CN112554435B - 一种装配式自保温再生混凝土房屋体系及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种装配式自保温再生混凝土房屋体系及其施工方法，墙体包括梁柱系统、结构层和装饰层；装饰层与所述结构层的一面相贴合；梁柱系统包括上边梁、下边梁、左边柱、右边柱；结构层为多层砌体，多层砌体包括若干层由主砌块砌筑的墙体，以及一层由次砌块砌筑的墙体，以及端砌块；下边梁的两端分别设置左边柱和右边柱；结构层砌筑在下边梁上，位于左边柱和右边柱之间；结构层的顶部设置上边梁；左边柱和右边柱的外侧分别设置有第一凹口和第一凸口；上边梁的顶部设置有第二凸口，下边梁的底部设置第二凹口。通过设置连接件连接结构层与装饰层，组装方便，大大提高拼接效率。
Description
技术领域
本发明属于土木技术领域，具体涉及一种装配式自保温再生混凝土房屋体系 及其施工方法。
背景技术
再生混凝土主要源于危旧建筑物的拆除。所以使用再生混凝土这种绿色材料必然是市场所 趋。
随着以传统施工方式为基础的建筑在环境、施工效率及社会经济等方面的问 题逐渐显现，如施工现场湿作业量大、工期长及污染环境等，装配式建筑越来越 受到重视。然而在主体结构施工结束后，对建筑内部进行装修设计时，仍存在诸 多问题，尤其是水电管线混乱等现象。
现在装配式建筑的水电管线布置是采取管线外敷的方式，需要对墙体及地面 进行剔槽，不仅牺牲了净空高度、破坏了墙体结构，还增加了施工成本、产生了 建筑垃圾，更关键的是采取外敷的方式铺设管线，基本没有后期改造的可能性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种装配 式自保温再生混凝土房屋体系及其施工方法，装配式墙体节能利废、施工简便、 整体性能好、综合成本低、管线布置灵活；施工方法具有节省能耗、降低环境污 染、提高施工效率的优点。
本发明采用以下技术方案：
一种装配式自保温再生混凝土房屋体系，包括装配式自保温再生混凝土墙体 构件和预应力钢筋混凝土板，装配式自保温再生混凝土墙体构件与预应力钢筋混 凝土板之间采用梁板式布置；
装配式自保温再生混凝土墙体构件包括梁柱系统、结构层和装饰层；装饰层 与结构层的内侧面贴合设置；
梁柱系统包括上边梁和下边梁，下边梁的两端分别设置有左边柱和右边柱； 结构层砌筑在下边梁上，位于左边柱和右边柱之间；上边梁设置在结构层的顶部；
结构层包括多层砌体，多层砌体之间错缝上下依次叠放，多层砌体包括若干 层由主砌块砌筑的墙体，以及一层由次砌块砌筑的墙体，以及端砌块；端砌块设 置在砌块和次砌块堆叠形成的空缺处。
具体的，主砌块上端面的长边中部位置处设置有Z向的圆形管道，主砌块上 端面的短边两端位置处分别设置有Z向的第一半圆形管线槽；主砌块上端面的长 边位置、下端面的长边位置处分别设置有Y向的第二半圆形管线槽，第二半圆形 管线槽处开设有一排空气层；主砌块的上端面和下端面中部有两排错位设置的孔 洞；在主砌块的两侧分别设置X向的开关暗盒槽形成次砌块；主砌块沿与上端面 短边平行的中心线切开形成端砌块。
进一步的，左右相邻的主砌块或次砌块或端砌块的第一半圆形管线槽组合形 成第一圆形管线槽，上下相邻的主砌块或次砌块或端砌块的第二半圆形管线槽组 合形成第二圆形管线槽，第一圆形管线槽与上下相邻的主砌块或次砌块上的圆形 管道相通；左右相邻的两个次砌块上的开关暗盒槽组合形成开关暗盒；开关暗盒 与第一圆形管线槽相通。
更进一步的，装饰层上开设有外置孔，外置孔与开关暗盒相对应设置。
进一步的，装饰层通过连接件安装在结构层上；连接件包括钢片，钢片的一 端连接C形固定片的背部，另一端与T形固定片的一侧连接；T形固定片上设置 有螺纹孔；C形固定片安装在圆形管道中，C形固定片的背部与圆形管道相贴合； T形固定片通过螺栓固定在装饰层上；钢片安装在两层砌体之间。
具体的，左边柱和右边柱的外侧分别设置有第一凹口和第一凸口；上边梁的 顶部设置有第二凸口，上边梁的两侧各有一排预留钢筋；下边梁的底部设置第二 凹口，下边梁的两侧各预留一排第二套筒。
具体的，预应力钢筋混凝土板端部预留有一排第一套筒，上边梁顶部的预留 钢筋穿过预应力钢筋混凝土板上的第一套筒进入上层墙体构件的下边梁预留的 第二套筒。
