本發(fā)明涉及一種方鋼管柱-企口斷橋式抗震保溫一體化墻板結(jié)構(gòu)的構(gòu)造及作法，屬于建筑工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和建造技術(shù)的進(jìn)步，一方面住宅建設(shè)領(lǐng)域?qū)?xì)化操作的要求越來越高，另一方面人力成本在住宅建設(shè)總費(fèi)用中所占的比例越來越高，這都使得過去那種粗放式、大部分依靠人力進(jìn)行建設(shè)施工的生產(chǎn)方式難以為繼，住宅裝配化、產(chǎn)業(yè)化必將成為未來幾十年建筑行業(yè)的重要方式。而在各種住宅形式中，輕鋼結(jié)構(gòu)住宅具有質(zhì)量輕、抗震性能好、節(jié)能保溫、現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)少、噪聲與污染小、材料可循環(huán)利用、工廠化生產(chǎn)和標(biāo)準(zhǔn)化制作程度高、可現(xiàn)場(chǎng)裝配的優(yōu)點(diǎn)，順應(yīng)了住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展要求,因而成為未來幾十年我國住宅產(chǎn)業(yè)化的理想型式。

輕鋼結(jié)構(gòu)住宅是將工廠化生產(chǎn)的鋼梁、鋼柱作承重骨架,圍護(hù)以輕質(zhì)、保溫隔熱的新型墻體材料建造而成的住宅,它利用鋼材的輕質(zhì)、高強(qiáng)、延性好來實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的抗震性能，利用輕質(zhì)、隔熱、密閉性能好的新型墻體材料來實(shí)現(xiàn)節(jié)能保溫。但是鋼材隔熱性能差，大量的鋼質(zhì)構(gòu)件如果不加妥善處理，會(huì)在住宅外圍形成熱流密集的通道，形成“冷橋”效應(yīng)，使得住宅的保溫隔熱性能大打折扣?；诖耍景l(fā)明提出了一種方鋼管柱-企口斷橋式抗震保溫一體化墻板結(jié)構(gòu)的構(gòu)造及作法，能較理想的利用裝配式的墻、柱、EPS模塊阻斷冷橋，以提高整個(gè)外墻的保溫性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種方鋼管柱-企口斷橋式抗震保溫一體化墻板結(jié)構(gòu)的構(gòu)造及作法，以解決傳統(tǒng)裝配式輕鋼結(jié)構(gòu)抗側(cè)能力弱、保溫性能不佳、冷橋效應(yīng)明顯等問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種方鋼管柱-企口斷橋式抗震保溫一體化墻板結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括方鋼管混凝土柱(1)、硅酸鈣板(2)、輕質(zhì)發(fā)泡混凝土(3)、帶單排配筋的再生混凝土墻板(4)、灌漿料(5)、帶燕尾槽及企口的EPS保溫模塊(6)、帶企口的EPS斷橋模塊(7)、燕尾槽(8)、企口(9)；

方鋼管混凝土柱(1)設(shè)置在硅酸鈣板(2)、輕質(zhì)發(fā)泡混凝土(3)、帶單排配筋的再生混凝土墻板(4)中間，方鋼管混凝土柱(1)的側(cè)面焊接有帶螺栓孔的耳板，帶單排配筋的再生混凝土墻板(4)的邊框設(shè)有螺栓孔，方鋼管混凝土柱(1)和帶單排配筋的再生混凝土墻板(4)之間通過螺栓連接；硅酸鈣板(2)通過輕鋼薄壁龍骨安裝在方鋼管混凝土柱(1)的側(cè)面，硅酸鈣板(2)與方鋼管混凝土柱(1)之間的接縫處通過密封處理，然后將內(nèi)側(cè)的硅酸鈣板(2)和帶單排配筋的再生混凝土墻板(4)作為模板，在硅酸鈣板(2)和帶單排配筋的再生混凝土墻板(4)之間澆筑輕質(zhì)發(fā)泡混凝土(3)；在帶單排配筋的再生混凝土墻板(4)的一側(cè)固定帶燕尾槽及企口的EPS保溫模塊(6)，帶單排配筋的再生混凝土墻板(4)和帶燕尾槽及企口的EPS保溫模塊(6)之間的接縫處通過密封處理，然后將帶燕尾槽及企口的EPS保溫模塊(6)和帶單排配筋的再生混凝土墻板(4)作為模板，在模板中澆筑灌漿料(5)，待輕質(zhì)發(fā)泡混凝土(3)和灌漿料(5)硬化后，形成抗震保溫一體化墻板。

