半嵌入式预制混凝土夹心保温墙板及其装配系统的制作方法

本实用新型涉及预制混凝土夹心保温墙板技术领域，具体来说涉及一种半嵌入式预制混凝土夹心保温墙板本身结构及其构成的墙板装配系统。

背景技术：

目前，适用于钢结构建筑的技术最成熟的装配化围护墙体是幕墙系统和蒸压加气混凝土预制条板墙体。其中，预制混凝土夹心保温墙板在混凝土结构建筑中应用广泛，是具有很大发展潜力的围护墙体装配化技术，但是考虑到钢结构与混凝土结构的诸多性能差异，在考虑异材质之间“兼容性”问题的前提下，用于混凝土结构的相关连接构造在实务中是难以直接应用于钢结构建筑。

钢结构围护墙体技术应充分考虑钢结构的自身特性：

(1)钢结构是独立的受力体系且质量较轻，应采用非承重的轻质墙体；

(2)钢结构的刚度差，层间变形较大，墙体应采用柔性连接方式，以适应主体结构的变形；

(3)钢结构的“冷热桥”和“声桥”问题突出，墙体应具有良好的保温隔热和隔声性能；

(4)钢结构耐火和耐腐蚀性能较差，墙体应能予以很好保护；

(5)钢结构的预制装配化程度较高，墙体相关技术应尽量与之匹配。

如图1至图3显示现有的墙板横断面及构造示意图，现在有预制混凝土夹心保温墙板10(以下简称保温墙板10)其结构包括外叶板11、外叶钢筋网12、保温材料层13、内叶板14、内叶钢筋网15以及钢筋桁架，所述钢筋桁架包括钢筋桁架腹筋16穿置于依序叠合的外叶板11、保温材料层13及内叶板14之中，通过所述钢筋桁架腹筋16的两端分别与外叶钢筋网12、内叶钢筋网15连接，以构成现有的保温墙板10结构。

现有保温墙板10的施工方法包括：使所述外叶钢筋网12定位放置后，将外叶钢筋网12的纵向钢筋与钢筋桁架腹筋16焊接，再浇筑混凝土于外叶钢筋网12外部，以形成内部包覆有外叶钢筋网12的外叶板11结构(图1)。接着，通过将保温材料(岩棉、玻璃棉等)放置于外叶板11朝向钢筋桁架腹筋16的一侧面上，或者，通过将泡沫混凝土作为保温材料浇筑于外叶板 11朝向钢筋桁架腹筋16的一侧面上，进而形成内部包覆有钢筋桁架16的保温材料层13(图2)。最后，使所述内叶钢筋网15定位放置后，将内叶钢筋网15的纵向钢筋与钢筋桁架腹筋16的腹筋焊接，再浇筑混凝土于内叶钢筋网15外部，以形成内部包覆有内叶钢筋网15的内叶板14结构(图3)。

值得注意的是，如图3所示，现有保温墙板10的钢筋桁架腹筋16是以垂直于外叶板11表面及内叶板14表面的形态设置于保温墙板10内部，亦即，在外叶板11与内叶板14之间，相邻的钢筋桁架腹筋16之间不存在其他的连接结构，从而在两叶板在受力时存在结构弱点。再者，现在保温墙板10的混凝土叶板一般采用纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer/Plastic，简称FRP)或不锈钢连接件，需要有专用技术来实现连接，对于施工技术的要求相对高，且施工后对于保温墙板10的整体性亦不甚理想。

