CN113482193A - 一种带加强带的复合预制墙板 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种带加强带的复合预制墙板，该墙板包括砌块主墙体，设于墙体两侧表面的若干条水平或竖向加强带，所述的水平加强带和竖向加强带分别设置或同时设置，所述的加强带沿墙厚方向不贯穿。所述的加强带的作用是增强垂直于墙体表面的受弯承载力。本发明的预制墙体具有轻质高强、保温节能、环保绿色，生产效率高、经济性好的优点。

Description

一种带加强带的复合预制墙板

技术领域

本发明属于建筑工程领域，尤其涉及一种带加强带的复合预制墙板。

背景技术

预制装配式建筑符合建筑工业化及绿色环保的要求，特别是我国绿色建筑与建筑工业化的产业政策，对预制装配式建筑其需求越来越大。预制装配式外墙板是预制装配式建筑的主要内容之一，现有预制墙板特别是外墙板主要采用钢筋混凝土制作，钢筋混凝土预制外墙存在自重大、不节材、不节能、造价高的缺点。

蒸压加气混凝土砌块是目前建筑墙体中的主要应用材料，具有轻质、高强、节能、绿色环保及经济的优点，目前全国各地普遍均有生产，产能大，材料容易获得。在国家大力推广装配式建筑，倡导建筑墙体工厂预制后，对蒸压加气混凝土砌块的需求会大大减少，导致各地产能浪费。

为此，本人于2017年提出了一种专利技术解决方案——《一种复合预制墙板及其制作方法》(专利申请号201710384465.5，下称“文件1”)，在该技术解决方案中本人提出了提出了一种带加强肋的复合预制墙板方案，其结构为将轻质材料填充于加强肋间，其中加强肋承受作用于墙板面的整体荷载。该专利可以利用轻质砌块(包括蒸压加气混凝土砌块)砌筑墙体，使预制砌块墙能满足运输、安装、使用的要求，是一种较好的预制墙体解决方案。

但文件1方案存在以下缺点：

1.产品材料成本高。文件1方案采用加强肋承担主要整体承载力(参见文件1权利要求1及说明书)，加强肋采用钢筋混凝土或钢材等高强度材料制成(参见文件1权利要求6)，这一技术方案未充分利用砌体砌块强度，导致主要受力材料用量大，产品成本高。

2.生产难度大、生产效率低、成本高。文件1方案实施需要在砌块墙砌筑时预留用于设置加强肋的凹槽(通常为贯通)，凹槽预留困难，难以连续作业，生产效率低下。为形成该凹槽，只能采用人工砌筑，在砌筑时需要事先放样预留凹槽位置，根据凹槽间距需要事先将标准砌块切断，在砌筑时在凹槽位置要将砌块对齐。这带来砌块切割工作量大、砌块因切割而产生的废弃余料多及砌筑费工等3大问题。

3.形成热桥，保温性能差。文件1方案在砌体墙里加强肋尺寸大，在墙体上容易形成热桥，保温性能相对较差，对节能保温不利。

发明内容

本发明的目的是针对现有的钢筋混凝土预制外墙板自重大、不节材、不节能、造价高，以及文件1方案的结构不合理、材料用量大、预制砌块墙制作复杂、生产效率低及造价高的缺点，提出了一种采用砌块制造、带加强带的复合预制墙板解决方案。

与文件1的由加强肋提供主要承载力方案不同，本发明采用带加强带的复合预制墙板方案，即利用砌块本身的受压承载力(取代文件1中加强肋处于受压区的材料)结合仅在受拉区配置受拉加强带共同受力方案。通过本发明方案与文件1的加强肋方案进行对比研究，本发明方案具有加强材料用量省，强度高、保温性能好、制作方便，造价低的优点，是对文件1方案的一种改进。具体如下：

1.本发明方案为复合材料受力，承载力高、材料利用率高、经济。

通过研究表明，一般组成砌体的砌块和砌块胶缝具备承受弯矩和剪力的能力，但这部分的承载能力比较低，一般而言，采用蒸压加气混凝土和专用砂浆砌筑的砌体沿通缝弯曲抗拉强度设计值约为0.06Mpa(其它砌块材料约为0.05～0.11Mpa)。故未作任何加强措施的砌体本身有一定的平面外受弯承载力，但满足建筑工程外墙上使用的跨度很有限(通常不大于2m)。

因此文件1方案采用了加强肋来作为主要受力结构，用加强肋将受弯承载力小的砌体墙砌体部分划分成较小的尺寸，较小尺寸的砌体墙将外荷载传给加强肋，再通过用高强度材料制成的加强肋承受大跨度荷载，使外墙能使用于跨度大于2m的情况。

本发明方案与文件1方案不同。本发明方案，通过在砌体构件受拉一侧设置承受拉力的加强带来提高砌体构件的受弯承载力(像钢筋混凝土梁工作原理)，以提高使用跨度(比如仅在受拉侧设置钢筋，其它的高效方法还有在砌体受拉表面粘贴碳纤维、玻璃纤维等高强度受拉材料)。分析和试验表明，每隔一定间距(比如1.0m)设置一条竖向加强带，可以使预制外墙使用高度达到4m以上，这基本可以满足绝大部分的工程需要。

