CN112282047B - 一种装配式组合楼板与组合墙板的连接结构及连接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种装配式组合楼板与组合墙板的连接结构及连接方法,属于建筑工程技术领域。该组合墙板的上层墙板和下层墙板的两端均外露第一型钢骨架;组合楼板的左侧楼板和右侧楼板的两端均外露第二型钢骨架,L型连接件,设于下层墙板楼板底面标高处,用于连接左侧楼板和右侧楼板外露的第二型钢骨架;C型钢连接件,设于上层墙板和下层墙板待装配的两个第一型钢骨架的外部,用于连接上层墙板和下层墙板外露的第一型钢骨架;自密实轻质混凝土,浇筑于所述组合墙板与组合楼板的连接节点处,较好地实现了组合楼板之间、组合墙板之间传力的连续性,使该装配式结构的受力性能更加接近于全现浇结构,且明显缩短工期。

Description

一种装配式组合楼板与组合墙板的连接结构及连接方法
技术领域
本发明涉及建筑工程技术领域,具体涉及一种装配式组合楼板与组合墙板的连接结构及连接方法。
背景技术
近年来,随着资源短缺和环境污染的日益加重,传统建筑业高耗能的生产方式越来越与低碳环保的时代发展趋势格格不入。传统的现浇式建筑以现场湿作业为主,工序多、用工量大、工期长,资源重复利用率低。装配式建筑采用工业化的方式来建造,部分或全部构件在工厂预制,运到施工现场后再通过可靠的连接方式拼装成一体。与传统现浇方式相比,预制装配式建筑具有成品质量高、现场施工环境好、节省人工、缩短工期等优点,更符合低碳环保的时代发展要求。
轻钢与轻质(泡沫)混凝土组合剪力墙结构体系作为一种新型结构体系,一般只有剪力墙和楼板协同工作,该组合剪力墙结构体系无梁无柱可实现房间的灵活布置,有利于实现建筑的标准化和工业化,推广和应用具有重要意义。
目前针对装配式组合结构构件连接的研究成果非常少,构件间连接方法有待研发,尤其对轻钢与轻质(泡沫)混凝土组合剪力墙结构体系。装配式钢筋混凝土结构以及装配式钢结构的节点连接形式都涉及到钢筋或螺栓与孔的对位精度问题,且精度要求非常高,一旦错位很难补救。
目前关于装配式建筑节点的研究大多是针对装配式钢筋混凝土结构和钢结构,而薄壁轻型钢结构本身就属于装配式结构,由于其结构体系的限制只能用于3层以下的建筑结构。而针对装配式轻钢组合结构方面的研究成果则非常少,其装配式节点连接技术还有待开发。
传统的节点连接形式如钢筋套筒灌浆连接、钢筋浆锚搭接连接、螺栓连接等连接形式都涉及到钢筋或螺杆与孔的对位问题,在施工时对孔位等的精度要求非常高,孔位准确时拼接尚且十分费力,孔位出现误差则拼装时更是难以补救。传统的节点连接都必须等后浇带混凝土浇筑并养护完成或灌浆料之后,各预制构件才能连成一个整体,因而在养护完成前不能进行下一层的施工。且装配式建筑在板墙连接时往往需要设置额外临时支撑以防止上部墙掉落,给施工造成不便。一般情况下装配式建筑的整体性不如全现浇混凝土结构。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的问题,尤其是针对装配式轻钢组合结构的节点连接目前还没有成熟的技术,提供一种装配式组合楼板与组合墙板的连接结构及连接方法,本发明主要目的是消除构件现场安装精准对位的操作,实现现场安装方便快捷,保证组合墙板与组合楼板间连接的连续性和整体性,可实现现浇组合板墙间连接节点的效果。同时,后浇带的现场浇筑可以与其它楼层同时进行施工,不影响施工进度。
本发明的目的之一是提供一种装配式组合楼板与组合墙板的连接结构,包括:
组合墙板,包括上层墙板和下层墙板,上层墙板和下层墙板的两端均外露第一型钢骨架;
组合楼板,包括左侧楼板和右侧楼板,所述左侧楼板和右侧楼板的两端均外露第二型钢骨架,
L型连接件,设于所述下层墙板楼板底面标高处,用于连接左侧楼板和右侧楼板外露的第二型钢骨架;
C型钢连接件,设于所述上层墙板和下层墙板待装配的两个第一型钢骨架的外部,用于连接上层墙板和下层墙板外露的第一型钢骨架;
自密实轻质混凝土,浇筑于所述组合墙板与组合楼板的连接节点处。
较佳地,组合墙板和组合楼板均为轻钢与轻质混凝土组合结构。
