CN115142609A - 一种装配式夹芯保温墙结构及施工方法 - Google Patents

一种装配式夹芯保温墙结构及施工方法 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种装配式夹芯保温墙结构及施工方法，包括：预制保温模块、钢框架模块、连接装置、外墙装饰层和内墙装饰层；预制保温模块包括外墙结构层、保温层和内墙结构层，预制保温模块内插于钢框架模块、内墙装饰层和外墙装饰层栓接形成的空腔；所述预制保温模块之间通过保温层上部和下部的上部连接结构和下部连接结构插接；所述钢框架模块之间、钢框架模块和预制保温模块之间通过连接装置形成稳定的连接。本申请提供的一种装配式夹芯保温墙结构施工便捷且连接可靠，有效改善了墙体的热桥效应，同时兼具一定的抗震性能。

Description

一种装配式夹芯保温墙结构及施工方法
技术领域
本公开涉及装配式建筑领域，具体公开一种装配式夹芯保温墙结构及施工方法。
背景技术
装配式建筑是一种将构件在工厂预制，现场装配的建筑形式。随着对绿色建筑要求的提高和人们对生活质量更高的需求。降低建筑的能耗，提高建筑的保温性能逐渐成为评价建筑优劣的关键指标。
建筑的保温隔热性能主要通过墙体的保温性能实现。为了降低建筑物内的能耗，墙体的保温技术逐渐被发展起来。夹芯保温墙板由于其可以较好地保护保温层免受腐蚀和破坏受到广泛关注。但目前应用于装配式建筑的夹芯保温墙体存在连接性能弱，施工不方便的弊端。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本申请旨在提供一种能够提升装配效果和连接性能，施工效率更高的一种装配式夹芯保温墙结构及施工方法。
第一方面，一种装配式夹芯保温墙结构，包括：预制保温模块、钢框架模块、连接装置、外墙装饰层和内墙装饰层；所述预制保温模块位于由钢框架模块、外墙装饰层和内墙装饰层形成的空腔内；所述预制保温模块包括保温层、外墙结构层、内墙结构层；所述连接装置由槽钢和十字钢板焊接组成，且所述槽钢腹板中轴线上设有螺栓孔Ⅳ；所述十字钢板一侧设有一字纵孔。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述保温层沿两侧设有T形定位槽；所述保温层分别在上部和下部设有上部连接结构和下部连接结构；所述外墙结构层和内墙结构层在墙角边缘设有结构层插槽，且在所述结构层插槽一侧固定安装预埋角钢；所述外墙结构层和内墙结构层内部设有结构层钢筋，且均通过GFRP连接件与保温层连接。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述上部连接结构在上部凸块顶部设装有胶粘剂的上胶囊层；所述上部连接结构的上部连接槽内设有预埋栓钉Ⅰ，且上部连接槽的位置与下部凸块相配合；所述下部连接结构在下部凸块顶部设装有胶粘剂的下胶囊层；所述下部连接结构的下部连接槽内设有预埋栓钉Ⅱ，且下部连接槽的位置与上部凸块相配合；所述预制保温模块通过上部连接结构和下部连接结构上下插接。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述矩形钢框架在与预制保温模块接触面沿着高度方向左右两侧焊接T形连接件，T形连接件的位置与T形定位槽相配合；所述钢框架模块的侧面设有螺栓孔Ⅰ和螺栓孔Ⅱ，且，螺栓孔Ⅰ与螺栓孔Ⅳ相配合，螺栓孔Ⅱ与螺栓孔Ⅲ相配合；所述钢框架模块两端各设有两个连接插槽，且插槽宽度稍大于连接装置中十字钢板一肢的厚度；所述内部填有保温隔热材料。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述预制保温模块通过T形连接件和连接装置与钢框架模块左右连接；所述钢框架模块通过连接装置上下栓接。
