一種預制鋼結構一體化裝配式綠色建筑構件及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種預制鋼結構一體化裝配式綠色建筑構件及其制備方法。該構件包括：至少一立柱、至少一承重梁和至少一墻板；所述立柱包括一方形鋼管，所述方形鋼管至少一端設置有連接法蘭；所述承重梁包括一工字鋼；所述立柱與承重梁固定連接；所述墻板的兩邊緣分別與所述立柱和所述承重梁固定連接；且公開了一種包括中空鋼制框架及設置于框架內部的鋼絲網(wǎng)片、加強筋、墻板芯層的輕質墻板。根據(jù)設計需求，在工廠中預制成型并實現(xiàn)標準化生產，省去施工過程中的現(xiàn)澆操作、二次澆筑、二次施焊等工序，有效縮短施工周期，降低施工和制造成本，形成一套輕質、高強、保溫、隔音、防水、易于規(guī)模化生產的新型建筑構件體系。
【專利說明】一種預制鋼結構一體化裝配式綠色建筑構件及其制備方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種建筑工程構件，尤其涉及一種預制鋼結構一體化裝配式綠色建筑構件及其制備方法。

【背景技術】
[0002]改革開放以來，我國的城市化進程的不斷加快，住宅產業(yè)已經(jīng)成為國民經(jīng)濟第三產業(yè)中僅次于服務業(yè)和商業(yè)的第三大支柱，是我國國民經(jīng)濟發(fā)展的重要部分。近年來全國城鄉(xiāng)住宅每年竣工面積達到12億平方米一 14億平方米，全國城鄉(xiāng)住宅年投資額超萬億元，約占全社會固定資產投資的20%左右。盡管中國住宅不僅在“量”上出現(xiàn)了巨變，在“質”上也發(fā)生了深刻的變化，但中國住宅產業(yè)的生產方式仍然處于粗放型生產階段，與發(fā)達國家相比存在著較大的差距，主要體現(xiàn)在施工周期長、勞動生產率低、施工工藝落后、不適應國家關于可持續(xù)性發(fā)展的節(jié)能環(huán)保要求等等。，目前我國住宅建設呈現(xiàn)出四低二高，即:工業(yè)化水平低、成套技術集成度低、勞動力生產率低、住宅綜合質量差、資源消耗高、住宅生產造成的污染程度高等特點。這種粗放型的住宅生產方式已經(jīng)不適應可持續(xù)發(fā)展的要求。
[0003]20世紀80年代初期，建筑業(yè)曾經(jīng)開展了一系列新工藝，如大板、升板體系、南斯拉夫體系、預制裝配式框架體系等等，對建筑工業(yè)化發(fā)展起到了有益的推進作用。但這些有益的實踐之后，均未有大規(guī)模的推廣。究其原因，主要是因為當時的這些新工藝在高度、建筑型式、功能要求等方面有很大的局限。加之受到當時的經(jīng)濟條件制約，機具設備和運輸工具落后，運輸?shù)缆藩M窄，無法滿足相應的工藝要求。另外，受技術水平的限制，體系接頭處理不善，極易造成漏水，而且接頭構造處理不當，削弱了其受力性能，在地震設防區(qū)產生的影響更大。這些客觀的技術經(jīng)濟條件遏制了裝配式結構體系發(fā)展的勢頭。
[0004]目前，一些地區(qū)只是樓板用初級的預制產品，主要的結構構件均采用現(xiàn)澆體系。大部分地區(qū)，尤其有設防要求的地區(qū)，基本為全現(xiàn)澆結構。尤其不利的是，科研機構較少對裝配式結構體系進行研究，結構專家們懷疑該體系的結構性能，認為這種體系有無法彌補的性能缺陷，不值得進行研究。設計院里的結構設計者由于沒有強有力的科研支持，只得采用現(xiàn)澆結構體系。
[0005]現(xiàn)有裝配式建筑大體分為兩種:預制裝配式建筑和鋼結構裝配式建筑，
1、預制裝配式建筑:是用工業(yè)化的生產方式來建造住宅，是將住宅的部分構件在工廠采用混凝土預制完成，然后運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場進行組裝。因為預制的樓梯、外墻等運到施工現(xiàn)場，并不是簡單地連接，也需要進行鋼筋混凝土現(xiàn)場澆筑進行搭接。
[0006]2、鋼結構裝配式建筑:采用工業(yè)化的生產方式，將建筑的梁、柱在工廠內按照要求焊接、制作完成，運輸?shù)浆F(xiàn)場之后，梁柱連接(螺栓連接、焊接)組成鋼結構框架系統(tǒng)，然后再填充墻體面層、保溫材料，預制樓板等工序。
