预制混凝土钢丝网架夹芯幕墙的制作方法

本实用新型涉及一种新型的预制混凝土幕墙。

背景技术：

钢结构建筑工厂化生产、装配化施工程度高，钢材可回收利用且节省人工，是建筑产业化理想的发展模式之一。促进钢结构建筑发展的重要影响因素之一是研制出适用于钢结构建筑的预制幕墙板。

由于混凝土材料热阻高于金属、玻璃，具有承载、防火、隔音等性能，而且通过工厂预制可以浇注成各种形状以满足外墙造型设计需要，因此预制混凝土幕墙板在保温、防火、围护一体化方面具有天然的优势。而如何使预制混凝土幕墙板重量更轻，强度更高，保温效果更好以及安装时与钢结构主体连接更方便、更可靠，则成为使预制混凝土幕墙板能更好地应用于钢结构建筑从而推动钢结构建筑发展的重要课题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种预制混凝土钢丝网架夹芯幕墙，该幕墙重量轻、强度高，具有优良的保温性能，与建筑主体钢梁连接时操作方便，所形成的幕墙抗震效果好。

本实用新型的技术方案是：

一种预制混凝土钢丝网架夹芯幕墙，采用条板拼装结构，所述条板包括窗上板、窗下板和窗间板，窗下板位于每层外窗附框以下，窗上板位于顶层外窗附框以上，窗间板位于左右相邻外窗附框之间，窗间板与窗上板和/或窗下板之间设置竖向变形缝，所述条板设有内侧混凝土层、外侧混凝土层和夹在中间的保温层，所述内侧混凝土层的厚度大于所述外侧混凝土层的厚度，内、外侧混凝土层中各自配置有平面钢丝网，两平面钢丝网之间通过穿透所述保温层的若干斜插钢丝焊接连接，所述内侧混凝土层中锚固有四个呈矩形阵列排布的连接节点预埋组件和两个位于同一高度的支承节点预埋组件，两个所述支承节点预埋组件位于其中一行的两个所述连接节点预埋组件之间并分别靠近两个所述连接节点预埋组件，所述内侧混凝土层的左右边缘一定宽度内设有朝向保温层凸起的竖向边肋，左右两列所述连接节点预埋组件分别位于左右竖向边肋中，所述竖向边肋中间隔设有多根竖向延伸的边肋钢筋，所述边肋钢筋的上下两端带有弯头，靠前的边肋钢筋的弯头朝向后方，靠后的边肋钢筋的弯头朝向前方，所述支承节点预埋组件所占据位置的一定高度内设有朝向保温层凸起的水平延伸的横向肋，所述支承节点预埋组件位于所述横向肋中。

所述边肋钢筋上可以固定有若干边肋箍筋，所述边肋箍筋沿纵向间隔排布。

所述边肋箍筋优选分布于所述边肋的中上部。

作为一种可选的设置方式，所述窗间板的上一行所述连接节点预埋组件位于墙板偏上部，对应本层钢梁的下翼缘，下一行所述连接节点预埋组件位于墙板的底部，对应下一层钢梁的上翼缘，两个所述支承节点预埋组件位于下一行所述连接节点预埋组件之间并分别靠近两个所述连接节点预埋组件；所述窗上板和窗下板的下一行所述连接节点预埋组件位于墙板的底部，对应所在层钢梁的下翼缘，两行所述连接节点预埋组件间相距一个钢梁的高度，两个所述支承节点预埋组件位于上一行所述连接节点预埋组件之间并分别靠近两个所述连接节点预埋组件。

