一种钢框架和预制墙板的连接系统及制作方法与流程

本发明涉及建筑工程领域，尤其是一种钢框架和预制墙板的连接系统及制作方法。

背景技术：

近年来，我国装配式建筑蓬勃发展，尤其是装配式钢结构建筑，进入了一个新的发展时期。预制装配式构件易于生产和维护，经济效益很高，利用范围广泛，符合我国当前的建筑产业化发展趋势。钢框架可以很好的实现结构的预制装配化，同时具有建筑空间大、布置灵活等特点。

在现有技术中，预制墙板由于自重和体积大，施工工艺比较繁琐，没有形成真正的装配化施工，同时施工质量难以保证。缺乏良好的连接方式是该系统中一个最大的缺陷。因此，需要研发新的连接系统。

技术实现要素：

为了优化钢框架和预制墙板之间的连接方式，为此，本发明提供一种钢框架和预制墙板的连接系统及制作方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种钢框架和预制墙板的连接系统，所述钢框架包括竖向钢柱和若干根水平钢梁，每根水平钢梁均垂直设置在相邻竖向钢柱之间，该连接系统还包括第一连接件和第二连接件，第一连接件连接上方的水平钢梁和预制墙板的上端部，第二连接件连接下方的水平钢梁和预制墙板的下端部，所述预制墙板阵列设置在上下两根水平钢梁和竖向钢柱形成的空框处。

优化的，所述第一连接件包括互相连接的上固定部和上限位部，上固定部与水平钢梁固定连接，预制墙板上端部通过其上的预埋件与上限位部连接；第二连接件包括下固定部和下限位部，下固定部与下方的水平钢梁固定连接，预制墙板下端部通过其上的预埋件与下限位部连接。

优化的，所述下固定部向远离水平钢梁的方向上延伸形成承托预制墙板底部的承托部。

优化的，上限位部、下限位部上分别设置有上长条孔和下长条孔，上长条孔和下长条孔的长度方向垂直。

优化的，下长条孔的长度方向与水平钢梁的长度方向均平行。

优化的，上固定部和上限位部之间设置有上加强肋，下固定部和下限位部之间设置有下加强肋。

优化的，所述预制墙板包括由c型钢拼装的墙板龙骨架、用于填充和包裹墙板龙骨架的轻聚合物，所述预埋件穿过墙板龙骨架固定在预制墙板上。

优化的，设置预埋件的c型钢相应位置处包裹有龙骨加强件，所述龙骨加强件上设置有预埋件穿过的孔。

优化的，承托部的长度小于或等于预制墙板内墙板龙骨架靠外侧的面到预制墙板内侧面的距离。

上述钢框架和预制墙板连接的系统的制作方法，包括以下步骤：

s1、制作c型钢并开孔，将c型钢拼装成墙板龙骨架，将龙骨加强件设置在墙板龙骨架的相应位置，将内丝套筒的一端与锚板固定形成预埋件，内丝套筒穿过龙骨加强件、c型钢相应位置上的孔，将墙板龙骨架放置在模具内，浇筑轻聚合物，形成预制墙板；拼装水平钢梁和竖向钢柱形成钢框架；制作第一连接件和第二连接件；

s2、将第一连接件固定在上方的水平钢梁上，将第二连接件固定在下方的水平钢梁上，将预制墙板吊装到相应位置，通过螺栓与内丝套筒连接将预制墙板固定在钢框架上；

s3、预制墙板全部安装后，在相邻的两个预制墙板之间的缝隙中填充保温隔热防水材料。

本发明的优点在于：

(1)本发明通过连接件连接水平钢梁和预制墙板内的预埋件，实现预制墙板与钢框架的连接，该制作方法简单方便。

(2)本发明中连接件在不同位置使用对应的第一连接件和第二连接件，第二连接件不仅承受预制墙板的重量，还配合第一连接件使得预制墙板承受外部风荷载，风荷载作用在预制墙板上，然后通过预埋件传递到连接件上，最后传递到钢框架上。

