一種保溫剪力牆桁架建築體系及其施工方法與流程

2023-11-10 05:02:07 5

本發明涉及建築技術領域，具體而言，涉及一種保溫剪力牆桁架建築體系及其施工方法。

背景技術：

保溫剪力牆為各種牆體結構體系中的一種。保溫建築體系大都採用保溫剪力牆結構建造，現有的保溫建築體系均存在一些缺點，致使其各種性能不是很高。現有主要的澆注體系主要包括磚混結構、框架結構和框架剪力牆結構。混磚結構具有如下缺點：1、只適用於7層以下建築物，也不能用於大跨度建築。2、該結構建築物自重大(容重為2200～2500公斤/立方米)亦不能增大建築物的使用面積(牆體厚度最終尺寸為300mm)。3、結構剛度差，抗震性能低、保溫隔熱性能差。4、使用的材料多造成建築施工垃圾多，施工複雜,施工周期長。框架結構具有如下缺點：1、該結構建築物自重大(容重為2200～2500公斤/立方米)亦不能增大建築物的使用面積(牆體厚度最終尺寸為300mm)。2、建築物整體性差，抗震性能低、保溫隔熱、防火性能差。3、使用的材料多造成建築施工垃圾多、施工複雜，施工周期長。框架剪力牆具有如下缺點：1、該結構建築自重大(容重為2200～2500公斤/立方米)亦不能增大建築物的使用面積(牆體厚度最終尺寸為300mm)。2、整體採用普通鋼筋混凝土保溫隔熱、防火性能差。3、使用的材料多造成建築施工垃圾多、施工複雜，施工周期長。

技術實現要素：

本發明提供了一種保溫剪力牆桁架建築體系的施工方法，旨在改善現有的施工方法建造的保溫建築體系性能不夠好的問題。

本發明還提供了一種保溫剪力牆桁架建築體系，其具有抗裂性，抗震性能好等優點。

本發明是這樣實現的：

一種保溫剪力牆桁架建築體系的施工方法，包括如下步驟：

在基礎鋼筋構件上設置鋼管柱，基礎鋼筋構件為基礎墊層鋼筋構件或樁基礎鋼筋籠；安裝基礎梁鋼筋構件，將基礎梁鋼筋構件與鋼管柱隼接後電焊；安裝牆體結構和梁鋼筋構件，梁鋼筋構件與牆體結構以及鋼管柱連接，梁鋼筋構件與鋼管柱隼接後電焊；向基礎鋼筋構件澆築混凝土；向基礎梁鋼筋構件澆築混凝土；向鋼管柱澆築混凝土；向梁鋼筋構件澆築混凝土；安裝疊合樓板，疊合樓板與梁鋼筋構件連接。

上述步驟無先後順序，並不一定是依次進行，「向基礎鋼筋構件澆築混凝土；向基礎梁鋼筋構件澆築混凝土；向鋼管柱澆築混凝土；向梁鋼筋構件澆築混凝土」，這幾個步驟並不是一定排序在梁鋼筋構件與鋼管柱隼接後電焊過程之後，澆築混凝土可以根據施工環境及施工隊的施工習慣調整。

進一步地，在本發明較佳的實施例中，在基礎鋼筋構件上設置鋼管柱之前還包括在地面開挖建築基礎並採用混凝土澆築基礎墊層，在基礎墊層上設置基礎鋼筋構件。

進一步地，在本發明較佳的實施例中，安裝牆體結構是指，採用熱鍍鋅雙層鋼絲做成鋼絲網架，並在鋼絲網架上設置熱鍍鋅鋼絲網架腹絲製成牆體框架，將牆體框架與鋼管柱隼接後電焊，然後將牆體框架與梁鋼筋構件連接後，首先先向基礎鋼筋構件澆築混凝土，再向牆體框架內澆築混凝土。

進一步地，在本發明較佳的實施例中，梁鋼筋構件與鋼管柱及牆體框架均採用先隼接後電焊連接。

進一步地，在本發明較佳的實施例中，輕質混凝土的強度為c2.5～c7.5，牆體結構的容重為500～900公斤/立方米。

進一步地，在本發明較佳的實施例中，在安裝牆體結構之前向基礎鋼筋構件澆築混凝土，向鋼管柱澆築混凝土得柱子，向梁鋼筋構件澆築混凝土得梁；安裝牆體結構是指將多塊預製板拼接形成牆體結構，每塊預製板與對應的柱子或梁進行錨固及桁架連接；安裝疊合樓板時，疊合樓板與預製板錨固及桁架連接。

