CN115142693A - 一种用于钢板混凝土剪力墙裂缝的控制装置及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于钢板混凝土剪力墙裂缝的控制装置及施工方法，包括有钢板剪力墙，所述控制装置包括有金属管、穿管套环、预热及制冷系统、养护系统、止水阀和测温系统，金属管设有进口端和出口端，在钢板剪力墙中焊接有穿管套环，金属管通过穿管套环呈S形布置于钢板剪力墙中，预热及制冷介质系统或养护系统可分别通过管道与金属管的进口端可拆卸连接，而金属管的出口端可与预热及制冷介质系统可拆卸连接，或者在其出口端设有止水阀；测温系统敷设在钢板剪力墙上。采用本发明所述的控制装置及施工方法，可以有效解决钢板剪力墙容易开裂的问题，其适用范围广泛，对结构安全有保障，具有施工操作简单的优势，其实用性强，适合推广使用。
Description
技术领域
本发明涉及建筑工程技术领域，具体地说是一种用于钢板混凝土剪力墙裂缝的控制装置及施工方法。
背景技术
随着社会的不断发展，超高层建筑数量越来越多，建筑高度的增加带来结构自重的增加，从而给结构设计带来的影响也越来越大。超高层建筑内筒外框的混合结构体系中，剪力墙是重要的抗侧力构件。随着建筑结构高度的增加，建筑底部剪力墙承受的竖向荷载也越来越大，如果采用传统的钢筋混凝土剪力墙，则需要增加剪力墙的厚度。过厚的剪力墙不仅浪费建筑空间、施工复杂，还会导致自重增加，地震作用下受影响程度更大，此外还会导致结构的建造成本增加。
近年来，钢板混凝土组合剪力墙结构作为一种新型抗侧力结构体系，充分发挥了钢与混凝土两种材料的优势，提高承载力的同时保持了良好的延性及抗震性能，在超高层建筑中应用广泛。但是，钢板剪力墙在混凝土硬化收缩过程中，由于钢板与混凝土变形不一致，混凝土凝结硬化过程产生的水化热不易散失，造成墙体内外温差过大，加上混凝土收缩、外部约束大等原因极易导致严重的早期裂缝，危害建筑物的安全及耐久性。特别是在寒冷地区或者炎热地区。这种情况更加严重，在建筑施工领域，钢板剪力墙开裂已经成为疑难杂症，目前尚无较好的解决方案。
经检索，中国专利号201210160003.2，公开了一种名为“钢板-砼组合剪力墙预热钢板消除砼收缩裂缝施工方法”，所述方法中用到了钢板-砼组合剪力墙预热钢板消除砼收缩裂缝装置，该装置包括导热盘管4、测温系统9 和导热介质注入系统8，所述导热盘管4 设有进口端6 和出口端7，并且导热盘管4 均匀敷设在剪力墙钢板1 上，所述测温系统9 也敷设在剪力墙钢板1 上，所述导热介质注入系统8 连接在导热盘管4 的进口端6。所述导热盘管4 为中空的金属管，盘管管径及分布间距根据温控需求选定。本方法可有效控制剪力墙钢板的温度，避免因剪力墙钢板与砼变形不一致导致的砼收缩裂缝。但是，在利用导热介质加热剪力墙钢板的同时，还需要采用辅助加热装置辅助加热剪力墙钢板，从而增加了制作及施工成本。
因此，基于以上问题，为了能够有效解决钢板剪力墙容易开裂的问题，从而提出一种结构简单的控制装置，利用该装置，既能适用于严寒地区使用，又能适用于炎热地区使用，从而提高使用范围，对结构安全有保障，有效避免因砼收缩导致的裂缝问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对背景技术中存在的问题，提供一种结构简单的控制装置，利用该装置不仅能够有效解决钢板剪力墙容易开裂的问题，还能适用于严寒地区或炎热地区使用，满足不同施工环境的使用要求，具体地说是一种用于钢板混凝土剪力墙裂缝的控制装置及施工方法。