具体的，梁柱系统的配筋包括梁端截面和柱截面，梁端截面具体为：
计算梁底纵筋的截面积，然后根据梁底纵筋的截面积选择并布置钢筋，再利 用实际钢筋直径、配筋面积判断实际配筋率是否符合以下条件：
其中，ftd为混凝土轴心抗拉强度；As为配筋的截面积，b为梁的宽度，h0为 截面有效高度，h为截面高度，ρmin为梁底纵筋的最小配筋率，fsd为梁底纵筋设 计强度；如果实际配筋率不符合以上条件，纵向受拉钢筋按配置；如果 x＞ξbh0，x为受压区高度，ξb为相对界限混凝土受压区高度，采用双筋矩形截面， 根据求得的配筋的截面积As和全部纵向钢筋截面面积As'分别选择受拉钢筋和受 压钢筋直径及根数，并进行截面钢筋布置；
柱截面具体为：
根据柱的截面积A，计算长度l0，轴向承载力设计值N计算得到全部纵向钢 筋截面面积As'，根据求得的As'及构造要求选择并布置钢筋。
具体的，预应力钢筋混凝土板(10)的配筋根据纵筋的截面积进行选择并布 置，利用实际钢筋直径、配筋面积判断实际配筋率是否符合以下条件：
其中，As为配筋的截面积，b为梁的宽度，h0为截面有效高度，h为截面高 度，ρmin为梁底纵筋的最小配筋率，fs为纵筋设计强度，ft为混凝土轴心抗拉强 度。
本发明的另一个技术方案是，一种装配式自保温再生混凝土房屋体系的施工 方法，包括以下步骤：
S1、对废弃混凝土进行处理得到再生骨料，然后制成再生混凝土，按尺寸制 成砌块模具，将再生混凝土在砌块模具中浇筑得到主砌块、次砌块、端砌块，最 后在主砌块、次砌块、端砌块的孔洞中分别填充泡沫混凝土保温材料；在预应力 钢筋混凝土板两端各布置一排第一套筒；
S2、在下边梁的端部预埋纵向钢筋，纵向钢筋的上端穿过上边梁并预留；利 用主砌块、次砌块、端砌块在下边梁上坐浆砌筑，砌筑时将C形固定片放入第二 半圆形管线槽中，将T形固定片露出砌体外；使第一圆形管线槽与上下相邻的主 砌块或次砌块上的圆形管道相通，使左右相邻的两个次砌块上的开关暗盒槽组合 形成开关暗盒，使开关暗盒与第一圆形管线槽相通；每铺砌完三层砌体，就在第 三层砌体的横向肋上布置对应层的横向拉结钢筋；每砌筑六块主砌块高、四块主 砌块宽的砌体就放置一块与该砌体相同大小的装饰层，用三个连接件固定对应的 装饰层；
S3、利用下边梁预埋的纵向钢筋绑扎箍筋形成左边柱钢筋骨架、右边柱钢筋 骨架，并使配筋砌体的拉结钢筋外露部分位于柱钢筋骨架之内，在左边柱上预埋 第一管线孔，右边柱上预埋第二管线孔，第一管线孔、第二管线孔分别与配筋砌 体上的第二圆形管线槽对齐；绑扎上边梁钢筋骨架，在左边柱钢筋骨架、右边柱 钢筋骨架、上边梁钢筋骨架浇筑混凝土得到装配式墙体；
S4、现场装配装配式墙体，对于水平连接：左边柱外侧设置有第一凹口，右 边柱外侧设置有第一凸口，在水平连接两个装配式墙体构件时，使第一凸口与第 一凹口嵌合起来；对于竖向连接：上边梁顶部设置有第二凸口和一排预留钢筋， 下边梁底部设置有第二凹口和第二套筒，在竖向连接两个装配式墙体构件时，使 预留钢筋穿过预应力钢筋混凝土板上的第一套筒，然后进入下边梁底部的第二套 筒内，同时使第二凸口与第二凹口嵌合起来，完成施工。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明的装配式自保温再生混凝土房屋体系，通过在装配式自保温再生混凝 土墙体构件上边梁预留钢筋，在装配式自保温再生混凝土墙体构件下边梁和预应 力钢筋混凝土板端部预留套筒，然后在套筒处灌浆，实现装配式自保温再生混凝 土墙体构件和预应力钢筋混凝土板的可靠连接。此种连接方式施工方便且连接牢 靠，能保证灌浆质量，装配式自保温再生混凝土房屋体系整体性好、承载力强、 抗震性能好。
进一步的，装配式自保温再生混凝土墙体构件的结构层由主砌块、次砌块和 端砌块组成，三类砌块均预留孔洞和管线槽，可填充保温材料以提高保温隔热性 能，也可与其它砌块共同组成竖向管线通道、水平管线通道及开关暗盒槽。
进一步的，装配式自保温再生混凝土墙体构件的结构层通过内置水电管线的 方式解决了破坏原有墙体、管线位置固定等装修问题，增加了装配式墙体的适应 性，提高了室内净空高度。
进一步的，装饰层上预留的外置孔与开关暗盒相对应设置，以免安装开关与 插座时开洞，便于装修施工。
进一步的，装饰层由复合板所构成，通过连接件与结构层相连，实现了装配 式装修一体化，而且组装方便，能大大提高拼接效率。