進一步地，在本發明較佳的實施例中，安裝疊合樓板後，在疊合樓板上澆築樓板混凝土，樓板混凝土為容重為800公斤/立方米的高性能輕質混凝土。

一種保溫剪力牆桁架建築體系，該保溫剪力牆桁架建築體系採用上述的保溫剪力牆桁架建築體系的施工方法建築而成，建築體系包括基礎梁、梁、柱子、牆體結構以及疊合樓板，基礎梁設置於底部，梁設置於上部，柱子垂直於基礎梁及梁並與基礎梁及梁連接，疊合樓板與梁連接，牆體結構與基礎梁、梁、柱子連接，梁包括梁鋼筋構件，梁鋼筋構件澆築有混凝土，基礎梁包括基礎梁鋼筋構件，基礎梁鋼筋構件澆築有混凝土，柱子包括鋼管柱，鋼管柱內澆築有混凝土，梁鋼筋構件和基礎梁鋼筋構件均與鋼管柱隼接後電焊。

進一步地，在本發明較佳的實施例中，牆體結構包括牆體框架，牆體框架包括熱鍍鋅雙層鋼絲網架及與熱鍍鋅雙層鋼絲網架連接的熱鍍鋅鋼絲網架腹絲，牆體框架內澆築有混凝土。

進一步地，在本發明較佳的實施例中，鋼管柱的壁厚為3-15mm，鋼管柱的斷面為尺寸為150-300mm×150-300mm的矩形。

本發明的有益效果是：本發明通過上述設計得到的保溫剪力牆桁架建築體系的施工方法及高性能建築日系，將鋼管柱內澆築高性能的混凝土能夠增強柱子的緻密性、抗裂性、抗滲性、耐酸鹼性以及防水性，進而增強保溫剪力牆桁架建築體系的緻密性、抗裂性、抗滲性、耐酸鹼性以及防水性。而梁鋼筋構件和基礎梁鋼筋構件均與鋼管柱隼接後電焊則增大了保溫剪力牆桁架建築體系的剛性及抗震性。且該結構基本無建築垃圾，施工簡單快捷且能夠有效縮短施工周期。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施方式的技術方案，下面將對實施方式中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發明的某些實施例，因此不應被看作是對範圍的限定，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1是本發明實施方式提供的保溫剪力牆桁架建築體系的結構示意圖；

圖2是本發明實施方式提供的保溫剪力牆桁架建築體系未澆築混凝土時的結構示意圖；

圖3是圖1中梁與柱子連接的側面結構示意圖；

圖4是圖2中牆體框架的結構示意圖；

圖5是俯視時疊合樓板與梁的結構示意圖。

圖標：100-保溫剪力牆桁架建築體系；110-基礎梁；111-基礎梁鋼筋構件；120-梁；121-梁鋼筋構件；130-柱子；131-鋼管柱；140-牆體結構；141-牆體框架；142-熱鍍鋅雙層鋼絲網架；143-熱鍍鋅鋼絲網架腹絲；150-疊合樓板；151-樓板混凝土層；160-基礎；161-基礎鋼筋構件。

具體實施方式

為使本發明實施方式的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施方式中的附圖，對本發明實施方式中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施方式是本發明一部分實施方式，而不是全部的實施方式。基於本發明中的實施方式，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施方式，都屬於本發明保護的範圍。因此，以下對在附圖中提供的本發明的實施方式的詳細描述並非旨在限制要求保護的本發明的範圍，而是僅僅表示本發明的選定實施方式。基於本發明中的實施方式，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施方式，都屬於本發明保護的範圍。

在本發明的描述中，需要理解的是，術語「長度」、「寬度」、「厚度」、「上」、「下」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的設備或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。

此外，術語「第一」、「第二」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有「第一」、「第二」的特徵可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特徵。在本發明的描述中，「多個」的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。

在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」、「固定」等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係。對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