所述连接节点预埋组件可以包括可调连接节点预埋组件和固定连接节点预埋组件，所述固定连接节点预埋组件和支承节点预埋组件均包括前锚板、后锚板和若干锚栓，前、后锚板平行设置，所述锚栓焊接在前、后锚板之间，所述后锚板的后平面贴在所述保温层上，所述前锚板的前平面与所述内侧混凝土层的前板面平齐或露在所述内侧混凝土层的前板面之外，所述可调连接节点预埋组件除了包含所述固定连接节点预埋组件，还可以包括连接螺杆，所述连接螺杆的后端焊接在所述后锚板上，所述连接螺杆垂直穿过所述前锚板并焊接在所述前锚板上，所述连接螺杆的前端悬伸于所述内侧混凝土层的前板面之外。

所述窗间板和较宽的所述窗上板或窗下板上的所述连接节点预埋组件优选为可调连接节点预埋组件，较窄的所述窗上板或窗下板上的所述连接节点预埋组件可以为固定连接节点预埋组件。

拼装状态下：所述支承节点预埋组件的前锚板可以与一角钢的竖向板面焊接固定，所述角钢的水平板面上开设有螺栓孔，一调高螺栓向下插入所述螺栓孔中，支承在相应钢梁的上翼缘上，并通过螺母从所述角钢的水平板面的下方固定；所述固定连接节点预埋组件的前锚板的外侧面可以与一角钢的竖向板面焊接固定，所述角钢的水平板面与相应钢梁的上翼缘焊接固定；所述可调连接节点预埋组件的前锚板可以与一角钢的竖向板面通过相应的所述连接螺杆配合螺母固定连接，所述角钢的竖向板面上供所述连接螺杆穿过的孔为竖向长条孔，所述角钢的竖向板面与所述前锚板之间设有不锈钢滑片或聚四氟乙烯滑片，所述角钢的水平板面固定在相应钢梁的水平板面上，固定方式为以下任意一种：（1）所述角钢的水平板面直接焊接在所述钢梁的水平板面上；（2）所述钢梁的水平板面上焊接一钢支架，所述角钢的水平板面焊接在所述钢支架的水平板面上；（3）所述钢梁的水平板面上焊接一钢支架，所述角钢的水平板面通过螺栓紧固件连接在所述钢支架的水平板面上，所述角钢的水平板面和/或所述钢支架的水平板面上设有长条孔，当一方设有所述长条孔时，所述长条孔的延伸方向平行所述角钢的竖向板面或者垂直于所述角钢的竖向板面，当二者都设有所述长条孔时，一个上的所述长条孔的延伸方向平行于所述角钢的竖向板面，另一个上的所述长条孔的延伸方向垂直于所述角钢的竖向板面。

所述凝土层的外表面上可以粘贴有面砖或石材饰面，所述保温层的四周边缘优选为内缩于相应的内、外侧混凝土层边缘之内，所述保温层的四周边缘与相应的内、外侧混凝土层之间的缝隙中填充岩棉。

对于前述任意一种所述的预制混凝土钢丝网架夹芯幕墙，所述竖向边肋中还优选锚固有滑移节点预埋组件，所述滑移节点预埋组件可以包括锚板和若干锚栓，所述锚栓的里端锚固于内侧混凝土层中，所述锚栓的外端焊接在所述锚板上，所述锚板的外侧平面与所述内侧混凝土层的端侧板面平齐或露在所述内侧混凝土层的端侧板面之外，所述窗间板的滑移节点预埋组件位于墙板中下部，相应的端侧板面是所述内侧混凝土层的左侧板面或右侧板面，所述窗上板和窗下板的滑移节点预埋组件位于墙板的顶部，相应的端侧板面是所述内侧混凝土层的顶侧板面。

拼装状态下，所述滑移节点预埋组件的所述锚板的外侧平面上焊接槽型件，所述槽型件与所述锚板间形成两相对端贯通的扁长的空间，所述窗间板上所述空间纵向延伸，所述窗上板或窗下板上所述空间左右水平延伸，所述窗间板和与其相邻的所述窗上板或窗下板之间通过在相对应的一个纵向延伸的空间和一个左右水平延伸的空间中分别插接同一块角钢的纵向板面和水平板面相连接。

