混凝土挂板单元以及单元式混凝土挂板系统的制作方法

[0001]
本实用新型涉及一种混凝土挂板单元以及单元式混凝土挂板系统。


背景技术：

[0002]
目前，建筑幕墙广泛应用于各类建筑的外立面，常用的现场拼装框架式幕墙与工业化程度更高且安装更便捷可靠的单元式幕墙系统均在国内得到广泛应用。作为主要的幕墙构造体系，包括平面幕墙和由平面单元幕墙拟合形成的曲面幕墙，而在材料方面，主要采用铝合金板材、玻璃、石材以及混凝土等。作为单元式幕墙，通常具有横平竖直的平直面造型，其构造相对简单，结构、防水性能的设计也相对清晰，在生产、施工方面也具有较为成熟的工艺。
[0003]
不过，随着建筑立面设计的多样化，需要设计具有复杂的双曲面造型的单元式幕墙体系，其制造和施工难度也不断提高。为了使建筑的外立面整体形成所设计的曲面造型，并且，为了减少成本和保证每个幕墙单元板块的规格和质量符合各类生产制作与安装标准，一般尽可能采用平面板单元作为其单元标准板块，通过调节各单元板块之间的角度和相对位置，适应各种设计角度或者曲率的变化，从而通过平板幕墙单元板拟合形成所需的曲面造型。然而，当外立面的曲面造型较复杂时，在相邻的平面板单元之间容易产生较大的折角，从而导致表面不平滑。
[0004]
为了解决该问题，另一种方法是采用现浇曲面混凝土板来构建形体复杂的曲面建筑立面。当采用混凝土作为该曲面板的材料时，往往需要大量不同曲率和形状的模具，其开模和现场支模施工难度较高。受制于现浇混凝土曲面板的制作方法和成本，其往往难以在施工现场进行定位制模与浇筑，而且容易在浇捣过程中导致混凝土的离析、漏浆等。往往无法实现流畅的表观优美的曲面造型的立面效果，进而限制了建筑师对建筑艺术的追求。


技术实现要素：

[0005]
鉴于现有技术所存在的上述情况，本实用新型的目的在于提供一种混凝土挂板单元以及包括多个该混凝土挂板单元的单元式混凝土挂板系统，其安装便利、可靠且成本较低，能够实现具有流畅顺滑的曲面造型的建筑立面效果。
[0006]
为实现上述目的，本实用新型的混凝土挂板单元包括：
[0007]
预制的混凝土挂板，所述混凝土挂板是双向曲面板；
[0008]
多个锚固件或钩挂件，所述锚固件的一部分设置在所述混凝土挂板内，所述锚固件的另一部分突出地形成于所述混凝土挂板的外部，所述钩挂件的一部分钩挂于形成在所述混凝土挂板的槽口内，所述钩挂件的另一部分突出地形成于所述混凝土挂板的外部；
[0009]
多个主结构连接件，所述主结构连接件的一端与埋设于建筑物的结构构件或幕墙钢结构连接，所述主结构连接件的另一端与所述锚固件的另一部分或所述钩挂件的另一部分连接。
[0010]
根据该混凝土挂板单元，由于该单元中的混凝土挂板均在工厂预制后被运送至施
工现场，因此，能够省略繁杂的支模工序以及混凝土浇筑工序。此外，由于所述混凝土挂板均为双向曲面板，因此，能够轻松地应对各种复杂的曲面造型设计。此外，通过在混凝土挂板处设置锚固件或钩挂件，并且通过主结构连接件将所述锚固件或钩挂件与建筑物的结构构件连接起来，由此，能够以相对简单的施工工序将混凝土挂板安装、固定至建筑物的结构体系或幕墙体系中。
[0011]
较佳地，在上述混凝土挂板单元的基础上，所述混凝土挂板单元还包括背框，所述背框与所述主结构连接件连接，并且与所述锚固件的另一部分或所述钩挂件的另一部分连接。
