一种装配式钢框架内嵌竖向暗缝墙板结构及施工方法

1.本发明涉及装配式建筑技术领域，更具体的说是一种装配式装配式钢框架内嵌竖向暗缝墙板结构及施工方法。


背景技术：

2.钢结构作为建筑的一个重要组成部分，符合建筑工业化和快速建造的目标成果，大力发展钢结构建筑，推广装配式钢结构建筑体系发展，是我国建筑产业转型升级的重要一环。钢框架结构作为建造的主要体系，由于材料特性和截面特征等约束，钢框架结构抗侧力较弱，如何在经济有效的约束下提高钢框架的侧向刚度和抗震性能，是制约高层钢结构应用的技术难题。钢框架结构作为装配式建筑的一种主要呈现方式，其与维护构件，特别是结构体与墙体的连接兼容性、质量通病问题，一直也是困扰装配式建筑大力发展的瓶颈约束难题。采用混凝土剪力墙结构，可以有效提高结构的抗侧刚度，但传统湿作业施工，在钢筋绑扎、安装，模板制作安装、拆除，混凝土浇筑养护等方面，存在施工粗放、劳动强度大、作业周期长、环境污染严重等缺陷，与装配化发展路径不一致。
3.如果在装配式钢框架内填充墙体，特别是内嵌预制内填充墙体，通过连接构造使墙板承受水平力，需要解决钢与混凝土构件的快速连接技术，预制混凝土与周边梁柱的界面连接技术，钢结构与界面构件材料不同的开裂问题，防火问题等，而现行发布的《装配式混凝土结构技术规程》jgj1-2014、《装配式混凝土建筑技术标准》gb/t51231-2016、《装配式混凝土连接节点构造》15g310-12，《装配式钢结构建筑技术规范》（jgj469-2019 ）等，还没有相关的节点构造做法和施工技术，没有可以参照的规范和技术标准可循。
4.大力发展装配式钢结构建筑，迫切需要开发与装配式钢框架结构相匹配，符合结构、施工、节能等要素，特别是解决与建筑工业化发展相一致的内嵌填充墙体结构构造、工艺、工法等方面的技术难题，促进装配式钢框架结构的健康有序发展。