进一步的，装配式自保温再生混凝土墙体构件通过左边柱和右边柱上的企口 实现水平连接，通过上边梁和下边梁上的企口实现竖向连接。该房屋体系的连接 稳固，拆装方便，可提高施工效率、节约工时。
进一步的，本发明所述的预应力钢筋混凝土板，相比普通钢筋混凝土板，更 加节约材料，且具有更好的承载力，施工周期明显降低。
进一步的，本发明通过对梁柱系统和预应力钢筋混凝土板的配筋进行计算、 设计及复核，使其截面承载力满足承重要求。
一种装配式自保温再生混凝土房屋体系的施工方法，相比于其它房屋体系的 施工，本发明的所有构件均可在工厂预制完成，可批量制作，生产成本低，简化 了施工过程，便于推广使用。
综上所述，本发明具有材料和结构两方面的优点：在材料上使用了再生混凝 土、陶粒及泡沫混凝土等保温材料，不仅提高了墙体构件的保温隔热及隔声性能， 而且节能利废，具有广阔的市场价值；在结构上本发明设置了预埋管道、装饰层、 连接件、梁柱系统等，可以有效提高施工效率、节约材料和工时，并且有利于后 期装修优化效果。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明实施例提供的结构层的示意图；
图2为本发明实施例提供的主砌块的俯视图；
图3为本发明实施例提供的主砌块的侧视图；
图4为本发明实施例提供的次砌块的正视图；
图5为本发明实施例提供的次砌块的侧视图
图6为本发明实施例提供的端砌块的俯视图；
图7为本发明实施例提供的装饰层的示意图；
图8为本发明实施例提供的连接件的示意图；
图9为本发明实施例提供的装配式房屋体系的连接节点示意图；
图10为本发明实施例提供的装配式墙体构件的立面图；
图11为本发明实施例提供的下边梁的第二凹口示意图；
图12为本发明实施例提供的上边梁的第二凸口示意图；
图13为本发明实施例提供的左边柱的第一凹口示意图；
图14为本发明实施例提供的右边柱的第一凸口示意图。
其中：1.主砌块；11.圆形管道；12.第一半圆形管线槽；13.第二半圆形管 线槽；14.孔洞；15.空气层；2.次砌块；21.开关暗盒槽；3.端砌块；4.装饰层；41. 外置孔；5.连接件；51.钢片；52.C形固定片；53.T形固定片；6.下边梁；61.第二 凹口；62.第二套筒；7.左边柱；71.第一管线孔；72.第一凹口；8.右边柱；81.第 二管线孔；82.第一凸口；9.上边梁；91.第二凸口；92.预留钢筋；10.预应力钢筋 混凝土板；101.第一套筒。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的 实施例。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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、 “下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、 “一侧”、“一端”、“一边”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位 置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或 元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明 的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗 示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第 二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中， 除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包 含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一 个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安 装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸 连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也 可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技 术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