本实用新型的有益效果为：

由于采用“钢丝桁架薄墙空心结构”，内、外叶墙之间形成有效约束，加大了结构的惯性矩和刚度，显著提高了内、外叶墙的纵向和横向承载能力。

边肋钢筋、边肋钢筋带弯头，或者边肋钢筋与边肋箍筋的组合，都不同程度地提高了竖向边肋的强度，某种程度上说也加强了各种节点预埋组件在竖向边肋中的锚固，对这些预埋组件的预埋深度要求可以相应降低，从而为减薄内侧混凝土层的厚度留出余地。因此，相关条板在保证预埋组件连接可靠的前提下，可以进一步减轻、减薄。

承载能力的提高，使内、外叶墙厚度有条件减薄，不仅大幅减轻幕墙的重量，还给保温层留出更大的空间，不仅能充分发挥材料的作用，而且显著提高了保温、隔热性能，使该幕墙完全可以满足寒冷及严寒地区外墙保温节能75%的需要，及南方夏热地区建筑外墙隔热需求。

由于窗间板与窗上板或窗下板之间采用滑移节点连接，即条板与条板之间允许水平和纵向双方向变位连接方式（属于柔性连接方式），能够抑制大变形的破坏作用在条板间扩散。常规使用情况下，相连接的两条板之间相对固定，罕遇地震等极端受力情况时，条板之间的破坏作用以及条板对建筑主体结构的破坏作用显著降低。

采用焊接而成的钢丝桁架，在提高桁架与混凝土之间、内外侧混凝土层之间的连接强度的同时，降低了用钢量，进一步促进了幕墙的轻量化。

本实用新型的幕墙由多种板拼装组成，组合灵活，适应建筑造形多样化要求，比整间板的混凝土外挂板重量轻，利于运输和安装。并且，窗间板、窗下板的规格尺寸较小，因此无需像整间挂板那样需要大型吊装设备和专用运输车，可以节省运输和安装费用20%以上。

所述内侧混凝土层的厚度为50-60mm，与现有混凝土外挂板内叶墙150mm以上厚度相比，厚度和重量都大幅缩减，所述外侧混凝土层的厚度优选为40-50mm，所述保温层的厚度为140-190mm。现有混凝土外挂板保温层厚度在100mm以内，一般在60-70mm左右，相比之下，在总厚度水平变化不大的情况下，本实用新型的幕墙的保温层厚度相比现有混凝土外挂板保温层厚度明显加厚，从而使保温性能得到显著提升。

附图说明

图1是本实用新型的窗间板结构示意图；

图2是图1的a剖视图；

图3是图1的b剖视图；

图4是图1的c剖视图；

图5是本实用新型的较窄的窗上板或窗下板的结构示意图；

图6是图5的d剖视图；

图7是本实用新型的较宽的窗上板或窗下板的结构示意图；

图8是图7的e剖视图；

图9是本实用新型的窗间板与窗上板或窗下板之间连接的示意图；

图10是图9的右视图。

具体实施方式

本实用新型提供了一种预制混凝土钢丝网架夹芯幕墙，如图1-10所示，采用条板拼装结构，所述条板包括窗上板（用于建筑顶层女儿墙）、窗下板和窗间板，窗下板位于每层外窗附框以下，窗上板位于顶层外窗附框以上，窗间板位于左右相邻外窗附框之间，窗间板（如图1）与窗上板和/或窗下板（如图5、7）之间设置竖向变形缝1（参见图9）。幕墙以条板形式进行拼装，有利于减少板型和规格，促进部品规格化、定型化和工业化生产，降低成本，提高质量。