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种用于钢板混凝土剪力墙裂缝的控制装置，包括有钢板剪力墙，所述控制装置包括有金属管、穿管套环、预热及制冷系统、养护系统、止水阀和测温系统，所述金属管设有进口端和出口端，在所述钢板剪力墙中焊接有多个穿管套环，所述金属管通过穿管套环呈S形布置于钢板剪力墙中，所述预热及制冷介质系统或养护系统可分别通过管道与所述金属管的进口端可拆卸连接，而所述金属管的出口端可与预热及制冷介质系统可拆卸连接，或者在其出口端设有止水阀；所述测温系统敷设在钢板剪力墙上，用于监测钢板剪力墙的温度变化。
进一步地，本发明所述的一种用于钢板混凝土剪力墙裂缝的控制装置，其中所述预热及制冷系统包括有流体循环泵和加热制冷机，所述加热制冷机配置有智能控制系统，并在所述加热制冷机中设有流体介质，通过所述加热制冷机用于给流体介质提供工作温度，所述流体循环泵的进口通过管道与所述加热制冷机连接，而其出口与所述金属管的进口端可拆卸连接，所述金属管的出口端通过管道与加热制冷机可拆卸连接；利用所述流体循环泵将加热制冷机中的流体介质输送至金属管内，并返回至加热制冷机中。
进一步地，本发明所述的一种用于钢板混凝土剪力墙裂缝的控制装置，其中所述养护系统包括有浆料储存桶、注浆机和压力表，在所述浆料储存桶中储存有浆料介质，所述浆料储存桶设置于注浆机中，所述压力表设置在注浆机上，用于监测浆料介质的压力；所述注浆机具有注浆口，所述注浆机的注浆口通过管道与所述金属管的进口端可拆卸连接；在所述金属管的出口端设有止水阀；通过所述注浆机将浆料储存桶中的浆料介质输送至金属管内。
进一步地，本发明所述的一种用于钢板混凝土剪力墙裂缝的控制装置，其中所述测温系统为接触式或非接触式温度传感器。
本发明还提供了利用所述控制装置用于钢板混凝土剪力墙裂缝的施工方法，所述施工方法包括如下步骤：
(1)在制作工厂，对制作的钢板剪力墙，需要预先将多个穿管套环焊接在加工好的钢板剪力墙上，焊接位置应避开钢板剪力墙中的螺栓，并且焊接间距适当即可；
(2)在钢板剪力墙运至现场吊装前，先将金属管从下向上呈S形路径穿入穿管套环，并从钢板剪力墙下端穿出，使其两端均位于钢板剪力墙下方，同时，将测温系统安装在钢板剪力墙上；然后用塔吊将钢板剪力墙吊装在结构主体上进行安装固定，完成钢板剪力墙现场安装；最后将金属管的进口端通过管道与流体循环泵的出口连接，其出口端通过管道与加热制冷机连接，而所述流体循环泵的进口通过管道与所述加热制冷机连接；
(3)当金属管与预热及制冷系统在现场安装完成后，根据现场实际大气温度，先提前设定钢板剪力墙需要加热的温度，然后设置预热及制冷系统中加热制冷机的加热温度，最后启动加热制冷机的加热功能，当加热制冷机中的流体介质加热到设定温度，打开流体循环泵，使经加热后的流体介质在钢板剪力墙上的金属管内不断循环，实现给钢板剪力墙加热；同时，通过测温系统监测钢板剪力墙的温度变化，使钢板剪力墙达到预定温度并产生一定的热膨胀，即可关闭流体循环泵；然后开始浇筑混凝土，当混凝土浇筑完毕，钢板剪力墙开始水化反应，并释放出大量的热，此时，则需要调节加热制冷机的制冷功能，使经制冷后的流体介质在钢板剪力墙上的金属管内不断循环，带走水化反应释放的热量，减少混凝土内外温差，直至内外温差低于规范要求，即可停止制冷工作；
