一种全装配式村镇民居类复合墙结构体系及其施工方法与流程

本发明属于建筑技术领域，特别涉及一种全装配式村镇民居类复合墙结构体系及其施工方法。

背景技术：

随着国民经济的快速发展和城市化进程的加快，能源消耗问题日益严重。装配式住宅是节能建筑发展的方向，也是普及绿色建筑的捷径，有利于实现节能减排，推进绿色安全施工，提高资源能源使用效率，更有利于提高建筑空间健康指数和舒适程度，改善人居环境。以非机械电气设备干预手段实现建筑能耗降低的节能技术——“被动式建筑”已日益成为业内关注的焦点。

目前我国村镇民居类项目的建设，由于缺乏相应的监管，施工大多是粗放型，不仅建筑质量得不到有效保证，施工中的大量粉尘污染了环境，而且大多数建筑没有做保温处理，未能有效的使得房屋在使用阶段节约资源，降低能耗。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种全装配式村镇民居类复合墙结构体系及其施工方法，是一种基于被动式保温设计理念的保温、承重一体化全装配式复合墙结构村镇民居住宅体系；本建筑结构体系中主体承重结构(预制倒梯形槽式复合墙体、预制桁架钢筋混凝土叠合楼板、预制钢筋混凝土叠合梁)与附属构件(预制钢筋混凝土楼梯、预制钢筋混凝土阳台、预制钢筋混凝土雨棚、预制钢筋混凝土空调板、预制复合女儿墙)均采用预制技术，重点应用夹芯保温复合墙体及夹芯保温叠合楼板技术，通过建筑自身的空间形式、围护结构、建筑材料与构造的设计来实现建筑节能的方式，并结合设备管网与预制构件一体化生产，实现基于被动式保温理念的全装配式复合墙结构体系；与传统住宅相比，该新型集成化技术不仅具有抗震性能好、结构自重轻，施工速度快，环境污染小等优点，而且建筑墙板双面抹光，设备管线及插座、开关均预埋至墙体内，无需后期另行施工，为我国大力推进住宅产业化提供一定的技术支撑与工程示范依据。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种全装配式村镇民居类复合墙结构体系，包括预制建筑主体承重构件和预制附属构件，墙板之间仅通过浇筑截面较小的钢筋混凝土连接柱44实现连接，墙板与桁架钢筋混凝土叠合楼板仅通过浇筑截面较小的钢筋混凝土约束暗梁45实现连接。

所述预制建筑主体承重构件包括：

预制倒梯形槽式复合墙体，其边肋柱在出钢筋处呈倒梯形槽式形状，所述倒梯形槽是指梯形的下底为开口端，上侧的腰为斜腰；

预制桁架钢筋混凝土叠合楼板37；

以及预制钢筋混凝土叠合梁39；

所述预制附属构件包括：

预制钢筋混凝土楼梯40、预制钢筋混凝土阳台、预制钢筋混凝土雨棚41、预制钢筋混凝土空调板42以及预制复合女儿墙。

所述预制桁架钢筋混凝土叠合楼板37包括：

预制底板混凝土层14，设置在预制底板混凝土层14上的顶部现浇混凝土层16，设置在预制底板混凝土层14中的板底受力及分布钢筋13以及用于连接预制底板混凝土层14和顶部现浇混凝土层16的桁架钢筋17；

在所述预制桁架钢筋混凝土叠合楼板37的预制底板混凝土层14与顶部现浇混凝土层16之间设置预制底板保温层15，构成预制夹芯保温桁架钢筋混凝土叠合屋面板38；

所述预制倒梯形槽式复合墙体包括：

带有倒梯形槽式侧边肋12的预制倒梯形槽式复合墙板30，包括混凝土肋柱7和混凝土肋梁8组成的混凝土框格，混凝土框格中内嵌生态块材6，墙板正反面均为细石混凝土抹面11；

预制夹芯保温倒梯形槽式复合墙板25，由所述预制倒梯形槽式复合墙板30、设置在所述预制倒梯形槽式复合墙板30上的保温层5以及设置在所述保温层5上的混凝土保护层1构成；