[0012]
以往，在挂板与背框一体设置的情况下，若挂板采用混凝土而背框是金属制的，那么，由于混凝土和例如钢等金属的热膨胀系数不同，因此，当温度变化较剧烈时，混凝土和钢的温度应变不同，有可能导致混凝土挂板的开裂。与此相对地，在本实用新型的挂板单元中，通过锚固件或钩挂件与背框连接，以使混凝土挂板通过多个锚固件或钩挂件间接地支承，如此一来，由于混凝土挂板与背框是分离设置的，因此，与一体设置的情况相比，能够避免混凝土挂板与背框的温度应变不同而导致混凝土挂板开裂这一问题。
[0013]
较佳地，在上述混凝土挂板单元的基础上，所述背框构造成平面框架。
[0014]
当混凝土挂板的曲率不大(略微弯曲)时，通过将背框构造成平面框架，仅通过调整不同部位的锚固件的长度，即可完成安装，能够降低背框的制作难度。
[0015]
作为另一优选方案，所述背框构造成曲面框架。
[0016]
当混凝土挂板的曲率较大时，通过使背框形成为具有一定曲率的曲面框架，能够更好、更灵活地固定混凝土挂板。
[0017]
较佳地，在上述混凝土挂板单元的基础上，所述槽口形成于所述混凝土挂板的侧边或背面。
[0018]
较佳地，在上述混凝土挂板单元的基础上，所述混凝土挂板内配置有钢筋网片。
[0019]
通过在混凝土挂板内配置钢筋网片，能够提高混凝土挂板的抗拉强度与整体性，从而避免混凝土挂板在自身重力以及外部荷载的作用下发生开裂甚至断裂等情况。此外，在设置有锚固件的情况下，通过配置钢筋网片，能够更好地对锚固件进行定位，从而尽可能地贴近结构工程师的设计。
[0020]
较佳地，在上述混凝土挂板单元的基础上，所述混凝土挂板单元还包括悬挑架，所述悬挑架的一端与所述结构构件或所述幕墙钢结构连接，另一端与所述主结构连接件连接。
[0021]
在混凝土挂板的曲率变化较大或弯曲状况较复杂的情况下，通过设置悬挑架，能够增大混凝土挂板的安装倾斜角度，能够应对各种曲面形状的混凝土挂板，从而更好地定位和固定。
[0022]
较佳地，在上述混凝土挂板单元的基础上，所述混凝土挂板在板厚方向上是中空的。
[0023]
通过将混凝土挂板设为中空结构，能够减轻混凝土挂板的自重。
[0024]
较佳地，在上述混凝土挂板单元的基础上，所述混凝土挂板形成有局部镂空部。
[0025]
较佳地，在上述混凝土挂板单元的基础上，所述混凝土挂板的表面涂刷有涂料。
[0026]
较佳地，在上述混凝土挂板单元的基础上，所述混凝土挂板的表面形成有装饰线
条以及/或者装饰孔洞、以及/或者附属物用预埋件。
[0027]
通过在混凝土挂板设置供玻璃等装饰构件嵌入的局部镂空部、装饰线条、装饰孔洞以及装饰物用预埋件等，或者在混凝土挂板的表面涂刷涂料，能够丰富建筑立面的色彩和造型。
[0028]
此外，本实用新型的单元式混凝土挂板系统包括多个所述混凝土挂板单元，并且，所述单元式混凝土挂板系统在安装状态下，相邻的混凝土挂板的表面的侧边线形状一致，且相邻的所述混凝土挂板之间没有折角。
[0029]
根据该单元式混凝土挂板系统，由于该系统构造成在安装状态下，相邻的混凝土挂板的表面的侧边线形状一致，因此，相邻的挂板之间的拼接缝为同一条顺滑的曲线，相互板块之间不存在偏角(折角)和错台，避免了采用各平面挂板之间的角度偏转拟合双曲面而产生的折角，从而避免形成不平滑的表面
[0030]
