专利名称：一种预制空芯承重墙板建筑结构体系及施工方法
技术领域：
本发明涉及一种建筑结构体系及施工方法，特别是关于一种预制空芯承重墙板建筑结构体系及施工方法。
背景技术：
现有一般的建筑结构体系可分为两种类型一是框架结构体系，二是墙承重结构体系，墙承重结构体系中又分为砌块承重结构和现浇注钢筋混凝土承重墙结构。砌块承重结构施工速度慢，相对工期长，整体性差，保温也不好，因此目前多用于六层以下的小型建筑，在现有大型建筑中很少使用。现有技术中应用较多的是现浇注钢筋混凝土承重墙的结构，该种结构承重强度好，整体性强，适用于高层建筑，但其现场施工复杂，耗费钢材和资金较多，不适合六层以下的小型建筑使用。在以往的技术中，承重墙也曾采用整块预制板，通过预制板甩出的钢筋与现浇注钢筋混凝土柱、梁之间钢筋的连接固定形成墙承重结构。但这种用于承重墙的整块预制板，不但造价高(高于现浇注钢筋混凝土承重墙的造价)，而且规格种类相对较少，无法适应现代建筑设计发展的需要，目前已基本被淘汰。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种重量轻，整体性和强度好，施工速度快捷方便的预制空芯承重墙板建筑结构体系及其施工方法。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案一种预制空芯承重墙板建筑结构体系，它包括现浇注的钢筋混凝土立柱和圈梁，设置在所述立柱和圈梁之间的预制内、外墙板和楼板，以及设置在最顶部的屋面板；其特征在于所述外墙板为具有保温功能的承重板，其包括一泡沫塑料保温层，所述保温层的内、外表面垂向间隔设置有若干道贯通的燕尾槽，所述保温层的外表而浇注有一嵌入所述燕尾槽的增强轻质混凝土面层，所述混凝土面层的中间夹设有一加强层，所述保温层的内表面浇注有一嵌入所述燕尾槽的钢筋混凝土承重结构层，所述承重结构层内间隔设置有垂向贯通的空芯孔，所述保温层的两侧端部分别凹进所述混凝土面层和承重结构层，形成一贯通的凹槽，所述承重结构层的两侧端部分别设置一贯通槽；所述内墙板为轻质钢筋混凝土承重板，所述内墙板内间隔设置有上下贯通的空芯孔，所述内墙板两侧端部分别设置一贯通槽；所述内、外墙板的空芯孔上、下两端内，分别插设并浇注固定有预制在所述圈梁钢筋上的锚栓钢筋；所述内、外墙板靠近立柱一侧的第一个空芯孔内，垂向间隔插入有若干预制在所述立柱钢筋上的锚连钢筋，且所述该空芯孔内浇注满混凝土。
所述内、外墙板与所述立柱连接的第一个空芯孔内，设置有一根连接上、下所述圈梁中钢筋的通长的加强钢筋，且从所述立柱每一层钢筋的的上、下分别引出一套固在所述加强筋上的钢筋环。
在所述内、外墙板的顶部两侧分别埋设一用于吊装的吊环。
所述混凝土面层内设置的加强层为钢丝网片或玻璃短纤维网片。
一种预制空芯承重墙板建筑结构体系的施工方法，包括以下步骤(1)用常规方法绑扎最底层圈梁钢筋，同时，与内、外墙板的每个空芯孔位置对应，在圈梁钢筋上绑扎一簇顶部凸出所述圈梁一长度的锚栓钢筋，并用常规方法浇注出钢筋混凝土最底部圈梁；(2)用常规方法绑扎立柱钢筋，同时与相邻的内、外墙板侧面的每一个横向通孔的位置对应，在所述立柱钢筋上绑扎一簇凸出所述立柱一长度的锚连钢筋，然后通过吊装设备将所述内、外墙板吊装到位，使所述内、外墙板上的空芯孔插设在下层圈梁顶部的所述锚