(4)当浇筑的混凝土养护结束后，先撤走预热及制冷系统，并在金属管的出口端安装止水阀，使其密封，同时，将撤走的预热及制冷系统更换为养护系统，利用养护系统中的注浆机，所述注浆机的注浆口通过管道与所述金属管的进口端连接；启动注浆机，使储存在浆料储存桶中的浆料介质注入金属管内，从而使金属管内填充浆料介质，填充的浆料介质经养护硬化后，撤走养护系统，从而使金属管与钢板剪力墙及浇筑的混凝土形成一体结构，以此来增强浇筑的钢板混凝土剪力墙的结构强度。
进一步地，本发明所述的施工方法，其中所述流体介质为水或者其它流体物质，所述流体介质根据现场需要，利用加热制冷机调节其温度范围在5～80℃调节。
进一步地，本发明所述的施工方法，其中所述浆料介质为水泥浆，所述水泥浆采用比现场浇筑混凝土所使用的水泥等级高一个等级的水泥与水混合组成。
采用本发明所述的一种用于钢板混凝土剪力墙裂缝的控制装置及施工方法，与现有技术相比，其有益效果在于：通过配置的预热及制冷系统，在流体介质的作用下，通过金属管将热量传递给钢板剪力墙，使钢板剪力墙达到预定温度后，在开始浇筑混凝土；而当混凝土浇筑完毕，钢板剪力墙开始水化反应，并释放出大量的热，利用金属管内的流体介质可以带走水化反应释放的热量，减少混凝土内外温差；另外，通过配置的养护系统，可以使浆料介质填充到金属管内，从而使金属管与钢板剪力墙及浇筑的混凝土形成一体结构，以此来增强浇筑的钢板混凝土剪力墙的结构强度。
采用本发明所述的控制装置及施工方法，可以有效解决钢板剪力墙容易开裂的问题，其适用范围广泛、既能适用于严寒地区又能适用于炎热地区，对结构安全有保障，具有施工操作简单的优势，其实用性强，具有良好的经济价值和推广价值，适合推广使用。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明的结构示意图一；
图2是本发明的结构示意图二。
图中所示：1-钢板剪力墙、2-金属管、21-进口端、22-出口端、3-穿管套环、4-预热及制冷系统、41-流体循环泵、42-加热制冷机、5-养护系统、51-浆料储存桶、52-注浆机、53-压力表、6-止水阀、7-测温系统。
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明所述的一种用于钢板混凝土剪力墙裂缝的控制装置，包括有钢板剪力墙1，所述控制装置包括有金属管2、穿管套环3、预热及制冷系统4、养护系统5、止水阀6和测温系统7，所述金属管2设有进口端21和出口端22，在所述钢板剪力墙1中焊接有多个穿管套环3，所述金属管2通过穿管套环3呈S形布置于钢板剪力墙1中，所述预热及制冷介质系统4或养护系统5可分别通过管道与所述金属管2的进口端21可拆卸连接，而所述金属管2的出口端22可与预热及制冷介质系统4可拆卸连接，或者在其出口端22设有止水阀6；所述测温系统7敷设在钢板剪力墙1上，用于监测钢板剪力墙1的温度变化，所述测温系统7为接触式或非接触式温度传感器。
进一步地，本发明所述的一种用于钢板混凝土剪力墙裂缝的控制装置，其中所述预热及制冷系统4包括有流体循环泵41和加热制冷机42，所述加热制冷机42配置有智能控制系统，并在所述加热制冷机42中设有流体介质，通过所述加热制冷机42用于给流体介质提供工作温度，所述流体循环泵41的进口通过管道与所述加热制冷机42连接，而其出口与所述金属管2的进口端21可拆卸连接，所述金属管2的出口端22通过管道与加热制冷机42可拆卸连接；利用所述流体循环泵41将加热制冷机42中的流体介质输送至金属管2内，并返回至加热制冷机42中；而所述养护系统5包括有浆料储存桶51、注浆机52和压力表53，在所述浆料储存桶51中储存有浆料介质，所述浆料储存桶51设置于注浆机52中，所述压力表53设置在注浆机52上，用于监测浆料介质的压力；所述注浆机52具有注浆口，所述注浆机52的注浆口通过管道与所述金属管2的进口端21可拆卸连接；在所述金属管2的出口端22设有止水阀；通过所述注浆机52将浆料储存桶51中的浆料介质输送至金属管2内。
