CN115387484A - 一种装配式耗能模块化保温板结构及施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种装配式耗能模块化保温板结构及施工方法，所述装配式耗能模块化保温板结构包括保温层、承重层、耗能层、外板、支护，其特征在于，所述保温层左侧设置外板，右侧设置承重层；所述保温层包括保温块a、保温块b、橡胶垫片、钢垫片、构造块、连接件a、连接件b、橡胶片a、橡胶片b；所述耗能层位于承重层和外板之间；所述支护设置于外板外侧。本发明通过模块化设计，更有利于发挥每个模块各自的作用，提高了墙体整体强度，满足建筑保温和防火的需求，构件易于更换，安装操作简单易行，节省了施工空间；当受到竖向力及横向扰动时，各模块相互作用能够消耗部分挤压力，消耗地震能量，减小损伤的弥散。

Description

一种装配式耗能模块化保温板结构及施工方法
技术领域
本发明涉及墙板技术领域，具体涉及一种装配式耗能模块化保温板结构及施工方法。
背景技术
随着建筑工程量的增加和质量要求的提高，越来越多的建筑物采用装配式建筑主体。通过对保温板结构进行装配式模块化设计，可以大大改善保温板的使用性能，延长构件的使用寿命。装配式耗能模块化保温板结构包括保温层、承重层、耗能层、外板、支护等。通过将保温层、承重层、耗能层进行耗能减震设计，可以改善保温板结构在地震下的地震反应，避免构造层被挤压变形，各模块相互作用能够消耗部分挤压力，消耗地震能量，减小损伤的弥散，满足建筑保温和防火的需求。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种装配式耗能模块化保温板结构及施工方法，结构整体保温性和抗震性能更好，构件容易更换，安装操作简单易行。
根据本发明实施例提供的技术方案，一种装配式耗能模块化保温板结构，包括：
一种装配式耗能模块化保温板结构，所述装配式耗能模块化保温板结构包括保温层、承重层、耗能层、外板、支护，其特征在于，所述保温层左侧设置外板，右侧设置承重层；所述保温层包括保温块a、保温块b、橡胶垫片、钢垫片、构造块、卡槽、锚固装置、连接件a、连接件b、橡胶片a、橡胶片b；所述耗能层位于承重层和外板之间；所述支护设置于外板外侧。
本发明中，所述保温块a的凸起处搭接橡胶垫片，并与保温块b连接成构造块，形成榫卯结构；所述构造块上下层拼接时，中间焊接钢垫片；所述构造块左右侧拼接时，凹槽位置放置橡胶片a；所述构造块拼接完成后，在四个角落位置放置橡胶片b，形成保温层；所述连接件a、连接件b长度相等，且有尺寸相同的孔槽；所述保温块b的卡槽a、卡槽b处分别插入连接件a、连接件b，贯穿整个保温层，两端使用锚固装置锚固。所述锚固装置由锚固杆和锚固块组成，采用钢制；将锚固杆穿过连接件a、连接件b尺寸相同的孔槽，再与锚固块形成榫卯结构。
本发明中，所述承重层包括钢连接层、橡胶层、钢制加强装置、钢板；所述橡胶层位于钢连接层中间；所述钢连接层外部焊接钢板；所述钢连接层包括左连接块、右连接块、中部连接块和空槽；所述孔洞采用高强螺栓进行锚固；所述橡胶层含有与钢连接层相同的空槽；所述钢制加强装置包括钢柱与横向钢板，且二者焊接；所述钢制加强装置焊接于空槽内；所述横向钢板的两端与钢连接层的左连接块、右连接块、橡胶层分别焊接；所述钢柱与横向钢板焊接，且另一端焊接在钢板上。
本发明中，所述耗能层包括单排钢桁架、橡胶耗能板；所述橡胶耗能板固接在单排钢桁架的空位。
一种装配式耗能模块化保温板结构施工方法，利用上述装配式耗能模块化保温板结构进行施工，包括以下步骤：
S1：制作所述保温层、承重层、耗能层的相关构件；
提前预制保温层的相关构件保温块a、保温块b、橡胶垫片、钢垫片，承重层的相关构件钢连接层、橡胶层、钢制加强装置、钢板，耗能层的相关构件单排钢桁架、橡胶耗能板、连接件a、连接件b、橡胶片a、橡胶片b以及锚固装置等。
S2：所述耗保温层、承重层、耗能层分别完成现场装配，并进行混凝土浇筑；