技术实现要素：

鉴于上述情况，本实用新型提供一种半嵌入式预制混凝土夹心保温墙板及其装配系统，通过将连续弯折形态的钢筋桁架腹筋连接于保温墙板的内、外叶板上的纵向配筋，以解决现有保温墙板的两侧叶板之间连接结构强度不足的技术问题；另外，本实用新型的半嵌入式墙板通过预埋螺栓技术手段及/或对穿螺栓技术手段与钢梁及楼板装配连接，能够同时考虑钢结构的自身特性，并保证墙板与钢梁及楼板的装配结构强度。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是提供一种半嵌入式预制混凝土夹心保温墙板，其包括内部设有外叶钢筋网的外叶板、内部设有内叶钢筋网的内叶板以及设于所述外叶板与内叶板之间的保温材料层与钢筋桁架；其中：所述墙板具有相对的顶部及底部，所述墙板的顶部通过所述保温材料层及内叶板内缩以形成安装缺口，所述墙板的底部通过所述内叶板突出形成接缝预留空间；所述钢筋桁架为平面钢筋桁架结构，其包括连续弯折的桁架腹筋穿置于依序叠合的外叶板、保温材料层及内叶板之中，所述桁架腹筋具有斜向设于所述外叶板与所述内叶板之间的腹杆构成，所述腹杆端部连接处形成分布于所述桁架腹筋两侧的转折节点，所述桁架腹筋通过同侧的转折节点与所述外叶钢筋网或所述内叶钢筋网连接。

本实用新型半嵌入式预制混凝土夹心保温墙板的进一步改进在于，所述墙板的外叶板外表面设有饰面层。

本实用新型另提供一种半嵌入式预制混凝土夹心保温墙板的装配系统，用以将如前述的半嵌入式预制混凝土夹心保温墙板装配于钢梁上，所述钢梁包括上翼板、下翼板及连接于其中的腹板，所述楼板的端部设于所述钢梁的上翼板上；其中，所述装配系统包括：所述墙板，设于相邻楼板的端部之间，且以其安装缺口与所述钢梁对应嵌置；预埋连接组件，预埋于所述墙板的内叶板底部；螺栓连接组件，预埋于所述墙板的外叶板顶部并对应所述安装缺口设置；所述墙板的底部通过所述预埋连接组件与连接并载重于所述楼板；所述墙板的顶部通过所述螺栓连接组件与所述钢梁的腹板组接固定。

本实用新型半嵌入式预制混凝土夹心保温墙板的装配系统的进一步改进在于，所述预埋连接组件，包括钢板、内埋部及固接件，所述内埋部固接于所述钢板表面，所述钢板通过所述内埋部埋设于内叶板内部以预埋于所述内叶板的底部；所述钢板的具有相对的第一侧缘及第二侧缘，所述第一侧缘不超出所述内叶板的内表面，所述第二侧缘延伸超出所述内叶板的外表面；令所述墙板的底部设置于所述楼板上，所述钢板夹置于所述内叶板与所述楼板之间，所述固接件通过贯穿所述钢板的第二侧缘以固定连接所述钢板与楼板。

本实用新型半嵌入式预制混凝土夹心保温墙板的装配系统的更进一步改进在于，所述固接件选自射钉或膨胀螺栓。

本实用新型半嵌入式预制混凝土夹心保温墙板的装配系统的进一步改进在于，所述钢梁，其腹板开设有横向长圆孔；所述螺栓连接组件，包括螺栓、螺母、垫片及滑移片，所述螺栓与墙板的外叶板顶部穿置连接，所述垫片及滑移片套设于螺栓外部并设于所述螺母与外叶板之间；令所述墙板的安装缺口与所述钢梁相互嵌置，所述外叶板的内面靠置于所述钢梁的上翼板与下翼板的外侧缘上，所述螺栓连接组件的螺栓穿置所述横向长圆孔，所述滑移片设于所述垫片与所述钢梁腹板之间，以配合螺母与所述腹板锁结。

本实用新型半嵌入式预制混凝土夹心保温墙板的装配系统的更进一步改进在于，所述螺栓连接组件的螺栓是通过预埋手段或对拉穿置手段与所述墙板的外叶板穿置连接，其中，所述螺栓通过在端部焊接钢板，以于浇筑形成墙板的外叶板时预埋于墙板内部；或者，所述螺栓通过贯穿所述外叶板，并于两端设置螺母紧固，以对拉穿置于所述外叶板内部。