在本發明中，除非另有明確的規定和限定，第一特徵在第二特徵之「上」或之「下」可以包括第一和第二特徵直接接觸，也可以包括第一和第二特徵不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特徵接觸。而且，第一特徵在第二特徵「之上」、「上方」和「上面」包括第一特徵在第二特徵正上方和斜上方，或僅僅表示第一特徵水平高度高於第二特徵。第一特徵在第二特徵「之下」、「下方」和「下面」包括第一特徵在第二特徵正下方和斜下方，或僅僅表示第一特徵水平高度小於第二特徵。

如圖1-圖3所示，本發明實施例提供了一種保溫剪力牆桁架建築體系100，其包括基礎梁110、梁120、柱子130、牆體結構140及疊合樓板150，基礎梁110設置於底部，梁120設置於上部，柱子130垂直於基礎梁110及梁120並與基礎梁110及梁120連接，結合參照附圖5，疊合樓板150與梁120連接為一體，牆體結構140與基礎梁110、梁120、柱子130連接，梁120包括梁鋼筋構件121，梁鋼筋構件121澆築有混凝土，基礎梁110包括基礎梁鋼筋構件111，基礎梁鋼筋構件111澆築有混凝土，柱子130包括鋼管柱131，鋼管柱131內澆築有混凝土，梁鋼筋構件121和基礎梁鋼筋構件111均與鋼管柱131隼接後電焊。

基礎梁110的底部還設置有基礎160，基礎160由基礎鋼筋構件161澆築混凝土製成。

將鋼管柱131內澆築高性能的混凝土能夠增強柱子130的緻密性、抗裂性、抗滲性、耐酸鹼性以及防水性，進而增強保溫剪力牆桁架建築體系100的緻密性、抗裂性、抗滲性、耐酸鹼性以及防水性。而梁鋼筋構件121和基礎梁鋼筋構件111均與鋼管柱131隼接後電焊則增大了保溫剪力牆桁架建築體系100的剛性及抗震性。且該結構基本無建築垃圾，施工簡單快捷且能夠有效縮短施工周期。

請參照附圖4所示，進一步地，牆體結構140包括牆體框架141，牆體框架141包括熱鍍鋅雙層鋼絲網架142及與熱鍍鋅雙層鋼絲網架142連接的熱鍍鋅鋼絲網架腹絲143，熱鍍鋅鋼絲網架腹絲143纏繞於熱鍍鋅雙層鋼絲網架142，牆體框架141內澆築有混凝土。牆體框架141內澆築的混凝土為高性能輕質混凝土。

高性能輕質混凝土與牆體框架141的結合使用降低了傳統建築物的自重、建築成本並且還能夠提高牆體結構140的剛性。

需要說明的是，在本發明的其他實施例中，牆體結構還可以由多塊預製板拼接形成，每塊預製板與對應的柱子或梁錨固及桁架連接。

進一步地，熱鍍鋅雙層鋼絲網架142由雙層直徑為2.5～3.5mm的熱鍍鋅鋼絲製成，熱鍍鋅鋼絲網架腹絲143的直徑也為2.5～3.5mm。選用該尺寸的熱鍍鋅鋼絲及熱鍍鋅鋼絲網架腹絲143即能夠保證建築成本較低的同時牆體的牢固性也能達到較佳的效果。

進一步地，牆體結構140的厚度為150～200mm，該厚度在保證不給予柱子130及基礎梁110過大負荷的條件下，保溫效果最好。

進一步地，鋼管柱131的壁厚為3～15mm，鋼管柱131的斷面為尺寸為150～300mm×150～300mm的矩形。該尺寸的鋼管柱131澆築混凝土後製得的柱子抗震性好強度高。

進一步地，梁鋼筋構件121選用的鋼筋為直徑12～25mm的螺紋鋼筋，該尺寸的鋼筋製得的梁鋼筋構件121韌性好製得的梁120強度高。

進一步地，梁鋼筋構件121選用的鋼筋長度大於或等於6m，大於或等於6m的鋼筋才能夠製得更長的梁鋼筋構件121進而才能使梁120更長製得的保溫剪力牆桁架建築體系100的跨度才能更大。