保温块a、保温块b进行进行榫卯连接，中间垫有橡胶垫片，形成构造块，底部焊接钢垫片，并完成整个保温层的装配，同时安装连接件a、连接件b、橡胶片a、橡胶片b，并利用锚固装置进行现场锚固；钢连接层进行拼装，并用高强螺栓进行锚固，形成钢连接层、橡胶层与钢连接层的竖向结构，同时将横向钢板的两端与钢连接层的左连接块、右连接块、橡胶层分别焊接，钢柱与横向钢板焊接，且另一端焊接在钢板上，装配成承重层；单排钢桁架、橡胶耗能板现场装配成耗能层。
S3：将所述保温层、承重层及耗能层固接；
保温层、承重层及耗能层通过高强钢绞线进行整体加固。
S4：安装外板与支护。
综上所述，本技术方案具体地公开了一种装配式耗能模块化保温板的具体结构。本申请具体地将整体保温板分为保温层、承重层、耗能层、外板、支护五部分，在模块装配方面，各构件制作要求相对较低，造价低，施工过程简单，施工空间少；在实际应用方面，功能性强，保温、耗能、承载分别由不同部位承担，大大减少了保温板的开孔数量，提高了保温板的抗震以及保温性能，满足了建筑保温、防火和取暖的需求。当受到竖向力及横向扰动时，各模块相互作用能够消耗部分挤压力，消耗地震能量，减轻构件的损伤程度。
本申请采用装配式保温层结构，装配式保温层利用保温块a与保温块b拼接成具有榫卯结构的构造块，连接牢固，作为基本的保温模块，减少了开孔数量，改善了保温板的冷热桥现象；保温块a与保温块b拼接处固接了橡胶垫片以增强预制保温层支撑效果，改善了受力性能，增加了能量耗散；构造块上下层拼接时，中间焊接钢垫片，增加了受力单元，加强了上部构造块与下部构造块的连接。当受到竖向荷载时，橡胶垫片与钢垫片能够起到缓冲作用，同时限制保温块a与保温块b的相对位移，使受力更加均匀。构造块左右侧拼接时，凹槽位置放置橡胶片a，构造块拼接完成后，在四个角落位置放置橡胶片b，可以增加整个保温层的能量耗散；保温块b的凹槽a、凹槽b处分别插入连接件a、连接件b，贯穿整个保温层，两端使用锚固装置锚固，从而增强了整个保温层的稳定性与可靠性。
锚固装置由锚固杆和锚固块组成，采用钢制；将锚固杆穿过连接件a、连接件b的孔槽，再与锚固块形成榫卯结构；当受到竖荷载以及横向扰动时，锚固杆会产生相应的轴向拉力或者压力，从而发生变形，而锚固块会限制锚固杆的拉伸与压缩，形成竖向以及横向支撑，从而消耗地震能量。锚固装置加固了保温块a、保温块b的连接，加强了整体结构的承载能力和稳定性，同时，当发生破坏时，能够在不显著损坏结构完整性的情况下，完成构件的更换，操作简单，施工难度小。
本申请采用装配式承重层结构，装配式承重层利用钢连接层与橡胶层作为预制承重层骨架，将钢制加强装置作为预制填充块，钢连接层外侧焊接钢板，形成整体，作为受力的基本单元，对预制保温层具有承重、受力、耗能的效果；钢连接层由左连接块、右连接块、中部连接块拼接而成，内部含有空槽，且橡胶层内部同样含有空槽；将钢柱与横向钢板焊接而成的钢制加强装置插入空槽中，形成竖向以及横向支撑，以增强预制保温层支撑效果；当地震时，相邻的受力单元之间会产生相对位移，钢连接层与橡胶层会产生相应的轴向拉力或者压力，而受力单元装配形成的整体结构的拉伸与压缩均会发生相对错动，限制承重层的位移，从而消耗地震能量。
本申请采用装配式耗能层结构，耗能层利用单排钢桁架作为预制耗能层骨架，将橡胶耗能板作为预制填充块，现场完成拼装、浇筑；单排钢桁架起到支撑作用，同时限制了保温层的侧向移动，加强了保温层的竖向承载力；橡胶耗能板能够承担地震能量，提高结构的抗震性能；在震动发生时，能够使耗能层最先受损破坏，对保温层与起到初步缓冲和保护的效果。
本申请采用外板、支护可以一定程度上减少外界自然环境以及人为因素对保温层、承载层与耗能层造成的破坏，从而避免保温板的保温性能降低；并且能够对结构起到支撑作用，加强了保温板的竖向承载力，当受到横向扰动时，能够消耗部分挤压力，消耗地震能量，同时限制内部保温层、承载层与耗能层的侧向移动，提高了结构的整体稳定性。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明提供的一种装配式耗能模块化保温板结构的示意图；
图2为本发明保温层的结构示意图；
图3为本发明锚固装置的结构示意图；
图4为本发明承重层的结构示意图；
图5为本发明耗能层的结构示意图。
图中所述文字标注表示为：