方鋼管混凝土柱(1)中的方鋼管在工廠一次性熱軋成型，截面為正方形，邊長為100mm～200mm，壁厚為4mm～10mm，采用Q235鋼材或Q345鋼材等，方鋼管內(nèi)灌普通混凝土或者再生骨料混凝土，方鋼管對(duì)其內(nèi)部的混凝土起到約束作用并使混凝土處于三向受壓狀態(tài)，提高了混凝土的抗壓強(qiáng)度；鋼管內(nèi)部的混凝土又能夠有效地防止鋼管發(fā)生局部屈曲。這種相互作用使鋼管內(nèi)部混凝土的破壞由脆性破壞轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄云茐?，?gòu)件的延性性能明顯改善，耗能能力大大提高，使整個(gè)結(jié)構(gòu)具有優(yōu)越的抗震性能。

硅酸鈣板(2)是以無機(jī)礦物纖維為增強(qiáng)材料，以硅質(zhì)-鈣質(zhì)材料為主體膠結(jié)材料，經(jīng)制漿、成型、在高溫高壓的蒸氣中加速固化反應(yīng)，形成硅酸鈣膠凝體而制成的板材，作為綠色環(huán)保建材，除具有石膏板的功能外，更具有優(yōu)越的防火性能及防潮性能。硅酸鈣板(2)和帶單排配筋的再生混凝土墻板(4)一起作為輕質(zhì)發(fā)泡混凝土(3)的模板，省去支模拆模和表面處理的工序，減少施工工期。

輕質(zhì)發(fā)泡混凝土(3)指用物理方法將尾礦粉等發(fā)泡劑水溶液制備成泡沫，再將泡沫加入到由水泥、集料、摻合料、外加劑和水等制成的漿料中，而成的輕質(zhì)多孔混凝土。其具有環(huán)保、施工操作簡便、質(zhì)量穩(wěn)定、可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)澆注的特點(diǎn)。其導(dǎo)熱系數(shù)為0.06～0.28W/(M.K)，熱阻約為普通混凝土的10～20倍，干體積密度為300～1200kg/m³，相當(dāng)于普通混凝土的1/8～1/2左右，可減輕結(jié)構(gòu)自重。泡沫混凝土的多孔性使其具有低的彈性模量，從而使其對(duì)沖擊載荷具有良好的吸收和分散作用。分布均勻的氣泡使得其吸音能力為0.09～0.19％，是普通混凝土的5倍，具備有效隔聲的功能。由于方鋼管內(nèi)填有混凝土，能吸收大量的熱能，因此遭受火災(zāi)時(shí)管柱截面溫度場(chǎng)的分布很不均勻，增加了柱子的耐火時(shí)間泡沫混凝土所需原料為水泥和發(fā)泡劑，發(fā)泡劑為中性，不含苯、甲醛等有害物質(zhì)，避免了環(huán)境污染。

帶單排配筋的再生混凝土墻板(4)是提高整個(gè)抗震保溫一體化墻板抗震功能的主體結(jié)構(gòu)。帶單排配筋的再生混凝土墻板(4)厚度一般為40mm～80mm，內(nèi)配直徑4mm～6mm的鋼絲，鋼絲間距為100mm～200mm，沿墻厚方向只設(shè)一層，其邊框?yàn)?mm厚的帶孔鋼板，可用螺栓與鋼管混凝土柱(1)進(jìn)行裝配。單排配筋可以為其帶來較佳的平面內(nèi)剛度，其鋼制邊框通過螺栓與方鋼管混凝土柱(1)相連接；使帶單排配筋的再生混凝土墻板(4)和方鋼管混凝土柱(1)結(jié)合成為一個(gè)整體，共同承擔(dān)水平地震作用。在帶單排配筋的再生混凝土墻板(4)的側(cè)面設(shè)有和墻面垂直的短筋，用于和墻板兩側(cè)的輕質(zhì)發(fā)泡混凝土(3)和灌漿料(5)加強(qiáng)粘結(jié)。

用于復(fù)合EPS保溫模塊的灌漿料(5)以高強(qiáng)度材料作為骨料，以水泥作為結(jié)合劑，輔以高流態(tài)、微膨脹、防離析等物質(zhì)配制而成。它具有自流性好、快硬、高早強(qiáng)、高強(qiáng)、無收縮、微膨脹等物理特性；無毒、無害、不老化、對(duì)水質(zhì)及對(duì)周圍環(huán)境無污染，另外還具備自密性好和防銹等優(yōu)點(diǎn)。在施工方面具有質(zhì)量可靠、成本低、工期短和使用方便等優(yōu)點(diǎn)。灌漿料(5)在內(nèi)側(cè)可以依靠與墻面垂直的短筋和帶單排配筋的再生混凝土墻板(4)牢固結(jié)合，外側(cè)可以依靠燕尾槽(8)與帶燕尾槽及企口的EPS保溫模塊(6)牢固結(jié)合，使之成為整體。

