一种轻质砌块填充墙与框架结构施工工艺的制作方法

本发明涉及建筑施工领域，具体而言，涉及一种轻质砌块填充墙与框架结构施工工艺。

背景技术：
墙体根据其结构受力情况不同，有承重墙、非承重墙之分。在框架结构中，对那些仅起到维护作用，不承重的墙体一般称为填充墙。填充墙本身是一种砌体结构，其重量一般由梁、柱、板等混凝土构件来承担并传递。填充墙在框架结构中的应用极为普遍，特别是在一些高层、小高层住宅结构中。目前，几种比较常见的填充墙材料主要有：烧结空心砖和烧结多孔砖、蒸压灰砂砖、混凝土小型空心砌块、蒸压加气混凝土砌块。烧结空心砖和烧结多孔砖的主要制作原料是粘土，它们具有隔音、隔热、保温、孔率大、重量轻、易于砌筑和粉刷等优点，常用于框架结构的填充墙和非承重分隔墙。空心砖在重量方面仅为实心砖的百分之七十到百分之八十，因而能够大大减轻墙体的自重。另外，这两种砖在价格方面较为经济，容易被业主所接受。蒸压灰砂砖是一种实心砖，石灰和砂是制作蒸压灰砂砖的主要原料。该种砖具有经济实惠、节约粘土、不破坏耕地等优点，我国南方地区的建筑采用较多。混凝土小型空心砌块以砂石为骨料，以水泥为胶凝材料，通过加水搅拌、振动加压、养护等一系列工序制作而成。该种砌块重量轻、强度高、砌筑简便，砌筑的墙面较为平整、易于粉刷，可以提高施工效率，降低施工成本。砂、粉煤灰、含硅尾矿等硅质材料，以及石灰、水泥等钙质材料是蒸压加气混凝土砌块的主要制作原料。该种砌块质量较轻，具有良好的隔音、保温、环保等特性，同时还可以根据实际的需要制成各种规格的砌块、板材、以及保温制品。若以蒸压灰砂砖和蒸压加气混凝土砌块两种墙体材料进行对比，砌筑墙体时，蒸压灰砂砖的造价要比蒸压加气混凝土砌块低一些。在施工时，蒸压灰砂砖为满足抗裂防渗的要求，需要全部挂网，而蒸压加气混凝土砌块只需要在柱交接处、墙体与梁、门窗洞口边框处等局部处挂网。采用蒸压加气混凝土砌块这种填充墙体材料能够与抹灰工艺实现较好地结合，无论是在砌筑质量方面，还是在劳动强度方面，都优于蒸压灰砂砖与抹灰工艺的结合。此外，由于在质量上蒸压加气混凝土砌块轻于蒸压灰砂砖，故在结构设计时能够减少梁、柱的尺寸及钢筋用量，可以大大降低工程造价。规范规定的填充墙与框架结构之间的连接可以采用刚性连接和柔性连接两种方式。刚性连接是指将填充墙与框架结构的梁、柱紧密结合砌筑，并通过梁、柱内伸出的钢筋进行拉结，使填充墙与框架形成一体的一种连接方式。针对我国历次地震后的震害调查发现，采用刚性连接的填充墙往往破坏严重，这是因为填充墙制约了框架结构中梁、柱的变形，在地震发生时会削弱梁、柱的抗震能力，同时，也导致其自身破坏很严重。鉴于刚性连接技术的缺陷，《砌体结构设计规范(GB50003-2011)》第6.3.4条建议：有抗震设防要求时，宜采用填充墙与框架脱开的柔性连接方法。但无论是《建筑抗震设计规范(GB50011-2010)》、《砌体结构设计规范(GB50003-2011)》、还是《高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3-2010)》，只是给出了一些构造规定，均没有给出具体的设计方法和明确的施工方案。柔性连接的传统做法是采用墙与柱子紧密连接，墙与梁一般留出150～200mm的空隙，并用砌块倾斜顶砌填实。柔性连接方式的墙体在地震发生时会造成填充墙的起鼓和开裂，填充墙出现裂缝，不仅影响其外观状况，而且会导致承载能力低下，耐久性差，降低其使用寿命。

技术实现要素：