[0007]無論是預制裝配式房和現(xiàn)有鋼結構裝配房都需要在施工現(xiàn)場進行二次澆筑來完成整個建筑系統(tǒng)，還是對環(huán)境造成一定的污染，產生建筑垃圾、建筑污水，而且現(xiàn)有鋼結構裝配房還需要在現(xiàn)場對墻體、保溫進行填充，一定程度上還是會產有害氣體及粉塵的排放。
[0008]因此，亟需一種能夠克服現(xiàn)有裝配式建筑技術障礙的新型裝配式建筑技術，以最大化的實現(xiàn)生產、施工、維護、再生等各個建筑生命周期中的工業(yè)化，真正達到綠色建筑的要求。


【發(fā)明內容】

[0009]本發(fā)明要解決的技術問題是預制裝配式房和現(xiàn)有鋼結構裝配房都需要在施工現(xiàn)場進行二次燒筑來完成整個建筑系統(tǒng)，對環(huán)境造成一定的污染，產生建筑垃圾、建筑污水等問題，而且現(xiàn)有鋼結構裝配房還需要在現(xiàn)場對墻體、保溫進行填充，一定程度上還是會產有害氣體及粉塵的排放等問題。
[0010]本發(fā)明的目的在于提供一種預制鋼結構一體化裝配式綠色建筑構件，將立柱、承重梁和墻板形成整體式的建筑模塊單元，根據(jù)設計需求，在工廠中預制成型并實現(xiàn)標準化生產，省去施工過程中的現(xiàn)澆操作、二次澆筑、二次施焊等工序，僅依靠相關連接件的螺栓連接即可形成建筑主體，有效縮短施工周期，降低施工和制造成本，減少噪音、環(huán)境污染，形成一套輕質、高強、保溫、隔音、防水、易于規(guī)模化生產的新型建筑構件體系。
[0011]為解決上述技術問題并達到相應的技術目的，本發(fā)明通過如下技術方案實現(xiàn): 首先，本發(fā)明提供了一種預制鋼結構一體化裝配式綠色建筑構件，該構件包括:至少一立柱、至少一承重梁和至少一墻板；所述立柱包括一方形鋼管，所述方形鋼管至少一端設置有連接法蘭；所述承重梁包括一工字鋼；所述立柱與承重梁固定連接；所述墻板的兩邊緣分別與所述立柱和所述承重梁固定連接。
[0012]具體的，為進一步降低墻板重量，提高強度和抗震能力，所述墻板包括中空鋼制框架及設置于框架內部的鋼絲網(wǎng)片、加強筋、墻板芯層；鋼絲網(wǎng)片的邊緣、加強筋的端部分別固定連接于該框架內側，墻板芯層填充于框架內；所述鋼制框架包括按照墻板形狀設置的若干鋼制邊肋固定連接而成；所述鋼制邊肋至少包括上端肋、下端肋、左邊肋和右邊肋，所述上端肋與承重梁固定連接，所述左邊肋與立柱固定連接；所述立柱與承重梁采用焊接或螺栓連接。
[0013]進一步的，為提高邊肋強度，所述鋼制邊肋采用冷彎薄壁型鋼。
[0014]進一步的，為提高生產效率、降低生產成本，所述鋼制邊肋采用C型冷彎薄壁型鋼，且開口朝向墻體內部。
[0015]進一步的，根據(jù)強度要求，所述上端肋與承重梁采用焊接、螺栓連接或栓焊連接；所述左邊肋與立柱采用焊接、螺栓連接或栓焊連接。
[0016]進一步的，為提高墻體強度，所述加強筋固定于左邊肋與右邊肋之間，均布于上端肋與下端肋之間；所述加強筋為C型鋼、Z型鋼、U型鋼、工字鋼、方鋼、鋼管或角鋼。
[0017]進一步的，為提高墻體保溫效果、減輕墻體重量，所述墻板芯層為水泥聚苯顆粒復合層、水泥珍珠巖復合層、發(fā)泡水泥層、加氣混凝土層、水泥陶粒層中的一種。
[0018]進一步的，為提高墻體防水性能，所述墻板還包括水泥砂漿防滲漏層，覆蓋于墻板芯層外側。
[0019]進一步的，為提高墻體防火性能，所述墻板還包括防火層，覆蓋于墻板芯層外側。
[0020]進一步的，為方便構件安裝，所述構件包括至少兩個吊裝孔。
[0021]其次，本發(fā)明還提供了一種預制鋼結構一體化裝配式綠色建筑構件的制備方法，包括以下步驟:
Si制作鋼結構:將立柱、承重梁以及墻板的鋼制框架及設置于框架內部的鋼絲網(wǎng)片、加強筋固定連接，所述鋼制框架包括按照墻板形狀設置的若干鋼制邊肋固定連接而成，所述鋼制邊肋至少包括上端肋、下端肋、左邊肋和右邊肋，所述上端肋與承重梁固定連接，所述左邊肋與立柱固定連接；