1、保温层；101、保温块a；102、保温块b；103、橡胶垫片；104、钢垫片；105、构造块；106、卡槽；1061、卡槽a；1062、卡槽b；107、锚固装置；1071、锚固杆；1072、锚固块；108、连接件a；109、连接件b；110、橡胶片a；111、橡胶片b；2、承重层；201、钢连接层；2011、左连接块；2012、右连接块；2013、中部连接块；2014、孔洞；202、橡胶层；203、钢制加强装置；2031、横向钢板；2032、钢柱；204、钢板；205、空槽；3、耗能层；301、单排钢桁架；302、橡胶耗能板；4、外板；5、支护。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
请参考图1、图2、图3、图4和图5，一种装配式耗能模块化保温板结构及施工方法，包括：
一种装配式耗能模块化保温板结构，包括保温层(1)、承重层(2)、耗能层(3)、外板(4)、支护(5)，其特征在于，所述保温层(1)左侧设置外板(4)，右侧设置承重层(2)；所述保温层(1)包括保温块a(101)、保温块b(102)、橡胶垫片(103)、钢垫片(104)、构造块(105)、卡槽(106)、锚固装置(107)、连接件a(108)、连接件b(109)、橡胶片a(110)、橡胶片b(111)；所述耗能层(3)位于承重层(2)和外板(4)之间；所述支护(5)设置于外板(4)外侧。
如图1和图2所示，所述保温块a(101)的凸起处搭接橡胶垫片(103)，并与保温块b(102)连接成构造块(105)，形成榫卯结构；所述构造块(105)上下层拼接时，中间焊接钢垫片(104)；所述构造块(105)左右侧拼接时，凹槽位置放置橡胶片a(110)；所述构造块(105)拼接完成后，在四个角落位置放置橡胶片b(111)，形成保温层(1)；所述连接件a(108)、连接件b(109)长度相等，且有尺寸相同的孔槽；所述保温块b(102)的卡槽a(1061)、卡槽b(1062)处分别插入连接件a(108)、连接件b(109)，贯穿整个保温层(1)，两端使用锚固装置(107)锚固。
其中，装配式保温层利用保温块a(101)与保温块b(102)拼接成具有榫卯结构的构造块(105)，连接牢固，作为基本的保温模块，减少了开孔数量，改善了保温板的冷热桥现象；保温块a(101)与保温块b(102)拼接处固接了橡胶垫片(103)以增强预制保温层支撑效果，改善了受力性能，增加了能量耗散；构造块(105)上下层拼接时，中间焊接钢垫片(104)，增加了受力单元，加强了上部构造块与下部构造块的连接。当受到竖向荷载时，橡胶垫片(103)与钢垫片(104)能够起到缓冲作用，同时限制保温块a(101)与保温块b(102)的相对位移，使受力更加均匀。构造块(105)左右侧拼接时，凹槽位置放置橡胶片a(101)，构造块拼接完成后，在四个角落位置放置橡胶片b(111)，可以增加整个保温层的能量耗散；保温块b的凹槽a(110)、凹槽b(111)处分别插入连接件a(108)、连接件b(109)，贯穿整个保温层(1)，两端使用锚固装置(107)锚固，从而增强了整个保温层的稳定性与可靠性。
如图3所示，锚固装置(107)由锚固杆(1071)和锚固块(1072)组成，采用钢制；将锚固杆(1071)穿过连接件a(108)、连接件b(109)尺寸相同的孔槽，再与锚固块(1072)形成榫卯结构。
其中，当受到竖荷载以及横向扰动时，锚固杆(1071)会产生相应的轴向拉力或者压力，从而发生变形，而锚固块(1072)会限制锚固杆(1071)的拉伸与压缩，形成竖向以及横向支撑，从而消耗地震能量。锚固装置(107)加固了保温块a(101)、保温块b(102)的连接，加强了整体结构的承载能力和稳定性，同时，当发生破坏时，能够在不显著损坏结构完整性的情况下，完成构件的更换，操作简单，施工难度小。