本发明提供了一种轻质砌块填充墙与框架结构施工工艺，旨在解决上述问题。本发明是这样实现的：一种轻质砌块填充墙与框架结构施工工艺，包括步骤：步骤一：实施方案选择，材料选择和准备，砌块和配块数量确定；步骤二：确定角钢布置点并固定：根据框架的柱高和梁跨度，按连接方案中的间距要求确定角钢的布置点，并用化学螺栓将角钢较长的一边沿墙厚方向固定于柱和梁的相应布置点上；步骤三，角钢固定位置要求：框架柱上下两端均要求布置角钢，上端位置要求在梁底100mm处，下端布置在楼板上面，事先在柱下端角钢上焊接水平拉结钢筋沿墙全长贯通布置，并绑扎短钢筋；框架梁沿跨度两端部均要求布置角钢，位置在距离柱侧面70mm处；步骤四，砌筑墙体：墙体砌筑前应对基层进行清理，将预砌筑墙体处的浮浆、灰尘清扫冲洗干净，并浇水使基层湿润；砌墙前先拉水平线，在放墨线的位置上，按排列图从墙体定位砌块处开始砌筑；先在柱底贯通的拉结钢筋上铺满砂浆，要求薄厚均匀，然后砌筑砌块；步骤五，拉结钢筋施工顺序和构造要求：沿柱高每当砌筑到固定的角钢处，即开始焊接拉结钢筋和绑扎短钢筋，并填满砂浆，将拉结钢筋嵌砌入水平灰缝中；砌筑到距离梁底1000mm处，在两侧柱最上端的角钢上焊接水平拉结钢筋沿墙通长布置，并绑扎短钢筋；同时在梁上固定的角钢处焊接竖向拉结钢筋和绑扎短钢筋，并与最上端的水平拉结钢筋用钢丝绑扎连接，竖向拉结钢筋伸入到墙体的长度700mm，要求沿砌块孔洞布置；步骤六，灰缝质量要求：砌筑的灰缝要采用双面勾缝，灰缝应横平竖直、砂浆饱满、均匀密实；其中砂浆饱满度，水平缝不低于90％，竖直缝不低于80％；灰缝厚度应均匀，水平灰缝厚度不宜大于15mm，竖向灰缝宽度不得大于20mm，拉结钢筋必须埋于砂浆中。进一步地，所述步骤六之后还包括步骤七，缝隙填塞：使用保温的柔性材料填塞封缝形成保温层。进一步地，所述柔性材料为玻璃棉毡、矿棉毡、EPS、XPS或聚氨酯发泡材料。本发明的有益效果是：本发明通过上述设计得到的轻质砌块填充墙与框架结构施工工艺，其至少具有如下优点：1、解决传统刚性连接技术所存在的问题。填充墙与框架结构采用刚性连接存在制约梁、柱变形的问题，且开洞填充墙还容易导致“短柱”现象发生，削弱了梁、柱的抗震能力。本发明采用填充墙与框架结构梁、柱均脱开的方式，解决了刚性连接技术所存在的问题，提高了填充墙的抗震性能。2、完善现行规范中提出的填充墙与框架结构柔性连接技术。现行规范建议填充墙与框架结构宜采用柔性连接，但并没有给出具体的设计方案。本发明依据规范的指导，设计出了一种柔性连接技术方案，并给出了施工工艺。3、对现有柔性连接技术的改进。(1)现有的柔性连接技术需要在框架梁或柱中预留拉结钢筋，这不仅会影响梁、柱构件在浇筑混凝土时无法密实振捣，而且容易导致预留钢筋位置与实际施工位置发生偏差，有些区域空间太小，不容易施工等问题。本发明采用角钢通过化学螺栓与梁、柱连接，拉结钢筋焊接在角钢上的方法，具有操作方便、位置灵活、便利施工等优点，更重要的是符合现行规范规定的拉结钢筋构造要求。(2)现有的柔性连接技术需要在填充墙中增设钢筋混凝土构造柱或水平系梁，由于钢筋混凝土与轻质砌块两种材料的温度膨胀系数不同，在二者接触区域，很容易导致墙体出现裂缝，从而降低墙体的耐久性。另外，墙体中增设的构造柱或水平系梁与框架结构梁、柱的连接施工工艺麻烦，实际施工中质量难以保证。本发明不需要在墙体中增设钢筋混凝土构造柱或水平系梁，通过拉结钢筋来保证其平面内和平面外的强度和稳定性，设计方案和施工工艺简单易行，既考虑了实际施工中填充墙的不同开洞尺寸的影响，又考虑了不同跨高的框架平面尺寸的影响，适应于各类型的填充墙与框架结构梁、柱的连接。4、提高对轻质混凝土砌块材料的使用范围。本发明采用的技术方案可以解决轻质混凝土砌块强度低、耐久性差等问题，提高其使用范围。对推广绿色、节能建筑材料的应用，节省能源和资源等方面有着重要的意义。