所述条板设有内侧混凝土层2（也可称为内叶墙）、外侧混凝土层3（也可称为外叶墙）和夹在中间的保温层4（可采用聚苯板）。所述内侧混凝土层的厚度大于所述外侧混凝土层的厚度。例如外侧混凝土层的厚度为50mm，内侧混凝土层的厚度为60mm，保温层的厚度为140mm。内、外侧混凝土层中各自配置有平面钢丝网5，该钢丝网可以是直径φ4mm双向间距50mm的钢丝网。两平面钢丝网之间通过穿透所述保温层的若干斜插钢丝6焊接连接，形成“钢丝桁架薄墙空心结构”。平面钢丝网的钢丝和斜插钢丝优选为不锈钢丝或镀锌钢丝，斜插钢丝的直径优选为φ5mm。

作为一个优选的实施例，所述内、外侧混凝土层中的平面钢丝网的纵向钢丝两两正对，同一斜插钢丝焊接在正对的两根纵向钢丝上，正对的两根纵向钢丝与连接在其间的斜插钢丝形成焊接纵向平面桁架。这样的桁架水平间距约150-200mm，即可以每隔2-3根纵向钢丝通过斜插钢丝焊接一对正对的纵向钢丝。斜插钢丝纵向间距可以是100mm。

同等作用下，本实用新型采用钢丝的用钢量明显少于钢筋，且平面钢丝网的制作、斜插钢丝与平面钢丝网的焊接均可在工厂自动加工完成，相比于钢筋的手工拉结、绑扎效率显著提高，且连接强度也明显高于拉结和绑扎。平面钢丝网和斜插钢丝组成钢丝桁架，可有效约束内侧混凝土层的变形，提高其稳定性和承载力。由于钢丝桁架一部分锚固在内侧混凝土层中，一部分锚固在外侧混凝土层中，使外侧混凝土层结构对内侧混凝土层结构起到了约束作用，或者说内、外混凝土层结构相互约束，从而显著提高了结构的惯性矩和刚度以及内侧混凝土层的纵向和横向承载能力。也因此，在同等承载能力的前提下，本实用新型的幕墙其内、外侧混凝土层的厚度可以做到更薄，给保温层留出更大的空间，从而在同等重量、同等总厚度的情况下可以获得更好的保温、隔热效果，因此本实用新型的“钢丝桁架薄墙空心结构”幕墙可以应用到更为寒冷或更为炎热地区，这是现有的很多幕墙所达不到的。

如果以面向内侧混凝土层大面作为由前向后的观察方向，所述内侧混凝土层中锚固有四个呈矩形阵列排布的连接节点A、B预埋组件和两个位于同一高度的支承节点C预埋组件，如图1、5、7所示，两个所述支承节点预埋组件位于其中一行的两个所述连接节点预埋组件之间并分别靠近两个所述连接节点预埋组件。支承节点的作用是将幕墙条板的重量支承在相应的钢梁（图示为工字梁）上以及找正条板，即调节条板的高度和平直度，因此，两个所述支承节点预埋组件之间尽量远离可以较好地保证找正效果。

所述内侧混凝土层的左右边缘一定宽度内设有朝向保温层凸起的竖向边肋7，左右两列所述连接节点预埋组件分别位于左右竖向边肋中，所述竖向边肋中间隔设有多根竖向延伸的边肋钢筋8，所述边肋钢筋的上下两端带有弯头，靠前的边肋钢筋的弯头朝向后方，靠后的边肋钢筋的弯头朝向前方，所述支承节点预埋组件所占据位置的一定高度内设有朝向保温层凸起的水平延伸的横向肋9，所述支承节点预埋组件位于所述横向肋中。

所述边肋钢筋上固定有若干边肋箍筋10，所述边肋箍筋沿纵向间隔排布。所述边肋箍筋优选分布于所述边肋的中上部。边肋钢筋、边肋钢筋带弯头，或者边肋钢筋与边肋箍筋的组合，都不同程度地提高了竖向边肋的强度，某种程度上说也加强了各种节点预埋组件在竖向边肋中的锚固，对这些预埋组件的预埋深度要求相应降低，从而为减薄内侧混凝土层的厚度留出余地。因此，相关条板在保证预埋组件连接可靠的前提下，可以进一步减轻、减薄。