如图4所示，所述承重层(2)包括钢连接层(201)、橡胶层(202)、钢制加强装置(203)、钢板(204)；所述橡胶层(202)位于钢连接层(203)中间；所述钢连接层(201)外部焊接钢板(204)；所述钢连接层(201)包括左连接块(2011)、右连接块(2012)、中部连接块(2013)和空槽(205)；所述孔洞(2014)采用高强螺栓进行锚固；所述橡胶层(202)含有与钢连接层(201)相同的空槽(205)；所述钢制加强装置(203)包括横向钢板(2031)与钢柱(2032)，且二者焊接；所述钢制加强装置(203)焊接于空槽(205)内；所述横向钢板(2031)的两端与钢连接层(201)的左连接块(2011)、右连接块(2012)、橡胶层(202)分别焊接；所述钢柱(2032)与横向钢板(2031)焊接，且另一端焊接在钢板(204)上。
其中，装配式承重层(2)利用钢连接层(201)、橡胶层(202)作为预制承重层骨架，将钢制加强装置(203)作为预制填充块，钢连接层(201)外侧焊接钢板(204)，形成整体，作为受力的基本单元，对预制保温层具有承重、受力、耗能的效果；钢连接层(201)由左连接块(2011)、右连接块(2012)、中部连接块(2013)拼接而成，内部含有空槽(205)，且橡胶层(202)内部同样含有空槽(205)；将钢柱(2032)与横向钢板(2031)焊接而成的钢制加强装置(203)插入空槽(205)中，将横向钢板(2031)的两端与钢连接层(201)的左连接块(2011)、右连接块(2012)、橡胶层(202)分别焊接；所述钢柱(2032)与横向钢板(2031)焊接，且另一端焊接在钢板(204)上，加强了整体结构的稳定性，同时形成竖向以及横向支撑，以增强预制保温层支撑效果；当地震时，相邻的受力单元之间会产生相对位移，钢连接层(201)与橡胶层(202)会产生相应的轴向拉力或者压力，而受力单元装配形成的整体结构的拉伸与压缩均会发生相对错动，限制承重层的位移，从而消耗地震能量。
如图5所示，所述耗能层(3)包括单排钢桁架(301)、橡胶耗能板(302)；所述橡胶耗能板(302)固接在单排钢桁架(301)的空位。
其中，装配式耗能层(3)结构利用单排钢桁架(301)作为预制耗能层骨架，将橡胶耗能板(302)作为预制填充块，现场完成拼装、浇筑；单排钢桁架(301)起到支撑作用，同时限制了保温层(1)的侧向移动，加强了保温层(1)的竖向承载力；橡胶耗能板(302)能够承担地震能量，提高结构的抗震性能；在震动发生时，能够使耗能层(3)最先受损破坏，对保温层(1)起到初步缓冲和保护的效果。
一种装配式耗能模块化保温板结构施工方法，利用上述装配式耗能模块化保温板进行施工，包括以下步骤：
S1：制作所述保温层(1)、承重层(2)、耗能层(3)的相关构件；
提前预制保温层(1)的相关构件保温块a(101)、保温块b(102)、橡胶垫片(103)、钢垫片(104)，承重层(2)的相关构件钢连接层(201)、橡胶层(202)、钢制加强装置(203)、钢板(204)，耗能层(3)的相关构件单排钢桁架(301)、橡胶耗能板(302)、连接件a(108)、连接件b(109)、橡胶片a(110)、橡胶片b(111)以及锚固装置(107)等。
S2：所述耗保温层(1)、承重层(2)、耗能层(3)分别完成现场装配，并进行混凝土浇筑；
保温块a(101)、保温块b(102)进行进行榫卯连接，中间垫有橡胶垫片(103)，形成构造块(105)，底部焊接钢垫片(104)，并完成整个保温层(1)的装配，同时安装连接件a(108)、连接件b(109)、橡胶片a(110)、橡胶片b(111)，并利用锚固装置(107)进行现场锚固；钢连接层(201)进行拼装，并用高强螺栓进行锚固，形成钢连接层(201)、橡胶层(202)与钢连接层(201)的竖向结构，同时将横向钢板(2031)的两端与钢连接层(201)的左连接块(2011)、右连接块(2012)、橡胶层(202)分别焊接，钢柱(2032)与横向钢板(2031)焊接，且另一端焊接在钢板(204)上，装配成承重层(2)；单排钢桁架(301)、橡胶耗能板(302)现场装配成耗能层(3)。
S3：将所述保温层(1)、承重层(2)及耗能层(3)固接；
保温层(1)、承重层(2)及耗能层(3)通过高强钢绞线进行整体加固。
S4：安装外板(4)与支护(5)。