附图说明为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1是本发明实施方式提供的轻质砌块填充墙与框架结构连接结构中墙体的结构示意图；图2是本发明实施方式提供的轻质砌块填充墙与框架结构连接结构的结构示意图；图3是本发明实施方式提供的轻质砌块填充墙与框架结构连接结构的结构示意图；图4是本发明实施方式提供的轻质砌块填充墙与框架结构连接结构中第一角钢与墙体的连接结构示意图；图5是本发明实施方式提供的轻质砌块填充墙与框架结构连接结构中第二角钢与墙体的连接结构示意图；图6是本发明实施方式提供的轻质砌块填充墙与框架结构施工工艺的结构示意图。图中标记分别为：墙体101；第一角钢102；化学螺栓103；第一拉结钢筋104；第二角钢105；第二拉结钢筋106；保温层107；短钢筋108。具体实施方式现有技术刚性连接结构在填充墙与框架柱贴紧砌筑，与梁通过斜砌顶紧方式连接，这是目前常规的做法。经发明人长期研究发现，这种连接方式有如下特点：(1)填充墙中一般会开设门、窗等洞口，此时填充墙可作为框架梁的横向弹性支座，缩短框架梁的计算跨度，易使框架梁变为短梁或深梁。在反复弯剪作用下，斜裂缝将沿梁全长扩展，从而使梁的延性及承载力急剧下降，难以满足“强剪弱弯”的抗震要求。(2)框架结构中就框架柱的受力及破坏形态而言，一般情况下均属于中长柱，发生弯曲型破坏。然而，框架结构中相邻柱间开设通窗时，由于窗裙墙对框架柱的横向约束作用，显著缩短框架柱的计算高度，使之变为短柱，虽然规范对短柱的箍筋配置与轴压比严加控制，但因短柱的抗侧刚度大，在地震作用中分配的水平剪力往往难以满足截面剪压比要求，易发生剪切破坏，变形能力差，降低结构体系延性。(3)实际工程中，填充墙在框架梁上直接砌筑，形成墙梁受弯组合构件，增大框架梁的弯曲刚度，显著减小其弯曲挠度变形，同时框架梁会承担额外的轴向拉力，对框架梁极为不利，框架结构的“强柱弱梁”延性屈服机制难以形成。(4)刚性连接填充墙平面内刚度大、抗剪强度低的特性使其在地震作用中平面内破坏严重，若填充墙与框架间无可靠拉结，在出平面方向会出现块体坍塌，引发次生灾害。填充墙的破坏不仅影响建筑的使用功能，更增加震后修复费用，严重的填充墙破坏可能影响正常紧急疏散以及危及生命安全。通过对2008年汶川地震震害的调查分析，框架结构的刚性连接填充墙作为第一道抗震防线破坏严重。大量的填充墙开裂，会给人们造成巨大的心理压力，直接加剧对地震的恐慌，随时可能倒塌的填充墙对人们的生命安全亦构成威胁。在多遇地震下，刚性连接填充墙即使破坏不严重，但墙面大量微小裂缝给震后的修复工作带来极大的困难，并需耗费大量的人力、物力。总之，刚性连接填充墙很难满足现行抗震设计规范对非结构构件抗震设防要求。近年来，结合现行规范的建议，部分学者对柔性连接的传统做法进行了改进。比如，(1)增设构造柱：在填充墙两端设置钢筋混凝土构造柱，构造柱上下两端分别与框架梁连接，再根据填充墙的长度、开洞情况考虑是否需要在墙中间再设置构造柱；(2)采用横向拉结钢筋：在传统柔性连接的基础上，将填充墙与两侧的柱脱开，留出一定的间隙，而保留墙、柱间的拉结钢筋或水平钢筋带中的钢筋；(3)竖向和横向拉结钢筋组合：填充墙不仅与框架柱脱开,而且与墙顶部的框架梁也脱开，在墙两侧对应位置砌筑形成竖向小尺寸凹槽,然后放置竖向钢筋和横向拉结钢筋,竖向钢筋与框架梁预留钢筋连接；(4)增设构造柱与水平系梁：填充墙砌筑时与框架梁、柱均脱开，采用钢连接件与梁、柱连接，当填充墙过高时，在水平方向设置钢筋混凝土连系梁，当填充墙过长时，在竖直方向设置钢筋混凝土构造柱。由于现行规范并没有给出柔性连接的具体方案和施工工艺，也没有具体的连接大样和标准图集，现有的做法是对柔性连接传统方案的一种改进，这些方法中一般均要在墙体中设置钢筋混凝土构造柱或水平系梁，或者是在框架梁、柱中预留拉结钢筋。在实际施工中，经常出现填充墙位置变更的情况，使得原先有预埋拉结钢筋的框架柱或剪力墙没有施工填充墙，没有预埋拉结钢筋的框架柱或剪力墙又需要砌筑填充墙；或者由于填充墙砌体规格变化、拉结钢筋预埋位置偏差等原因，使原先预埋的拉结钢筋部分不能使用。