栓钢筋上，同时将立柱钢筋上的所述锚连钢筋插入所述内、外墙板侧面的横向通孔中，并用常规方法浇注出钢筋混凝土立柱以及各空芯孔；靠近所述立柱的第一个空芯孔内的浇满混凝土，但留出从上面插设锚栓钢筋的长度，其余各空芯孔内仅浇注少量混凝土，以将下层锚栓钢筋与所述内、外墙板固定成一体；(3)除步骤(2)中靠近所述立柱的第一个空芯孔外，在所有内、外墙板顶部的空芯孔内塞入一泡沫塑料块，在相邻所述外墙板之间的凹槽内插设泡沫塑料条；在用常规方法绑扎所述内、外墙板顶部的圈梁钢筋时，对应每一所述空芯孔，分别在其上绑扎一族上、下分别凸出所述圈梁一长度的锚栓钢筋，然后用常规方法浇注钢筋混凝土圈梁，此时混凝土会流入所述空芯孔内，靠近所述立柱的第一个空芯孔被注满，而其它空芯孔中的混凝土将被塞设的泡沫塑料块挡住；同时混凝土会流入各相邻内、外墙板间的贯通槽中，使所述锚栓钢筋与内、外墙板，以及各所述内、外墙板间固定成一体；(4)用常规方法在圈梁上铺设楼板，然后重复步骤2～3，直至达到预定高度，按常规方法铺设屋面板。
所述锚栓钢筋和锚连钢筋凸出的长度为25～35cm。
在所述内、外墙板与所述立柱相邻的第一个空芯孔内，设置一根通长的加强钢筋，所述加强钢筋的两端与上、下层圈梁的钢筋连接，同时从所述立柱每一层钢筋的上、下分别引出一钢筋环套固在所述加强筋上。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点1、本发明中的外墙板为预制的具有保温功能的承重板，其具有高效保温材料夹芯，没有热桥，属复合保温承重墙板，其传热系数k值为0.45-0.6w/(m2.k)，保温节能效果显著，可达到北京地区节能65％的要求。2、本发明中的外墙板采取保温层整体复合，结构新颖合理，整体性强，热胀冷缩变形小，不易开裂，使用寿命可与本发明建筑结构体系同步达到50年。3、本发明中的承重内、外墙板自重轻，比现有一般建筑承重墙体的自重轻47％-69％，比现浇钢筋混凝土剪力墙节省钢筋40％以上，比一般轻钢结构、轻板建筑的工程成本低20％；其原料可部分采用工业废料，有利于降低生产成本和环境保护，节约材料。4、本发明中的承重内、外墙板采取工厂化预制生产，产品规格准确，易于实现标准化；其现场安装可实现机械化，施工速度快，工期短，效率高，有利于降低工程成本，经济效果显著。5、本发明在现浇钢筋混凝土立柱和圈梁上设置的锚连钢筋和锚栓钢筋构造，可有效地保证上、下层内、外承重墙板和楼层板的连接，可提高本发明建筑结构体系的空间整体刚度、抗风和抗震性能。6、本发明建筑结构体系为混凝土结构，属不燃性材料，耐火性能优良，耐火极限在2.5小时以上，耐久适用，安全可靠，使用年限不少于50年。本发明可适合于在8度抗震裂度设防区内建设6层18m高建筑，在7度抗震裂度设防区内建设7层21m高建筑，在6度抗震裂度设防区内建设8层24m高建筑。
图1是本发明建筑结构体系示意2是本发明外墙板结构示意3是本发明外墙上吊环设置示意4是本发明内墙板结构示意5是本发明外墙板与L形立柱、T形立柱连接示意6是本发明外墙板与矩形立柱连接示意图具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细的描述。
如图1所示，本发明的建筑结构体系包括现浇注钢筋混凝上立柱1、圈梁2，设置在立柱1和圈梁2之间的预制内、外墙板3、4和楼板5，以及设置在最顶部的屋面板(图中未示出)。