所述预制复合女儿墙由预制复合女儿墙墙板43和预制双层压顶梁22通过粘接砂浆23连接组合而成。

所述预制底板保温层15和保温层5均为EPS模塑聚苯板或EPS聚苯颗粒混凝土；

在所述预制倒梯形槽式复合墙板30底部设置底部设备线管安装预留槽29，顶部设置顶部设备线管安装预留槽33，墙板中预埋有电气管线28和电气开关插座31，墙板上预留有配电箱孔洞32，由此构成水电一体化的预制倒梯形槽式复合墙板30；

在所述预制夹芯保温倒梯形槽式复合墙板25底部设置底部设备线管安装预留槽29，墙板中预埋有电气管线28、低位开关插座26和高位开关插座27，由此构成水电一体化的预制夹芯保温倒梯形槽式复合墙板25；

所述预制复合女儿墙墙板43包括由纵肋19和横肋20连接构成的混凝土框格，在混凝土框格中内嵌生态块材6，生态块材6的高度与框格高度一致，相邻生态块材6之间形成竖向拼缝18，所述横肋20中有横肋纵筋21，相邻混凝土框格间通过连接后浇带24和横肋纵筋21实现连接，所述预制双层压顶梁22中，上层梁的截面大于下层梁的截面，下层梁通过粘接砂浆23设置在混凝土框格的上方。

本发明还提供了所述全装配式村镇民居类复合墙结构体系的施工方法，包括：

在工厂预制建筑主体承重构件和预制附属构件，过程中，将建筑设备管线预埋；

现场施工时，通过浇筑截面较小的钢筋混凝土连接柱44实现墙板之间的连接，通过浇筑截面较小的钢筋混凝土约束暗梁45实现墙板与叠合楼板的连接。

工厂预制包括：

步骤一：预制倒梯形槽式复合墙板30的生产；

步骤二：预制夹芯保温倒梯形槽式复合墙板25的生产；

步骤三：预制夹芯保温桁架钢筋混凝土叠合屋面板38的生产；

步骤四：以及其他预制构件的生产。

所述步骤一中，首先组装专用钢模板，底层浇筑细石混凝土，制作混凝土肋梁10及混凝土肋柱9的钢筋骨架，钢筋骨架入模，摆放生态块材6，摆放预留线盒、管线及其他预埋件，再浇筑细石混凝土，随后赶平、抹面，预制完成后标准养护，待混凝土强度达到设计值的75％时，方可起吊；

所述步骤二中，采用倒置制作方法，首先组装保温层专用钢模板，制作钢筋网片4，钢筋网片4入模，放置保护层垫块，浇筑混凝土；然后铺放保温层5，铺放保温板时将拌制好的保温粘接砂浆2摊铺涂抹在保温层5面上，铺放后的保温层5用橡皮锤敲击振捣密实，并插放保温钉；待保温层5墙板满足所需强度要求后，在其上组装专用的结构层钢模板，制作钢筋骨架，墙体钢筋骨架入模，保温层5满布涂抹保温粘接砂浆2，将生态块材6填入墙板肋格内，摆放预留线盒、管线及其他预埋件，然后浇筑混凝土，最后赶平、抹面，预制完成后标准养护，待混凝土强度达到设计值的75％时，方可起吊；

所述步骤三中，首先组装专用钢模板，绑扎钢筋网片，将钢筋网片放入模板内，放置保护层垫块，摆放预留线盒、管线及其他预埋件，浇筑细石混凝土，待振捣、赶平后，进行拉毛处理，最后标准养护，待预制底板强度达到75％后，再组装上部模板，浇筑聚苯颗粒混凝土，待振捣、赶平后，进行拉毛处理，最后进行标准养护，待混凝土强度达到设计值的75％后，方可起吊，在施工现场吊装完成后，待屋面板顶部钢筋绑扎固定好，浇筑一层混凝土，即可形成预制夹芯保温桁架钢筋混凝土叠合屋面板38；

所述步骤四中，其他预制构件包括预制钢筋混凝土叠合梁39、预制钢筋混凝土楼梯40及预制复合女儿墙，均采用专业的钢模板或塑料模板，待绑扎好的钢筋骨架或网片入模后，浇筑混凝土，随即进行赶平、抹面，最后进行标准养护，待混凝土强度达到设计值的75％后，方可起吊。