第二方面，一种装配式夹芯保温墙结构的施工方法，包括以下步骤：
S1：在工厂制作预制保温模块和钢框架模块；
S2：将外墙装饰层和内墙装饰层通过钢框架模块侧壁的螺栓孔Ⅱ连接，将在工厂预制好的预制保温模块通过T形定位槽放入由外墙装饰层，内墙装饰层和钢框架模块围合形成的空腔；其中，预制保温模块的下部连接结构中的栓钉穿透下方预制保温模块的上胶囊层，预制保温模块的上部连接结构中的栓钉穿透上方预制保温模块的下胶囊层，内部的胶粘剂被预制保温模块挤出，将预制保温模块上下连接；
S3：将钢框架模块和预制保温模块通过连接装置连接；其中，连接装置的槽钢部分插入钢框架模块内部并通过螺栓连接；连接装置的十字钢板插入预制保温模块的结构层插槽并与预埋角钢栓接；
S4：在连接装置的槽钢位置插入上一层的钢框架模块并通过螺栓连接；
S5：重复进行步骤S2-S4，完成上一层装配式夹芯保温墙的施工。
本申请提供的一种装配式夹芯保温墙结构及施工方法，将预制保温模块内插于钢框架之间实现预制保温模块水平方向的装配式连接，通过连接装置与预制保温模块的插接、连接装置与钢框架模块的栓接、上部连接结构和下部连接结构的卯榫插接共同实现了预制保温模块竖向的装配式连接。
本申请的T形定位槽宽度稍大于矩形钢框架的T形连接件，使预制保温模块在与矩形钢框架插接时更容易实现。T形连接件的翼缘内嵌在保温层内部提供了钢框架模块与预制保温模块的紧密连接，避免了钢材贯穿保温层对隔热性能的影响。
本申请的预制保温模块连接时，保温层上部凸起与下部连接槽、下部凸起与上部连接槽分别卯榫插接在一起，提供了预制保温模块之间较强的抗剪能力；胶囊层的薄膜被预埋栓钉Ⅰ和预埋栓钉Ⅱ刺穿，胶囊层内部的胶粘材料被保温层挤出，将上下层之间的预制保温模块连接；预制保温模块之间的卯榫插接、胶粘材料的胶粘作用和预埋栓钉的内插共同完成对预制保温模块的稳固连接，整个搭接过程通过重力作用实现，施工便捷可靠。
本申请的结构层插槽位于外墙结构层和内墙结构层墙角沿厚度方向的中间位置，钢框架模块与预制保温模块插接后，钢框架模块的连接插槽和预制保温模块的结构层插槽共同提供了连接装置的十字钢板的插接槽；连接装置的槽钢部分与钢框架模块通过间隔设置的螺栓孔稳固栓接，连接装置的十字钢板部分与预制保温模块通过一字横孔和一字竖孔栓接，将连接装置、预制保温模块和钢框架模块稳定连接；连接装置与预制保温模块之间一字横孔和一字竖孔的栓接孔提供了预制保温模块之间的一定的自由度，提供了地震作用下预制保温模块之间的耗能性能。
本申请的GFRP连接件设有三肢，连接件相邻每肢尾部固接，提供了连接件在外墙结构层内稳定的抗拔力，每肢头部设有梯形卡扣，梯形卡扣在制作预制保温模块时内嵌于内墙结构层，提供了连接件在内墙结构层的抗拔力；GFRP连接件在保温层两侧设有隔板，限制了GFRP连接件在保温层内的滑移，保证了GFRP与保温层之间的稳定连接；GFRP连接件整体材料使用GFRP材料，GFRP材料是有着良好的隔热性能的韧性材料，能保证良好的隔热性能和变形能力。