本发明还提供了利用所述控制装置用于钢板混凝土剪力墙裂缝的施工方法，所述施工方法包括如下步骤：
(1)在制作工厂，对制作的钢板剪力墙1，需要预先将多个穿管套环3焊接在加工好的钢板剪力墙1上，焊接位置应避开钢板剪力墙1中的螺栓，并且焊接间距适当即可；
(2)在钢板剪力墙1运至现场吊装前，先将金属管2从下向上呈S形路径穿入穿管套环3，并从钢板剪力墙1下端穿出，使其两端均位于钢板剪力墙1下方，同时，将测温系统7安装在钢板剪力墙1上；然后用塔吊将钢板剪力墙1吊装在结构主体上进行安装固定，完成钢板剪力墙1现场安装；最后将金属管2的进口端21通过管道与流体循环泵41的出口连接，其出口端22通过管道与加热制冷机42连接，而所述流体循环泵41的进口通过管道与所述加热制冷机42连接；
(3)当金属管2与预热及制冷系统4在现场安装完成后，根据现场实际大气温度，先提前设定钢板剪力墙1需要加热的温度，然后设置预热及制冷系统4中加热制冷机42的加热温度，最后启动加热制冷机42的加热功能，当加热制冷机42中的流体介质加热到设定温度，打开流体循环泵41，使经加热后的流体介质在钢板剪力墙1上的金属管2内不断循环，实现给钢板剪力墙1加热；同时，通过测温系统7监测钢板剪力墙1的温度变化，使钢板剪力墙1达到预定温度并产生一定的热膨胀，即可关闭流体循环泵41；然后开始浇筑混凝土，当混凝土浇筑完毕，钢板剪力墙1开始水化反应，并释放出大量的热，此时，则需要调节加热制冷机42的制冷功能，使经制冷后的流体介质在钢板剪力墙1上的金属管2内不断循环，带走水化反应释放的热量，减少混凝土内外温差，直至内外温差低于规范要求，即可停止制冷工作；
(4)当浇筑的混凝土养护结束后，先撤走预热及制冷系统4，并在金属管2的出口端21安装止水阀6，使其密封，同时，将撤走的预热及制冷系统4更换为养护系统5，利用养护系统5中的注浆机52，所述注浆机52的注浆口通过管道与所述金属管2的进口端21连接；启动注浆机52，使储存在浆料储存桶51中的浆料介质注入金属管2内，从而使金属管2内填充浆料介质，填充的浆料介质经养护硬化后，撤走养护系统5，从而使金属管2与钢板剪力墙1及浇筑的混凝土形成一体结构，以此来增强浇筑的钢板混凝土剪力墙的结构强度。
进一步地，本发明所述的施工方法，其中所述流体介质为水或者其它流体物质，所述流体介质根据现场需要，利用加热制冷机调节其温度范围在5～80℃调节；而所述浆料介质为水泥浆，所述水泥浆采用比现场浇筑混凝土所使用的水泥等级高一个等级的水泥与水混合组成。
采用本发明所述的一种用于钢板混凝土剪力墙裂缝的控制装置及施工方法，其中所述预热及制冷系统4中的流体循环泵41和加热制冷机42，养护系统5中的注浆机52和压力表53，以及止水阀6和测温系统7均为现有技术中比较常用的设备，在现有市场上均可以购买得到，将其应用于本发明，并不是对其作改进，因而对其具体结构没有作详细介绍，对于其型号的选择不作具体要求，只要能够满足使用即可。