在该单元式混凝土挂板系统中，优选，相邻的所述混凝土挂板之间形成有防水槽口，所述防水槽口设置有止水条和和耐候密封胶。
[0031]
通过在挂板之间形成防水槽口并且在防水槽口设置止水条和和耐候密封胶，能够使该挂板系统具备防水性和密封性，防止外部的雨水等进入建筑物内部。
[0032]
更优选地，上下相邻的所述混凝土挂板之间的所述防水槽口构造成企口结构。
[0033]
当混凝土挂板安装于建筑的外立面或内立面时，通过将上下相邻的挂板之间的防水槽口构造成企口结构，能够进一步防止雨水的渗入。
附图说明
[0034]
图1是表示本实用新型一实施方式的混凝土挂板单元的局部剖视图，示出了该混凝土挂板单元安装于建筑物的楼板时的状态。
[0035]
图2a示出了安装有一种形式的背框的本实施方式的混凝土挂板单元的混凝土挂板的主视图。
[0036]
图2b示出了安装有另一形式的背框本实施方式的混凝土挂板单元的混凝土挂板的主视图。
[0037]
图3是本实施方式的相邻的混凝土挂板单元的两块混凝土挂板的配置关系的立体图。
[0038]
图4是本实施方式的混凝土挂板单元的变形例1的剖视图。
[0039]
图5是本实施方式的混凝土挂板单元的变形例2的剖视图。
[0040]
图6是本实施方式的混凝土挂板单元的变形例3的剖视图。
[0041]
图7是本实施方式的混凝土挂板单元的变形例4的剖视图。
[0042]
图8是本实施方式的混凝土挂板单元的变形例5的剖视图。
[0043]
图9是本实施方式的上下相邻的混凝土挂板单元之间的构造详图，主要示出了两块混凝土挂板之间的防水构造设计。
具体实施方式
[0044]
以下，将参照图1至图3，对本实用新型一实施方式的混凝土挂板单元1进行详细说明。
[0045]
【混凝土挂板单元1的整体结构】
[0046]
混凝土挂板单元1(以下简称为“单元1”)通常安装于建筑物的结构构件，例如楼板、主梁、次梁、结构柱、幕墙钢结构等。通过将多个单元1安装于建筑物，从而形成单元式混凝土挂板系统，该单元式混凝土挂板系统构成建筑物的外立面、内立面、吊顶或屋面。该单元1包括混凝土挂板2、作为锚固件的锚栓3、背框4以及作为主结构连接件的楼板连接件6。在此，以单元1安装于建筑物的楼板f而构成建筑物的外立面为例进行说明。
[0047]
图1示出了单元1的混凝土挂板2安装于楼板f的剖视图，图2a示出了安装有一种形式的背框4的情况，该背框4仅包括设置于混凝土挂板2的两个侧面附近的两根纵向框架构件41，图2b示出了安装有另一种形式的背框4的情况，该背框4不仅包括设置于混凝土挂板2的两个侧面附近的两根纵向框架构件41，还包括以与纵向框架构件41正交的方式设置在两根纵向框架构件41之间的多根横向框架构件42。需要注意的是，上述两种形式仅为示例，背框的形式可根据混凝土挂板2的形状和实际安装工况进行改变，例如，在本实施方式中，背框4构造成平面框架。另一方面，混凝土挂板2是预先在工厂中制成的预制板件，如图3所示那样是双向曲面板，此处所谓的“双向曲面”是指数学意义上的双向曲面，即两根曲线段分别沿着彼此正交的两个方向连续运动而交汇形成的曲面。此外，所采用的混凝土可以采用任何类型的混凝土，例如，可以是普通混凝土，也可以是钢纤维混凝土等高强混凝土。
[0048]
