱼尾板4，钢梁2与钢管混凝土柱1采用栓焊连接形成整体；最后加劲板6与钢管混凝土柱1的侧面鱼尾板4采用螺栓连接，加劲板6与钢梁2采用双面角焊缝连接成形。即工厂劲性墙体组装完成。

对于超宽超长构件，上述组装工序在施工现场地面完成。

步骤二：同时工厂组装劲性预制件按两个结构层高度作为一个吊装单元再将其整体运送出厂。

步骤三：然后将多个吊装单元运送到现场后，整体吊装到位。

步骤四：接着结构钢梁2及楼板10与吊装劲性单元连接到位后进行墙体封模。

步骤五：最后在浇筑墙体混凝土、楼板10混凝土及钢管混凝土柱1内部混凝土。

同时墙体模板采用可拆卸式钢模或铝模，提高周转使用率。

实施例二：还包括新型装配式劲性墙的工厂预制工艺：

对于宽度及长度尺寸在道路运输尺寸允许范围的墙体，采用工厂整体预制出厂。预制标准单元长度结合现场起重机械的起重性能，采用一到两个结构层高度出厂。

劲性墙体钢骨部分采用上述工厂组装工序组装形成一体，钢筋网7左右端部弯折与钢管混凝土柱1焊接，上下端部钢筋弯折与钢梁2焊接。浇筑墙体一侧混凝土，翻身后浇筑另一侧混凝土，形成预制墙体。整体出厂。

预制墙体钢骨架部分在工厂或现场地面组装成形，构件加工质量高，构件焊缝成形质量高。同时减小现场高空作业，减小高空焊接量，减小施工安全风险，降低现场施工难度。

钢板3之间主要采用螺栓连接，减小焊接量及焊缝变形，工厂组装效率高。

下段预制单元11与上段预制单元12采用钢管混凝土柱1侧面临时对接耳板13临时固定，墙体标高及定位调整完成，上下钢柱之间采用全熔透一级焊缝焊接；上下墙体间钢板3采用连接板17及螺栓5连接；钢板3开灌浆孔；钢筋网7左右端部弯折与钢管柱1焊接，上下端部钢筋与连筋板9焊接；现场对接段封可拆卸式钢模或铝模浇筑内部混凝土。

下段预制单元11在楼层处设置现场浇筑段，浇筑段钢板预留灌浆孔14、穿筋孔15，钢筋桁架式底膜与劲板16采用角焊缝连接，楼板混凝土与现场浇筑段混凝土一次浇筑成形。

如图9所示，其内还设置有用于加固的钢筋肋34。

综上所述，该新型装配式劲性墙及施工工艺，利用钢管混凝土柱1之间设置钢板3来加强整个墙体的抗侧刚度，同时钢板3两侧包裹的钢筋混凝土墙也可以作为钢板3的侧向支撑，用来延缓钢板3的侧向屈曲变形。同时设置的钢筋混凝土，既可承担竖向荷载，又可以加强钢管柱之间的连接，形成整个抗压+抗剪结构构件。还提高整个剪力墙的防火、防腐性能。

Claims (8)

1.一种新型装配式劲性墙，其特征在于：包括两个钢管混凝土柱(1)、钢梁(2)、钢板(3)、鱼尾板(4)、螺栓(5)、加劲板(6)、钢筋网(7)和混凝土(8)，所述钢管混凝土柱(1)为劲性墙端柱，所述鱼尾板(4)设置在钢管混凝土柱(1)的侧面，所述钢板(3)通过螺栓(5)与鱼尾板(4)固定连接，所述钢梁(2)焊接在钢板(3)的上，所述钢板(3)上开设有孔洞，所述加劲板(6)设置在孔洞内，所述加劲板(6)的前后两端分别从钢板(3)的前后两面延伸至钢板(3)外，所述钢筋网(7)设置在两个钢管混凝土柱(1)之间，所述混凝土(8)包覆在钢筋网(7)上。

2.根据权利要求1所述的一种新型装配式劲性墙，其特征在于：所述加劲板(6)可采用槽钢、角钢、钢板等其他钢的构件。

3.根据权利要求1所述的一种新型装配式劲性墙，其特征在于：所述钢板(3)上分别开设有多个圆形通孔和方形孔洞(26)，还包括多个封堵组件(24)，多个封堵组件(24)设置在多个圆形通孔内。

4.根据权利要求3所述的一种新型装配式劲性墙，其特征在于：还包括内侧设有凸块的卡接环二(33)和两个卡接环一(32)，两个卡接环一(32)和卡接环二(33)依次等间距设置在圆形通孔内，所述封堵组件(24)包括卡接板一(29)和两个卡接板二(30)，所述卡接板一(29)、两个卡接板二(30)同轴心相连，所述卡接板一(29)的正面设有圆形钢板(23)，所述卡接板二(30)和卡接板一(29)的边缘上均开设有多个开口(31)，所述卡接板一(29)上的开口(31)的位置与卡接板二(30)上的开口(31)的位置相互错开，所述卡接环一(32)上的凸块与卡接环二(33)上的凸块的位置相互错开，所述封堵组件(24)通过开口(31)与卡接环二(33)和卡接环一(32)可拆卸式卡接，还包括与圆形通孔和方形孔洞(26)相对应的导热组件(28)。

5.根据权利要求4所述的一种新型装配式劲性墙，其特征在于：所述导热组件(28)包括进水口(20)、出水口(19)、导通管(25)、多个环形金属管(21)和方形金属管(22)，所述导通管(25)设置在钢板(3)上，多个环形金属管(21)和方形金属管(22)均通过管道与导通管(25)相通，所述环形金属管(21)和方形金属管(22)分别与圆形通孔和方形孔洞(26)相对应，所述进水口(20)和出水口(19)的一端分别设置在导通管(25)的最高点和最低点上，所述进水口(20)和出水口(19)的另一端分别穿过钢筋网(7)、混凝土(8)并延伸至混凝土(8)外，所述环形金属管(21)和方形金属管(22)的正面均设置有多个金属接头(27)，所述金属接头(27)远离环形金属管(21)的一端延伸至钢筋网(7)和混凝土(8)之间。

6.根据权利要求1所述的一种新型装配式劲性墙，其特征在于：所述混凝土(8)上涂有温感变色涂料(18)。

7.根据权利要求5所述的一种新型装配式劲性墙，其特征在于：所述多个方形金属管(22)和环形金属管(21)与钢板(3)相通的管道位置位于方形金属管(22)和环形金属管(21)的最低点上。

8.根据权利要求1～7中任意一项所述的一种新型装配式劲性墙的施工工艺，其特征在于：它包括以下步骤：

步骤一：首先在工厂内先将包括钢管混凝土柱(1)、钢梁(2)、钢板(3)、鱼尾板(4)、螺栓(5)、加劲板(6)、钢筋网(7)等部件进行固定组装；

步骤二：同时工厂组装劲性预制件按两个结构层高度作为一个吊装单元再将其整体运送出厂；

步骤三：然后将多个吊装单元运送到现场后，整体吊装到位；

步骤四：接着结构钢梁(2)及楼板(10)与吊装劲性单元连接到位后进行墙体封模；

步骤五：最后在浇筑墙体混凝土、楼板(10)混凝土及钢管混凝土柱(1)内部混凝土。

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