一种预制一字形剪力墙—预制楼板体系的FRP片材连接结构及方法与流程

文档序号：20702607发布日期：2020-05-12 15:56阅读：386来源：国知局

本发明涉及一种预制一字形剪力墙—预制楼板体系的frp片材连接结构及方法，属于建筑工程技术。

背景技术：

近些年来，随着人们对居住条件和生活环境的要求不断提升，建筑业飞速发展。然而建筑业的发展造成严重的资源耗费和环境污染，迫使人们寻求建筑业的新出路。当前，以预制装配式建筑为特征的建筑工业化是建筑业领域实现低碳、可持续化发展的关键途径之一。

在预制装配式建筑中，结构构件之间的连接方式对于预制和装配施工效率以及服役力学性能有着至关重要的影响。

目前，大量预制装配式建筑采用剪力墙结构，而其基本预制装配模式是：预制每层楼层高度的剪力墙单元以及叠合式预制楼板单元，剪力墙单元在水平向通过现浇接缝及边缘构件进行连接，在竖向通过套筒灌浆方式进行竖向钢筋连接，叠合式预制楼板单元通过现场绑扎钢筋及现浇叠合层的方式进行连接。这种模式存在许多不足，第一，预制剪力墙单元及楼板单元都在四周露出钢筋，给制作、堆放、运输、吊装带来麻烦；第二，剪力墙竖向套筒灌浆连接对位困难、灌浆质量不易保证；第三，现场仍须大量绑扎钢筋及浇筑混凝土施工，装配效率低下、环境效益差。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种预制一字形剪力墙—预制楼板体系的frp片材连接结构及连接方法，解决现有预制装配式剪力墙结构在制作、运输、吊装、连接等工序中的效率低下、环境效益差、连接性能不易保证等问题。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种预制一字形剪力墙—预制楼板体系的frp片材连接结构，该体系包括预制的基础、剪力墙、女儿墙和楼板；

所述基础为常规墙下条形基础，包括边基础和内基础；

在水平方向上，所述剪力墙包括边墙和内墙，直角结构相邻的两面边墙之间通过l型边缘构件过渡，t型结构相邻的两面边墙和一面内墙之间通过t型边缘构件过渡，十字结构相邻的四面内墙之间通过十字型边缘构件过渡；边墙和内墙均为矩形平面墙，高度与楼层高度一致；

在竖直方向上，边墙包括底层边墙、中间层边墙和顶层边墙，内墙包括底层内墙、中间层内墙和顶层内墙；

所述女儿墙的竖截面为l型，下方的横向墙体为l型短边，侧面的竖向墙体为l型长边；

所述楼板为矩形平面板，包括底层楼板、中间层楼板和顶层楼板；

在一个侧面设置楼板的基础/剪力墙顶面勾挂有单板支撑架，在两个侧面设置有楼板的基础/剪力墙顶面勾挂双板支撑架，楼板搁置在单板支撑架和/或双板支撑架的支撑平面上；单板支撑架和双板支撑架均为整片的冷弯钢板结构，包括贴墙横折面、贴墙竖折面、支撑平面和支撑斜面，剪力墙、支撑平面和支持斜面共同形成一个三角支撑机构；

所有基础、剪力墙、女儿墙和楼板通过边缘构件或支撑架采用端面对接方式连接、或直接采用端面对接方式连接，在端面对接位置处形成接缝，在接缝内填充高强砂浆；基础、剪力墙、女儿墙之间的接缝称为墙缝；楼板与楼板之间的接缝称为板缝，基础/剪力墙/女儿墙与楼板之间的接缝称为墙板缝；基础、剪力墙、女儿墙、楼板和边缘构件均为四周不出筋结构；

在竖向的墙缝内外两侧对称粘贴长度方向沿着墙缝长度方向的水平邻墙连接frp片材，在板缝的上下两侧对称粘贴长度方向沿着板缝长度方向的邻板骑缝frp片材；

沿着横向的墙缝长度方向，顶面勾挂有单板支撑架/双板支撑架的基础/剪力墙的顶面交错设置单板支撑架/双板支撑架和竖向邻墙连接frp片材/女儿墙趾连接frp片材；在单板支撑架/双板支撑架贴墙横折面的外表面及所支撑楼板对应侧边缘的上表面，粘贴单板连墙frp片材/双板连墙frp片材，单板连墙frp片材覆盖单板支撑架和单侧楼板之间的一条墙板缝，双板连墙frp片材覆盖双板支撑架和两侧楼板之间的两条墙板缝；