帶燕尾槽及企口的EPS保溫模塊(6)是提高整個(gè)抗震保溫一體化墻板保溫能力的主體結(jié)構(gòu)。帶燕尾槽及企口的EPS保溫模塊(6)中的EPS模塊具有良好的隔熱性能，其內(nèi)表面均勻分布的燕尾槽(8)與灌漿料(4)形成機(jī)械咬合，提高了復(fù)合墻體的抗沖擊性、耐久性和防火性能(復(fù)合墻體為難燃燒體或不燃燒體)，做到了EPS模塊保溫層與建筑結(jié)構(gòu)同壽命。帶燕尾槽及企口的EPS保溫模塊(6)的耐火等級(jí)為B2級(jí)，導(dǎo)熱系數(shù)0.037～0.041，保溫效果好，價(jià)格便宜，改進(jìn)后的EPS尚有不錯(cuò)的阻燃性能。

帶企口的EPS斷橋模塊(7)是最后阻斷墻體冷橋的關(guān)鍵，待其他部分完工后，最后裝配。帶企口的EPS斷橋模塊(7)的平面尺寸要比預(yù)留的槽體小5～10mm，便于裝配時(shí)自上而下順利滑入槽體，滑入槽體后用密封膠將縫隙密封，不留冷橋。EPS斷橋模塊(7)的長度可以同層高，也可以每層分兩段或三段滑入。在保溫墻板上部遇到鋼梁可能形成冷橋時(shí)，也可以用水平的EPS斷橋模塊水平滑入的方法來處理。

EPS保溫模塊上的燕尾槽(8)是保證EPS模塊與墻體有效復(fù)合的關(guān)鍵。如圖所示，該燕尾槽間距約40mm～80mm，凹進(jìn)10mm～25mm，在灌漿料滲入槽內(nèi)并硬化后，把墻體與EPS模塊形成一個(gè)整體，不再需要穿筋固定，既節(jié)約了成本又加快了工期。

EPS保溫模塊上的企口(9)是保證EPS模塊復(fù)合墻體與斷橋模塊(7)有效連接的關(guān)鍵。該企口在垂直于墻面的尺寸與同厚，深度約為30～60mm，為使順利EPS斷橋模塊(7)順利滑入，EPS斷橋模塊(7)的平面尺寸比企口小5mm～10mm。

本發(fā)明涉及一種方鋼管柱-企口斷橋式抗震保溫一體化墻板結(jié)構(gòu)的構(gòu)造及作法，其具體作法如下(如圖2所示)：

第一步：在工廠預(yù)制方鋼管柱，澆筑帶單排配筋的再生混凝土墻板，再生混凝土墻板的邊框是厚度為4mm的鋼板，該鋼板上帶有直徑約8～14mm的螺栓孔，在方鋼管柱側(cè)預(yù)制有帶螺栓孔的耳形板，可以將再生混凝土墻板和方鋼管用螺栓連接。

第二步：將預(yù)制好的方鋼管及帶單排配筋的再生混凝土墻板在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行裝配，在方鋼管內(nèi)澆筑混凝土或再生混凝土。將硅酸鈣板按照設(shè)計(jì)位置安裝在在方鋼管混凝土柱的內(nèi)側(cè)，硅酸鈣板的內(nèi)表面與方鋼管混凝土柱的內(nèi)表面平齊，固定完成后進(jìn)行接縫處理，然后采用發(fā)泡設(shè)備向硅酸鈣板與再生混凝土墻板之間的灌注發(fā)泡混凝土，待灌滿后抹平頂部，養(yǎng)護(hù)。

第三步：將帶燕尾槽及企口的EPS保溫模塊固定在方鋼管柱的外側(cè)(外墻一側(cè))，進(jìn)行接縫處理，然后在EPS保溫模塊與再生混凝土墻板之間注入灌漿料，待灌滿后抹平頂部，養(yǎng)護(hù)。

第四步：將預(yù)制的帶企口的EPS斷橋模塊自上而下滑入兩側(cè)的EPS模塊之間，接縫進(jìn)行密封處理，形成集輕鋼、輕墻、保溫節(jié)能、抗震于一體的裝配式住宅體系。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的方鋼管柱-企口斷橋式抗震保溫一體化墻板結(jié)構(gòu)，具有以下優(yōu)勢(shì)：