所述步骤二中，保温层5铺放应在混凝土保护层1浇筑后20min内完成，保温粘接砂浆2的涂抹为全面层抹灰方法；涂抹后应在10min之内将生态块材6填入墙板肋格内

所述步骤三中，如采用EPS模塑聚苯板夹芯保温形式，则在完成预制底板浇筑后，直接铺设即可。

所述聚苯颗粒混凝土体配比为水泥333kg、硅灰37kg、胶粉16.65kg、甲基纤维素醚2.405kg、聚丙烯纤维1.665kg、木纤维3.33kg、防水剂1.11kg、减水剂3.7kg、引气剂0.74kg。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、预制倒梯形槽式复合墙板及预制夹芯保温倒梯形槽式复合墙板侧边出钢筋位置采用倒梯形槽形式，不仅解决了施工现场墙板之间后浇连接柱混凝土密实性问题，而且更有利于加大墙板与后浇连接柱的摩擦力，更有利于结构的整体性与抗震性。

2、本建筑结构体系中主体承重结构(预制倒梯形槽式复合墙体、预制桁架钢筋混凝土叠合楼板、预制钢筋混凝土叠合梁)与附属构件(预制钢筋混凝土楼梯、预制钢筋混凝土阳台、预制钢筋混凝土雨棚、预制钢筋混凝土空调板、预制复合女儿墙)均采用预制技术，工厂化生产方式，在提高建筑品质、满足村镇民居建筑较高预制率及装配化率的同时，也实现了关键部品的规格化、统一化及多样化，以实现不同建筑的多样化需求，同时具有耗能减震、生态环保、快速建造、经济实用等优点。

3、设备管网一体化设计及施工设计及施工，在设计阶段充分考虑各专业之间的协调性，将给排水、电气及暖通等设备专业与拆分设计相结合，在部品生产阶段已预埋好穿墙体的管线及预留出穿楼板的管道洞口，避免后期二次刻槽安装水电管线的麻烦，满足了建筑施工的高效率、高品质，建筑使用的低资源消耗和低环境影响的需求，符合我国“十三五”规划中提出的创新发展、协调发展、绿色发展的理念。

4、采用预制夹芯保温倒梯形槽式外墙板和预制夹芯保温桁架钢筋混凝土叠合屋面板的保温承重一体化技术，并结合高效的门窗系统等构造措施使房间的能损耗降至最低，实现了基于“被动式”保温建筑的设计理念。

附图说明

图1是本发明预制复合墙板结构示意图。

图2是图1的侧视图。

图3是图1的横截面视图。

图4是本发明预制夹芯保温复合墙板结构示意图。

图5是图4的侧视图。

图6是图4的横截面视图。

图7是本发明预制倒梯形槽式复合墙板结构示意图。

图8是本发明预制夹芯保温倒梯形槽式复合墙板结构示意图。

图9是本发明桁架钢筋混凝土叠合楼板结构示意图。

图10是本发明桁架钢筋夹芯保温叠合屋面板结构示意图。

图11是图10的剖面视图。

图12是本发明预制复合女儿墙结构示意图。

图13是本发明预制复合女儿墙墙板及压顶梁拼装示意图。

图14是本发明主体建筑设备管网一体化结构示意图。

图15是本发明被动式保温全装配式复合墙结构体系拆分示意图。

图16是本发明被动式保温全装配式复合墙结构体系建筑立面图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。

本发明全装配式复合墙结构体系包括：预制建筑主体承重构件(预制倒梯形槽式复合墙体、预制桁架钢筋混凝土叠合楼板、预制钢筋混凝土叠合梁等)与预制附属构件(预制钢筋混凝土楼梯、预制钢筋混凝土阳台、预制钢筋混凝土雨棚、预制钢筋混凝土空调板、预制复合女儿墙等)。施工现场：墙板之间仅需浇筑截面较小的钢筋混凝土连接柱44；墙板与叠合楼板仅需浇筑截面较小的钢筋混凝土约束暗梁45即可，大大减少了结构施工的湿作业量，对于低层村镇民居类项目，整栋建筑(地上部分)的预制率达到80％以上。