其中所述加热制冷机42中配置的智能控制系统，可以采用现有技术中比较常用的PLC控制器，通过所述智能控制系统分别与测温系统7及流体循环泵41电连接，根据测温系统7监测的温度，可以实现自动控制流体循环泵41和加热制冷机42的运行状况，从而达到智能控制的目的。通过配置的预热及制冷系统4，在流体介质的作用下，通过金属管2将热量传递给钢板剪力墙1，使钢板剪力墙1达到预定温度后，在开始浇筑混凝土；而当混凝土浇筑完毕，钢板剪力墙1开始水化反应，并释放出大量的热，利用金属管2内的流体介质可以带走水化反应释放的热量，减少混凝土内外温差；另外，通过配置的养护系统5，可以使浆料介质填充到金属管2内，从而使金属管2与钢板剪力墙1及浇筑的混凝土形成一体结构，以此来增强浇筑的钢板混凝土剪力墙的结构强度。
采用本发明所述的控制装置及施工方法，还可以用于大截面劲性柱裂缝控制、大截面劲性梁裂缝控制等方面，扩展了劲性结构裂缝控制方法，由以往传统的控制混凝土配合比变为主动控制钢板温度，结合钢板与混凝土变形收缩规律，同步二者的变形，有效控制了因为钢板与混凝土变形不一致产生的裂缝。避免了由于未采取有效控制措施而导致钢板剪力墙出现大量裂缝带来的经济损失，具有良好的经济价值和推广价值。
综上所述，采用本发明所述的控制装置及施工方法，可以有效解决钢板剪力墙容易开裂的问题，其适用范围广泛、既能适用于严寒地区又能适用于炎热地区，对结构安全有保障，具有施工操作简单的优势，其实用性强，适合推广使用。
本发明的保护范围不仅限于具体实施方式所公开的技术方案，以上所述仅为本发明的较佳实施方式，并不限制本发明，凡是依据本发明的技术方案所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于钢板混凝土剪力墙裂缝的控制装置，包括有钢板剪力墙(1，其特征在于：所述控制装置包括有金属管(2)、穿管套环(3)、预热及制冷系统(4)、养护系统(5)、止水阀(6)和测温系统(7)，所述金属管(2)设有进口端(21)和出口端(22)，在所述钢板剪力墙(1)中焊接有多个穿管套环(3)，所述金属管(2)通过穿管套环(3)呈S形布置于钢板剪力墙(1)中，所述预热及制冷介质系统(4)或养护系统(5)可分别通过管道与所述金属管(2)的进口端(21)可拆卸连接，而所述金属管(2)的出口端(22)可与预热及制冷介质系统(4)可拆卸连接，或者在其出口端(22)设有止水阀(6)；所述测温系统(7)敷设在钢板剪力墙(1)上，用于监测钢板剪力墙(1)的温度变化。
2.根据权利要求1所述的一种用于钢板混凝土剪力墙裂缝的控制装置，其特征在于：所述预热及制冷系统(4)包括有流体循环泵(41)和加热制冷机(42)，所述加热制冷机(42)配置有智能控制系统，并在所述加热制冷机(42)中设有流体介质，通过所述加热制冷机(42)用于给流体介质提供工作温度，所述流体循环泵(41)的进口通过管道与所述加热制冷机(42)连接，而其出口与所述金属管(2)的进口端(21)可拆卸连接，所述金属管(2)的出口端(22)通过管道与加热制冷机(42)可拆卸连接；利用所述流体循环泵(41)将加热制冷机(42)中的流体介质输送至金属管(2)内，并返回至加热制冷机(42)中。
3.根据权利要求1所述的一种用于钢板混凝土剪力墙裂缝的控制装置，其特征在于：所述养护系统(5)包括有浆料储存桶(51)、注浆机(52)和压力表(53)，在所述浆料储存桶(51)中储存有浆料介质，所述浆料储存桶(51)设置于注浆机(52)中，所述压力表(53)设置在注浆机(52)上，用于监测浆料介质的压力；所述注浆机(52)具有注浆口，所述注浆机(52)的注浆口通过管道与所述金属管(2)的进口端(21)可拆卸连接；在所述金属管(2)的出口端(22)设有止水阀；通过所述注浆机(52)将浆料储存桶(51)中的浆料介质输送至金属管(2)内。