还应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的 目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那 样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该” 意在包括复数形式。
还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/ 或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包 括这些组合。
在附图中示出了根据本发明公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按 比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些 细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是 示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人 员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
请参阅图1至图10，本发明提供了一种装配式自保温再生混凝土房屋体系， 包括装配式自保温再生混凝土墙体构件和预应力钢筋混凝土板10，装配式自保温 再生混凝土墙体构件与预应力钢筋混凝土板10之间采用梁板式布置。
本实施例中，装配式自保温再生混凝土墙体构件包括梁柱系统、结构层和装 饰层4；结构层包括多层砌体，多层砌体之间错缝上下依次叠放，装饰层4为六 块砌块高，四块砌块宽；装饰层4与结构层的内侧面相贴合，梁柱系统设置在结 构层的顶部；多层砌体包括若干层由主砌块1砌筑的墙体，以及一层由次砌块2 砌筑的墙体，以及端砌块3；端砌块3用于填补主砌块1、次砌块2堆叠形成的 空缺；多个主砌块1之间并列放置；在连接装饰层4与砌体结构层时，首先放置 装饰层4下侧的连接件5，然后放置装饰层4，最后再放装饰层4上侧的连接件5。
本实施例中，梁柱系统包括上边梁9、下边梁6、左边柱7、右边柱8；下边 梁6的两端分别设置左边柱7和右边柱8；结构层砌筑在下边梁6上，位于左边 柱7和右边柱8之间；结构层的顶部设置上边梁9；左边柱7和右边柱8的外侧 分别设置有第一凹口72和第一凸口82；上边梁9的顶部设置有第二凸口92，其 两侧各有一排预留钢筋93，距上边梁9边缘距离为35mm；下边梁6的底部设置 第二凹口61，其两侧各预留一排第二套筒62，距下边梁6边缘距离为35mm。
梁柱系统的配筋计算方法如下：
1)梁端截面设计步骤如下：
设定所述梁的宽度b和所述梁的高度H，正截面弯矩设计值M。c为保护层 厚度，dg为梁箍筋的直径，dz为梁纵筋的直径，梁正截面有效高度为h0，则
通过公式(1)计算受压区高度：
其中，fcd为混凝土轴心抗压强度，x为受压区高度；
判断公式(2)是否成立：
x≤ξbh0 (2)
其中，ξb为相对界限混凝土受压区高度；
如果公式(2)成立，由公式(3)求得梁底纵筋的截面积：
fcdbx＝fsdAs (3)
其中，fsd为梁底纵筋设计强度，As为梁底纵筋的截面积；
根据所得梁底纵筋的截面积选择并布置钢筋，然后利用实际钢筋直径、配筋 面积判断实际配筋率是否符合条件公式(4)。
其中，ftd为混凝土轴心抗拉强度。
如果实际配筋率不符合条件公式(4)，则纵向受拉钢筋按配置。
如果公式(2)不成立，则改用双筋矩形截面进行设计。
由公式(5)、公式(6)、公式(7)计算As、As'：
x＝ξbh0 (5)