若横向的墙缝下侧为基础或剪力墙，上侧为剪力墙，则墙缝内外两侧对称粘贴长度方向垂直墙缝长度方向的竖向邻墙连接frp片材；

若横向的墙缝下侧为基础或剪力墙，上侧为女儿墙，则墙缝内侧粘贴长度方向垂直墙缝长度方向的竖向邻墙连接frp片材，墙缝外侧对应每一片竖向邻墙连接frp片材粘贴一片长度方向垂直墙缝长度方向的女儿墙趾连接frp片材，女儿墙趾连接frp片材向上延伸至女儿墙的横向墙体拐角并继续延伸，覆盖横向墙体上表面的整个宽度。

优选的，所述水平邻墙连接frp片材、邻板骑缝frp片材、竖向邻墙连接frp片材、女儿墙趾连接frp片材、单板连墙frp片材和双板连墙frp片材的纤维方向均垂直于所覆盖接缝的长度方向。

优选的，所述单板支撑架和双板支撑架的所有折痕平行，且折痕的长度为250～350mm，贴墙竖折面垂直水平面的高度等于楼板的厚度，单个支撑平面垂直竖直面的高度为80～120mm，支撑平面和支持斜面的夹角为20～40°。

优选的，除邻板骑缝frp片材外，若frp片材与所覆盖的接缝表面在同一平面上，frp片材与接缝平行的边与该接缝之间的间距为250～350mm；邻板骑缝frp片材与接缝平行的边与该接缝之间的间距为200～300mm。

优选的，所述剪力墙和楼板的各个端面均按常规做法设有端面粗糙痕。

优选的，所述同一基础或剪力墙上的单板支撑架/双板支撑架，相邻单板支撑架/双板支撑架之间的净距离为250～350mm，相邻单板支撑架/双板支撑架之间的竖向邻墙连接frp片材/女儿墙趾连接frp片材的宽度与相邻单板支撑架/双板支撑架之间的净距离相等，单板连墙frp片材/双板连墙frp片材的宽度与单板支撑架/双板支撑架的折痕长度相等。

一种上述预制一字形剪力墙—预制楼板体系的frp片材连接结构的连接方法，包括如下步骤：

(a)就位好所有基础/下一层剪力墙及边缘构件，在墙缝中填充高强砂浆，然后粘贴水平邻墙连接frp片材连接同一层的墙体；

(b)在基础/下一层剪力墙及边缘构件上粘贴竖向邻墙连接frp片材或女儿墙趾连接frp片材，超过基础/下一层剪力墙及边缘构件的上边缘部分暂时不予粘贴；

(c)将单板支撑架或双板支撑架勾挂在基础/下一层剪力墙及边缘构件的顶面；

(d)将楼板搁置在单板支撑架或双板支撑架上，并在所形成的墙板缝里填充高强砂浆；

(e)粘贴单板连墙frp片材或双板连墙frp片材；

(f)在基础/下一层剪力墙及边缘构件的顶面铺设高强砂浆垫层；

(g)将上一层剪力墙/女儿墙及边缘构件落座到基础/下一层剪力墙及边缘构件顶面的高强砂浆垫层上，在墙缝中填充高强砂浆，然后粘贴水平邻墙连接frp片材连接同一层的墙体；；

(h)将竖向邻墙连接frp片材/女儿墙趾连接frp片材上半未粘贴部分粘贴到上一层剪力墙/女儿墙及边缘构件。

frp(fiberreinforcedpolymer/plastic，纤维增强复合材料)，是由纤维材料与基体材料(树脂)按一定的比例混合后形成的高性能型材料；质轻而硬、不导电、机械强度高、回收利用少、耐腐蚀。

有益效果：本发明提供的一种预制一字形剪力墙—预制楼板体系的frp片材连接结构及方法，相对于现有技术，具有如下优势：1、预制剪力墙(包含边缘构件)和预制楼板形状规则，且不需要在四周伸出钢筋，从而简化了预制构件的边模，继而有利于模板标准化、提高预制构件生产效率、有利于预制构件的堆放、运输和吊装操作；2、预制板直接预制成全厚度构件，比现有普遍采用的预制叠合板的厚度更薄，减少材料用量、减小自重荷载、减小地震作用；3、采用了单板支撑架或双板支撑架，使板的就位和搁置非常方便；4、房屋主体结构所有预制构件均采用粘贴frp片材进行连接，施工非常便捷，同时可以保证接缝处具有极佳的防水抗渗效果，也规避了现有剪力墙连接中套筒灌浆连接对位困难、灌浆质量不易保证的问题；5、较为彻底的实现了干式连接模式，现场不须大量绑扎钢筋及浇筑混凝土施工，装配效率高、环境效益好。