较佳地,第一型钢骨架和第二型钢骨架均为厚度为2.0~3.0mm的薄壁型钢。
较佳地,第二型钢骨架上翼缘上设有与所述L型连接件对应的缺口,所述缺口处可拆卸连接有上翼缘封板,所述上翼缘封板固定在缺口外侧的第二型钢骨架上。
较佳地,下层墙板上沿其水平长度方向设置多个L型连接件,左侧楼板和右侧楼板上设有多个与L型连接件对应的第二型钢骨架,所述多个L型连接件对应的上翼缘封板还通过连接条连接。
较佳地,L型连接件与第二型钢骨架、C型钢连接件与第一型钢骨架以及所述上翼缘封板与缺口边缘的第二型钢骨架均通过自攻钉连接。
较佳地,L型连接件底部的下层墙板上还设有倒L型牛腿,用于给L型连接件提供支撑。
本发明的目的之二是提供上述装配式组合楼板与组合墙板的连接方法,包括以下步骤:
S101、下层墙板首先安装就位,分别吊装左侧楼板和右侧楼板,将左侧楼板和右侧楼板端部的第二型钢骨架搭接在下层墙板的L型连接件上,调整好各楼板位置,用自攻钉将第二型钢骨架与L型连接件连接;
S102、上层墙板吊装就位,采用C型钢连接件将第一型钢骨架用自攻钉连接,至此,上层墙板、下层墙板、左侧楼板和右侧楼板的外露型钢骨架连成一个整体,共同承担荷载;
S103、在组合墙板与组合楼板的连接节点处浇筑自密实轻质混凝土即可。
较佳地,步骤S101中的第二型钢骨架上翼缘与所述L型连接件对应位置处预制有缺口,待第二型钢骨架下翼缘与L型连接件固定完成后,将上翼缘封板盖合在缺口上,各上翼缘封板上搭接连接条,并将上翼缘封板与缺口周边的第二型钢骨架以及连接条通过自攻钉连接为一体。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明构件的节点连接尽可能减小甚至取消这种精确对位的要求及施工安装操作,为现场构件的施工安装带来极大便利。
本发明装配式结构与现浇整体式结构的主要区别在于构件连接处传力的连续性,本发明在设计构件连接节点时,考虑了在构件连接区段内轻型钢骨架传力的连续性,设计C型连接件和L型连接件,C型连接件用于上下组合墙体连接,L型连接件用于左右组合楼板连接,将连接件套在连接区段内的组合楼板或组合墙板中型钢外侧,用自攻钉与两侧的型钢连接。由此实现了连接区段型钢的连续,也就保证了板与板间、墙与墙间传力的连续性。组合板与组合墙间型钢骨架连接采用其型钢“背靠背”用自攻钉连接的方式,更好地保证了传力的连续性。这种组合板与组合墙间的装配式连接节点整体性非常好,可实现现浇组合板墙间连接节点的效果。
本发明所针对的是轻钢与轻质(泡沫)混凝土组合结构,轻型钢的壁厚较薄,自攻钉很容易穿透;且自攻钉连接无需在型钢上预先打孔,不存在构件就位时孔位对不上导致难以拼装的问题,连接牢固可靠,施工简便。
附图说明
图1为本发明连接结构示意图;
图2为本发明组合墙板及组合楼板装配图;
图3为本发明L型连接件和预制有缺口的第二型钢骨架连接示意图。
附图标记说明:
1.组合墙板,11.上层墙板,12.下层墙板,13.第一型钢骨架,2.组合楼板,21.左侧楼板,22.右侧楼板,23.第二型钢骨架,3.L型连接件,4.C型钢连接件,5.自攻钉,6.自密实轻质混凝土,7.缺口,8.上翼缘封板,9.连接条,10.倒L型牛腿。
具体实施方式
下面结合附图1-3,对本发明的具体实施方式进行详细描述,但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明解决了针对装配式轻钢与轻质(泡沫)混凝土组合楼板与组合墙板之间的连接问题。同时解决了装配式轻钢与轻质(泡沫)混凝土组合结构板件连接的连续性问题。
本发明提供的一种装配式组合楼板与组合墙板的连接结构及连接方法,包括:
组合墙板1,包括上层墙板11和下层墙板12,上层墙板11和下层墙板12的两端均外露第一型钢骨架13;
组合楼板2,包括左侧楼板21和右侧楼板22,所述左侧楼板21和右侧楼板22的两端均外露第二型钢骨架23,
L型连接件3,设于所述下层墙板12楼板底面标高处,用于连接左侧楼板21和右侧楼板22外露的第二型钢骨架23;
C型钢连接件4,设于所述上层墙板11和下层墙板12待装配的两个第一型钢骨架13的外部,用于连接上层墙板11和下层墙板12外露的第一型钢骨架13;