4.根据权利要求1所述的一种用于钢板混凝土剪力墙裂缝的控制装置，其特征在于：所述测温系统(7)为接触式或非接触式温度传感器。
5.一种如权利要求1至4中任一项所述控制装置用于钢板混凝土剪力墙裂缝的施工方法，其特征在于，所述施工方法包括如下步骤：
(1)在制作工厂，对制作的钢板剪力墙(1)，需要预先将多个穿管套环(3)焊接在加工好的钢板剪力墙(1)上，焊接位置应避开钢板剪力墙(1)中的螺栓，并且焊接间距适当即可；
(2)在钢板剪力墙(1)运至现场吊装前，先将金属管(2)从下向上呈S形路径穿入穿管套环(3)，并从钢板剪力墙(1)下端穿出，使其两端均位于钢板剪力墙(1)下方，同时，将测温系统(7)安装在钢板剪力墙(1)上；然后用塔吊将钢板剪力墙(1)吊装在结构主体上进行安装固定，完成钢板剪力墙(1)现场安装；最后将金属管(2)的进口端(21)通过管道与流体循环泵(41)的出口连接，其出口端(22)通过管道与加热制冷机(42)连接，而所述流体循环泵(41)的进口通过管道与所述加热制冷机(42)连接；
(3)当金属管(2)与预热及制冷系统(4)在现场安装完成后，根据现场实际大气温度，先提前设定钢板剪力墙(1)需要加热的温度，然后设置预热及制冷系统(4)中加热制冷机(42)的加热温度，最后启动加热制冷机(42)的加热功能，当加热制冷机(42)中的流体介质加热到设定温度，打开流体循环泵(41)，使经加热后的流体介质在钢板剪力墙(1)上的金属管(2)内不断循环，实现给钢板剪力墙(1)加热；同时，通过测温系统(7)监测钢板剪力墙(1)的温度变化，使钢板剪力墙(1)达到预定温度并产生一定的热膨胀，即可关闭流体循环泵(41)；然后开始浇筑混凝土，当混凝土浇筑完毕，钢板剪力墙(1)开始水化反应，并释放出大量的热，此时，则需要调节加热制冷机(42)的制冷功能，使经制冷后的流体介质在钢板剪力墙(1)上的金属管(2)内不断循环，带走水化反应释放的热量，减少混凝土内外温差，直至内外温差低于规范要求，即可停止制冷工作；
(4)当浇筑的混凝土养护结束后，先撤走预热及制冷系统(4)，并在金属管(2)的出口端(21)安装止水阀(6)，使其密封，同时，将撤走的预热及制冷系统(4)更换为养护系统(5)，利用养护系统(5)中的注浆机(52)，所述注浆机(52)的注浆口通过管道与所述金属管(2)的进口端(21)连接；启动注浆机(52)，使储存在浆料储存桶(51)中的浆料介质注入金属管(2)内，从而使金属管(2)内填充浆料介质，填充的浆料介质经养护硬化后，撤走养护系统(5)，从而使金属管(2)与钢板剪力墙(1)及浇筑的混凝土形成一体结构，以此来增强浇筑的钢板混凝土剪力墙的结构强度。
6.根据权利要求5所述的施工方法，其特征在于：所述流体介质为水或者其它流体物质，所述流体介质根据现场需要，利用加热制冷机调节其温度范围在5～80℃调节。
7.根据权利要求5所述的施工方法，其特征在于：所述浆料介质为水泥浆，所述水泥浆采用比现场浇筑混凝土所使用的水泥等级高一个等级的水泥与水混合组成。
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2022
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