如图2、图3所示，本发明的外墙板4为预制的具有保温功能的承重板，其包括一泡沫塑料保温层41，在保温层41的内、外表面垂向间隔设置有若干道贯通的燕尾槽42。在保温层41的外表面浇注有一层嵌入燕尾槽42的增强轻质混凝土面层43，在混凝土面层43的中间夹设有一层钢丝网片或玻璃短纤维网片作为加强层44。在保温层41的内表面浇注有嵌入燕尾槽42的钢筋混凝土承重结构层45，承重结构层45内间隔设置有垂向贯通的空芯孔46。
上述外墙板4的实施例中，保温层41的两侧端部分别凹进混凝土面层43和空芯承重结构层44，形成一贯通的凹槽47。在承重结构层44的两侧端部分别设置一贯通槽48。另外在承重结构层45的顶部两侧分别预制一与承重结构层45内钢筋连接在一起的吊环49，以在施工中吊装使用。
上述外墙板4的实施例中，保温层41可以采用现成的模塑聚苯乙烯泡沫塑料板(EPS板)、挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板(XPS板)、聚胺酯泡沫塑料板(PU板)或酚醛泡沫塑料板(PF板)等材料。混凝土面层43可以采用发泡水泥或轻骨料混凝土。外墙板4整体厚度、宽度、高度可以根据需要设置不同的规格，其承重结构层45内设置的空芯孔46数量和空芯孔46的直径也是可以根据需要而变化的。例如本实施例的规格为厚27cm，宽80cm，高260cm，承重结构层45内设置有五个空芯孔46，空芯孔46的直径为11cm。外墙板4的高度根据使用预制板的房间高度，在260～320cm之间变化。另外混凝土面层43中的钢丝网片或玻璃短纤维网片加强层44，是在浇注混凝土面层43之前预先或浇注过程中设置的，待浇注混凝土面层43后，与混凝土面层43固定成一体。
如图4所示，本发明的内墙板3也是用轻质混凝土浇注的预制承重板，轻质混凝土可采用发泡水泥(CL10或CL7.5)等现有技术中使用的各种轻骨料混凝土。内墙板4内间隔设置有若干上下贯通的空芯孔31，在内墙板3的两侧端部分别设置有一贯通槽32，在内墙板3顶部两侧也设置有用于吊装的吊环(图中未示出)。轻质混凝土浇注的钢筋混凝土承重板，其如图1所示，本发明的立柱1或圈梁2在外表面的暴露部分也采用与外墙板3类似的保温措施，进行保温处理，并使其表面与外墙板3表面一致。另外在一些内、外墙板3、4的左侧或者右侧表面，间隔设置一些连通第一个空芯孔的横向通孔(图中为示出)，以在施工安装时，将连接在立柱钢筋上凸出锚连钢筋6的插入。各横向通孔之间的间距在30cm左右，第一个和最后一个横向通孔与顶、底面之间的距离稍长一些，以避开圈梁2上锚栓钢筋7的插入。
使用本发明内、外墙板3、4的建筑体系，其施工方法与现有技术相比，有相同之处，也有不同之处，下面简单介绍如下1、用常规方法绑扎最底层的圈梁2(亦称地梁、基础圈梁)钢筋，同时，与内、外墙板3、4的每个空芯孔31、46位置对应，在圈梁2钢筋上绑扎一簇高出圈梁30cm左右的锚栓钢筋7，并用常规方法浇注出钢筋混凝土最底层的圈梁2，使锚栓钢筋7固定在圈梁2顶部；2、用常规方法绑扎立柱1钢筋，同时与相邻的内、外墙板3、4侧面的每一个横向通孔的位置对应，在立柱1钢筋上绑扎一簇凸出立柱30cm左右的锚连钢筋6，然后通过吊装设备将内、