根据步骤S1所述内容，预制保温模块时，应首先预制保温层并将GFRP连接件贯穿插接在保温层内；随后在保温层两侧搭设结构层钢筋和模板，浇筑混凝土形成外墙结构层和内墙结构层；浇筑时，应注意混凝土与GFRP连接件是否紧密连接。
本申请实施例所提供的技术方案具有如下有益效果：
本申请提出了一种新型的装配式夹芯保温墙结构及施工方法，其中，装饰层与钢框架模块栓接形成框架，预制夹芯保温板插入装饰层与钢框架模块的空腔内，预制夹芯保温板上部连接结构和下部连接结构通过预埋栓钉和胶粘剂自动连接，施工便捷且连接可靠。装饰层同时起到围护保温墙板和美观的作用，装饰层和钢框架模块之间的框架进一步加固了预制夹芯保温板的连接。连接装置上设有一字纵孔，预制保温模块上设有一字横孔，保证了一定的自由度，在受到地震作用时达到耗能的目的。预制保温模块的保温层之间紧密插接，钢框架模块与预制保温模块之间的插接位于保温层内部，有效的保证了墙体保温性能的连续性和改善了热桥效应。
附图说明
图1所示的是一种装配式夹芯保温墙结构的示意图；
图2a所示的是预制保温模块上部连接结构示意图；
图2b所示的是预制保温模块下部连接结构示意图；
图3所示的是矩形钢框架的结构示意图；
图4a所示的是连接装置正面的结构示意图；
图4b所示的是连接装置背面的结构示意图；
图5所示的是组合框架的结构示意图；
图6所示的是图5中A部分钢框架的放大示意图；
图7a所示的是T形预制保温模块结构的示意图；
图7b所示的是L形预制保温模块结构的示意图；
图8所示的是预制保温模块的俯视图；
图9所示的是装配式夹芯保温墙结构的俯视图；
图10所示的是结构层与保温层的连接结构示意图；
图11所示的是GFRP连接件的结构示意图；
图12所示的是预埋角钢的结构示意图；
图中标号：1、预制保温模块；2、钢框架模块；3、连接装置；4、外墙装饰层；5、内墙装饰层；11、保温层；12、外墙结构层；13、内墙结构层；14、上部连接结构；15、下部连接结构；21、矩形钢框架；22、组合框架；23、螺栓孔Ⅰ；24、螺栓孔Ⅱ；25、T形连接件；26、连接插槽；27、保温隔热材料；28、欧松板；29、钢框架；31、槽钢；32；十字钢板；33、螺栓孔Ⅳ；34、一字纵孔；41、螺栓孔Ⅲ；111、T形定位槽；112、GFRP连接件；141、上部凸块；142、上胶囊层；143、预埋栓钉Ⅰ；144、上部连接槽；151、下部凸块；152、下胶囊层；153、预埋栓钉Ⅱ；154、下部连接槽；121、结构层插槽；122、结构层钢筋；123、预埋角钢；124、一字横孔。
具体实施方式
请参考图1-6所示的一种装配式夹芯保温墙结构的示意图。
图1中，一种装配式夹芯保温墙结构示意图，包括：预制保温模块1、钢框架模块2、连接装置3、外墙装饰层4和内墙装饰层5；所述预制保温模块1位于由钢框架模块2、外墙装饰层4和内墙装饰层5形成的空腔内；
其中：
请参考图2a和图2b所示的预制保温模块上部连接结构示意图和预制保温模块下部连接结构示意图，所述预制保温模块1包括保温层11、外墙结构层12、内墙结构层13；所述保温层11的上部和下部分别设有上部连接结构14和下部连接结构15；所述上部连接结构14在上部凸块141顶部设装有胶粘剂的上胶囊层142；所述上部连接结构14的上部连接槽144内设有预埋栓钉Ⅰ143且上部连接槽144的位置与下部凸块151相配合；所述下部连接结构15在下部凸块151顶部设装有胶粘剂的下胶囊层152；所述下部连接结构15的下部连接槽154内设有预埋栓钉Ⅱ153且下部连接槽154的位置与上部凸块141相配合；
