CN112982744B - 一种热阻断保温拉结件、轻质外挂保温墙板及其体系 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种热阻断保温拉结件、轻质外挂保温墙板及其体系，拉结件包括：玻璃纤维筋套筒、中间V形钢筋和两根端部V形钢筋，两种V形钢筋通过玻璃纤维筋套筒连接组成桁架式结构；中间V形钢筋和端部V形钢筋的一端分别伸入玻璃纤维筋套筒两端的安装孔内，并通过粘结剂粘结，所述玻璃纤维筋套筒贯穿保温板且浸入保温板两侧的混凝土层。该热阻断保温拉结件由钢筋、玻璃纤维筋套筒组成,具有很低的热桥效应，具有更高的抗剪能力，满足高性能的热工及抗剪需求。该外挂保温墙板更加节能环保，与钢框架构成的轻质外挂保温墙板结构体系满足施工误差要求，具有三维调节能力，增加主体结构耗能能力，可避免外挂保温墙板过早破坏引起墙板脱落。
Description
技术领域
本发明属于装配式建筑技术领域，特别是涉及一种热阻断保温拉结件、轻质外挂保温墙板及其体系。
背景技术
随着国家有关建筑工业化与节能建筑政策的推行，夹心保温外墙板得到了快速发展。但夹心保温外墙板拉结件、混凝土材料及与主体结构连接方式缺少系列研究，导致轻质外挂墙板应用受限。现在市面上拉结件分为金属拉结件、非金属拉结件，金属拉结件以桁架形为主，非金属拉结件主要有棒式、板式FRP拉结件。金属拉结件导热性强，不能降低热桥效应，且普通金属拉结件易锈蚀；普通非金属拉结件抗剪能力较差，不能满足更高性能的抗剪需求。目前轻质墙板所用材料多为火山渣，页岩陶粒，烧结粉煤灰陶粒等，多为烧结性材料不能满足环保要求且造价较高。因此，亟需设计及制作一种既能同时满足低热桥效应，高抗剪能力又具有耐腐蚀性的新型拉结件、一种新型节能环保的轻质保温墙板以及与主体结构的有效连接方式。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种热阻断保温拉结件,热阻断保温拉结件由钢筋、玻璃纤维筋套筒组成,具有很低的热桥效应，具有更高的抗剪能力，满足高性能的热工及抗剪需求。另提供一种轻质外挂保温墙板及其体系，墙板为三明治夹心保温墙板，所用混凝土为非烧结粉煤灰陶粒混凝土，轻质高强且所用材料为工业废料，更加节能环保。
本发明提供一种热阻断保温拉结件，包括：玻璃纤维筋套筒、中间V形钢筋和两根端部V形钢筋；所述玻璃纤维筋套筒的两端设有安装孔，套筒中部为实心区域；中间V形钢筋和端部V形钢筋的一端分别伸入玻璃纤维筋套筒两端的安装孔内并通过粘结剂粘结，两种V形钢筋通过玻璃纤维筋套筒连接组成桁架式结构。
在本发明的热阻断保温拉结件中，包括多根中间V形钢筋，所述中间V形钢筋的水平垂直高度H1为：
其中，L1为保温板的厚度，L2为埋深，l为玻璃纤维筋套筒的实心区域的长度，θ为中间V形钢筋的弯折角度。
在本发明的热阻断保温拉结件中，所述端部V形钢筋由长边钢筋和短边钢筋组成，长边钢筋伸入安装孔内通过粘结剂与玻璃纤维筋套筒粘结；长边钢筋与中间V形钢筋的水平垂直高度相同，短边钢筋的水平垂直高度为：L2-10mm。
在本发明的热阻断保温拉结件中，所述中间V形钢筋和端部V形钢筋均为螺纹钢筋，直径均为6-10mm；所述中间V形钢筋和端部V形钢筋的弯折角度相同，θ为60°-110°。
在本发明的热阻断保温拉结件中，所述玻璃纤维筋套筒的直径为14-25mm，两端的安装孔的深度为钢筋直径的10倍，安装孔的直径比钢筋直径大0.5-2mm，实心区域长度为10-30mm。
在本发明的热阻断保温拉结件中，所述粘结剂为高强粘钢胶。