自密实轻质混凝土6,浇筑于所述组合墙板1与组合楼板2的连接节点处。
其中,组合墙板1和组合楼板2均为轻钢与轻质混凝土组合结构。
其中,第一型钢骨架13和第二型钢骨架23均为厚度为2.0~3.0mm的薄壁型钢。
其中,第二型钢骨架23上翼缘上设有与所述L型连接件3对应的缺口7,所述缺口7处可拆卸连接有上翼缘封板8,所述上翼缘封板8固定在缺口7外侧的第二型钢骨架23上。
其中,下层墙板12上沿其水平长度方向设置多个L型连接件3,左侧楼板21和右侧楼板22上设有多个与L型连接件3对应的第二型钢骨架23,所述多个L型连接件3对应的上翼缘封板8还通过连接条9连接。
其中,L型连接件3与第二型钢骨架23、C型钢连接件4与第一型钢骨架13以及所述上翼缘封板8与缺口7边缘的第二型钢骨架23均通过自攻钉5连接。
其中,L型连接件3底部的下层墙板12上还设有倒L型牛腿10,用于给L型连接件3提供支撑。
上述装配式组合楼板与组合墙板的连接方法,包括以下步骤:
S101、下层墙板12首先安装就位,分别吊装左侧楼板21和右侧楼板22,将左侧楼板21和右侧楼板22端部的第二型钢骨架23搭接在下层墙板12的L型连接件3上,调整好各楼板位置,用自攻钉5将第二型钢骨架23与L型连接件3连接;
S102、上层墙板11吊装就位,采用C型钢连接件4将第一型钢骨架13用自攻钉5连接,至此,上层墙板11、下层墙板12、左侧楼板21和右侧楼板22的外露型钢骨架连成一个整体,共同承担荷载;
S103、在组合墙板1与组合楼板2的连接节点处浇筑自密实轻质混凝土即可。
作为另一种优选方式,步骤S101中的第二型钢骨架23上翼缘与所述L型连接件3对应位置处预制有缺口7,待第二型钢骨架23下翼缘与L型连接件3固定完成后,将上翼缘封板8盖合在缺口7上,各上翼缘封板8上搭接连接条9,并将上翼缘封板8与缺口7周边的第二型钢骨架23以及连接条9通过自攻钉连接为一体。
上层墙板内型钢立柱与下层墙板内型钢立柱分别与C型连接件用自攻钉连接;在下层墙板钢骨架制作时将倒L型牛腿和L型连接件用自攻钉与其型钢立柱连接,同时二者间用自攻钉相互连接;左侧楼板内型钢右侧楼板内型钢分别与L型连接件及上翼缘连接板用自攻钉连接。
轻钢轻质混凝土组合墙板与组合楼板间“背对背”的连接方法。在下层组合墙板骨架上设置L型连接件作为左右侧组合楼板的安装支座,同时把左右侧组合楼板的钢骨架连成一体。采用C型连接件外套在上下层组合墙板的型钢骨架外侧,并用自攻钉将上下层组合墙板的型钢骨架连成一体。
与螺栓连接等相比,本发明提出的连接方法不需要预先打孔,施工时可以直接将自攻钉打入薄壁型钢中,省去了打孔的麻烦。更重要的是施工时无需精确对位,不会出现因孔位对不上而难以连接的问题,从而极大地提高了施工效率。
本发明在设计时考虑了施工操作的便利性。组合楼板吊装就位后,下层墙板上的L型连接件可起到牛腿的作用,省去了额外设置临时支撑的麻烦。在组合楼板型钢骨架的下翼缘处打自攻钉时,由于组合楼板型钢的上翼缘截去了一部分留出了操作空间,故可直接在板顶从上往下打钉,避免了登高从低处向高处打钉,施工操作条件更为方便,也更容易保证自攻钉连接的施工质量。
与当前国内应用较多的钢筋套筒灌浆连接、钢筋浆锚搭接连接、叠合式连接等节点形式相比,本发明提出的节点连接方法在缩短工期方面具有明显优势。传统的节点连接都必须等浇筑混凝土或灌浆料并养护完成之后,各预制构件才能连成一个整体,因而在养护完成前不能进行下一层的施工;而本发明所述节点虽然也有后浇混凝土,但在其浇筑之前各预制构件就已经通过自攻钉连成了一体,型钢骨架已经拥有足够的承载能力,因而可以继续进行其它楼层的施工,有利于缩短工期。
本发明在节点区域采用了型钢连续的连接方法,较好地实现了组合楼板之间、组合墙板之间传力的连续性,使该装配式结构的受力性能更加接近于全现浇结构。
为了验证本发明连接节点性能,制作两个试件进行了节点的拟静力试验。观察记录了试验现象并采集了荷载、位移、应变等试验数据。根据试验结果,分别从试件破坏形态、荷载—位移曲线、延性、强度、刚度、耗能、微观变形等角度对新型节点的性能进行了分析。并通过有限元分析软件ABAQUS对实验结构进行了数值模拟。