当保温模块上下插接时，保温层11的下部连接结构15中的预埋栓钉Ⅱ153穿透下方保温层11的上胶囊层142，保温层11的上部连接结构14中的预埋栓钉Ⅰ143穿透上方保温层11的下胶囊层152，内部的胶粘剂被预制保温模块1挤出；
本实施例中，当墙体之间受到剪力作用时，预制保温模块1之间的卯榫插接、胶粘材料的胶粘作用和预埋栓钉的内插共同完成对预制保温模块1的稳固连接；预制保温模块1上下之间通过上部连接结构14和下部连接结构15卯榫插接形成紧密的连接，更好的保证了结构的保温隔热性能；整个搭接过程通过重力作用实现，施工便捷可靠。
在一优选的实施方式中，请参考图3所示的矩形钢框架结构示意图，其与预制保温模块1接触面沿着高度方向焊接T形连接件25，T形连接件25的位置与定位槽111相配合；钢框架模块2的侧面设有螺栓孔Ⅰ23和螺栓孔Ⅱ24，且，螺栓孔Ⅰ23与螺栓孔Ⅳ33相配合，螺栓孔Ⅱ24与螺栓孔Ⅲ41相配合；所钢框架模块2内部填充有保温隔热材料27；钢框架模块2的T形连接件25内嵌于保温层11内部避免了钢材贯穿保温层11对隔热性能的影响。
可选的，请参考图5、图6所示的组合框架结构示意图，所述钢框架模块2还可以由钢框架29、保温隔热材料27和欧松板28组成；所述钢框架29与T形连接件25焊接；组合框架22的T形连接件25与预制保温模块1的T形定位槽111插接，与连接装置3的槽钢31螺栓连接；钢框架29内部填充保温隔热材料27，有效改善了墙体的热桥效应。
本实施例中，钢框架模块2充当墙体结构中的结构柱的作用，钢框架模块2上下之间通过连接装置3栓接和插接的形式稳定连接，连接装置3中的十字钢板32限制了钢框架模块2垂直于墙体的位移，槽钢31和螺栓的连接限制了钢框架模块2平行于墙体的位移，保证了良好的传力机制；
请参考图6、图7所示的T形预制保温模块结构示意图和T形预制保温模块结构示意图，在墙体交汇处或墙角进行保温模块安装时，视情况选用T形预制保温模块或者L形预制保温模块；T形预制保温模块和L形预制保温模块在墙体交汇处和墙角处均连续设置保温层，保证了墙体均匀连续的隔热性能；
请参考图8所示的预制保温模块示意图，所述外墙结构层12和内墙结构层13在墙角边缘设有结构层插槽121和预埋角钢123；所述结构层插槽121的位置与钢框架模块2的连接插槽26相对应并通过连接装置3插接连接；所述预埋角钢123的一肢上开有一字横孔124，所述连接装置3的十字钢板32一侧开有一字纵孔34，连接装置3与预制保温模块1通过预埋角钢123栓接时，一字横孔124和一字纵孔34保证了结构一定的自由度，改善了结构在地震作用下的耗能性能。
请参考图10所示的结构层与保温层的连接结构示意图，所述保温层11内部贯穿预埋GFRP连接件112；GFRP材料有着良好的隔热性能，配合钢框架模块2的连接形式，改善了外墙结构层12和内墙结构层13之间的热桥效应；
外墙结构层12和内墙结构层13内部均匀布置有结构层钢筋122，预制保温模块1在承担轴力作用时通过外墙结构层12、内墙结构层13和内部的结构层钢筋122传递上部荷载。
为得到上述实施方式所述的一种装配式夹芯保温墙结构，本申请还提供有一种装配式夹芯保温墙结构的施工方法的具体实施步骤，即：包括以下步骤：
S1：在工厂制作预制保温模块和钢框架模块；