此外，如图3所示，在安装状态下，相邻的混凝土挂板2的侧面形状彼此匹配(即，相邻的混凝土挂板2的表面的侧边线形状一致)，使得在安装状态下，彼此相邻的混凝土挂板2之间的拼接缝是一条顺滑的曲线，不存在偏角和错台，由此，使得整个单元式混凝土挂板系统的表面形成平滑的曲面造型。
[0049]
如图1所示，在混凝土挂板2内设置有多个锚栓3，各锚栓3的一部分锚固于该混凝土挂板2内，另一部分从该混凝土挂板2的板面朝向楼板f的方向伸出。锚栓3可以是钢材制成的。此外，锚栓3在混凝土挂板2内的锚固长度可以根据实际的荷载工况以及混凝土挂板2的自重等进行具体设计。通过使锚栓3具有足够的板内锚固长度，即使在受到较大的荷载时，也不会从混凝土挂板2拔出。
[0050]
如图1所示，多个锚栓3的另一部分通过焊接等方式与金属制的背框4连接，由此，将混凝土挂板2支承于背框4。关于背框4的材料，可以是钢材，也可以是铝合金等其他金属材料。此外，在背框4(图1中为纵向框架构件41)的一对侧壁部对应地形成有一对细长的第一施工装配用长孔h1，该第一施工装配用长孔h1的长度例如为40mm等。
[0051]
此外，如图1所示，通过上述第一施工装配用长孔h1，背框4的侧壁部连接有作为主结构连接件的楼板连接件6。具体而言，在本实施方式中，楼板连接件6是角钢，在该楼板连接件6的腹板的一侧端部形成有与上述一对第一施工装配用长孔h1对应的一对第二施工装配用长孔h2。在安装过程中，使一对第二施工装配用长孔h2与一对第一施工装配用长孔h1重合后，插入带有垫片的螺栓并通过螺母将背框4与楼板连接件6固定在一起，接着，通过焊接的方式将垫片固定于背框4的侧壁部，由此，使安装有混凝土挂板2的背框4与楼板连接件6牢固地连接在一起。此外，该楼板连接件6的另一端如图1所示的那样固定连接于预先埋设在建筑物的楼板f内的预埋件r。
[0052]
【混凝土挂板单元1的安装过程】
[0053]
接着，基于上述混凝土挂板单元1的上述结构，对将该混凝土挂板单元1安装至建
筑物的外立面的安装过程进行详细说明。需要注意的是，以下所说明的内容仅为示例，不仅限于此，只要能够实现该单元1的安装即可。
[0054]
首先，在工厂制作混凝土挂板2，此时，如上文所述的那样，在该混凝土挂板2内预先埋设有锚栓3的一部分，该锚栓3的另一部分从该混凝土挂板2伸出。接着，在工厂内，如上文所述的那样通过锚栓3与背框4的连接，将混凝土挂板2与背框4固定连接在一起以形成混凝土挂板-背框结构，这样，在运送过程中，背框4能够作为混凝土挂板2的支承部发挥作用。不过，根据实际情况，也可将混凝土挂板2运送到施工现场后现场连接混凝土挂板2与背框4。然后，在完成混凝土挂板2与背框4的固定连接后，如上文所说明的那样，使第一施工装配用孔h1与第二施工装配用孔h2重合，在重合部分插入带有垫片的螺栓并通过螺母固定，接着，将垫片焊接固定至背框4的侧壁部，由此，将楼板连接件6与背框4牢固地连接在一起。如此，形成了本实施方式所述的混凝土挂板单元1。然后，通过将楼板连接件6固定连接至预设埋设于建筑物的楼板f的预埋件r，从而将该混凝土挂板单元1整体固定安装至建筑物而形成该建筑物的外立面。
[0055]
【本实施方式的作用及其技术效果】
[0056]