从试验结果来看,本发明的新型连接节点的破坏形式为组合楼板端部塑性铰破坏而非节点核心区剪切破坏,这种破坏形态非常理想,符合抗震设计要求。对所得荷载-位移曲线进行分析,可知试件的极限位移较大,变形能力较强,延性较好;强度退化较小,在周期性的地震作用下恢复力较强,能够保持稳定的承载力。表明本发明的连接节点较为可靠,可以在实际工程应用。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种装配式组合楼板与组合墙板的连接结构,其特征在于,包括:
组合墙板(1),包括上层墙板(11)和下层墙板(12),上层墙板(11)和下层墙板(12)的两端均外露第一型钢骨架(13);
组合楼板(2),包括左侧楼板(21)和右侧楼板(22),所述左侧楼板(21)和右侧楼板(22)的两端均外露第二型钢骨架(23),所述组合墙板(1)和组合楼板(2)均为轻钢与轻质混凝土组合结构;
L型连接件(3),设于所述下层墙板(12)楼板底面标高处,用于连接左侧楼板(21)和右侧楼板(22)外露的第二型钢骨架(23);
C型钢连接件(4),设于所述上层墙板(11)和下层墙板(12)待装配的两个第一型钢骨架(13)的外部,用于连接上层墙板(11)和下层墙板(12)外露的第一型钢骨架(13);
自密实轻质混凝土(6),浇筑于所述组合墙板(1)与组合楼板(2)的连接节点处;
第二型钢骨架(23)上翼缘上设有与所述L型连接件(3)对应的缺口(7),所述缺口(7)处可拆卸连接有上翼缘封板(8),所述上翼缘封板(8)固定在缺口(7)外侧的第二型钢骨架(23)上。
2.如权利要求1所述的装配式组合楼板与组合墙板的连接结构,其特征在于,所述第一型钢骨架(13)和第二型钢骨架(23)均为厚度为2.0~3.0mm的薄壁型钢。
3.如权利要求1所述的装配式组合楼板与组合墙板的连接结构,其特征在于,所述下层墙板(12)上沿其水平长度方向设置多个L型连接件(3),左侧楼板(21)和右侧楼板(22)上设有多个与L型连接件(3)对应的第二型钢骨架(23),所述多个L型连接件(3)对应的上翼缘封板(8)还通过连接条(9)连接。
4.如权利要求1所述的装配式组合楼板与组合墙板的连接结构,其特征在于,所述L型连接件(3)与第二型钢骨架(23)、C型钢连接件(4)与第一型钢骨架(13)以及所述上翼缘封板(8)与缺口(7)边缘的第二型钢骨架(23)均通过自攻钉(5)连接。
5.如权利要求1所述的装配式组合楼板与组合墙板的连接结构,其特征在于,所述L型连接件(3)底部的下层墙板(12)上还设有倒L型牛腿(10),用于给L型连接件(3)提供支撑。
6.如权利要求1所述的装配式组合楼板与组合墙板的连接结构的连接方法,其特征在于,包括以下步骤:
S101、下层墙板(12)首先安装就位,分别吊装左侧楼板(21)和右侧楼板(22),将左侧楼板(21)和右侧楼板(22)端部的第二型钢骨架(23)搭接在下层墙板(12)的L型连接件(3)上,调整好各楼板位置,用自攻钉(5)将第二型钢骨架(23)与L型连接件(3)连接;
S102、上层墙板(11)吊装就位,采用C型钢连接件(4)将第一型钢骨架(13)用自攻钉(5)连接,至此,上层墙板(11)、下层墙板(12)、左侧楼板(21)和右侧楼板(22)的外露型钢骨架连成一个整体,共同承担荷载;
S103、在组合墙板(1)与组合楼板(2)的连接节点处浇筑自密实轻质混凝土即可。
7.如权利要求6所述的装配式组合楼板与组合墙板的连接结构的连接方法,其特征在于,步骤S101中的第二型钢骨架(23)上翼缘与所述L型连接件(3)对应位置处预制有缺口(7),待第二型钢骨架(23)下翼缘与L型连接件(3)固定完成后,将上翼缘封板(8)盖合在缺口(7)上,各上翼缘封板(8)上搭接连接条(9),并将上翼缘封板(8)与缺口(7)周边的第二型钢骨架(23)以及连接条(9)通过自攻钉(5)连接为一体。
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