S2：将外墙装饰层和内墙装饰层通过钢框架模块侧壁的螺栓孔Ⅱ连接，将在工厂预制好的预制保温模块通过T形定位槽放入由外墙装饰层，内墙装饰层和钢框架模块围合形成的空腔；其中，预制保温模块的下部连接结构中的栓钉穿透下方预制保温模块的上胶囊层，预制保温模块的上部连接结构中的栓钉穿透上方预制保温模块的下胶囊层，内部的胶粘剂被预制保温模块挤出，将预制保温模块上下连接；
S3：将钢框架模块和预制保温模块通过连接装置连接；其中，连接装置的槽钢部分插入钢框架模块内部并通过螺栓连接；连接装置的十字钢板插入预制保温模块的结构层插槽并与预埋角钢栓接；
S4：在连接装置的槽钢位置插入上一层的钢框架模块并通过螺栓连接；
S5：重复进行步骤S2-S4，完成上一层装配式夹芯保温墙的施工。
实施例1：
本发明通过将预制保温模块1内插于钢框架模块2之间实现预制保温模块1水平方向的装配式连接，通过连接装置3与预制保温模块1的插接、连接装置3与钢框架模块2的栓接、上部连接结构14和下部连接结构15的卯榫插接共同实现了预制保温模块1竖向的装配式连接。
T形定位槽111宽度稍大于矩形钢框架21的T形连接件25，使预制保温模块1在与矩形钢框架21插接时更容易实现；T形连接件25的翼缘内嵌在保温层11内部，提供了钢框架模块2与预制保温模块1的紧密连接，避免了钢材贯穿保温层11对隔热性能的影响。
预制保温模块1连接时，保温层11上部凸块121与下部连接槽154、下部凸块151与上部连接槽144分别卯榫插接在一起，提供了预制保温模块1之间较强的抗剪能力；胶囊层的薄膜被预埋栓钉Ⅰ143和预埋栓钉Ⅱ153刺穿，胶囊层内部的胶粘材料被保温层11挤出，将上下层之间的预制保温模块1连接；预制保温模块1之间的卯榫插接、胶粘材料的胶粘作用和预埋栓钉的内插共同完成对预制保温模块1的稳固连接，整个搭接过程通过重力作用实现，施工便捷可靠。
结构层插槽121位于外墙结构层12和内墙结构层13墙角沿厚度方向的中间位置，钢框架模块2与预制保温模块1插接后，钢框架模块2的连接插槽26和预制保温模块1的结构层插槽121共同提供了连接装置3的十字钢板32的插接槽；连接装置3的槽钢31与钢框架模块2通过间隔设置的螺栓孔稳固栓接，连接装置3的十字钢板32与预制保温模块1通过一字横孔124和一字竖孔34栓接，将连接装置3、预制保温模块1和钢框架模块2稳定连接；连接装置3与预制保温模块1之间一字横孔124和一字竖孔34的栓接孔提供了保温模块之间的一定的自由度，提供了地震作用下预制保温模块1之间的耗能性能。
GFRP连接件112设有三肢，连接件相邻每肢尾部固接，提供了连接件在外墙结构层内稳定的抗拔力，每肢头部设有梯形卡扣，便于连接件插入内墙结构层，梯形卡扣在制作预制保温模块1时内嵌于内墙结构层13，提供了连接件在内墙结构层的抗拔力；GFRP连接件在保温层11两侧设有隔板，限制了GFRP连接件在保温层内的滑移，保证了GFRP与保温层11之间的稳定连接；GFRP连接件整体材料使用GFRP材料，GFRP材料是有着良好的隔热性能的韧性材料，能保证良好的隔热性能和变形能力。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (6)

1.一种装配式夹芯保温墙结构，其特征在于，包括：预制保温模块(1)、钢框架模块(2)、连接装置(3)、外墙装饰层(4)和内墙装饰层(5)；所述预制保温模块(1)位于由钢框架模块(2)、外墙装饰层(4)和内墙装饰层(5)形成的空腔内；
所述预制保温模块(1)包括保温层(11)、外墙结构层(12)、内墙结构层(13)；