(3)本发明中长条孔位置和方向的设置，实现预制墙板上下、左右两个维度的位置调节，克服了因预埋件位置不准确和或连接件与水平钢梁连接位置偏差而带来的安装不方便。

(4)本发明中预制墙板的结构和材料的使用，使得预制墙板在强度符合要求的情况下，能够减轻预制墙板的重量，这样第二连接件支撑预制墙板的部分刚度要求可以降低。

(5)本发明中墙板龙骨架采用冷弯薄壁型钢，其具有质量轻、强度高、性能良好等优点。为了防止安装预埋件降低c型钢的强度，所以在设置预埋件处的c型钢包裹龙骨加强件。

(6)连接件设置加强肋可以增强连接件的结构强度。

(7)承托部的长度小于或等于预制墙板内墙板龙骨架靠外侧的面到预制墙板内侧面的距离，这样竖直方向上相邻的两个预制墙板之间为一个整体的施工缝，在预制墙板安装结束后，对整体的施工缝填充处理，作为一个整体的填充，防水隔热保温效果更好。

(8)本发明中水平相邻的两个预制墙板之间有一定的施工缝，填充处理可以提高安装后所有预制墙板形成的墙面的防水隔热保温性能，并且施工缝还可以提高该系统的抗震变形能力。

(9)本发明中的制作方法可以提高整个系统制作的速度。

附图说明

图1为本发明一种钢框架和预制墙板的连接系统主透视图。

图2为图1的i-i的剖面图。

图3为图2中a处的放大图。

图4为图2中b处的放大图。

图5为钢框架的立体透视图。

图6为预制墙板的剖视图。

图7为龙骨加强件的立体图。

图8为预制墙板的立体图。

图9为连接件的立体图。

图10为预埋件的主视图。

图中标注符号的含义如下：

1-钢框架101-竖向钢柱102-水平钢梁

2-预制墙板201-c型钢202-用于填充的轻聚合物层

203-用于包裹的轻聚合物层204-龙骨加强件

31-第一连接件311-上限位部312-上固定部

313-上加强肋314-上长条孔

32-第二连接件321-上限位部322-上固定部

323-上加强肋324-上长条孔325-承托部

4-预埋件401-内丝套筒402-锚板403-螺栓

5-施工缝6-pvc管

具体实施方式

实施例1

如图1-8所示，一种钢框架和预制墙板的连接系统，包括钢框架1、预制墙板2、连接件。该实施例对该系统中各部件和各部件连接方式分别做详细描述。

钢框架1

如图5所示，钢框架1包括2根竖向钢柱101和2根水平钢梁102，2根水平钢梁102垂直设置在两根竖向钢柱101之间。竖向钢柱101为方形钢管柱，柱截面的宽度和厚度尺寸分别为400mm、14mm，水平钢梁102采用h型水平钢梁102，梁高、梁宽、腹板厚度、翼缘厚度尺寸分别为400mm、200mm、8mm、13mm。以上下相邻的两根水平钢梁102为例。

预制墙板2

如图6-8所示，预制墙板2包括由c型钢201拼装的墙板龙骨架、用于填充的轻聚合物层202和用于包裹的轻聚合物层203，预埋件4穿过墙板龙骨架固定在预制墙板2上。

设置预埋件4的c型钢201相应位置处包裹有龙骨加强件204，龙骨加强件204上设置有预埋件4穿过的孔。c型钢为冷弯薄壁型钢。

如图10所示，其中预埋件4包括内丝套筒401、锚板402、螺栓403，内丝套筒401垂直于预制墙板2的厚度方向设置且一端穿过c型钢201和龙骨加强件204上的孔，内丝套筒401的另一端部固定有锚板402，防止内丝套筒401从c型钢201内脱落。龙骨加强件204为u型，在其翼缘处开孔，孔洞大小、位置应与c型钢201相应孔洞大小、位置一致。

预埋件4固定在墙板钢架上后，墙板钢架放置在模具中浇筑轻聚合物，最后形成预制墙板2，其中内丝套筒401穿过c型钢201的端部伸出预制墙板2。内丝套筒401设置在墙板钢架上，这样可以增加预埋件4承受外部的拉力而不会从预制墙板2中拔出。通过设计锚板402和龙骨加强件204，保证连接构造的强度和安全性。

预制墙板2浇筑后的厚度200mm，预制墙板2高度h0＝h-t2-(20～30)mm，其中，h为层高，即相邻两根水平钢梁的高度差，t2为第二连接件32的厚度。20～30mm为上下相邻两个预制墙板2之间的缝隙大小。

所述轻聚合物干密度不大于800kg/m³，由矿物基础黏合剂、灰浆混合料和聚苯乙烯构成的新型墙体材料，按材料组分不同可分为石膏基轻聚合物、水泥基轻聚合物及其他轻聚合物。