fcdbx+fsdAs'＝fsdAs (7)
其中，As'为受压区钢筋的截面面积，as'为受压区钢筋合力点至截面受压边缘 的距离。
最后，根据求得的As、As'分别选择受拉钢筋和受压钢筋直径及根数，并进行 截面钢筋布置。
2)柱截面设计步骤如下：
设定所述柱的截面积为A，计算长度为l0，轴向承载力设计值为N。
由公式(8)计算As'：
其中，为轴心受压构件稳定系数，可根据l0值查表得到。fcd为混凝土轴心 抗压强度；fsd'为纵向钢筋抗压强度；As'为全部纵向钢筋截面面积。
最后，根据求得的As'及构造要求选择并布置钢筋。
请参阅图2和图3，本实施例中，主砌块1上端面的长边中部位置设置有Z 向的圆形管道11，主砌块1上端面的短边两端位置分别设置有Z向的第一半圆 形管线槽12；主砌块1的上端面的长边位置、下端面的长边位置处分别设置有Y 向的第二半圆形管线槽13。
请参阅图4和图5，本实施例中，在主砌块1的两端侧面上分别设置X向的 开关暗盒槽21形成次砌块2；将主砌块1沿与上端面短边平行的中心线切开形成 端砌块3；左右相邻的主砌块1或次砌块2或端砌块3的第一半圆形管线槽12 组合形成第一圆形管线槽，上下相邻的主砌块1或次砌块2或端砌块3的第二半 圆形管线槽13组合形成第二圆形管线槽，第一圆形管线槽与上下相邻的主砌块1 或次砌块2上的圆形管道11相通；左右相邻的两个次砌块2上的开关暗盒槽21 组合形成开关暗盒；开关暗盒与第一圆形管线槽相通。通过主砌块1、次砌块2、 端砌块3的相互堆砌即可形成结构层内部的管线通道，可用于安装线缆或水管。
请参阅图6，本实施例中，主砌块1的中部开设有两排错位的孔洞14，可用 于填充保温材料，从而形成再生混凝土复合自保温砌块；主砌块1在上下端面长 边一侧开设有一排空气层15，以提高其隔热、隔声性能。
请参阅图7，本实施例中，装饰层4上开设有外置孔41，外置孔41与开关 暗盒相对应设置，用于布置开关或电源插座。
请参阅图8，本实施例中，装饰层4通过连接件5安装在结构层上；连接件 5包括：钢片51，钢片51的一端连接C形固定片52的背部，另一端连接在T 形固定片53的一面上；T形固定片53上设置有螺纹孔；C形固定片52安装在圆 形管道13中，C形固定片52的背部与圆形管道13相贴合；T形固定片53通过 螺栓固定在装饰层4上；钢片51安装在两层砌体之间，通过上下层砌块的叠放 将之卡死在水平通道内。
本实施例中，主砌块1、次砌块2的作用：参与整片墙体的砌筑，形成结构 层；通过不同层砌块的交错砌筑，砌块上预留的第一半圆形管线槽12及孔洞11 可形成放置竖向管线的竖向通道；通过同层砌块的并列叠放，砌块上预留的水平 半圆形管线槽13可形成放置水平管线的水平通道；通过次砌块2上预留的开关 暗盒槽21并列叠放可形成插座及开关插槽，这样避免了传统装修时的二次施工 所造成的各种问题。
本实施例中，主砌块1、次砌块2、端砌块3均为再生混凝土制成，每立方 米的再生混凝土的配比为：水175kg/m3、水泥423kg/m3、沙372kg/m3、碎石 504kg/m3、再生细骨料171kg/m3、再生粗骨料639kg/m3、陶粒119kg/m3，再生粗 骨料取代率为50％，再生细骨料取代率为30％。配比制成的再生混凝土28d抗压 强度达到35.5MPa，远高于其他配比的再生混凝土，而且由于原料中加入了陶粒， 保温性能提高。
本实施例中，装配式墙体各部件均可在工厂预制成型。在安装各部件时，最 下层砌块与下边梁6坐浆连接，然后每砌筑三层砌块就放置两根横向拉结筋，依 次砌筑18层。
本实施例中，预应力钢筋混凝土板10端部预留有一排第一套筒101，上边梁 9顶部的预留钢筋92穿过预应力钢筋混凝土板10上的第一套筒101进入上层墙 体构件的下边梁6预留的第二套筒62。预应力钢筋混凝土板的配筋计算方法如 下：
设定永久荷载设计值为g，可变荷载设计值为q，板的计算跨度为l0，荷载总 设计值为Q。
Q＝1.2g+1.3q (9)
注意，若可变荷载设计值小于4.0kN/m2，则可变荷载分项系数取1.4。
通过公式(10)计算弯矩设计值：
M＝αmQl0 2 (10)
其中，αm为连续板的弯矩计算系数，可查表得到。
通过公式(11)、公式(12)、公式(13)计算配筋的截面积As：
αs＝M/(α1fcbh0 2) (11)