進一步地，梁120的斷面為尺寸為300～500mm×150～200mm的矩形，該尺寸時梁120的承重性能好。

如圖1和圖5所示，進一步地，疊合樓板150上澆築一層樓板混凝土層151，設置樓板混凝土層151有利於增強保溫剪力牆桁架建築體系100的抗裂性。

本發明還提供了一種建築物，該建築物包括本發明所提供的保溫剪力牆桁架建築體系100。

一種修建本發明實施例所提供的保溫剪力牆桁架建築體系100的方法，該方法包括如下步驟：

s1、在基礎鋼筋構件161上設置鋼管柱131，基礎鋼筋構件161為基礎墊層鋼筋構件或樁基礎鋼筋籠。

具體地，首先開挖建築基礎，需要說明的是，所建的建築體系8層以下採用承臺基礎、13層以下採用人工挖孔樁、13層以上採用機打樁基礎；然後採用混凝土澆築基礎墊層，該混凝土為強度為c30的高性能混凝土，澆築完基礎墊層後還可在基礎墊層上設置保護層以及防水層，然後再在基礎墊層上設置基礎鋼筋構件161，在基礎鋼筋構件161上設置鋼管柱131。該基礎鋼筋構件161可以是基礎墊層鋼筋也可以是樁基礎鋼筋籠，根據不同的施工方式及施工環境選擇不同的基礎。

s2、安裝基礎梁鋼筋構件111，將基礎梁鋼筋構件111與鋼管柱131隼接後電焊。

具體地，採用鋼筋為直徑12～25mm、長度大於或等於6m的螺紋鋼筋製成基礎梁鋼筋構件111，該基礎梁鋼筋構件111與鋼管柱131隼接後電焊，該連接手法使得最後製成的基礎梁110與柱子130的連接更加牢靠，增大體系的抗裂性，基礎梁鋼筋構件111與鋼管柱131連接好後，向基礎鋼筋構件161澆築混凝土，完成基礎160後向基礎梁鋼筋構件111內澆築基礎梁混凝土，基礎梁110則建造完成，基礎梁混凝土也為強度為c30的高性能混凝土，其中水泥採用c42.5矽酸鹽水泥。

s3、安裝牆體結構140和梁鋼筋構件121，梁鋼筋構件121與牆體結構140以及鋼管柱131連接，梁鋼筋構件121與鋼管柱131隼接後電焊。

具體地，安裝牆體結構140是指，採用熱鍍鋅鋼絲做成的熱鍍鋅雙層鋼絲網架142，並在熱鍍鋅雙層鋼絲網架142上設置熱鍍鋅鋼絲網架腹絲143製成牆體框架141，將牆體框架141與鋼管柱131隼接後電焊，此時安裝梁鋼筋構件121，然後將牆體框架141與梁鋼筋構件121連接，將梁鋼筋構件121與鋼管柱131隼接後電焊，然後向牆體框架141內澆築混凝土，向鋼管柱131內澆築混凝土，向梁鋼筋構件121澆築混凝土。在安裝梁鋼筋構件121的同時安裝好本建築體系的水、電、氣等預埋管線。

向牆體框架141內澆築的混凝土採用強度為c2.5～c7.5的輕質混凝土，建成後的牆體結構140的容重為500～900公斤/立方米。採用輕質混凝土使得牆體結構140的容重不至於太高，使柱子130的負荷不大，增大體系的抗震抗裂性。梁鋼筋構件121採用鋼筋為直徑12～25mm、長度大於或等於6m的螺紋鋼筋製成。向鋼管柱131及梁鋼筋構件121內均澆築強度為c30的高性能混凝土，其中水泥採用c42.5矽酸鹽水泥，強度為c30的高性能混凝土建成的體系具有高抗裂性、高緻密性、高防水、耐酸鹼強並且大約能節約10％水泥的優點。

需要說明的是，在本發明的其他實施例中，牆體結構若採用多塊預製板拼接形成，那麼其施工方式則是：在安裝牆體結構之前就向基礎鋼筋構件澆築混凝土，向鋼管柱澆築混凝土得柱子，向梁鋼筋構件澆築混凝土得梁；安裝牆體結構是指將多塊預製板拼接形成牆體結構，每塊預製板與對應的柱子或梁進行錨固及桁架連接；安裝疊合樓板時，疊合樓板與預製板錨固及桁架連接。

s4、安裝疊合樓板150，疊合樓板150與梁鋼筋構件121連接。

具體地，澆築好混凝土後的梁鋼筋構件121則為梁120，在梁120上安裝疊合樓板150，並使得疊合樓板150與梁120連成一體。進一步地，安裝疊合樓板150後，在疊合樓板150上澆築樓板混凝土以形成樓板混凝土層151，樓板混凝土為容重為800公斤/立方米的高性能輕質混凝土。