预制倒梯形槽式复合墙体包括预制倒梯形槽式复合墙板和预制夹芯保温倒梯形槽式复合墙板。

1)预制倒梯形槽式复合墙板30：如图1、图2和图3所示，是以截面和配筋较小的混凝土肋柱7和混凝土肋梁8组成的混凝土框格，内嵌以如蒸压加气混凝土砌块或陶粒混凝土砌块等生态块材6组成，混凝土肋柱7中有肋柱纵筋9，混凝土肋梁8中有肋梁纵筋10。与普通钢筋混凝土剪力墙及砖砌墙相比具有自重轻、含钢量低及抗震性能好等优点。同时，设备管线、电气开关及线盒插座在生产中一次成型；构件双面抹光，墙板正反面均为细石混凝土抹面11，后期建筑仅需刮腻子、刷涂料即可，无需二次找平抹光处理，同时墙板边肋柱采用特制钢模板制作，使得边肋柱在出钢筋处呈倒梯形槽式形状，形成倒梯形槽式侧边肋12，这种创新形式的复合墙板不仅更易于现场连接柱混凝土浇筑的密实度，而且增加了连接柱与墙板之间的摩擦力，并能起到增大墙板侧向出钢筋的锚固长度的作用，使得复合墙板之间连接更加稳定、更有利于抗震。

2)预制夹芯保温倒梯形槽式复合墙板25：如图4、图5和图6所示，包括结构层(承重的预制生态复合墙板，即前述预制倒梯形槽式复合墙板30)，保温层5及混凝土保护层1三部分通过保温连接件3连接组成，其中保温层5为EPS模塑聚苯板或EPS聚苯颗粒混凝土(厚度通过节能计算确定)，混凝土保护层1厚度一般为50mm。预制夹芯保温倒梯形槽式复合墙板作为外墙板使用，作为全装配式复合墙结构体系的一个重要组成部分，不仅能满足保温、节能承重一体化功能，以及预制倒梯形槽式复合墙板的优点外，而且由于墙体和保温材料可以一体化生产，使得传统建筑常有的保温性能不佳等弊病也能迎刃而解，可保证保温与建筑使用年限同寿命，提高建筑工程经济效益，合理解决了墙体集受力、维护、节能、经济为一体的技术难题。

在此基础上，在预制倒梯形槽式复合墙板的底部设置底部设备线管安装预留槽29，顶部设置顶部设备线管安装预留槽33，墙板中预埋有DN20PVC规格的电气管线28和86型规格的电气开关插座31，墙板上预留有配电箱孔洞32，由此构成预制倒梯形槽式装配式复合墙板30，如图7所示。

在预制夹芯保温倒梯形槽式复合墙板，底部设置底部设备线管安装预留槽29，墙板中预埋有电气管线28、86型规格的低位开关插座26和高位开关插座27，由此构成预制夹芯保温倒梯形槽式装配式复合墙板25，如图8所示。

3)预制桁架钢筋混凝土叠合楼板37：如图9所示，包括预制底板混凝土层14，设置在预制底板混凝土层14上的顶部现浇混凝土层16，设置在预制底板混凝土层14中的板底受力及分布钢筋13以及用于连接预制底板混凝土层14和顶部现浇混凝土层16的桁架钢筋17。

在预制桁架钢筋叠合楼板37上可以预设楼板预埋照明86型线盒34、桁架钢筋叠合楼板现场铺设DN20PVC电气管线35以及桁架钢筋叠合楼板预留设备孔洞36。

4)预制夹芯保温桁架钢筋混凝土叠合屋面板38：如图10和图11所示，是由预制底板混凝土层14(60mm厚钢桁架混凝土预制底板)、预制底板保温层15(采用：EPS模塑聚苯板或聚苯颗粒混凝土，厚度通过节能计算确定)及顶部现浇混凝土层16(60mm厚)三部分通过桁架钢筋17连接组成，不仅具有37整体工作性能好的优点，而且具有保温、承重一体化等优点，也减少了后期现场施工作业的工作量。