连接件

如图9所示，连接件包括第一连接件31和第二连接件32，第一连接件31连接上方的水平钢梁102和预制墙板2的上端部，第二连接件32连接下方的水平钢梁102和预制墙板2的下端部。预制墙板2通过连接件阵列设置在每相邻两根水平钢梁102和竖向钢柱101形成的空框处。

第一连接件31包括连接的上固定部312和上限位部311，上固定部312与水平钢梁102固定，预制墙板2的上端部通过一端预埋在其内部的预埋件4与上限位部311连接。第二连接件32包括下固定部321和下限位部322，下固定部322与下方的水平钢梁102固定连接，预制墙板2下端部通过一端预埋在其内部的预埋件4与下限位部322连接。下固定部321向远离水平钢梁102的方向上延伸作为承托预制墙板2底部的承托部325，预制墙板2的重量主要由第二连接件32承受，外部风荷载主要由第一连接件31和第二连接件32共同承受。风荷载作用在预制墙板2上，然后通过预埋件4传递到连接件上，最后传递到钢框架1上。

上限位部311、下限位部321上分别设置有上长条孔314和下长条孔324，上长条孔314和下长条孔324的长度方向垂直。优化的，下长条孔324的长度方向与水平钢梁102的长度方向均平行。上长条孔314和下长条孔324的长度为长圆孔，长圆孔的长度为直径的3倍，以满足预制墙板1和连接件的制作的误差和安装时的误差。

上固定部312和上限位部311之间设置有上加强肋313，下固定部321和下限位部322之间设置有下加强肋323。可根据承托部325、预制墙板2受力大小而确定连接件厚度、宽度、上加强肋313和下加强肋323的厚度。

钢框架1、预制墙板2、连接件连接结构

如图1-4和图9所示，内丝套筒401伸出预制墙板2的端部，螺栓403穿过长条孔304旋入内丝套筒401，将预制墙板2固定在水平钢梁102上。

承托部325的长度等于预制墙板2内墙板龙骨架靠外侧的面到预制墙板2内侧面的距离。上固定部312和下固定部322和相应水平钢梁102通过焊接的方式固定。连接件在垂直于水平钢梁102和竖向钢柱101的方向上来回移动，预埋件4在上长条孔314和下长条孔324固定位置，从而实现预制墙板2三维方向上的调整，最终方便所有的预制墙板2在合适范围内固定。上固定部312和上限位部311互相垂直连接，下固定部321和下限位部322互相垂直连接。

水平相邻的两个预制墙板2之间有一定距离的施工缝5，竖直相邻的两个预制墙板2之间和施工缝5上均填充有用于防水隔热保温的断桥。填充料为聚乙烯棒、防水胶的混合物。施工缝5的尺寸为20-30mm。

另外的实施方式，承托部325的长度小于预制墙板2内墙板龙骨架靠外侧的面到预制墙板2内侧面的距离，且墙板龙骨架在承托部325方向上的投影位于承托部325上。

优化的，承托部325上设置有橡胶垫，这样能够使预制墙板2与连接件之间柔性搭接，减少对预制墙板2的破坏。在地震作用下具有一定的缓冲作用，提高结构的变形能力，最终实现预制墙板2与主体结构的柔性连接。

实施例2

实施例1中钢框架1和预制墙板2连接的系统的制作方法，包括以下步骤：

s1、制作c型钢并开孔，将c型钢拼装成墙板龙骨架，将龙骨加强件204套在墙板龙骨架的相应位置，将内丝套筒401的一端与锚板402固定形成预埋件4，内丝套筒401穿过龙骨加强件204、c型钢201相应位置上的孔，在墙板龙骨架上端部的两个c型钢交接处内侧布置pvc管6，作为用于吊装预制墙板2的吊装孔，将墙板龙骨架放置在模具内，浇筑轻聚合物，形成预制墙板2；拼装水平钢梁102和竖向钢柱101形成钢框架1；制作第一连接件31和第二连接件32。

s2、将第一连接件31固定在上方的水平钢梁102下表面，将第二连接件32固定在下方的水平钢梁102的上表面，将预制墙板2吊装到相应位置，将螺栓穿过连接件拧入内丝套筒401，从而将预制墙板固定在钢框架1上；

s3、现场通过连接件与水平钢梁102进行拼装，现场预制墙板2沿水平方向交替拼装，然后向上逐层拼装。预制墙板2全部安装后，在相邻的两个预制墙板2之间的缝隙中填充保温隔热防水材料。

以上仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。