根据本实施方式的混凝土挂板单元1，由于该单元1中的混凝土挂板2均在工厂预制后被运送至施工现场，因此，能够省略繁杂的支模工序以及混凝土浇筑工序。此外，由于混凝土挂板2均为双向曲面板，并且，在安装状态下，相邻的混凝土挂板2的侧面形状一致，使得彼此间的拼接缝形成为一条顺滑的曲线，相互板块之间不存在偏角(折角)和错台，从而解决了采用各平面挂板之间的角度偏转拟合双曲面而产生折角这一问题，进而避免形成不平滑的表面。此外，锚栓3的一部分从混凝土挂板2内突出地设置，通过锚栓3与背框4连接，以使混凝土挂板2通过背框4间接地支承，如此一来，由于混凝土挂板2与背框4是分离设置的，因此，与一体设置的情况相比，能够避免混凝土挂板2与背框4的温度应变不同而导致混凝土挂板开裂这一问题。
[0057]
【变形例1】
[0058]
在上述实施方式中，以单元1包括多个锚栓3为例进行了说明，但不限于此。例如，作为锚栓3的替代，也可采用背栓3a。如图4所示，混凝土挂板2的内表面安装有从该内表面突出的多个背栓3a。此外，在上述实施方式中，以单元1包括背框4为例进行了说明，但也不限定于此。例如，在建筑结构安装有作为幕墙钢结构构件的龙骨5的情况下，也可不设置背框4，而是采用背栓3a(或锚栓3)与龙骨5连接的连接方式。通常而言，龙骨5设置在相邻的两块楼板之间，且形式多样，例如，在图4中，龙骨5包括纵向龙骨件51和横向龙骨件52。作为具体的连接方式，例如，多个背栓3a中的、与龙骨5相距较近的一部分通过角钢固定连接至纵向龙骨件51，多个背栓3a中的、与龙骨5相距较远的另一部分通过角钢固定连接至横向龙骨件52。此外，龙骨5与楼板f等结构的连接可采用公知的连接方法，在此，省略该部分的说明。
[0059]
【变形例2】
[0060]
在上述实施方式及其变形例1中，对单元1包括作为锚固件的多个锚栓3或者多个背栓3a的情况进行了说明，但不限于此。除了采用锚固件以外，也可采用钩挂件3b。具体而言，如图5所示，在混凝土挂板2的上端和下端分别开设有在竖直方向上相对的槽口7，在上下相邻的一对槽口7内插入有t字形的钩挂件3b的翼缘，该钩挂件3b的腹板从上下相邻的混凝土挂板2之间伸出，通过螺栓连接等方式固定连接至龙骨5(图5中为横向龙骨件52)。需要
再次强调的是，如上文所述的那样，龙骨5的形式可根据混凝土挂板2的形状和具体安装工况进行相应改变，并不限于附图所示的这些形式。此外，在本变形例中，对槽口7形成于混凝土挂板2的侧边的情况进行了说明，但不限于此，该槽口7也可形成于混凝土挂板2的背面。
[0061]
【变形例3】
[0062]
在上述实施方式及其变形例1、2中，以锚固件(锚栓3、背栓3a)或钩挂件3b与背框4或龙骨5连接的情况为例进行了说明，但不限于此。例如，如图6所示，该单元1也可不包括背框4，且背栓3a(或锚栓3)与楼板连接件6直接连接，由此，也可将混凝土挂板2安装至楼板f。此外，在图6中，混凝土挂板2内设置有后述的钢筋网片9。
[0063]
【变形例4】
[0064]
在上述实施方式的基础上，当混凝土挂板2的曲率变化较大或弯曲状况较复杂时，单元1还可包括悬挑架8。如图7所示，混凝土挂板2呈波浪状弯曲，背框4以与混凝土2的曲率一致的方式弯曲，在楼板f的下表面处安装有由多种型钢拼合而成的悬挑架8。具体而言，该悬挑架8由具有加劲肋的工字钢、与该工字钢的上翼缘连接且倾斜设置的角钢、与该工字钢的下翼缘连接且水平设置的角钢构成，但悬挑架8的结构不限于此，可根据具体的工况进行设计。由此，在混凝土挂板2的曲率变化较大或弯曲状况较复杂的情况下(或者，在设计安装点与预埋件的距离较大时)，通过设置悬挑架8，能够增大混凝土挂板2的安装长度，能够应对各种曲面形状的混凝土挂板2，从而更好地定位和固定。此外，在未设置有背框4而安装有龙骨5的情况下，该悬挑架8也可与龙骨5连接。