本实用新型半嵌入式预制混凝土夹心保温墙板的装配系统的更进一步改进在于，令所述螺栓对拉穿置于所述墙板内部；所述墙板的外叶板外表面预留有闪避槽；所述螺栓穿入所述闪避槽以贯穿所述墙板，所述螺栓朝向墙板的端部与螺母锁结后容置于所述闪避槽内。

本实用新型半嵌入式预制混凝土夹心保温墙板的装配系统的进一步改进在于，所述钢梁与所述墙板的安装缺口相互嵌置，且钢梁的上翼板及下翼板外侧缘靠置于所述外叶板的内面上；所述墙板通过其接缝预留空间与楼板顶面共同形成墙板的下部接缝；所述所述外叶板顶面成形为由内向外倾斜的斜面，所述斜面的置高点低于所述钢梁上翼板的顶面，所述斜面与楼板底面、及上翼板外侧缘共同形成倒置梯形接缝；所述钢梁的下翼板位于所述保温材料层与所述内叶板顶面上方并共同形成墙板的上部接缝。

本实用新型半嵌入式预制混凝土夹心保温墙板的装配系统的更进一步改进在于，所述下部接缝、倒置梯形接缝及上部接缝共同形成所述墙板与钢梁及楼板之间水平接缝，所述水平接缝内设有封堵结构；其中，所述下部接缝，具有内叶板挡止形成的终端以及朝向外叶板的开口端，所述下部接缝自终端朝向开口端依序设有气密胶条、聚乙烯棒及建筑密封胶，且所述下部接缝通过所述气密胶条与所述聚乙烯棒隔设形成减压仓；所述倒置梯形接缝，具有钢梁上翼板端缘挡止形成的终端以及朝向外叶板的开口端，所述倒置梯形接缝自终端朝向开口端依序设有聚乙烯棒及建筑密封胶，且所述终端与所述聚乙烯棒之间隔设形成减压仓；所述上部接缝，具有外叶板挡止形成的终端以及朝向内叶板的开口端，所述上部接缝于所述开口端处设有嵌缝材料，所述嵌缝材料至所述终端之间填设有耐火接缝材料。

本实用新型由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：

(1)本实用新型外挂式墙板通过在外叶板与内叶板之间采用平面钢筋桁架连接，即以连续弯折的腹筋连接内外两叶板的纵向配筋，能够提高墙体的整体性，使内、外叶板共同受力，具有使墙板的结构强度更高、刚度更大的技术效果。