因此采用在预制砌块墙上每隔一定间距设置加强带，让加强带之间的砌体承受墙面外的受弯荷载并传递给加强带，而让加强带承受更大跨度的墙面整体荷载的复合受力是一种很好的技术方案。

为进一步说明本发明方案与文件1方案结构技术的不同及优越性，以通常采用的蒸压加气混凝土砌体外墙为例进行分析说明。

通常砌体外墙的砌块强度等级通常为A3.5或A5.0，这2种材料的设计抗压强度为1.8Mpa及2.6Mpa。当在平面外受弯工况下，受压区高度30mm时，每延米宽度的墙就可以提供高达54kN的受压承载力。

1)本发明分析研究方案采用常用的200mm厚A3.5蒸压加气混凝土砌块墙，且仅在砌块墙一侧采用专用粘结剂嵌入2根直径10mm的HRB400螺纹钢，或在砌块墙一侧粘贴250mm宽200g单向碳纤维布作为受拉加强带。经分析试验，砌块墙每延米宽度受弯承载力可达到8.6kN.m以上。

2)作为比较，文件1方案采用加强肋材料(主要是钢筋混凝土和型钢钢材)作为墙板的主要受力材料来承受墙板平面外的风荷载和地震力产生的弯矩。根据文件1权利要求，在弯矩作用下的受拉区及受压区均采用加强肋材料来受力(其受力截面中和轴处于加强肋中)。经分析及试验验证得到，为达到与本发明方案同等受弯承载力(即8.6kN.m/m)要求，文件1方案需要采用C30混凝土，截面尺寸120x200mm，单侧配筋为2根10mmHRB400的螺纹钢。

3)从上述结果看，显然从同等承载力来比较，文件1的方案所需加强肋尺寸比较大，采用本发明方案所需的加强材料要少得多。如果需要更高的承载力，本发明方案仍可通过增加受拉区加强带的钢筋数量或碳纤维布的宽度(或同时采用更高强度的砌体)来大幅度提高承载力。

4)对于截面受弯承载力达到8.6kN.m/m的建筑外墙，已可以满足在设计值3.7kN/m²(相当于基本风压0.8kN/m²，100m高度的建筑)、高度4.3m的外墙板的承载力要求。这可覆盖我国包括沿海地区在内的绝大部分地区建筑外墙的抗风及抗震承载力要求。

2.本发明方案制造方便，适合流水线生产。

由于无需预先预留凹槽，本发明方案可采用多块预制墙拼接一起连续砌筑完墙体，然后在需要设置受拉加强带的位置铺贴纤维布或开槽嵌入钢筋并填入专用粘结剂来设置受拉加强带，最后根据预制墙板尺寸要求直接切割完成制作。

上诉无论哪一个步骤，均可以采用机械设备进行流水作业，相比于文件1方案，可大大提高生产效率和降低生产成本，符合工业化生产要求。

并且本发明由于采用多块预制墙体一起制作还可以减少标准砌块的切割，减少作业的同时也减少因材料余量造成的废弃浪费。相比于文件1方案，即可节约材料又可减少废弃物排放，符合节材与环保的要求。

3.本发明方案预制墙体无热桥，保温隔热效果更好。

采用保温隔热性能好的材料作为砌体材料时，本发明方案因受拉加强带仅设置于预制墙体表面，中间为保温隔热性能更好的墙体材料所阻隔，阻断墙体中的冷热桥。因此相比于文件1中的加强肋所产生的冷热桥，保温隔热效果更好。

具体技术方案如下：

方案一：一种带加强带的复合预制墙板，该墙板包括砌块主墙体、在主墙体两侧表面外各设有水平或竖向加强带，所述的水平加强带和竖向加强带分别设置或同时设置，所述的水平加强带或竖向加强带沿墙厚方向不贯穿。所述的水平加强带或竖向加强带的作用是增强外墙板垂直于墙体表面的受弯承载力。

方案二：一种带加强带的复合预制墙板另一种方案，该墙板包括砌块主墙体，在主墙体两侧表面或靠近两侧表面内各设有水平或竖向加强带，所述的水平加强带和竖向加强带分别设置或同时设置，所述的水平加强带或竖向加强带沿墙厚方向不贯穿。所述的水平加强带或竖向加强带的作用是增强外墙板垂直于墙体表面的受弯承载力。

方案三：一种带加强带的复合预制墙板，该墙板包括砌块主墙体，主墙体上设有洞口或缺口，洞口或缺口为通孔，缺口设置在板的一边或一角，通常的所述的洞口或缺口可以安装建筑墙体上的门窗。还包括设置于所述洞口或所述缺口边主要用于增强洞口处墙体的平面外受弯承载能力的加强带，所述加强带水平设置或竖向设置，水平加强带和竖向加强带分别设置或同时设置。所述的加强带在所述主墙体厚度方向的两侧成对设置。所述的加强带的作用是增强洞口处墙体的承载能力。