[0065]
【变形例5】
[0066]
作为本实施方式的又一变形例，如图8所示，在混凝土挂板2内可设置有钢筋网片9，锚栓3的设置在混凝土挂板2内的部分与钢筋网片9连接在一起。通过在混凝土挂板2内配置钢筋网片，能够提高混凝土挂板的抗拉强度，从而避免混凝土挂板2在自身重力以及外部荷载的作用下发生开裂甚至断裂等情况。此外，在设置有锚栓3或背栓3a的情况下，通过配置钢筋网片，能够更好地对锚栓3或背栓3a进行定位，从而尽可能地贴近结构工程师的设计。
[0067]
【其他实施方式】
[0068]
在上述实施方式及其变形例中，以预先在建筑物的楼板f等结构构件埋设预埋件为例进行了说明，但不限于此。例如，也可采用后置的化学锚栓等，只要能够将主结构连接件与建筑物的结构构件连接起来即可。
[0069]
此外，在上述实施方式中，以背框4构造成平面框架(参照图1和图2a、图2b)的情况进行了说明，但不限于此。例如，当混凝土挂板2的曲率较大且楼板连接件6的长度有限时，也可使背框4构造成曲面框架(参照图7)，由此，能够将更可靠地固定混凝土挂板2。
[0070]
此外，在上述实施方式及其变形例的基础上，如图9所示，在相邻的混凝土挂板之间形成有防水槽口s，在该防水槽口s设置有止水条10和耐候密封胶11等。并且，上下相邻的混凝土挂板2之间的防水槽口s还可具有例如企口结构。由此，通过构造上的设计，能够防止外部的雨水从相邻的板块之间的间隙渗入建筑物内部。
[0071]
此外，在上述实施方式及其变形例的基础上，在保证锚栓3或背栓3a的锚固长度的情况下，混凝土挂板2也可在板厚方向上是中空的。通过将混凝土挂板2设为中空结构，能够减轻混凝土挂板2的自重。
[0072]
此外，在上述实施方式及其变形例的基础上，混凝土挂板2形成有局部镂空部。
[0073]
此外，在上述实施方式及其变形例的基础上，混凝土挂板2的表面涂刷有涂料。另外，还可将混凝土挂板2的表面加工成仿石材、仿砖、多彩、透光、浮雕造型等多种形式，或者将各类砖、石材、金属、玻璃等表面装饰材料浇筑入混凝土挂板2的表面。
[0074]
此外，在上述实施方式及其变形例的基础上，混凝土挂板2的表面形成有装饰线条以及/或者装饰孔洞、以及/或者附属物用预埋件。此处所谓的“附属物”包括装饰物和功能性构件等，例如灯具、避雷带等。
[0075]
通过在混凝土挂板2设置供玻璃等装饰构件嵌入的局部镂空部、装饰线条、装饰孔洞以及装饰物用预埋件等，或者在混凝土挂板2的表面涂刷各种类型的涂料，能够丰富建筑立面的色彩和造型。
[0076]
此外，在上述实施方式及其变形例中，混凝土挂板2通过楼板连接件6安装至建筑物的楼板f，但不限于此，也可通过其他主结构连接件安装至建筑物的主梁、次梁、结构柱或幕墙钢结构等。
[0077]
此外，本实用新型的单元式混凝土挂板系统也可用于混凝土挂板2是平面板的情况。此外，本实用新型并不限定于此，本实用新型在其范围内，能将各实施方式自由组合，或是将各实施方式适当变形、省略。