所述窗间板的上一行所述连接节点预埋组件位于墙板偏上部，对应本层钢梁的下翼缘，用于与本层钢梁的下翼缘连接形成连接节点，下一行所述连接节点预埋组件位于墙板的底部，对应下一层钢梁的上翼缘，用于与下一层钢梁的上翼缘连接形成连接节点，两个所述支承节点预埋组件位于下一行所述连接节点预埋组件之间并分别靠近两个所述连接节点预埋组件；所述窗上板和窗下板的下一行所述连接节点预埋组件位于墙板的底部，对应所在层钢梁的下翼缘，两行所述连接节点预埋组件间相距一个钢梁的高度，即上一行所述连接节点预埋组件对应所在层钢梁的上翼缘，通过上下两行连接节点，相应条板被固定在本层的钢梁上，两个所述支承节点预埋组件位于上一行所述连接节点预埋组件之间并分别靠近两个所述连接节点预埋组件。

所述连接节点预埋组件包括可调连接节点预埋组件（如图2中的A节点和图8中的A、B节点）和固定连接节点预埋组件（如图6中的A、B节点），所述固定连接节点预埋组件和支承节点预埋组件均包括前锚板11、后锚板12和若干锚栓13，前、后锚板平行设置，所述锚栓焊接在前、后锚板之间，所述后锚板的后平面贴在所述保温层上，所述前锚板的前平面与所述内侧混凝土层的前板面平齐或露在所述内侧混凝土层的前板面之外。采用这种结构的预埋件，同等承力情况下，其预埋深度可以比传统结构方式预埋螺栓的预埋深度小很多，由此从另一方面为本实用新型的幕墙的内、外叶墙板厚度减薄提供了条件。

所述可调连接节点预埋组件除了包含所述固定连接节点预埋组件，还包括连接螺杆14，所述连接螺杆的后端焊接在所述后锚板上，所述连接螺杆垂直穿过所述前锚板并焊接在所述前锚板上，所述连接螺杆的前端悬伸于所述内侧混凝土层的前板面之外。所述连接螺杆用于安装时与其他结构件如角钢等借助螺母、垫板等进行固定连接。

所述窗间板和较宽的所述窗上板或窗下板（例如其宽度为2000mm或以上）上的所述连接节点预埋组件为可调连接节点预埋组件，如图1、7所示，较窄的所述窗上板或窗下板（例如其宽度为1500mm）上的所述连接节点预埋组件为固定连接节点预埋组件，如图5所示。

拼装状态下：如图3所示，所述支承节点预埋组件的前锚板与一角钢15的竖向板面焊接固定，所述角钢的水平板面上开设有螺栓孔，一调高螺栓16向下插入所述螺栓孔中，支承在相应钢梁17的上翼缘上。安装时先调节该调高螺栓以摆正条板，此时，条板的自重通过两个调高螺栓落在钢梁上，再通过螺母从所述角钢的水平板面的下方将该调高螺栓固定；如图6所示，所述固定连接节点预埋组件的前锚板的外侧面与一角钢18的竖向板面焊接固定，所述角钢的水平板面与相应钢梁的上翼缘焊接固定；如图2、4、8所示，所述可调连接节点预埋组件的前锚板与一角钢19（也可称为调位角钢）的竖向板面通过相应的所述连接螺杆配合螺母固定连接，所述角钢的竖向板面上供所述连接螺杆穿过的孔为竖向长条孔，所述角钢的竖向板面与所述前锚板之间设有不锈钢滑片或聚四氟乙烯滑片，所述角钢的水平板面固定在相应钢梁的水平板面上，固定方式为以下任意一种：（1）所述角钢的水平板面直接焊接在所述钢梁的水平板面上；（2）所述钢梁的水平板面上焊接一钢支架20（可以是槽钢），所述角钢的水平板面焊接在所述钢支架的水平板面上；（3）所述钢梁的水平板面上焊接一钢支架20（可以是槽钢），所述角钢的水平板面通过螺栓紧固件连接在所述钢支架的水平板面上，所述角钢的水平板面和/或所述钢支架的水平板面上设有长条孔，当一方设有所述长条孔时，所述长条孔的延伸方向平行所述角钢的竖向板面或者垂直于所述角钢的竖向板面，当二者都设有所述长条孔时，如图4所示，一个上的所述长条孔的延伸方向平行于所述角钢的竖向板面，另一个上的所述长条孔的延伸方向垂直于所述角钢的竖向板面。长条孔的设置除了方便条板安装时的位置调整，还能在使用过程中在一旦发生极限受力或大变形的情况时，允许条板在空间一到三个方向上发生位移，从而避免条板对主结构造成破坏。