樓板混凝土澆築完後，繼續安裝上層鋼管柱重複上述施工步驟修建上方樓層，直至修建至屋面梁。將此建築體系繼續修建成為建築物還包括修建樓梯、安裝屋面模板、安裝屋面鋼筋等預埋件、澆築100mm厚容重為800公斤的高性能輕質混凝土、採用防水砂漿安裝瓦。

需要說明的是，在本發明其他實施例中，各鋼筋構件混凝土的澆築可以根據施工進度、各施工隊施工習慣以及施工環境等因素調整澆築順序。可以是安裝完構建立即澆築，也可以是整個系統所有鋼筋構件安裝連接後一起澆築，例如可以安裝完基礎鋼筋構件立即澆築混凝土再安裝基礎梁構件立即建築混凝土，再繼續安裝鋼管柱，安裝完鋼管柱則立即澆灌混凝土，依次進行；還可以安裝完基礎鋼筋構件和基礎梁鋼筋構件則向基礎鋼筋構件和基礎梁鋼筋構件澆灌混凝土，然後再安裝鋼管柱、梁鋼筋構件以及牆體框架，安裝好後再向鋼管柱、梁鋼筋構件以及牆體框架澆築混凝土等多種施工方式。

綜上所述，保溫剪力牆桁架建築體系結構部分基礎、柱子、梁等所澆築的混凝土均採用c30高性能混凝土(水泥採用c42.5矽酸鹽水泥，並添加納米建材增強劑等，可提高混凝土的10～20％的強度、增加其緻密性、抗裂、抗滲、耐酸鹼、防水等功能)，現有的磚混結構結構採用的是砌築磚(其間的柱梁僅為構造柱和圈梁，混凝土採用的是c20普通混凝土)不能使整個建築成為一體；框架結構結構部分採用的是柱梁樓板現澆、框架剪力牆結構結構部分採用的是澆築柱梁樓板牆體等，框架結構、剪力牆結構梁柱均為大尺寸使柱梁突出牆體影響美觀減少使用面積，以上三種結構牆體均為300mm厚(砌築磚或澆築混凝土)而本發明提出的保溫剪力牆桁架建築體系的牆體建成後牆體厚僅為150～200mm；本發明保溫剪力牆桁架建築體系柱子採用壁厚為3mm至10mm，斷面尺寸為150～300mm×150～300mm的方形或矩形鋼管柱(管內澆築c30高性能混凝土)該種鋼管混凝土柱子的結構剛度為同尺寸普通鋼筋混凝土的4～6倍，其抗壓強度為同尺寸普通鋼筋混凝柱子的2.5～3倍，其抗扭強度為同尺寸普通鋼筋混凝土的3倍左右；本建築體系梁採用鋼筋或型鋼(跨度大於6米是採用)與鋼管進行電焊隼接，梁的斷面尺寸均為300～500mm×150～200mm；牆體採用容重為500～900公斤/立方米的鋼絲網架高性能輕質混凝土(強度為c2.5～7.5)預製板並與柱子、梁、樓板進行桁架連接成一體；本建築體系樓板採用疊合樓板；本建築體系屋面板及天溝板與其他部件進行桁架連接成一體，屋面採用容重為800公斤/立方米的高性能輕質混凝土澆築；由此可見本發明提出的保溫剪力牆桁架建築體系比磚混結構、框架結構、保溫剪力牆結構相比，本建築體系主要優點有：

a、抗震、防水、保溫、隔熱、隔音、防火、耐氣候、結構一體化。

b、自重僅為傳通建築物自重的40％左右。

c、基本無建築垃圾，施工簡單快捷，施工周期縮短2/3.

d、綜合成本降低30％左右。

e、60％的建築部件均在工廠生產加工，對施工人員的技能要求低。

f、綜合節能65％以上。

g、增加建築面積6～8％。

h、適應於各領域的建築，在地震區、熱帶、低溫區、對保溫、隔熱、防火等有有特別要求的建築。

以上所述僅為本發明的優選實施方式而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。