(2)预制混凝土夹心保温墙板仅作为围护结构使用，不参与结构整体受力，各层墙板的重量由连接件水平板承受，不向下传递。

(3)钢结构的腹板开长圆孔，且螺栓垫板与腹板之间有减小摩擦力的滑移片，保证钢结构发生层间变形时，墙板不需要随之变形，从而避免结构变形导致的墙板裂缝等问题。

(4)通过将半嵌入式墙板的水平接缝位置设于楼板顶部，并在墙体和钢梁下翼板之间的空隙以具有保温和隔音作用的防火材料填充，从而保温建筑的保温隔热、隔声和防火性能。

(5)通过在墙板的水平接缝中，于所述封堵材料之间形成减压仓，能够起到避免毛细渗透的作用。

(6)墙板与钢结构采用螺栓连接，装配化程度高，且钢梁腹板和连接件竖板开孔较大，方便安装误差的调节。

(7)采用半嵌入式连接构造，减小墙板结构凸出室内，提高空间适用性。

(8)本实用新型墙板的产品集成度较高，线管等可预埋，窗框等可预安装，保温装饰可实现一体化。

(9)本实用新型墙板通过前述保温材料的设置有效提高墙板的使用寿命，达到实现与建筑同寿命的技术效果。

附图说明

图1是现有保温墙板的外叶板制造结构立面示意图。

图2是现有保温墙板的保温材料层制造结构立面示意图。

图3是现有保温墙板的内叶板制造结构立面示意图。

图4是本实用新型预制混凝土夹心保温墙板的外叶板制造结构立面示意图。

图5是本实用新型预制混凝土夹心保温墙板的保温材料层制造结构立面示意图。

图6是本实用新型预制混凝土夹心保温墙板的内叶板制造结构立面示意图。

图7是本实用新型以螺栓预埋手段安装墙板所形成的保温墙板与钢梁及楼板的立面结构示意图。

图8是本实用新型以螺栓对拉穿置手段安装墙板所形成的保温墙板与钢梁及楼板的立面结构示意图。

图9是本实用新型图7、图8中虚线圆框内的局部结构放大示意图。

图10是本实用新型图9的侧视结构示意图。

图11是本实用新型图7、图8中1-1剖线的平面结构示意图。

图12是本实用新型图7中2-2剖线的平面结构示意图。

图13是本实用新型图8中2-2剖线的平面结构示意图。

附图标记与部件的对应关系如下：

背景技术：

保温墙板10；外叶板11；外叶钢筋网12；保温材料层13；内叶板14；内叶钢筋网15；钢筋桁架腹筋16。

本实用新型：

钢梁A；上翼板A1；下翼板A2；腹板A3；横向长圆孔A4；楼板B；墙板20；外叶板21；斜面211；外叶钢筋网22；纵向钢筋221；横向钢筋222；保温材料层23；内叶板24；内叶钢筋网25；纵向钢筋251；横向钢筋252；桁架腹筋26；腹杆261；转折节点262；饰面层27；预埋连接组件30；钢板 31；内埋部32；固接件33；螺栓连接组件40；螺栓41；螺母42；垫片43；钢板44；滑移片45；封堵结构50；气密胶条51；聚乙烯棒52；建筑密封胶 53；减压仓54；嵌缝材料55；耐火接缝材料56。

具体实施方式

为利于对本实用新型的了解，以下结合附图的图4至图13及实施例进行说明。

本实用新型提供一种半嵌入式预制混凝土夹心保温墙板及其装配系统。

请参阅图4至图6，说明本实用新型保温墙板的结构，所述墙板20主要包括外叶板21、保温材料层23及外叶钢筋网22，所述外叶板21内部设有外叶钢筋网22，所述内叶板24内部设有内叶钢筋网25，所述保温材料层23设于所述外叶板21于内叶板24之间且穿置有钢筋桁架；所述钢筋桁架为平面钢筋桁架结构，其包括连续弯折的桁架腹筋26穿置于依序叠合的外叶板21、保温材料层23及内叶板24之中，所述桁架腹筋26具有斜向设于所述外叶板21与所述内叶板24之间的腹杆261构成，所述腹杆261 端部连接处形成分布于所述桁架腹筋26两侧的转折节点262，所述桁架腹筋26通过同侧的转折节点262与所述外叶钢筋网22或所述内叶钢筋网25 连接。此外，如图6所示，所述墙板20具有相对的顶部及底部，所述墙板 20的顶部通过所述保温材料层23及内叶板24内缩以形成安装缺口201，所述墙板20的底部通过所述内叶板24突出形成接缝预留空间202。

于本实用新型中，所述墙板20可以通过浇筑其中一叶板、形成保温材料层、浇筑另一叶板的工序制成，或者，当所述保温材料层为固态材料时，亦可通过浇筑其中一叶板、浇筑另一叶板、填充保温材料至二叶板之间的工序制成。

请以图7、图8的立面图配合图11至图13的平面图观之，本实用新型提供的一种半嵌入式预制混凝土夹心保温墙板的装配系统，是用于将如前述的半嵌入式预制混凝土夹心保温墙板20装配于钢梁A及楼板B上。所述装配系统包括所述墙板20、用以将墙板20底部与楼板B组固的预埋连接组件30以及用以将墙板20顶部与钢梁A的腹板A3组固螺栓连接组件40。