外墙板3、4吊装到位，使内、外墙板3、4上的空芯孔31、46插设在下层圈梁2顶部的锚栓钢筋7上，同时将立柱1钢筋上的锚连钢筋6插入内、外墙板3、4侧面的横向通孔中，并用常规方法浇注出钢筋混凝土立柱1以及各空芯孔31、46；靠近立柱的第一个空芯孔31、46内的混凝土留设一定距离不注满，以保留从上面插设锚栓钢筋7的余地，而其余各空芯孔31、46内仅浇注少量混凝土，以将下层的锚栓钢筋6与内外墙板3、4固定成一体，而其余空芯孔腔内仍处于空芯状态，以减轻整体重量；3、在所有内、外墙板3、4顶部的空芯孔31、46内塞入一泡沫塑料块(不包括步骤2所述靠近立柱的第一个空芯孔)，在相邻两外墙板4之间的凹槽47内插设泡沫塑料条；在用常规方法绑扎内、外墙板3、4顶部的圈梁2钢筋时，在每一个空芯孔31、46内分别插入一族锚栓钢筋7并与圈梁2钢筋绑扎在一起，锚栓钢筋7在圈梁2的底部和顶部分别高出30cm左右，然后用常规方法浇注钢筋混凝土圈梁2，此时混凝土会流入空芯孔31、46内，靠近立柱1第一个空芯孔31、46被注满，而其它空芯孔31、46中的混凝土将被塞设的泡沫塑料块挡住；同时混凝土会流入各相邻内、外墙板3、4间的贯通槽48中，使锚栓钢筋7与内、外墙板3、4，以及各内、外墙板3、4间固定成一体；4、用常规方法在圈梁2上铺设楼板5，然后重复步骤2～3，直至达到预定高度，按常规方法铺设屋面板。
上述实施例中，如图5、图6所示，为了使立柱1与内、外墙板3、4之间的连接更加牢固，可以在与立柱1相邻的第一个空芯孔31、46内，设置一根通长的加强钢筋8，该加强钢筋8的两端与上、下层的圈梁钢筋连接，同时从立柱1每一层钢筋的上、下分别引出一钢筋环9套固在加强筋8上。这样，一旦浇注成型后，相互之间的连接更加牢固。
权利要求
1.一种预制空芯承重墙板建筑结构体系，它包括现浇注的钢筋混凝土立柱和圈梁，设置在所述立柱和圈梁之间的预制内、外墙板和楼板，以及设置在最顶部的屋面板；其特征在于所述外墙板为具有保温功能的承重板，其包括一泡沫塑料保温层，所述保温层的内、外表面垂向间隔设置有若干道贯通的燕尾槽，所述保温层的外表面浇注有一嵌入所述燕尾槽的增强轻质混凝土面层，所述混凝土面层的中间夹设有一加强层，所述保温层的内表面浇注有一嵌入所述燕尾槽的钢筋混凝土承重结构层，所述承重结构层内间隔设置有垂向贯通的空芯孔，所述保温层的两侧端部分别凹进所述混凝土面层和承重结构层，形成一贯通的凹槽，所述承重结构层的两侧端部分别设置一贯通槽；所述内墙板为轻质钢筋混凝土承重板，所述内墙板内间隔设置有上下贯通的空芯孔，所述内墙板两侧端部分别设置一贯通槽；所述内、外墙板的空芯孔上、下两端内，分别插设并浇注固定有预制在所述圈梁钢筋上的锚栓钢筋；所述内、外墙板靠近立柱一侧的第一个空芯孔内，垂向间隔插入有若干预制在所述立柱钢筋上的锚连钢筋，且所述该空芯孔内浇注满混凝上。
2.如权利要求1所述的一种预制空芯承重墙板建筑结构体系，其特征在于所述内、外墙板与所述立柱连接的第一个空芯孔内，设置有一根连接上、下所述圈梁中钢筋的通长的加强钢筋，且从所述立柱每一层钢筋的的上、下分别引出一套固在所述加强筋上的钢筋环。
3.如权利要求1所述的一种预制空芯承重墙板建筑结构体系，其特征在于在所述内、外墙板的顶部两侧分别埋设一用于吊装的吊环。