5)预制复合女儿墙：如图12和图13所示，由预制复合女儿墙墙板43、预制双层压顶梁22通过粘接砂浆23连接组合而成。预制复合女儿墙墙板43是由截面和配筋较小的混凝土框格，内嵌轻质生态块材6组成。混凝土框格由纵肋19和横肋20连接构成，生态块材6的高度与框格高度一致，相邻生态块材6之间形成竖向拼缝18，横肋20中有横肋纵筋21，相邻混凝土框格间通过连接后浇带24和横肋纵筋21实现连接。预制双层压顶梁22中，上层梁的截面大于下层梁的截面，下层梁通过粘接砂浆23设置在混凝土框格的上方。预制双层压顶梁22也采用预制技术，在工厂预制完成，不仅有效的保证了构件品质，而且使得后期安装简便、快捷。与普通钢筋混凝土现浇或砖砌筑女儿墙相比具有质量轻、延性好、抗震性能优、经济适用等优点。同时，由于预制构件生产时采用双面抹光，后期建筑仅需刮腻子、刷涂料，无需二次找平抹光处理。

6)其它关键部品：预制钢筋混凝土叠合梁39、预制钢筋混凝土空调板42、预制钢筋混凝土楼梯40、预制钢筋混凝土阳台及预制钢筋混凝土雨棚41等关键部品，均在工厂预制完成，不仅有效的保证了构件品质，加快了施工速度，而且减少了施工现场的建筑垃圾、污水、噪音、有害气体及粉尘等污染物，从而有利于实现节能环保，最大限度地降低了建筑施工对周边环境的影响，并且也提高了整栋建筑的预制率和装配化率，真正的实现了全装配式村镇民居结构体系。

本发明装配式复合墙建筑设备管网一体化设计及施工：如图7、图8以及图14所示，生产预制倒梯形槽式复合墙板及夹芯保温倒梯形槽式复合墙板时将建筑设备管线预埋，以实现基于装配式复合墙建筑设备管线一体化的设计及施工。与传统墙板相比，该墙板不仅省去了后期二次刻槽开孔施工的麻烦，而且有效避免了现场施工出现的管线碰撞，大大降低在施工阶段因此类错误造成的损失和返工问题，真正做到了既优化空间又便于施工安装和使用。

本发明实现了基于被动式设计理念的建筑自保温技术：利用预制夹芯保温倒梯形槽式复合墙板及预制夹芯保温桁架钢筋混凝土叠合屋面板，实现建筑的保温、承重及维护一体化的设计。并结合高效的门窗体系和选用节能的供热系统，利用合理的建筑设计及多种构造措施的集成，以非机械电气设备干预手段实现建筑能耗降低的节能技术，使得建筑以最低的能耗，达到最舒适的温度效果，如图15和图16所示。

本发明中，在工厂预制建筑主体承重构件和预制附属构件，过程中，将建筑设备管线预埋；现场施工时，通过浇筑截面较小的钢筋混凝土连接柱44 实现墙板之间的连接，通过浇筑截面较小的钢筋混凝土约束暗梁45实现墙板与叠合楼板的连接。

具体包括：

步骤一，生产预制倒梯形槽式装配式复合墙板30，作为内墙板使用。

首先组装专用钢模板，底层浇筑20mm厚C30细石混凝土，制作制作混凝土肋梁8及混凝土肋柱9的钢筋骨架，钢筋骨架入模，随即摆放生态块材6，依据设计摆放预留线盒、管线及其他预埋件，待确认无误后，再浇筑C30细石混凝土，随后赶平、抹面，预制完成后标准养护，待混凝土强度达到设计值的75％时，方可起吊。