其中，本实用新型的墙板20可以通过如图7、图12所示的螺栓预埋手段，或者，通过如图8、图13所示的螺栓对拉穿置手段，达到将墙板20 与钢梁A的腹板A3装配之目的。其中，所述钢梁A包括上翼板A1、下翼板A2及连接于其中的腹板A3；所述楼板B的端部设于所述钢梁A的上翼板A1上。

具体地，如图7、图8所示，所述墙板20设于相邻楼板B的端部之间，且以其安装缺口201与所述钢梁A对应嵌置；预埋连接组件30预埋于所述墙板20的内叶板24底部；螺栓连接组件50预埋于所述墙板20的外叶板21顶部并对应所述安装缺口201设置；所述墙板20的底部通过所述预埋连接组件30与连接并载重于所述楼板B；所述墙板20的顶部通过所述螺栓连接组件40与所述钢梁A的腹板A3组接固定。

以下说明墙板20通过预埋连接组件30、螺栓连接组件40与钢梁A及楼板B装配的具体结合结构。由于前述结合结构于图7、图8的内容相同，以下仅以图7进行说明。

如图7及图11所示，所述预埋连接组件30包括钢板31、内埋部32 及固接件33，所述内埋部32固接于所述钢板31表面，所述钢板31通过所述内埋部32埋设于内叶板24内部以预埋于所述内叶板24的底部；所述钢板31的具有相对的第一侧缘及第二侧缘，所述第一侧缘不超出所述内叶板24的内表面，所述第二侧缘延伸超出所述内叶板24的外表面；令所述墙板20的底部设置于所述楼板B上，所述钢板31夹置于所述内叶板24 与所述楼板B之间，所述固接件33通过贯穿所述钢板31的第二侧缘以固定连接所述钢板31与楼板B。于本实施例中，所述固接件33可选自射钉或膨胀螺栓。

如图7及图12、图13所示，所述螺栓连接组件40包括螺栓41、螺母 42、垫片43及滑移片45，所述螺栓41与墙板20的外叶板21顶部穿置连接，所述垫片43及滑移片45套设于螺栓41外部并设于所述螺母42与外叶板21之间；且所述钢梁A的腹板A3开设有横向长圆孔A4；

是以，通过使所述墙板20的安装缺口201与所述钢梁A相互嵌置，所述外叶板21的内面靠置于所述钢梁A的上翼板A1与下翼板A2的外侧缘上，所述螺栓连接组件40的螺栓41穿置所述横向长圆孔A4，所述滑移片45设于所述垫片43与所述钢梁A腹板A3之间，以配合螺母42与所述腹板A3锁结。于此，通过所述横向长圆孔A4，配合设于垫片43与腹板 A3之间的滑移片45，能够起到减小摩擦力的作用，保证钢结构发生层间变形时，墙板20不需要随之变形，从而避免结构变形导致的墙板裂缝等问题。

于本实用新型中，为了提高螺栓连接组件40的紧固结构强度，所述螺母42与腹板A3之间较佳设有垫片43，且所述螺母42的数量为二个，以提高紧固效果，避免螺母42松脱影响结构稳定度；其中，垫片43、螺母 42的外径大于所述横向长圆孔A4的宽度。

更进一步地，如图7所示，所述螺栓连接组件40的螺栓41采用预埋手段与所述墙板20的外叶板21穿置连接时，所述螺栓41是在端部焊接钢板44，以于浇筑形成墙板20的外叶板21时预埋于墙板20内部。如图8 所示，所述螺栓连接组件40的螺栓41采用对拉穿置手段与所述墙板20 穿置连接时，所述螺栓41是整个贯穿所述墙板20的外叶板21，并于两端设置螺母42紧固，以对拉穿置于所述外叶板21内部。

此外，所述墙板20的外表面可设有饰面层27。是以，在采取对拉穿置手段时，墙板20的外叶板21较佳于浇筑时预留闪避槽，供容置紧固于螺栓41端部的螺母42，避免螺母42凸出于外叶板21的表面，造成后续饰面层27施工时的困难，同时也可确保饰面层27的平整；所述闪避槽于螺栓41对拉穿置墙板20后。