As＝ξbh0α1fc/fy (13)
其中，α1为等效矩形应力图系数，fc为混凝土轴心抗压强度设计值，fy为钢 筋抗拉强度设计值，h0为截面有效高度。
根据所得纵筋的截面积选择并布置钢筋，然后利用实际钢筋直径、配筋面积 判断实际配筋率是否符合条件公式(14)。
其中，fs为纵筋设计强度，ft为混凝土轴心抗拉强度。
本发明通过设计砌块结构，形成竖向管线槽、水平管线槽和开关空腔，并且 通过连接件连接装饰层，不仅使装配式墙体自重减轻，同时实现了管线内置化， 避免了对墙体二次施工所造成的结构损伤。本发明通过这种内置水电管线的方 式，缩短了工期，节约了成本，保留了二次改造的可能性。
请参阅图9至图14，本发明一种装配式自保温再生混凝土房屋体系的施工方 法，包括如下步骤：
S1、制备自保温再生混凝土砌块和预应力钢筋混凝土板；
首先处理废弃混凝土得到所需要的再生骨料，然后在工厂根据如下配比制备 再生混凝土：水175kg/m3、水泥423kg/m3、沙372kg/m3、碎石504kg/m3、再生 细骨料171kg/m3、再生粗骨料639kg/m3、陶粒119kg/m3。最终得到的再生混凝 土28d抗压强度可达到35.5MPa。制作尺寸为390mm×240mm×190mm的砌块 模具，浇筑再生混凝土得到主砌块1、次砌块2、端砌块3，最后在三类砌块的预 留孔洞14中填充泡沫混凝土保温材料。同时还需提前生产预应力钢筋混凝土板 10、装饰层4和连接件5。
主砌块1上端面的长边中部位置设置有Z向的圆形管道11，主砌块1上端 面的短边两端位置分别设置有Z向的第一半圆形管线槽12；主砌块1的上端面 的长边位置、下端面的长边位置处分别设置有Y向的第二半圆形管线槽13；
在主砌块1的两端侧面上分别设置X向的开关暗盒槽21形成次砌块2；
将主砌块1沿与上端面短边平行的中心线切开形成端砌块3；
左右相邻的主砌块1或次砌块2或端砌块3的第一半圆形管线槽12组合形 成第一圆形管线槽，上下相邻的主砌块1或次砌块2或端砌块3的第二半圆形管 线槽13组合形成第二圆形管线槽，第一圆形管线槽与上下相邻的主砌块1或次 砌块2上的圆形管道11相通；左右相邻的两个次砌块2上的开关暗盒槽21组合 形成开关暗盒；开关暗盒与第一圆形管线槽相通。通过主砌块1、次砌块2、端 砌块3的相互堆砌即可形成结构层内部的管线通道，可用于安装线缆或水管。
S2、预制装配式自保温再生混凝土墙体构件的结构层和装饰层；
S201、提前预制好下边梁6。下边梁6的端部为梁柱连接节点，在该连接节 点处预埋边柱的纵向钢筋，且该纵向钢筋上端穿过上边梁9，预留200mm。
S202、用步骤一的三类砌块在下边梁6上坐浆砌筑。砌筑时将C形固定片 52放入第二半圆形管线槽中，通过上下层砌块的水平半圆形管线槽13卡住，将 T形固定片53露出砌体外，后续与装饰层4相连。
S203、在铺砌时使第一圆形管线槽与上下相邻的主砌块1或次砌块2上的圆 形管道11相通，使左右相邻的两个次砌块2上的开关暗盒槽21组合形成开关暗 盒，使开关暗盒与第一圆形管线槽相通；
每铺砌完三层砌体，就在第三层砌体的横向肋上布置该层的横向拉结钢筋； 拉结钢筋的布置采取双筋形式，两根钢筋间的距离为100mm，距砌块外边缘 70mm，直径为8mm，外露部分长度为150mm。
S204、每砌筑六块主砌块高、四块主砌块宽的砌体就放置一块与该砌体相同 大小的装饰层4，用三个连接件5固定该装饰层4；装饰层4先与下方的连接件5 相连，然后再在装饰层4上方与砌块齐平处放置连接件5。
S205、根据上述步骤层层铺砌，最终得到的砌块砌体尺寸为1560mm×240mm ×3420mm墙长×墙厚×墙高。
S3、浇筑装配式自保温再生混凝土墙体构件的梁柱系统；
S301、结合下边梁6上的预埋纵筋，绑扎箍筋分别形成左边柱钢筋骨架、右 边柱钢筋骨架，并使配筋砌体的拉结钢筋外露部分分别位于左边柱钢筋骨架、右 边柱钢筋骨架之内，在左边柱7上预埋第一管线孔71，右边柱8上预埋第二管线 孔81，第一管线孔71、第二管线孔81分别与配筋砌体上的第二圆形管线槽对齐。
S302、最后绑扎得到上边梁9钢筋骨架。在左边柱钢筋骨架、右边柱钢筋骨 架、上边梁钢筋骨架外设置模板支护、浇筑混凝土，从而得到装配式墙体构件。