本发明提供一种轻质外挂保温墙板，包括保温板和设置在保温板两侧的混凝土层，其包括上述的热阻断保温拉结件，所述玻璃纤维筋套筒贯穿保温板且浸入保温板两侧的混凝土层，中间V形钢筋的顶点钩挂着混凝土层内的钢筋网或直接焊接在混凝土层中，端部V形钢筋的短边钢筋钩挂着混凝土层内的钢筋网或直接焊接在混凝土层中，热阻断保温拉结件的高度为：安装墙板厚度-2倍钢筋保护层厚度；所述混凝土层为非烧结粉煤灰陶粒全轻混凝土，组分质量配比为：净用水185份、水泥420份、矿渣25份、粉煤灰35份、细骨料635份、粗骨料751份和减水剂8.3份；所述粗骨料为非烧结粉煤灰陶粒，所述细骨料为非烧结粉煤灰陶沙；所述非烧结粉煤灰陶粒的筒压强度为12Mpa，干容重800kg/m3。
本发明提供一种轻质外挂保温墙板体系，包括保温墙板、连接件和钢框架，所述保温墙板为上述的轻质外挂保温墙板；其中连接件包括上连接件和下连接件，保温墙板底部通过下连接件支撑在钢框架的底梁，通过上连接件悬挂在钢框架的顶梁；
所述上连接件由顶板、上背板和两个上侧板围构成，顶板通过螺栓与钢框架的顶梁连接，上背板设有水平长圆孔，保温墙板通过高强螺栓穿入水平长圆孔悬挂在钢框架的顶梁上，保温墙板通过高强螺栓在水平长圆孔内移动，移动长度大于或等于结构弹性层间位移角的1/250；所述下连接件由底板、下背板和两个下侧板围构成，底板通过螺栓与钢框架的底梁连接，下背板上设有U形槽，保温墙板下部通过高强螺栓穿入U形槽支撑在钢框架的底梁上。
在本发明的轻质外挂保温墙板体系中，所述水平长圆孔的直径比高强螺栓的直径大10mm。
在本发明的轻质外挂保温墙板体系中，所述保温墙板底部通过2个下连接件支撑于钢框架的底梁上，通过2个上连接件悬挂于钢框架的顶梁上。
本发明的一种热阻断保温拉结件、轻质外挂保温墙板及其体系，至少具有以下有益效果：
1、本发明的热阻断保温拉结件通过玻璃纤维筋套筒的实心区域阻断热量的传播，可有效大量降低热桥效应的影响，拉结件位于保温板区域内为玻璃纤维筋套筒，可有效避免钢筋锈蚀。
2、本发明的热阻断保温拉结件整体采用桁架筋形式抗剪能力更高。
3、本发明的热阻断保温拉结件的V形钢筋钩挂在混凝土层内的钢筋网上；V形钢筋也可以通过焊接的方式固定在混凝土层内，进一步提高锚固能力。
4、本发明的轻质外挂保温墙板，所用非烧结粉煤灰陶粒混凝土强度最高可达50Mpa，所用材料为工业废料，且机械成型不需烧制，更加节能环保。
5、本发明的轻质外挂保温墙板体系，外挂保温墙板通过上连接件和下连接件固定在钢框架上，连接件与钢框架及保温墙板间通过高强螺栓固定，组成一外挂墙板体系。满足施工误差要求，具有三维调节能力。增加主体结构耗能能力。可避免外挂保温墙板过早破坏引起墙板脱落。
附图说明
图1是本发明的一种热阻断保温拉结件的结构示意图；
图2是本发明的玻璃纤维筋套筒的结构示意图；
图3是本发明的一种轻质外挂保温墙板的结构示意图；
图4是本发明的一种轻质外挂保温墙板体系的结构示意图；
图5是本发明的上连接件的示意图；
图6是本发明的下连接件的示意图。
其中：1-中间V形钢筋，2-玻璃纤维筋套筒，3-端部V形钢筋，4-保温板，5-混凝土层，6-钢筋网，21-安装孔，22-实心区域，7-上连接件，71-顶板，72-上背板，73-上侧板，74-水平长圆孔，8-下连接件，81-底板，82-下背板，83-下侧板，84-U形槽，9-轻质外挂保温墙板，10-钢框架，11-高强螺栓。
具体实施方式
如图1和2所示，本发明提供一种热阻断保温拉结件，包括：玻璃纤维筋套筒2、中间V形钢筋1和两根端部V形钢筋3。所述玻璃纤维筋套筒2的两端设有安装孔21，中间为实心区域22。中间V形钢筋1和端部V形钢筋3的一端分别伸入玻璃纤维筋套筒2两端的安装孔21内并通过粘结剂粘结，两种V形钢筋通过玻璃纤维筋套筒2连接组成桁架式结构。
具体实施时，根据需要可设置多根中间V形钢筋1，所述中间V形钢筋1的水平垂直高度H1为：
其中，L1为保温板的厚度，L2为埋深，l为玻璃纤维筋套筒的实心区域的长度，θ为中间V形钢筋的弯折角度。
所述端部V形钢筋3由长边钢筋和短边钢筋组成，长边钢筋伸入安装孔21内通过粘结剂与玻璃纤维筋套筒2粘结。长边钢筋水平垂直高度与中间V形钢筋的水平垂直高度相同，短边钢筋的水平垂直高度H2为：L2-10mm。