步骤二，生产预制夹芯保温倒梯形槽式复合墙板25，作为外墙板使用。

采用倒置制作方法。首先组装保温层专用钢模板，制作钢筋网片4，钢筋网片4入模，放置保护层垫块，待确认无误后，随即浇筑混凝土保护层1(保护层混凝土采用C30细石混凝土浇筑，浇筑的混凝土坍落度应控制在180至200mm之间)；然后铺放保温层5(采用自熄性EPS保温板或浇筑计算所需厚度的EPS聚苯颗粒混凝土)，保温层5铺放应在保护层混凝土浇筑后20min内完成，为了加强保温层5与混凝土保护层1的紧密粘结，铺放保温层5时应将拌制好的保温粘接砂浆2摊铺涂抹在保温层5板面上，涂抹为全面层抹灰方法；铺放后的保温层5用橡皮锤敲击振捣密实，并插放保温钉；待保温层5墙板满足所需强度要求后，在其上组装专用的结构层钢模板，制作钢筋骨架，墙体钢筋骨架入模，保温层5满布涂抹保温粘接砂浆2，涂抹后应在10min之内将生态块材6填入墙板肋格内，依据设计摆放预留线盒、管线及其他预埋件，然后浇筑混凝土，最后赶平、抹面，预制完成后标准养护，待混凝土强度达到设计值的75％时，方可起吊。

步骤三：生产预制夹芯保温桁架钢筋混凝土叠合屋面板38。

首先组装专用钢模板，绑扎钢筋网片。将钢筋网片放入模板内，放置保护层垫块，根据设计摆放预留线盒、管线及其他预埋件，待确认无误后，浇筑60mm厚C30细石混凝土，待振捣、赶平后，利用专业拉毛设备进行拉毛处理，最后标准养护，待预制底板强度达到75％后，再组装上部模板，浇筑聚苯颗粒混凝土，待振捣、赶平后，进行拉毛处理，最后进行标准养护，待混凝土强度达到设计值的75％后，方可起吊(注：如采用EPS模塑聚苯板夹芯保温形式，则在完成预制底板浇筑后，直接铺设即可)，在施工现场吊装完成后，待屋面板顶部钢筋绑扎固定好后，浇筑一层混凝土(60mm厚)，即可形成预制夹芯保温桁架钢筋混凝土叠合屋面板。

步骤四：生产其他关键预制构件。

预制钢筋混凝土叠合梁39、预制钢筋混凝土楼梯40及预制复合女儿墙等其他预制混凝土构件的生产，均采用专业的钢模板或塑料模板，待绑扎好的钢筋骨架或网片入模后，浇筑C30细石混凝，随即进行赶平、抹面，最后进行标准养护，待混凝土强度达到设计值的75％后，可进行吊装安装。

步骤五：基于被动式保温理念的低能耗设计。

在建筑平面布置当中，充分考虑建筑物周围环境对其的影响因素，合理布置建筑朝向、开间及进深，做到功能紧凑，空间合理，动线流畅；在建筑立面布置当中，结合当地的自然气候特征，以利于争取较多的冬季日照和过渡季节的通风，充分利用自然通风和合理的门窗位置及尺寸，排除室内污浊空气，改善室内环境。在建筑构造措施上，屋面及主体受力围护结构均采用工厂预制的夹芯保温屋面板及夹芯保温复合墙板(其保温材料厚度均通过节能计算确定)；建筑地面铺设EPS模塑聚苯板及辐射模48，建筑外立面窗户选用塑钢双层中空玻璃窗47，其入户外门选用岩棉板保温防盗门46，形成三维一体的保温隔热措施，从而实现仅依靠建筑本身的构造设计，已最低的能耗让房屋不论在炎热的夏天，还是寒冷的冬天，都可以使室内在最低的能耗消耗前提下，达到最舒适的温度要求的被动式保温建筑设计的理念。

根据以上结构和工艺，本发明具有如下特点：

首先，所有预制部品构件均在车间由专业工人采用预制技术生产，不仅部品构件的质量得到了有效的保证，而且由于部品构件采用水电一体化嵌入式设计及施工，所有构件表面均采用双面抹光技术，使得部品构件的品质与常规现浇建造方式构件相比有较大幅度的提高；

其次，在施工现场由专业的施工安装队伍指挥吊装及施工，节省了大量的施工现场作业面积，同时，仅在部品构件关键连接部位及楼板叠合层处，采用少量的湿连接，浇筑少量的混凝土，保证了建筑整体的稳定性与抗震性能。

利用本发明，一套民居仅需几天就可将主体结构吊装完成。大大降低了施工周期，减少了建筑施工对周围环境的污染，真正做到了“五节一环”的要求。