(1)較大程度的阻斷由鋼制構(gòu)件帶來的冷橋效應(yīng)，提高輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的保溫性能，有效節(jié)約采暖季節(jié)能耗。

(2)標(biāo)準(zhǔn)化程度高。方鋼管混凝土柱、EPS保溫模塊、硅酸鈣板、EPS斷橋模塊均可以在按照本發(fā)明提出的的預(yù)制構(gòu)件制作方法在工廠按照統(tǒng)一的規(guī)格制作，直接運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝，生產(chǎn)質(zhì)量和精度容易保證，易于實(shí)現(xiàn)住宅產(chǎn)業(yè)化。

(3)顯著減少施工現(xiàn)場(chǎng)工作量，加快施工進(jìn)度。采用本發(fā)明提出的方鋼管柱-企口斷橋式抗震保溫一體化墻板結(jié)構(gòu)，硅酸鈣板與EPS保溫模塊既能起到模板的作用，又是永久性構(gòu)件，可有效避免或減少鋼筋工程、模板工程、混凝土工程和抹灰工程等，節(jié)約資源、節(jié)省人工、減少管理費(fèi)用，而且工程質(zhì)量控制的會(huì)更好。

(4)抗震節(jié)能一體化。本發(fā)明包含的抗震保溫一體化墻板結(jié)構(gòu)，由于自重較輕，與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比在相同地震烈度下所承擔(dān)的地震剪力?。欢逸p鋼框架與單排配筋的裝配式墻板協(xié)同工作，形成多道抗震防線，抗震效果明顯。方鋼管梁、柱內(nèi)可灌注再生骨料混凝土，發(fā)泡混凝土中可摻入尾礦粉，均屬于對(duì)建筑垃圾、工業(yè)垃圾的資源化再利用。

附圖說明

圖1是一種方鋼管柱-企口斷橋式抗震保溫一體化墻板結(jié)構(gòu)的水平截面的構(gòu)造示意圖；

圖2是方鋼管柱-企口斷橋式抗震保溫一體化墻板結(jié)構(gòu)的用分層剖切法表示的構(gòu)造示意圖，；

圖中：1、方鋼管混凝土柱，2、硅酸鈣板，3、輕質(zhì)發(fā)泡混凝土，4、單排配筋的再生混凝土墻板，5、灌漿料，6、帶燕尾槽及企口的EPS保溫模塊，7、帶企口的EPS斷橋模塊，8、燕尾槽，9、企口。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

如圖1所示，一種方鋼管柱-企口斷橋式抗震保溫一體化墻板結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括方鋼管混凝土柱(1)、硅酸鈣板(2)、輕質(zhì)發(fā)泡混凝土(3)、帶單排配筋的再生混凝土墻板(4)、用于復(fù)合EPS保溫模塊的灌漿料(5)、帶燕尾槽及企口的EPS保溫模塊(6)、帶企口的EPS斷橋模塊(7)、燕尾槽(8)、企口(9)。輕質(zhì)發(fā)泡混凝土的配比和EPS保溫模塊的厚度可基于保溫性能需求進(jìn)行設(shè)計(jì)。外層EPS保溫模塊、輕質(zhì)發(fā)泡混凝土、再生混凝土墻板、灌漿料四者平均容重可低至10～13kN/m³，有效降低自重。輕鋼框架梁、方鋼管混凝土柱和再生混凝土墻板通過螺栓連接，形成一個(gè)整體，像框架剪力墻一樣協(xié)同受力。在水平地震作用下，剛度較大的墻板可在地震初期限制鋼管混凝土柱的側(cè)移，延緩鋼管柱受彎時(shí)二階效應(yīng)的出現(xiàn)；而再生混凝土墻板在地震作用下會(huì)和梁、柱的發(fā)生擠壓、摩擦和開裂變形，起到一定的消耗地震能量的作用；大震作用下墻體破壞后，鋼管混凝土柱仍可繼續(xù)承載，直至最后局部鼓包、屈服、撕裂，達(dá)到延性破壞，從而形成了具備兩道抗震防線的結(jié)構(gòu)。而外墻所用的復(fù)合EPS模塊及用帶企口的EPS模塊進(jìn)行斷橋的做法，既操作簡單，又能有效提高整個(gè)建筑的保溫性能，降低能耗，達(dá)到減排、環(huán)保的目的，同時(shí)也符合住宅產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化生產(chǎn)的要求，是適用于當(dāng)前村鎮(zhèn)住宅抗震節(jié)能裝配一體化的一種新型結(jié)構(gòu)。

以上是本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例，本發(fā)明的實(shí)施不限于此。