技术实现要素：

5.为了解决装配式钢框架结构内填充墙体，部件与结构节点、墙体维护系统施工的难题和不足，促进装配式钢框架结构工业化、模块化、集成化、信息化的发展，本发明提供一种装配式钢框架内嵌竖向暗缝墙板结构及施工方法。
6.本发明通过以下技术方案实现：一种装配式钢框架内嵌竖向暗缝墙板结构，包括结构承载构件，所述结构承载构件具有平面网格，平面网格内嵌有内嵌填充墙板，内嵌填充墙板上下边通过界面加强带与结构承载构件的平面网格内壁连接。
7.其进一步是：所述结构承载构件包括水平的上部型钢梁和下部型钢梁，以及竖向的一侧型钢柱和对侧型钢柱，上部型钢梁和下部型钢梁与一侧型钢柱和对侧型钢柱相交处采用螺栓连接。
8.所述上部型钢梁和下部型钢梁为h型钢或不等宽翼缘的h型钢；所述一侧型钢柱和对侧型钢柱是格构柱或h型钢柱或钢管混凝土柱。
9.所述内嵌填充墙板为预制混凝土墙板，内嵌墙板包括实体墙板，实体墙板中部连接有缝间墙体，缝间墙体上具有竖向暗缝。
10.所述内嵌填充墙板厚度不低于120mm，且不小于内嵌填充墙板高度的1/25，内嵌填充墙板的混凝土强度等级不低于c30，内嵌填充墙板高宽比≤2.0；所述竖向暗缝的宽度不小于10mm，竖向暗缝的高度为内嵌填充墙板高度的0.4-0.5倍，相邻竖向暗缝的间距为内嵌填充墙板高度的0.2-0.25倍；竖向暗缝厚度比内嵌填充墙板厚度小50-60mm，竖向暗缝每侧预留尺寸不少于一个保护层厚度。
11.所述缝间墙体之间采用拼接竖向缝或者预埋预留焊接方式连接。
12.所述内嵌填充墙板上下边部具有凸出的凸状接头和竖向的凸状接头连接钢筋，凸状接头连接钢筋端部分布在凸状接头的两侧；所述结构承载构件的平面网格内壁通过螺栓和界面连接支撑件固定有界面连接件；所述界面连接件的截面成双向开口带180度弯钩的梯形单元，界面连接件开口与凸状接头相对；界面连接件的180度弯钩内连接有水平的界面连接钢筋；在所述界面连接件与凸状接头之间浇筑有现浇层；所述界面加强带包括所述的界面连接件、界面连接钢筋和现浇层。
13.所述现浇层采用注浆料或高流态自密实细石混凝土。
14.一种装配式钢框架内嵌竖向暗缝墙板结构施工方法，采用权利要求7所述的一种装配式钢框架内嵌竖向暗缝墙板结构，所述型钢梁、型钢柱和内嵌填充墙板采用工厂制作，然后现场组装；施工步骤包括：测量放线
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地脚螺栓预埋安装
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n层型钢柱吊装
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n+1层型钢梁安装
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n层界面连接件安装
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操作平台安装
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n+1层界面连接件安装
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带竖向暗缝的内嵌填充墙板安装
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界面加强带施工
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结构实体验收；所述界面连接件安装由中部向两侧再向支座位置对称推进，接头位置在梁跨两侧0.1净跨范围内。
15.带竖向暗缝的内嵌填充墙板制作步骤为：图纸深化
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确定柱网净跨
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计算梁净跨
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柱梁网格放样
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区间网格排版
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板块模块施工模拟
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竖向拼缝
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板块加工制作
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构件检验。
16.本发明中界面连接件、凸状接头、带竖向暗缝的预制内嵌填充墙板等，有利于数字制造、工厂生产、预制安装等现代制造方式的潜能发挥，形成装配式钢框架内嵌竖向暗缝墙板结构，其有益的效果包括：采用界面连接件、界面加强带、带竖向暗缝的预制内嵌填充墙板做法，有利于结构和构件之间的协作，提高钢框架结构的抗侧刚度和结构延性，抵抗水平变形性能；界面连接件，可以工厂生产，模块拼装，提高了预制装配率和施工效率，提高了界面加强带的抗剪性能，减少了现有施工中需要密集配置箍筋、抗剪螺栓、增强配筋形成的约束边缘带的设计、施工技术难题，降低了施工难度、工序、以及劳动强度；形成的装配式钢框架内嵌竖向暗缝墙板结构，简化了节点连接构造与湿作业施工的难度，降低了界面连接材料的兼容性问题，提高了界面粘结和结合力，减少了裂缝、焊接等施工质量通病问题，有利于钢结构工业化、数字化、装配化等的技术集成和发展。
附图说明
17.图1为本发明实施例一结构示意图；图2为本发明界面连接件结构示意图；图3为本发明界面连接件三种结构示意图；图4为本发明界面加强带组成示意图；图中：1上部型钢梁,2下部型钢梁,3一侧型钢柱,4对侧型钢柱,5实体墙板,6缝间墙体,7竖向暗缝,8上部界面加强带，9下部界面加强带，10竖向拼接，11界面连接件；11-1界面连接支撑件；12、界面连接钢筋；13、凸状接头；14、凸状接头连接钢筋；15、现浇层。
具体实施方式
18.以下是本发明的具体实施例，现结合附图对本发明作进一步说明。
19.实施例一以装配式钢框架结构为例，整体采用钢结构装配式设计，模块化施工，钢柱、钢梁、叠合楼板、带竖向暗缝的预制内嵌填充墙板均采用工厂化生产。柱网6.6m
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6.6m，工厂预制率达到100%。型钢柱采用400
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400方钢管柱，一柱3层，型钢梁采用h350*150型钢梁，内嵌入带竖向暗缝的预制内嵌填充墙板。
20.结合图1至图4所示，一种装配式钢框架内嵌竖向暗缝墙板结构，包括结构承载构件，结构承载构件包括水平的上部型钢梁1和下部型钢梁2，以及竖向的一侧型钢柱3和对侧型钢柱4，上部型钢梁1和下部型钢梁2与一侧型钢柱3和对侧型钢柱4相交处采用螺栓连接，整体形成具有平面网格的钢框架。上部型钢梁1和下部型钢梁2为h型钢或不等宽翼缘的h型钢。一侧型钢柱3和对侧型钢柱4是格构柱或h型钢柱或钢管混凝土柱。