所述外侧混凝土层是保温层的防护层，其外表面上可以粘贴面砖或石材饰面，所述保温层的四周边缘内缩于相应的内、外侧混凝土层边缘之内，所述保温层的四周边缘与相应的内、外侧混凝土层之间的缝隙中填充岩棉21，用无机岩棉包敷隔离，使保温层不外露，从而使条板具有较好的防火性能。

所述竖向边肋中还优选锚固有滑移节点D预埋组件，所述滑移节点预埋组件可以包括锚板22和若干锚栓23，所述锚栓的里端锚固于内侧混凝土层中，所述锚栓的外端焊接在所述锚板上，所述锚板的外侧平面与所述内侧混凝土层的端侧板面平齐或露在所述内侧混凝土层的端侧板面之外。所述窗间板的滑移节点预埋组件位于墙板中下部，相应的端侧板面是所述内侧混凝土层的左侧板面或右侧板面，所述窗上板和窗下板的滑移节点预埋组件位于墙板的顶部，相应的端侧板面是所述内侧混凝土层的顶侧板面。

拼装状态下，所述滑移节点预埋组件的所述锚板的外侧平面上焊接槽型件24，所述槽型件与所述锚板间形成两相对端贯通的扁长的空间，所述窗间板上所述空间纵向延伸，所述窗上板或窗下板上所述空间左右水平延伸，所述窗间板和与其相邻的所述窗上板或窗下板之间通过在相对应的一个纵向延伸的空间和一个左右水平延伸的空间中分别插接同一块角钢25的纵向板面25-1和水平板面25-2相连接，该角钢的各个板面都能在相应空间内一定程度上相对滑动。条板与条板之间采用这种水平和纵向双方向变位连接方式（属于柔性连接方式），能够抑制大变形的破坏作用在条板间扩散，常规使用情况下，相连接的两条板之间相对固定，罕遇地震等极端受力情况时，条板之间的破坏作用以及条板对建筑主体结构的破坏作用显著降低。

上下两层的窗间板之间设置水平变形缝，使上下两层条板之间相对位移成为可能，一层受外力发生水平移动或产生运动趋势时，允许两层相对运动的自由度，非极端情况下通常可以防止外窗被挤坏，罕遇地震时，上层位移对下层的破坏作用也能显著降低。变形缝内填充发泡聚乙烯背衬管或背衬棒26，变形缝的开口处通过弹性密封胶27封堵。

本实用新型的预制混凝土钢丝网架夹芯幕墙与钢结构建筑发展相配套，和玻璃幕墙、金属幕墙相映成辉，极大地丰富了钢结构建筑造型和艺术魅力。

本实用新型为保温、防火、结构、装饰一体化的建筑外墙，试验研究证明，其具有优良的保温、隔热、防火、抗震等综合性能，节约材料，造价低，适用于多层和高层民用及工业建筑，使用年限与结构同步，可达70年，是建筑工业化尤其是钢结构建筑发展的理想配套产品。