附图说明

图1为本发明预制剪力墙—楼板体系的平面布置示意图；

图2为本发明预制剪力墙—楼板体系的竖向布置示意图；

图3为本发明相邻预制楼板连接结构示意图；

图4(a)和图4(b)为本发明“下边墙(边基础)—上边墙—楼板”节点连接结构两个视角的示意图；

图5(a)和图5(b)为本发明“顶层边墙—女儿墙—楼板”节点连接结构两个视角的示意图；

图6为本发明“下内墙(内基础)—上内墙—墙左楼板—墙右楼板”节点连接结构示意图；

图7为本发明“顶层内墙—墙左楼板—墙右楼板”节点连接结构示意图。

图中包括：1-1、边基础；1-2、内基础；2-1、边墙；2-2、内墙；2-1-1、底层边墙；2-1-2、中间层边墙；2-1-3、顶层边墙；2-2-1、底层内墙；2-2-2、中间层内墙；2-2-3、顶层内墙；2-3、l形边缘构件；2-4、t形边缘构件；2-5、十字形边缘构件；2-6、上边墙；2-7、下边墙；2-8上内墙；2-9、下内墙；2-10、端面粗糙痕；3、女儿墙；4-楼板；4-1、底层楼板；4-2、中间层楼板；4-3、顶层楼板；4-4、墙左楼板；4-5、墙右楼板；4-6、缝左楼板；4-7、缝右楼板；5、墙缝；6、水平邻墙连接frp片材；7、板缝；8、邻板骑缝frp片材；9、单板支撑架；10、墙板缝；11、单板连墙frp片材；12、竖向邻墙连接frp片材；13、双板支撑架；14、双板连墙frp片材；15女儿墙趾连接frp片材。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

一种预制一字形剪力墙—预制楼板体系的frp片材连接结构，包括预制的基础、剪力墙、女儿墙3、楼板4等被连接对象；这些对象的连接均采用frp片材连接结构。

所述基础为常规墙下条形基础，包括边基础1-1和内基础1-2。

在水平方向上，所述剪力墙包括边墙2-1和内墙2-2，直角结构相邻的两面边墙2-1之间通过l型边缘构件2-3过渡，t型结构相邻的两面边墙2-1和一面内墙2-2之间通过t型边缘构件2-4过渡，十字结构相邻的四面内墙2-2之间通过十字型边缘构件2-5过渡；边墙2-1和内墙2-2均为矩形平面墙，高度与楼层高度一致。在竖直方向上，边墙2-1包括底层边墙2-1-1、中间层边墙2-1-2和顶层边墙2-1-3，内墙2-2包括底层内墙2-2-1、中间层内墙2-2-2和顶层内墙2-2-3。剪力墙的各个端面均设有端面粗糙痕，四周不出筋，高度等于楼层高度。

所述l型边缘构件2-3的水平截面为l型，四周不出筋，高度等于楼层高度；t型边缘构件2-4的水平截面为t型，四周不出筋，高度等于楼层高度；十字型边缘构件2-5的水平截面为十字型，四周不出筋，高度等于楼层高度。

所述女儿墙3的竖截面为l型，四周不出筋；下方的横向墙体为l型短边，侧面的竖向墙体为l型长边。

所述楼板4为矩形平面板，在竖直方向上，分为底层楼板4-1、中间层楼板4-2和顶层楼板4-3；在水平方向上，分为墙左楼板4-4和墙右楼板4-5(同一面墙两侧的楼板)、缝左楼板4-6和缝右楼板4-7(同一条板缝7两侧的楼板)；楼板4的各个端面均设有端面粗糙痕，四周不出筋。

在一个侧面设置楼板4的基础/剪力墙顶面勾挂有单板支撑架9，在两个侧面设置有楼板4的基础/剪力墙顶面勾挂双板支撑架13，楼板4搁置在单板支撑架9和/或双板支撑架13的支撑平面上；单板支撑架9和双板支撑架13均为整片的冷弯钢板结构，包括贴墙横折面、贴墙竖折面、支撑平面和支撑斜面，剪力墙、支撑平面和支持斜面共同形成一个三角支撑机构。