补充：选择边柱的钢筋型号时，箍筋选8号钢筋，而纵筋要根据抗震设防等 级来确定。设防等级在7度以下，纵筋选8号钢筋；设防等级在7度以上，纵筋 选10号钢筋。本发明拟采用10号钢筋作为纵筋。
S4、装配式墙体构件吊装与连接。
S401、将装配式墙体构件运输至施工现场准备安装。在运输时，先在装配式 墙体上边梁顶部放置一道U形钢梁，然后用钢打包带将装配式墙体和U形钢梁 绑扎为一个整体，最后通过吊起钢梁实现装配式墙体的吊装。
S402、水平连接：左边柱7外侧设置有第一凹口72，右边柱8外侧设置有第 二凸口82，在水平连接两个装配式墙体构件时，使边柱的第一凸口82与第一凹 口72嵌合起来即可。
S403、竖向连接：上边梁9顶部设置有第二凸口91和预留纵筋92，下边梁 6底部设置有第二凹口61和第二套筒62，在竖向连接两个装配式墙体构件时， 首先使预留钢筋穿过预应力钢筋混凝土板上10的第一套筒101，然后进入下边梁 6底部的第二套筒62内，同时使第二凸口91与第二凹口61嵌合起来。
综上所述，本发明一种装配式自保温再生混凝土房屋体系及其施工方法，从 砌块的结构设计及材料优化出发，得到了一种集节能利废、保温隔热和内置管线 于一体的砌块砌体结构层。通过在结构层外侧设置装饰层及梁柱系统，得到了装 配式自保温再生混凝土墙体构件，然后结合预应力钢筋混凝土板，最终形成本发 明所述的装配式自保温再生混凝土房屋体系。该房屋体系同时解决了废弃混凝土 的堆积、传统墙体的高能耗、装修施工时的管线混乱及墙体二次破坏等问题，结 构简单，设计合理，整体性好，提高了建筑施工效率和后期装修改造的灵活性、 安全性。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡 是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发 明权利要求书的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种装配式自保温再生混凝土房屋体系，其特征在于，包括装配式自保温再生混凝土墙体构件和预应力钢筋混凝土板(10)，装配式自保温再生混凝土墙体构件与预应力钢筋混凝土板(10)之间采用梁板式布置；
装配式自保温再生混凝土墙体构件包括梁柱系统、结构层和装饰层(4)；装饰层(4)与结构层的内侧面贴合设置；
梁柱系统包括上边梁(9)和下边梁(6)，下边梁(6)的两端分别设置有左边柱(7)和右边柱(8)；结构层砌筑在下边梁(6)上，位于左边柱(7)和右边柱(8)之间；上边梁(9)设置在结构层的顶部；
结构层包括多层砌体，多层砌体之间错缝上下依次叠放，多层砌体包括若干层由主砌块(1)砌筑的墙体，以及一层由次砌块(2)砌筑的墙体，以及端砌块(3)；端砌块(3)设置在主砌块(1)和次砌块(2)堆叠形成的空缺处；
梁柱系统的配筋包括梁端截面和柱截面，梁端截面具体为：
计算梁底纵筋的截面积，然后根据梁底纵筋的截面积选择并布置钢筋，再利用实际钢筋直径、配筋面积判断实际配筋率是否符合以下条件：
其中，ftd为混凝土轴心抗拉强度；As为配筋的截面积，b为梁的宽度，h0为截面有效高度，h为截面高度，ρmin为梁底纵筋的最小配筋率，fsd为梁底纵筋设计强度；如果实际配筋率不符合以上条件，纵向受拉钢筋按配置；如果x＞ξbh0，x为受压区高度，ξb为相对界限混凝土受压区高度，采用双筋矩形截面，根据求得的配筋的截面积As和全部纵向钢筋截面面积As'分别选择受拉钢筋和受压钢筋直径及根数，并进行截面钢筋布置；
柱截面具体为：
根据柱的截面积A，计算长度l0，轴向承载力设计值N计算得到全部纵向钢筋截面面积As'，根据求得的As'及构造要求选择并布置钢筋；
预应力钢筋混凝土板(10)的配筋根据纵筋的截面积进行选择并布置，利用实际钢筋直径、配筋面积判断实际配筋率是否符合以下条件：
其中，As为配筋的截面积，b为梁的宽度，h0为截面有效高度，h为截面高度，ρmin为梁底纵筋的最小配筋率，fs为纵筋设计强度，ft为混凝土轴心抗拉强度。