这时，一般就会采用化学植筋的方法来补救，但化学植筋的方法质量难以控制，且会破坏梁、柱表面混凝土的保护层。另外，由于钢筋混凝土材料与填充墙体材料的线温度膨胀系数不同，在外界温度变化时两种材料的收缩也不同，在填充墙中增设钢筋混凝土构造柱或水平系梁很容易造成在两种材料结合处的裂缝。如何处理结合处的裂缝，现有柔性连接改进做法中均没有涉及。由于外界温度变化比较频繁，墙面出现裂缝后将难以根治。因此，以上这些柔性连接技术均存在一定的缺陷，有的是施工工艺过去繁琐。比如方法(1)、(2)、(3)均要求框架梁、柱中要预留拉结钢筋，这在实际施工中不仅钢筋的预留位置难以保证准确，而且容易导致框架梁、柱在浇筑和振捣混凝土时质量下降。有的是设计方案过去复杂，实际施工中难以实现设计要求。比如方法(1)、(4)需要在墙体中设置构造柱或水平系梁。虽然符合规范的要求，但在现有框架梁、柱有限的空间内实现这些设计要求很难操作，而且到填充墙顶部附近就更难施工，无法保证施工质量。综上，可以看出现有技术中墙体结构并不能有效地起到抗震保温等作用，为此，发明人提供了一种轻质砌块填充墙与框架结构施工工艺，旨在优化轻质砌块填充墙与框架结构的连接；、提高轻质砌块填充墙的抗震性能；提高轻质砌块填充墙的耐久性；拓展轻质混凝土砌块材料的使用范围，推广绿色、节能建筑材料的应用。为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。实施例，请参阅图1-图6。本实施例提供了一种轻质砌块填充墙与框架结构连接结构，包括墙体101，该墙体101两侧沿其高度方向均匀间隔设置有第一角钢102，所述第一角钢102通过化学螺栓103与所述墙体101锚固，每一根所述第一角钢102的两端均水平连接有第一拉结钢筋104，所述第一拉结钢筋104插入所述墙体101并贯穿墙体101；所述墙体101顶部沿其长度方向均匀间隔设置有第二角钢105，所述第二角钢105通过化学螺栓103与所述墙体101锚固，每一根所述第二角钢105的两端均竖直连接有第二拉结钢筋106，该第二拉结钢筋106插入所述墙体101，位于两侧及中间的所述第二拉结钢筋106贯穿所述墙体101。通过各角钢及拉结钢筋的设置，起到加固墙体101强度的目的。这种结构的轻质砌块填充墙与框架结构连接结构主要适用于高度超过4m，或长度超过两倍层高的填充墙体101的实施方案。具体而言，此处的墙体101包括框架结构梁、柱及轻质砌块填充墙，框架结构位于轻质砌块填充墙的外围。各角钢与框架结构的梁、柱通过化学螺栓连接，再通过拉结钢筋与填充墙进行连接。两个第一角钢102间隔设置，其间距可以是这样的，每两个相邻的所述第一角钢102之间间距为400-600mm，每两个相连的所述第二角钢105之间间距为1300-1700mm，所述化学螺栓103为M20螺栓。为方便各角钢的设置及各拉结钢筋的连接，所述第一角钢102及所述第二角钢105均为不等边角钢。不等边角钢即宽度与高度不相等的角钢，例如，所述第一角钢102的宽度、高度及厚度分别为63mm、40mm及4mm。角钢的长度可以根据实际需求进行选择。为在确保墙体101强度的情况下节省成本，水平相邻的两根所述第一拉结钢筋104之间间距至少为40mm。拉结钢筋起到加固效果，所述第一拉结钢筋104均贯穿墙体101，第二拉结钢筋106伸入所述墙体101深度不小于700mm。为使第一拉结钢筋104与墙体101更好地连接，多个所述第一拉结钢筋104通过钢筋相连并形成钢筋网。