所述中间V形钢筋1和端部V形钢筋3均为螺纹钢筋，直径都为6-10mm。所述中间V形钢筋和端部V形钢筋的弯折角度相同，θ为60°-110°。所述玻璃纤维筋套筒2的直径为14-25mm，两端的安装孔21的深度为钢筋直径的10倍，安装孔21的直径比钢筋直径大0.5-2mm，实心区域22长度为10-30mm。所述粘结剂为高强粘钢胶。
上述一种热阻断保温拉结件的制作方法，包括；
步骤1：制作玻璃纤维筋套筒，取截好的玻璃纤维筋段，在其两边开安装孔，开孔位置为玻璃纤维筋截面圆心处，开孔方向沿玻璃纤维筋轴线，并清除安装孔内残留碎末；
步骤2：按照设计尺寸和角度截取并弯折中间v形钢筋和端部v形钢筋，将钢筋截面打磨光滑，以便于插入玻璃纤维筋套筒的安装孔内；
步骤3：将高强粘钢胶按比例调好，用注射器注入玻璃纤维筋套筒的安装孔内并充满空心部分；
步骤4：将钢筋先插入玻璃纤维筋套筒一端的安装孔，插到套筒端部。
步骤5：待一端钢筋粘牢固后，将另一端钢筋与玻璃纤维筋套筒相粘结，依次进行钢筋的拼接，组成拉结件整体，待胶完全硬化后成型。
进行热阻断直筋段的抗拉试验以及热阻断保温拉结件置于墙板中的抗剪试验。本发明的热阻断保温拉结件中，玻璃纤维筋套筒与钢筋之间通过高强粘钢胶粘接，单个热阻断直筋段抗拉强度在15KN以上。本发明的热阻断保温拉结件的抗剪能力明显提高，在埋深为35mm混凝土为C30的轻质陶粒混凝土中单个N形热阻断保温拉结件桁架式抗剪承载力为45KN，为棒形拉结件抗剪承载力的4.6倍，且玻璃纤维筋套筒没有拔出与劈裂现象，破坏形式均为混凝土拔出破坏。
如图3所示，本发明另提供一种轻质外挂保温墙板，包括保温板4和设置在保温板两侧的混凝土层5，保温墙体包括上述的热阻断保温拉结件。所述玻璃纤维筋套筒2贯穿保温板4且浸入保温板两侧的混凝土层5，中间V形钢筋1的顶点钩挂着混凝土层5内的钢筋网6或直接焊接在混凝土层6中，端部V形钢筋3的短边钢筋钩挂着混凝土层5内的钢筋网6或直接焊接在混凝土层5中。热阻断保温拉结件的高度H为：安装墙板厚度-2倍钢筋保护层厚度。
所述混凝土层5为非烧结粉煤灰陶粒全轻混凝土，组分质量配比为：净用水185份、水泥420份、矿渣25份、粉煤灰35份、细骨料635份、粗骨料751份和减水剂8.3份。所述粗骨料为非烧结粉煤灰陶粒，所述细骨料为非烧结粉煤灰陶沙。所述非烧结粉煤灰陶粒的筒压强度为12Mpa，干容重800kg/m3。
如图4-6所示，本发明的一种轻质外挂保温墙板体系，包括保温墙板、连接件和钢框架10。所述保温墙板为上述的轻质外挂保温墙板9。其中连接件包括上连接件7和下连接件8，保温墙板底部通过下连接件8支撑于钢框架的底梁，通过上连接件7悬挂在钢框架的顶梁。
所述上连接件7由顶板71、上背板72和两个上侧板73围构成，顶板71通过螺栓与钢框架的顶梁连接，上背板72设有水平长圆孔74，保温墙通过高强螺栓11穿入水平长圆孔74悬挂在钢框架的顶梁上，保温墙通过高强螺栓11在水平长圆孔74内移动，为避免保温墙过早破坏，移动长度大于或等于结构弹性层间位移角的1/250。
所述下连接件8由底板81、下背板82和两个下侧板83围构成，底板81通过螺栓与钢框架的底梁连接，下背板82上设有U形槽84，保温墙板下部通过高强螺栓11穿入U形槽84支撑在钢框架的底梁上。
具体实施时，保温墙板通过2个上连接件和2个下连接件安装在钢框架上。也可以设置2个上连接件和3个下连接件。所述水平长圆孔74的直径比高强螺栓的直径大10mm。上连接件和下连接件与钢框架连接处的开孔均为椭圆孔，且开孔直径大于螺栓直径3mm。上连接件和下连接件均采用Q345钢板焊接而成。具体安装时应通过控制螺栓拧紧力矩，在螺栓滑动至孔壁之前，墙板不发生转动。和钢框架连接的椭圆孔应满足施工误差要求，具有两个方向的调节能力。