2.根据权利要求1所述的装配式自保温再生混凝土房屋体系，其特征在于，主砌块(1)上端面的长边中部位置处设置有Z向的圆形管道(11)，主砌块(1)上端面的短边两端位置处分别设置有Z向的第一半圆形管线槽(12)；主砌块(1)上端面的长边位置、下端面的长边位置处分别设置有Y向的第二半圆形管线槽(13)，第二半圆形管线槽(13)处开设有一排空气层(15)；主砌块(1)的上端面和下端面中部有两排错位设置的孔洞(14)；在主砌块(1)的两侧分别设置X向的开关暗盒槽(21)形成次砌块(2)；主砌块(1)沿与上端面短边平行的中心线切开形成端砌块(3)。
3.根据权利要求2所述的装配式自保温再生混凝土房屋体系，其特征在于，左右相邻的主砌块(1)或次砌块(2)或端砌块(3)的第一半圆形管线槽(12)组合形成第一圆形管线槽，上下相邻的主砌块(1)或次砌块(2)或端砌块(3)的第二半圆形管线槽(13)组合形成第二圆形管线槽，第一圆形管线槽与上下相邻的主砌块(1)或次砌块(2)上的圆形管道(11)相通；左右相邻的两个次砌块(2)上的开关暗盒槽(21)组合形成开关暗盒；开关暗盒与第一圆形管线槽相通。
4.根据权利要求3所述的装配式自保温再生混凝土房屋体系，其特征在于，装饰层(4)上开设有外置孔(41)，外置孔(41)与开关暗盒相对应设置。
5.根据权利要求2所述的装配式自保温再生混凝土房屋体系，其特征在于，装饰层(4)通过连接件(5)安装在结构层上；连接件(5)包括钢片(51)，钢片(51)的一端连接C形固定片(52)的背部，另一端与T形固定片(53)的一侧连接；T形固定片(53)上设置有螺纹孔；C形固定片(52)安装在圆形管道(11)中，C形固定片(52)的背部与圆形管道(11)相贴合；T形固定片(53)通过螺栓固定在装饰层(4)上；钢片(51)安装在两层砌体之间。
6.根据权利要求1所述的装配式自保温再生混凝土房屋体系，其特征在于，左边柱(7)和右边柱(8)的外侧分别设置有第一凹口(72)和第一凸口(82)；上边梁(9)的顶部设置有第二凸口(91)，上边梁(9)的两侧各有一排预留钢筋(92)；下边梁(6)的底部设置第二凹口(61)，下边梁(6)的两侧各预留一排第二套筒(62)。
7.根据权利要求1所述的装配式自保温再生混凝土房屋体系，其特征在于，预应力钢筋混凝土板(10)端部预留有一排第一套筒(101)，上边梁(9)顶部的预留钢筋(92)穿过预应力钢筋混凝土板(10)上的第一套筒(101)进入上层墙体构件的下边梁(6)预留的第二套筒(62)。
8.一种如权利要求1所述装配式自保温再生混凝土房屋体系的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、对废弃混凝土进行处理得到再生骨料，然后制成再生混凝土，按尺寸制成砌块模具，将再生混凝土在砌块模具中浇筑得到主砌块、次砌块、端砌块，最后在主砌块、次砌块、端砌块的孔洞中分别填充泡沫混凝土保温材料；在预应力钢筋混凝土板两端各布置一排第一套筒；
S2、在下边梁的端部预埋纵向钢筋，纵向钢筋的上端穿过上边梁并预留；利用主砌块、次砌块、端砌块在下边梁上坐浆砌筑，砌筑时将C形固定片放入第二半圆形管线槽中，将T形固定片露出砌体外；使第一圆形管线槽与上下相邻的主砌块或次砌块上的圆形管道相通，使左右相邻的两个次砌块上的开关暗盒槽组合形成开关暗盒，使开关暗盒与第一圆形管线槽相通；每铺砌完三层砌体，就在第三层砌体的横向肋上布置对应层的横向拉结钢筋；每砌筑六块主砌块高、四块主砌块宽的砌体就放置一块与该砌体相同大小的装饰层，用三个连接件固定对应的装饰层；
S3、利用下边梁预埋的纵向钢筋绑扎箍筋形成左边柱钢筋骨架、右边柱钢筋骨架，并使配筋砌体的拉结钢筋外露部分位于柱钢筋骨架之内，在左边柱上预埋第一管线孔，右边柱上预埋第二管线孔，第一管线孔、第二管线孔分别与配筋砌体上的第二圆形管线槽对齐；绑扎上边梁钢筋骨架，在左边柱钢筋骨架、右边柱钢筋骨架、上边梁钢筋骨架浇筑混凝土得到装配式墙体；
S4、现场装配装配式墙体，对于水平连接：左边柱外侧设置有第一凹口，右边柱外侧设置有第一凸口，在水平连接两个装配式墙体构件时，使第一凸口与第一凹口嵌合起来；对于竖向连接：上边梁顶部设置有第二凸口和一排预留钢筋，下边梁底部设置有第二凹口和第二套筒，在竖向连接两个装配式墙体构件时，使预留钢筋穿过预应力钢筋混凝土板上的第一套筒，然后进入下边梁底部的第二套筒内，同时使第二凸口与第二凹口嵌合起来，完成施工。
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