所述单板支撑架9和双板支撑架13的所有折痕平行，设计折痕的长度为300mm，贴墙竖折面垂直水平面的高度等于楼板4的厚度，单个支撑平面垂直竖直面的高度为100mm，支撑平面和支持斜面的夹角为30°。所述同一基础或剪力墙上的单板支撑架9/双板支撑架13，相邻单板支撑架9/双板支撑架13之间的净距离为300mm，相邻单板支撑架9/双板支撑架13之间的竖向邻墙连接frp片材12/女儿墙趾连接frp片材15的宽度与相邻单板支撑架9/双板支撑架13之间的净距离相等，单板连墙frp片材11/双板连墙frp片材14的宽度与单板支撑架9/双板支撑架13的折痕长度相等。

所有基础、剪力墙、女儿墙3和楼板4通过边缘构件或支撑架采用端面对接方式连接、或直接采用端面对接方式连接，在端面对接位置处形成接缝(一般设计缝宽为20mm)，在接缝内填充高强砂浆；基础、剪力墙、女儿墙3之间的接缝称为墙缝5；楼板4与楼板4之间的接缝称为板缝7，基础/剪力墙/女儿墙3与楼板4之间的接缝称为墙板缝10；基础、剪力墙、女儿墙3、楼板4和边缘构件均为四周不出筋结构。

具体来说：所述下层边墙2-1/边基础1-1与上层边墙2-1的竖向连接以及它们与楼板4之间的垂直连接，通过若干个单板支撑架9、墙板缝10、若干个单板连墙frp片材11、若干个竖向邻墙连接frp片材12予以实现；所述顶层边墙2-1-3与女儿墙3的竖向连接以及它们与楼板4之间的垂直连接，通过若干个单板支撑架9、墙板缝10、若干个单板连墙frp片材11、若干个竖向邻墙连接frp片材12、若干个女儿墙趾连接frp片材15予以实现；所述下层内墙2-2/内基础1-2与上层内墙2-2的竖向连接以及它们与墙左楼板4-4和墙右楼板4-5之间的垂直连接，通过若干个双板支撑架13、墙板缝10、若干个双板连墙frp片材14、若干个竖向邻墙连接frp片材12予以实现；所述顶层内墙2-2-3与墙左楼板4-4和墙右楼板4-5之间的垂直连接，通过若干个双板支撑架13、墙板缝10、若干个双板连墙frp片材14予以实现。

在竖向的墙缝5内外两侧对称粘贴长度方向沿着墙缝5长度方向的水平邻墙连接frp片材6，水平邻墙连接frp片材6的宽度设计为600mm；在板缝7的上下两侧对称粘贴长度方向沿着板缝7长度方向的邻板骑缝frp片材8，邻板骑缝frp片材8的宽度设计为500mm。

沿着横向的墙缝5长度方向，顶面勾挂有单板支撑架9/双板支撑架13的基础/剪力墙的顶面交错设置单板支撑架9/双板支撑架13和竖向邻墙连接frp片材12/女儿墙趾连接frp片材15；在单板支撑架9/双板支撑架13贴墙横折面的外表面及所支撑楼板4对应侧边缘的上表面，粘贴单板连墙frp片材11/双板连墙frp片材14，单板连墙frp片材11覆盖单板支撑架9和单侧楼板4之间的一条墙板缝10，双板连墙frp片材14覆盖双板支撑架13和两侧楼板4之间的两条墙板缝10。

若横向的墙缝5下侧为基础或剪力墙，上侧为剪力墙，则墙缝5内外两侧对称粘贴长度方向垂直墙缝5长度方向的竖向邻墙连接frp片材12。

若横向的墙缝5下侧为基础或剪力墙，上侧为女儿墙3，则墙缝5内侧粘贴长度方向垂直墙缝5长度方向的竖向邻墙连接frp片材12，墙缝5外侧对应每一片竖向邻墙连接frp片材12粘贴一片长度方向垂直墙缝5长度方向的女儿墙趾连接frp片材15，女儿墙趾连接frp片材15向上延伸至女儿墙3的横向墙体拐角并继续延伸，覆盖横向墙体上表面的整个宽度。

关于frp片材的延伸的距离，本案的一个基本的设计原则为：除邻板骑缝frp片材8外，若frp片材与所覆盖的接缝表面在同一平面上，frp片材与接缝平行的边与该接缝之间的间距为250～350mm；邻板骑缝frp片材8与接缝平行的边与该接缝之间的间距为200～300mm。