其具体施工方案可以是这样的：(1)、墙体101两侧与框架柱连接处留出20mm间隙，沿柱高每500mm处设置一片角钢(63mm×40mm×4mm规格)，角钢长度依据不同墙厚而定，用M20化学螺栓103将角钢长肢沿墙厚方向固定于柱上；在角钢短肢上平行焊接两根直径6mm的拉结钢筋，拉结钢筋沿填充墙全长贯通布置(遇开洞墙体101，应布置到洞口两侧的边缘处)；两根拉结钢筋的间距视墙厚而定，一般不小于40mm，为增强拉结作用，沿拉结钢筋长度方向每350mm，用的短钢筋108通过钢丝绑扎形成钢筋网。(2)、墙顶与梁连接处留出50mm间隙，沿梁跨度每1500mm设置一片角钢，角钢规格及其与梁的连接方式均与柱相同；同样，在角钢短肢上平行焊接两根直径6mm的拉结钢筋，深入填充墙内不小于700mm，其中沿梁跨度每3000mm处的拉结钢筋采用贯通布置(如遇洞口，在洞口边缘处截断)，并与水平贯通的拉结钢筋用钢丝绑扎连接。一种轻质砌块填充墙与框架结构施工工艺，包括步骤：步骤一：实施方案选择，材料选择和准备，砌块和配块数量确定；其完整步骤可以是：实施方案选择：结合框架结构梁、柱的位置，确定填充墙平面大致尺寸，根据设计图纸要求的墙体101开洞情况选择实施方案。材料选择和准备：选择合适的轻质混凝土砌块和配块型号、规格，确定配套的砂浆类型，计算钢筋、角钢等主要材料所需数量。砌块和配块数量确定：根据墙体101施工平面放线，结合门、窗等预留洞口的位置和大小，以及层高、砌块和配块错缝搭接的构造要求和灰缝大小，在每片墙体101砌筑前，把砌块和配块按需要的规格和数量进行排列摆放、调整，准备砌筑所需的其他辅助材料。步骤二：确定角钢布置点并固定：根据框架的柱高和梁跨度，按连接方案中的间距要求确定角钢的布置点，并用化学螺栓103将角钢较长的一边沿墙厚方向固定于柱和梁的相应布置点上；步骤三，角钢固定位置要求：框架柱上下两端均要求布置角钢，上端位置要求在梁底100mm处，下端布置在楼板上面，事先在柱下端角钢上焊接水平拉结钢筋沿墙全长贯通布置，并绑扎短钢筋108；框架梁沿跨度两端部均要求布置角钢，位置在距离柱侧面70mm处；步骤四，砌筑墙体101：墙体101砌筑前应对基层进行清理，将预砌筑墙体101处的浮浆、灰尘清扫冲洗干净，并浇水使基层湿润；砌墙前先拉水平线，在放墨线的位置上，按排列图从墙体101定位砌块处开始砌筑；先在柱底贯通的拉结钢筋上铺满砂浆，要求薄厚均匀，然后砌筑砌块；步骤五，拉结钢筋施工顺序和构造要求：沿柱高每当砌筑到固定的角钢处，即开始焊接拉结钢筋和绑扎短钢筋108，并填满砂浆，将拉结钢筋嵌砌入水平灰缝中；砌筑到距离梁底1000mm处，在两侧柱最上端的角钢上焊接水平拉结钢筋沿墙通长布置，并绑扎短钢筋108；同时在梁上固定的角钢处焊接竖向拉结钢筋和绑扎短钢筋108，并与最上端的水平拉结钢筋用钢丝绑扎连接，竖向拉结钢筋伸入到墙体101的长度700mm，要求沿砌块孔洞布置；步骤六，灰缝质量要求：砌筑的灰缝要采用双面勾缝，灰缝应横平竖直、砂浆饱满、均匀密实；其中砂浆饱满度，水平缝不低于90％，竖直缝不低于80％；灰缝厚度应均匀，水平灰缝厚度不宜大于15mm，竖向灰缝宽度不得大于20mm，拉结钢筋必须埋于砂浆中。之后继续下列步骤，使工艺完善。步骤七，缝隙填塞：使用保温的柔性材料填塞形成保温层107，比如玻璃棉毡、矿棉毡、EPS、XPS或聚氨酯发泡材料,并采用硅酮胶或其他弹性密封材料封缝。步骤八，施工现场清理和检查验收。本发明按照现行规范对轻质砌块填充墙与框架结构连接的要求，设计出一种的连接方式，并给出相应的施工工艺，具备连接方案简单，所用材料成本低廉，便于现场施工等优点。更重要的是，这种连接方式可以显著增强轻质砌块填充墙作为非结构构件与框架梁、柱等结构构件的整体抗震性能，并有效提高其在运维阶段的耐久性，具有显著的社会、经济与环境效益。以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。