本申请具体地将整体保温板分为保温层、承重层、耗能层、外板、支护五部分，在模块装配方面，各构件制作要求相对较低，造价低，施工过程简单，施工空间少；在实际应用方面，功能性强，保温、耗能、承载分别由不同部位承担，大大减少了保温板的开孔数量，提高了保温板的抗震以及保温性能，满足了建筑保温、防火和取暖的需求。当受到竖向力及横向扰动时，各模块相互作用能够消耗部分挤压力，消耗地震能量，减轻构件的损伤程度。在地震时，相邻的构造块之间会产生相对位移，使得保温层受到一定程度的挤压，相邻的承载层与耗能层之间的相互作用能够消耗部分挤压力，避免保温层被挤压变形，从而能够承担地震能量，提高消耗地震能量的效果。
外板、支护在一方面可以一定程度上减少外界自然环境以及人为因素对保温层、承载层与耗能层造成的破坏，从而避免保温板的保温性能降低，更好地满足了建筑的保温和承载需求；另一方面，外板、支护对结构起到支撑作用，加强了保温板的竖向承载力，当受到横向扰动时，能够消耗部分挤压力，消耗地震能量，同时限制内部保温层、承载层与耗能层的侧向移动，提高了结构的整体稳定性。
以上描述仅为本发明的较佳实施例以及对所运用技术原理等方案的说明。同时，本发明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。例如上述特征与本发明中公开的(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 (5)

1.一种装配式耗能模块化保温板结构，所述装配式耗能模块化保温板结构包括保温层(1)、承重层(2)、耗能层(3)、外板(4)、支护(5)，其特征在于，所述保温层(1)左侧设置外板(4)，右侧设置承重层(2)；所述保温层(1)包括保温块a(101)、保温块b(102)、橡胶垫片(103)、钢垫片(104)、构造块(105)、卡槽(106)、锚固装置(107)、连接件a(108)、连接件b(109)、橡胶片a(110)、橡胶片b(111)；所述耗能层(3)位于承重层(2)和外板(4)之间；所述支护(5)设置于外板(4)外侧。
2.根据权利要求1所述的一种装配式耗能模块化保温板结构，其特征在于：所述保温块a(101)的凸起处搭接橡胶垫片(103)，并与保温块b(102)连接成构造块(105)，形成榫卯结构；所述构造块(105)上下层拼接时，中间焊接钢垫片(104)；所述构造块(105)左右侧拼接时，凹槽位置放置橡胶片a(110)；所述构造块(105)拼接完成后，在四个角落位置放置橡胶片b(111)，形成保温层(1)；所述连接件a(108)、连接件b(109)长度相等，且有尺寸相同的孔槽；所述保温块b(102)的卡槽a(1061)、卡槽b(1062)处分别插入连接件a(108)、连接件b(109)，贯穿整个保温层(1)，两端使用锚固装置(107)锚固。
3.根据权利要求1所述的一种装配式耗能模块化保温板结构，其特征在于：所述承重层(2)包括钢连接层(201)、橡胶层(202)、钢制加强装置(203)、钢板(204)；所述橡胶层(202)位于钢连接层(203)中间；所述钢连接层(201)外部焊接钢板(204)；所述钢连接层(201)包括左连接块(2011)、右连接块(2012)、中部连接块(2013)和空槽(205)；所述孔洞(2014)采用高强螺栓进行锚固；所述橡胶层(202)含有与钢连接层(201)相同的空槽(205)；所述钢制加强装置(203)包括横向钢板(2031)与钢柱(2032)，且二者焊接；所述钢制加强装置(203)焊接于空槽(205)内。
4.根据权利要求1所述的一种装配式耗能模块化保温板结构，其特征在于：所述耗能层(3)包括单排钢桁架(301)、橡胶耗能板(302)；所述橡胶耗能板(302)固接在单排钢桁架(301)的空位。
5.一种装配式耗能模块化保温板结构，利用上述权利要求1-4所述的装配式耗能模块化保温板结构进行施工，其特征在于：包括以下步骤：
S1：制作所述保温层(1)、承重层(2)、耗能层(3)的相关构件；
S2：所述耗保温层(1)、承重层(2)、耗能层(3)分别完成现场装配，并进行混凝土浇筑；
S3：将所述保温层(1)、承重层(2)及耗能层(3)固接；
S4：安装外板(4)与支护(5)。
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