21.内嵌填充墙板为预制混凝土墙板，内嵌墙板包括上部和下部的实体墙板5，上部和下部的实体墙板5之间连接有缝间墙体6，缝间墙体6上具有竖向暗缝7。内嵌填充墙板为预制混凝土板，内嵌填充墙板厚度取120mm，且不小于内嵌填充墙板高度的1/25，内嵌填充墙板的混凝土强度等级为c30，内嵌填充墙板高宽比为2.0。竖向暗缝7的宽度15mm，竖向暗缝7的高度为内嵌填充墙板高度的0.4倍，相邻竖向暗缝7的间距为内嵌填充墙板高度的0.2倍；竖向暗缝7厚度比内嵌填充墙板厚度小50mm，竖向暗缝7每侧预留尺寸不少于一个保护层厚度，保护层厚度为20-30mm。缝间墙体6之间采用拼接竖向缝，通过预留环形扣筋和后置环形扣筋叠合的方式连接。
22.结合图2至图3所示，界面加强带的结构；内嵌填充墙板上下边部具有凸出的凸状接头13和竖向的凸状接头连接钢筋14，凸状接头连接钢筋14端部分布在凸状接头13的两侧；钢框架的平面网格内壁通过螺栓和界面连接支撑件11-1固定有界面连接件11。界面连接件11为鱼刺型模块式界面抗剪连接件，长度为3000mm，符合模数化要求。界面连接件11的截面成双向开口带180度弯钩的梯形单元，界面连接件11开口与凸状接头13相对。界面连接件11的180度弯钩内连接有水平的界面连接钢筋12；界面连接钢筋12采用径12mm的hrb400钢筋；安装时凸状接头13插入界面连接件11内部，在界面连接件11与凸状接头13之间浇筑有现浇层15。现浇层15采用注浆料或高流态水泥基材料，固化后形成界面加强带。
23.实施例二一种装配式钢框架内嵌竖向暗缝墙板结构施工方法，在上述实施例一的基础上，包括以下施工步骤：所述型钢梁、型钢柱和内嵌填充墙板采用工厂制作，然后现场组装；测量放线
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地脚螺栓预埋安装
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n层型钢柱吊装
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n+1层型钢梁安装
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n层界面连接件安装
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操作平台安装
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n+1层界面连接件安装
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带竖向暗缝的内嵌填充墙板安装
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界面加强带施工
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结构实体验收；所述界面连接件安装由中部向两侧再向支座位置对称推进，接头位置在梁跨两侧0.1净跨范围内；界面加强带中浇筑层采用注浆料或高流态水泥基材料，其实体强度等级比内嵌填充墙板强度提高5mpa。
24.带竖向暗缝的内嵌填充墙板制作步骤为：图纸深化
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确定柱网净跨
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计算梁净跨
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柱梁网格放样
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区间网格排版（上部界面加强带、上部实体墙板5、带竖向暗缝的缝间墙体6、下部实体墙板5、下部界面加强带）
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板块模块施工模拟
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竖向拼缝
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板块加工制作（竖向暗缝、凸状接头、拼接等）
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构件检验。
25.实施例三以装配式钢框架结构为例，整体采用钢结构装配式设计，模块化施工，钢柱、钢梁、叠合楼板、带竖向暗缝的预制内嵌填充墙板均采用工厂化生产。柱网8.1m
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8.1m，工厂预制率达到100%。型钢柱采用450
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450方钢管柱，型钢梁采用h350*150型钢梁，内嵌入带竖向暗缝的预制内嵌填充墙板。
26.结合图1至图4所示，一种装配式钢框架内嵌竖向暗缝墙板结构，包括结构承载构件，结构承载构件包括水平的上部型钢梁1和下部型钢梁2，以及竖向的一侧型钢柱3和对侧型钢柱4，上部型钢梁1和下部型钢梁2与一侧型钢柱3和对侧型钢柱4相交处采用螺栓连接，整体形成具有平面网格的钢框架。上部型钢梁1和下部型钢梁2为h型钢或不等宽翼缘的h型钢。一侧型钢柱3和对侧型钢柱4是格构柱或h型钢柱或钢管混凝土柱。
27.内嵌填充墙板为预制混凝土墙板，内嵌墙板包括上部和下部的实体墙板5，上部和下部的实体墙板5之间连接有缝间墙体6，缝间墙体6上具有竖向暗缝7。内嵌填充墙板为预制混凝土板，内嵌填充墙板厚度取150mm，且不小于内嵌填充墙板高度的1/25，内嵌填充墙板的混凝土强度等级为c40，内嵌填充墙板高宽比为2.0。竖向暗缝7的宽度15mm，竖向暗缝7的高度为内嵌填充墙板高度的0.5倍，相邻竖向暗缝7的间距为内嵌填充墙板高度的0.2倍；竖向暗缝7厚度比内嵌填充墙板厚度小50mm，竖向暗缝7每侧预留尺寸不少于一个保护层厚度，保护层厚度范围是20-30mm。缝间墙体6之间采用预埋锚固件焊接方式连接。
28.结合图2至图3所示，界面加强带的结构；内嵌填充墙板上下边部具有凸出的凸状接头13和竖向的凸状接头连接钢筋14，凸状接头连接钢筋14端部分布在凸状接头13的两侧；钢框架的平面网格内壁通过螺栓和界面连接支撑件11-1固定有界面连接件11。界面连接件11为鱼刺型模块式界面抗剪连接件，长度为3000mm，符合模数化要求。界面连接件11的截面成双向开口带180度弯钩的梯形单元，界面连接件11开口与凸状接头13相对。界面连接件11的180度弯钩内连接有水平的界面连接钢筋12；界面连接钢筋12采用径14mm的hrb400钢筋；
安装时凸状接头13插入界面连接件11内部，在界面连接件11与凸状接头13之间浇筑有现浇层15。现浇层15采用注浆料或高流态水泥基材料，固化后形成界面加强带。