请以图7配合图11、图12观之，所述钢梁A与所述墙板20的安装缺口201相互嵌置，且钢梁A的上翼板A1及下翼板A2外侧缘靠置于所述外叶板21的内面上；所述墙板20通过其接缝预留空间202与楼板B顶面共同形成墙板20的下部接缝；所述外叶板21顶面成形为由内向外倾斜的斜面211，所述斜面211的置高点低于所述钢梁A上翼板A1的顶面，所述斜面211与楼板B底面、及上翼板A1外侧缘共同形成倒置梯形接缝；所述钢梁A的下翼板A2位于所述保温材料层23与所述内叶板24顶面上方并共同形成墙板20的上部接缝。

所述下部接缝、倒置梯形接缝及上部接缝共同形成所述墙板20与钢梁 A及楼板B之间水平接缝，所述水平接缝内设有封堵结构50；其中，所述下部接缝，具有内叶板24挡止形成的终端以及朝向外叶板21的开口端，所述下部接缝自终端朝向开口端依序设有气密胶条51、聚乙烯棒52及建筑密封胶53，且所述下部接缝通过所述气密胶条51与所述聚乙烯棒52隔设形成减压仓54；所述倒置梯形接缝，具有钢梁A上翼板A1端缘挡止形成的终端以及朝向外叶板21的开口端，所述倒置梯形接缝自终端朝向开口端依序设有聚乙烯棒52及建筑密封胶53，且所述终端与所述聚乙烯棒52 之间隔设形成减压仓54；所述上部接缝，具有外叶板21挡止形成的终端以及朝向内叶板24的开口端，所述上部接缝于所述开口端处设有嵌缝材料 55，所述嵌缝材料55至所述终端之间填设有耐火接缝材料56。

以上说明了本实用新型半嵌入式预制混凝土夹心保温墙板及其装配系统的结构，以下请复参阅图7至图13，说明本实用新型半嵌入式预制混凝土夹心保温墙板的装配方法。所述方法步骤包括：

提供所述墙板20，所述墙板20在其内叶板24底部预设有预埋连接组件30，并在其外叶板21的顶部朝向安装缺口201预设有螺栓连接组件40；

将所述墙板20吊装上层楼板B与下层楼板B之间，并通过所述安装缺口201与钢梁A相互嵌置；

将墙板20的底部通过所述预埋连接组件30连接并载重于下层楼板B 的顶面上；

使所述螺栓连接组件40穿置所述钢梁A的腹板A3后锁结紧固，以将墙板20的顶部与上下层楼板B之间的钢梁A连接。

具体地，所述第一螺栓组件30及第二螺栓组件50的螺栓31、51可通过如图7、图8的预埋手段或者如图9、图10的对拉穿置手段与所述墙板 20穿置连接。

综上，本实用新型半嵌入式预制混凝土夹心保温墙板及其装配系统，通过前述技术方案，达到提高产品集成度，使线管等可预埋，窗框等构件 (即墙板20部分)可预先安装。具体地，通过于墙板20顶部形成安装缺口201，达到能够以半嵌入的组合样态与钢梁A及楼板B装配，避免结构凸出室内，亦提高空间适用性；此外，通过本实用新型的墙板20能够实现保温装饰一体化等效果，且墙板20在防水构造和防水材料相结合下，有效提升防水性能；再者，经由在墙板20之间的水平接缝设置减压仓，能避免毛细渗透导致的问题，终而提升墙板20的使用寿命。又，通过所述第一螺栓组件30与第二螺栓组件50进行本实用新型墙板20与钢梁A的装配，由第一螺栓组件30、第二螺栓组件50构成的节点构造能够满足钢结构变形要求。

以上结合附图及实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本实用新型做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本实用新型的限定，本实用新型将以所附权利要求书界定的范围作为本实用新型的保护范围。