作为一种带加强带的复合预制墙板进一步解决方案，所述的水平加强带或竖向加强带在墙体两侧表面成对出现，成对出现的加强带也可采用以一定间距分布的拉筋加强连接，拉筋可以使位于受压区的加强带不容易失稳剥离，也可以提高砌体墙平面外的受剪承载力。

作为一种带加强带的复合预制墙板解决方案，所述的水平加强带或竖向加强带嵌入墙体表面或凸出墙体表面外。所述的水平加强带或竖向加强带截面是片状、矩形、三角型、或其它任何形状。当水平加强带或竖向加强带嵌入墙面时，可使墙面平整。

一种带加强带的复合预制墙板，所述的砌块是由蒸压加气混凝土、烧结材料、水泥、陶粒混凝土及其它材料制作的砌块或砖。

一种带加强带的复合预制墙板，所述的水平加强带、竖向加强带、洞口竖向加强带及所述的洞口水平加强带的材料是钢筋混凝土、各类纤维布、钢板、型钢。

上述洞口水平加强带或洞口竖向加强带一般设置在墙体两侧表面，也可以设置在墙体中间，或2边或3边包裹洞口侧边。

本发明的有益效果：本发明提供了一种节约材料、方便制作生产、保温节能效果好、经济的复合预制墙板技术方案。

附图说明

图1～3为带加强带墙体的截面详图；

图4为实施例一的带加强带的复合预制墙板示意图；

图5为实施例二的带加强带的复合预制墙板示意图；

图6为实施例三的带加强带的复合预制墙板示意图；

图7为实施例四的带加强带的复合预制墙板示意图；

图8～10为实施例五的带加强带的复合预制墙板示意图；

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例一

如图1～4所示的一种带加强带的复合预制墙板，包括砌块主墙体1，设于墙体两侧表面的若干条水平或竖向加强带2，其中砌块主墙体1砌块为蒸压加气混凝土砌块，加强带2为钢筋混凝土(如图1)或碳纤维布(如图2)或设钢筋灌浆孔(如图3)。

其制作方法为：

方案1：采用钢筋混凝土加强带2(图1)，砌筑砌体墙1，在砌体墙1上开设V型水平及竖向槽，安装钢筋，在墙表明V型槽位置安装模板，灌注混凝土或注浆，达到强度后拆模，完成预制墙板的制作。

方案2：采用碳纤维布加强带2(图2)，砌筑砌体墙1，在砌体墙1表面设置加强带2处刷胶，粘贴碳纤维布，完成预制墙板的制作。

方案3：设钢筋灌浆孔加强带2(图3)，砌筑砌体墙1，在砌体墙1设置加强带处钻孔(也可以在砌墙前对砌块钻孔)，墙体两侧的孔位置错位设置，在孔中插入钢筋，对孔注浆，完成预制墙板的制作。

实施例二

如图1～3、图5所示，本实施例与实施例一的不同之处在于：在预制墙体中设置孔洞4，并在孔洞周边设置洞口加强带3。

实施例三

如图1～3、图6所示，本实施例与实施例一的不同之处在于：在预制墙体中设置孔洞4。

实施例四

如图1～2、图7所示，本实施例与实施例一的不同之处在于：在预制墙体中设置孔洞4，除在孔洞周边设置洞口加强带3外，其余部位未设加强带2。

实施例五

如图1～2、图8～10所示，本实施例与实施例一的不同之处在于：在预制墙体中设置缺口5，除在缺口周边设置洞口加强带3外，其余部位未设加强带2。

Claims (6)

1.一种带加强带的复合预制墙板，其特征在于：包括砌块主墙体，在主墙体两侧表面外各设有用于增强预制墙板面外受弯承载力的加强带，所述加强带水平设置或竖向设置，水平加强带和竖向加强带分别设置或同时设置。

2.一种带加强带的复合预制墙板，其特征在于：包括砌块主墙体，在主墙体两侧表面或靠近两侧表面内各设有用于增强预制墙板面外受弯承载力的加强带，所述加强带水平设置或竖向设置，水平加强带和竖向加强带分别设置或同时设置，所述的主墙体两侧的水平加强带或竖向加强带沿墙厚方向不贯穿。

3.一种带加强带的复合预制墙板，其特征在于：包括砌块主墙体，主墙体上设有洞口或缺口，洞口或缺口为通孔，缺口设置在板的一边或一角，还包括设置于所述洞口或所述缺口边用于增强洞口处墙体的承载能力的加强带，所述加强带水平设置或竖向设置，水平加强带和竖向加强带分别设置或同时设置，所述的加强带在所述主墙体厚度方向的两侧成对设置。

4.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的一种带加强带的复合预制墙板，其特征在于：所述的水平加强带或竖向加强带截面是圆形或多边形。

5.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的一种带加强带的复合预制墙板，其特征在于：所述的砌块是由蒸压加气混凝土或烧结材料或水泥或陶粒混凝土材料制成的砌块或砖。

6.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的一种带加强带的复合预制墙板，其特征在于：所述的水平加强带、竖向加强带的材料是钢筋混凝土或各类纤维布或钢板或型钢。

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