所述连接装置(3)由槽钢(31)和十字钢板(32)焊接组成，且所述槽钢(31)腹板中轴线上设有螺栓孔Ⅳ(33)；所述十字钢板(32)一侧设有一字纵孔(34)。
2.根据权利要求1所述的一种装配式夹芯保温墙结构，其特征在于：
所述保温层(11)沿两侧设有T形定位槽(111)；所述保温层(11)分别在上部和下部设有上部连接结构(14)和下部连接结构(15)；所述保温层(11)内部均匀预埋有GFRP连接件(112)；
所述外墙结构层(12)和内墙结构层(13)在墙角边缘设有结构层插槽(121)，且在所述结构层插槽一侧固定安装预埋角钢(123)；所述预埋角钢(123)的一肢上设有一字横孔(124)；
所述外墙结构层(12)和内墙结构层(13)内部设有结构层钢筋(122)，且均通过GFRP连接件(112)与保温层(11)连接。
3.根据权利要求2所述的一种装配式夹芯保温墙结构，其特征在于：
所述上部连接结构(14)在上部凸块(141)顶部设装有胶粘剂的上胶囊层(142)；所述上部连接结构(14)的上部连接槽(144)内设有预埋栓钉Ⅰ(143)，且上部连接槽(144)的位置与下部凸块(151)相配合；
所述下部连接结构(15)在下部凸块(151)顶部设装有胶粘剂的下胶囊层(152)；所述下部连接结构(15)的下部连接槽(154)内设有预埋栓钉Ⅱ(153)，且下部连接槽(154)的位置与上部凸块(141)相配合；
所述预制保温模块(1)通过上部连接结构(14)和下部连接结构(15)上下插接。
4.根据权利要求1所述的一种装配式夹芯保温墙结构，其特征在于：
所述钢框架模块(2)包括矩形钢框架(21)、T形连接件(25)和保温隔热材料(27)；
所述矩形钢框架(21)在与预制保温模块(1)接触面沿着高度方向左右两侧焊接T形连接件(25)，T形连接件(25)的位置与T形定位槽(111)相配合；所述钢框架模块(2)的侧面设有螺栓孔Ⅰ(23)和螺栓孔Ⅱ(24)，且，螺栓孔Ⅰ(23)与螺栓孔Ⅳ(33)相配合，螺栓孔Ⅱ(24)与螺栓孔Ⅲ(41)相配合；所述钢框架模块(2)两端各设有两个连接插槽(26)，且插槽宽度稍大于连接装置(3)中十字钢板(32)一肢的厚度；所述矩形钢框架(21)内部填有保温隔热材料(27)。
5.根据权利要求1和4所述的一种装配式夹芯保温墙结构，其特征在于：
所述预制保温模块(1)通过T形连接件(25)和连接装置(3)与钢框架模块(2)左右连接；所述钢框架模块(2)通过连接装置(3)上下栓接。
6.一种装配式夹芯保温墙结构的施工方法，其特征在于：
包括以下步骤：
S1：在工厂制作预制保温模块和钢框架模块；
S2：将外墙装饰层和内墙装饰层通过钢框架模块侧壁的螺栓孔Ⅱ连接，将在工厂预制好的预制保温模块通过T形定位槽放入由外墙装饰层，内墙装饰层和钢框架模块围合形成的空腔；其中，预制保温模块的下部连接结构中的栓钉穿透下方预制保温模块的上胶囊层，预制保温模块的上部连接结构中的栓钉穿透上方预制保温模块的下胶囊层，内部的胶粘剂被预制保温模块挤出，将预制保温模块上下连接；
S3：将钢框架模块和预制保温模块通过连接装置连接；其中，连接装置的槽钢部分插入钢框架模块内部并通过螺栓连接；连接装置的十字钢板插入预制保温模块的结构层插槽并与预埋角钢栓接；
S4：在连接装置的槽钢位置插入上一层的钢框架模块并通过螺栓连接；
S5：重复进行步骤S2-S4，完成上一层装配式夹芯保温墙的施工。
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