4.如权利要求2所述的一种预制空芯承重墙板建筑结构体系，其特征在于在所述内、外墙板的顶部两侧分别埋设一用于吊装的吊环。
5.如权利要求1或2或3或4所述的一种预制空芯承重墙板建筑结构体系，其特征在于所述混凝土面层内设置的加强层为钢丝网片或玻璃短纤维网片。
6.一种预制空芯承重墙板建筑结构体系的施工方法，包括以下步骤(1)用常规方法绑扎最底层圈梁钢筋，同时，与内、外墙板的每个空芯孔位置对应，在圈梁钢筋上绑扎一簇顶部凸出所述圈梁一长度的锚栓钢筋，并用常规方法浇注出钢筋混凝土最底部圈梁；(2)用常规方法绑扎立柱钢筋，同时与相邻的内、外墙板侧面的每一个横向通孔的位置对应，在所述立柱钢筋上绑扎一簇凸出所述立柱一长度的锚连钢筋，然后通过吊装设备将所述内、外墙板吊装到位，使所述内、外墙板上的空芯孔插设在下层圈梁顶部的所述锚栓钢筋上，同时将立柱钢筋上的所述锚连钢筋插入所述内、外墙板侧面的横向通孔中，并用常规方法浇注出钢筋混凝上立柱以及各空芯孔；靠近所述立柱的第一个空芯孔内的浇满混凝土，但留出从上面插设锚栓钢筋的长度，其余各空芯孔内仅浇注少量混凝土，以将下层锚栓钢筋与所述内、外墙板固定成一体；(3)除步骤(2)中靠近所述立柱的第一个空芯孔外，在所有内、外墙板顶部的空芯孔内塞入一泡沫塑料块，在相邻所述外墙板之间的凹槽内插设泡沫塑料条；在用常规方法绑扎所述内、外墙板顶部的圈梁钢筋时，对应每一所述空芯孔，分别在其上绑扎一族上、下分别凸出所述圈梁一长度的锚栓钢筋，然后用常规方法浇注钢筋混凝土圈梁，此时混凝土会流入所述空芯孔内，靠近所述立柱的第一个空芯孔被注满，而其它空芯孔中的混凝土将被塞设的泡沫塑料块挡住；同时混凝土会流入各相邻内、外墙板间的贯通槽中，使所述锚栓钢筋与内、外墙板，以及各所述内、外墙板间固定成一体；(4)用常规方法在圈梁上铺设楼板，然后重复步骤2～3，直至达到预定高度，按常规方法铺设屋面板。
7.如权利要求6所述的一种预制空芯承重墙板建筑结构体系的施工方法，其特征在于所述锚栓钢筋和锚连钢筋凸出的长度为25～35cm。
8.如权利要求6和7所述的一种预制空芯承重墙板建筑结构体系的施工方法，其特征在于在所述内、外墙板与所述立柱相邻的第一个空芯孔内，设置一根通长的加强钢筋，所述加强钢筋的两端与上、下层圈梁的钢筋连接，同时从所述立柱每一层钢筋的上、下分别引出一钢筋环套固在所述加强筋上。
全文摘要
本发明涉及一种预制空芯承重墙板建筑结构体系及施工方法，该体系包括现浇注的钢筋混凝土立柱和圈梁，设置在所述立柱和圈梁之间的预制内、外墙板和楼板，以及设置在最顶部的屋面板；其特征在于所述外墙板为具有保温功能的承重板，所述内墙板为轻质钢筋混凝土承重板，所述内、外墙板内间隔设置有上下贯通的空芯孔，所述空芯孔的上、下端内，分别插设并浇注固定有预制在所述圈梁钢筋上的锚栓钢筋；所述内、外墙板靠近立柱一侧的第一个空芯孔内，垂向间隔插入有若干预制在所述立柱钢筋上的锚连钢筋，且所述该空芯孔内浇注满混凝土。本发明可在8度抗震裂度设防区内建设6层18m高建筑，在7度抗震裂度设防区内建设7层21m高建筑，在6度抗震裂度设防区内建设8层24m高建筑。
文档编号E04B2/00GK101016754SQ20071006386
公开日2007年8月15日 申请日期2007年2月13日 优先权日2007年2月13日
发明者冯葆纯, 朱恒杰 申请人:冯葆纯, 朱恒杰