本发明的轻质外挂保温墙板体系中保温墙板通过上连接件和下连接件与钢框架连接，连接形式为下连接件承重，上连接件滑移限位。
上连接件与保温墙板相连处开设水平长圆孔，且水平孔竖向孔径大于螺栓直径，上连接件与顶梁连接处开有长圆孔，因此安装时有三维调节功能，同时合理开设水平长圆孔，可避免外挂墙板在地震作用下发生严重破坏，并且保温墙板通过高强螺栓在水平长圆孔内滑移，保证了墙板与钢框架的变形协调能力及提高了结构整体耗能能力。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的思想，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种热阻断保温拉结件，其特征在于，包括：玻璃纤维筋套筒、中间V形钢筋和两根端部V形钢筋；
所述玻璃纤维筋套筒的两端设有安装孔，玻璃纤维筋套筒中部为实心区域；中间V形钢筋和端部V形钢筋的一端分别伸入玻璃纤维筋套筒两端的安装孔内并通过粘结剂粘结，两种V形钢筋通过玻璃纤维筋套筒连接组成桁架式结构；
包括多根中间V形钢筋，所述中间V形钢筋的水平垂直高度H1为：
其中，L1为保温板的厚度，L2为埋深，l为玻璃纤维筋套筒的实心区域的长度，θ为中间V形钢筋的弯折角度；
所述端部V形钢筋由长边钢筋和短边钢筋组成，长边钢筋伸入安装孔内通过粘结剂与玻璃纤维筋套筒粘结；长边钢筋的水平垂直高度与中间V形钢筋的水平垂直高度相同，短边钢筋的水平垂直高度为：L2-10mm；
所述中间V形钢筋和端部V形钢筋均为螺纹钢筋，直径均为6-10mm；所述中间V形钢筋和端部V形钢筋的弯折角度相同，θ为60°-110°；
所述玻璃纤维筋套筒的直径为14-25mm，两端的安装孔的深度为钢筋直径的10倍，安装孔的直径比钢筋直径大0.5-2mm，实心区域长度为10-30mm。
2.如权利要求1所述的热阻断保温拉结件，其特征在于，所述粘结剂为高强粘钢胶。
3.一种轻质外挂保温墙板，包括保温板和设置在保温板两侧的混凝土层，其特征在于，其包括如权利要求1或2所述的热阻断保温拉结件，所述玻璃纤维筋套筒贯穿保温板且浸入保温板两侧的混凝土层，中间V形钢筋的顶点钩挂着混凝土层内的钢筋网或直接焊接在混凝土层中，端部V形钢筋的短边钢筋钩挂着混凝土层内的钢筋网或直接焊接在混凝土层中，热阻断保温拉结件的高度为：安装墙板厚度-2倍钢筋保护层厚度；
所述混凝土层为非烧结粉煤灰陶粒全轻混凝土，组分质量配比为：净用水185份、水泥420份、矿渣25份、粉煤灰35份、细骨料635份、粗骨料751份和减水剂8.3份；所述粗骨料为非烧结粉煤灰陶粒，所述细骨料为非烧结粉煤灰陶沙；所述非烧结粉煤灰陶粒的筒压强度为12Mpa，干容重800kg/m3。
4.一种轻质外挂保温墙板体系，包括保温墙板、连接件和钢框架，其特征在于，所述保温墙板为权利要求3所述的轻质外挂保温墙板；其中连接件包括上连接件和下连接件，保温墙板底部通过下连接件支撑在钢框架的底梁，通过上连接件悬挂在钢框架的顶梁；
所述上连接件由顶板、上背板和两个上侧板围构成，顶板通过螺栓与钢框架的顶梁连接，上背板设有水平长圆孔，保温墙板通过高强螺栓穿入水平长圆孔悬挂在钢框架的顶梁上，保温墙板通过高强螺栓在水平长圆孔内移动，移动长度大于或等于结构弹性层间位移角的1/250；所述下连接件由底板、下背板和两个下侧板围构成，底板通过螺栓与钢框架的底梁连接，下背板上设有U形槽，保温墙板下部通过高强螺栓穿入U形槽支撑在钢框架的底梁上。
5.如权利要求4所述的轻质外挂保温墙板体系，其特征在于，所述水平长圆孔的直径比高强螺栓的直径大10mm。
6.如权利要求4所述的轻质外挂保温墙板体系，其特征在于，所述保温墙板底部通过2个下连接件支撑于钢框架的底梁上，通过2个上连接件悬挂于钢框架的顶梁上。
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