S2墻板填充:將上述鋼結構放置在底模上，填充墻板芯層；待墻板芯層初凝之前，在鋼絲網(wǎng)片的外部澆筑水泥砂漿防滲漏層；待墻板強度達到70%后，外涂防火層。
[0022]基于現(xiàn)有技術，本發(fā)明所描述的“螺栓連接”、“焊接”、“栓焊連接”及C型鋼、Z型鋼、U型鋼、工字鋼、方鋼、鋼管或角鋼等均依國家標準或行業(yè)標準的要求實施。
[0023]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
(I)高度工業(yè)化、標準化。本發(fā)明為綠色建筑項目的定制化開發(fā)、模數(shù)化設計、標準化生產、裝配化施工。所有構件均在工廠預制，施工現(xiàn)場通過高強度螺栓快速裝配從而形成結構體系?，F(xiàn)場無混凝土澆筑和焊接作業(yè)，改善了傳統(tǒng)建筑存在的建設周期長、材料浪費嚴重、施工過程污染大等缺點，并可實現(xiàn)建筑的工廠一體化生產，是一種重量輕、強度高、抗震性能好，節(jié)能環(huán)保、能循環(huán)使用的建筑結構，符合發(fā)展節(jié)能建筑和經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的要求，是一種“資源一生產一消費一再生能源”的產業(yè)模式。
[0024](2)裝配化施工，建筑效率高。本發(fā)明采用立柱、承重梁、墻板一體式設計，將建筑的立面墻體分割為多個基本的建筑單元，現(xiàn)場通過吊裝、螺栓連接即可組裝形成完整的建筑圍護體系；按照目前鋼結構裝配式房的進度測算，本發(fā)明與現(xiàn)有的鋼結構裝配式房建設方式相比進度加快30%左右。
[0025](3)保溫效果好，整體能耗低。在房屋使用過程中，保溫層保溫效果更好，更節(jié)能環(huán)保。如果實行分戶計量，暖氣在相同溫度下，房室溫更高，戶主可以考慮降低暖氣溫度，節(jié)省采暖費，同時也就減少了能源使用。
[0026](4)施工過程綠色化，有效降低污染。本發(fā)明對節(jié)能環(huán)保大有裨益，通過工廠化生產和現(xiàn)場裝配施工，施工現(xiàn)場基本沒有建筑垃圾和建筑污水，降低建筑噪音，降低有害氣體及粉塵的排放，減少現(xiàn)場施工及管理人員，一般可節(jié)水80%左右。
[0027](5)重復利用性好，經(jīng)濟效益高。本發(fā)明易于拆遷、儲存、可多次重復使用，可周轉使用和永久使用，可以進行大規(guī)模生產和現(xiàn)在化管理，可以回收重復使用，符合國家循環(huán)經(jīng)濟政策，屬綠色建筑。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1是本發(fā)明實施例一中預制鋼結構一體化裝配式綠色建筑構件的立體圖。
[0029]圖2是本發(fā)明實施例一中預制鋼結構一體化裝配式綠色建筑構件的正視圖。
[0030]圖3是本發(fā)明實施例一中預制鋼結構一體化裝配式綠色建筑構件的右視圖。
[0031]圖4是本發(fā)明實施例二中預制鋼結構一體化裝配式綠色建筑構件的立體圖。
[0032]圖5是本發(fā)明實施例二中預制鋼結構一體化裝配式綠色建筑構件的右視圖。

【具體實施方式】
[0033]為使本發(fā)明的技術方案及其技術效果更加清楚、明確，下面結合圖1一5對本發(fā)明【具體實施方式】做進一步詳述。應當理解，下述【具體實施方式】僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0034]實施例一
參照圖1一3，該預制鋼結構一體化裝配式綠色建筑構件，該構件包括:一立柱11、一承重梁21和至少一墻板31 ;所述立柱11包括一方形鋼管，所述方形鋼管至少一端設置有連接法蘭12 ;所述承重梁21包括一工字鋼；所述立柱11與承重梁21固定連接；所述墻板31的兩邊緣分別與所述立柱11和所述承重梁21固定連接。為進一步降低墻板重量，提高強度和抗震能力，所述墻板31包括中空鋼制框架及設置于框架內部的鋼絲網(wǎng)片34、加強筋35、墻板芯層36 ;鋼絲網(wǎng)片34的邊緣、加強筋35的端部分別固定連接于該框架內側，墻板芯層36填充于框架內；所述鋼制框架包括按照墻板形狀設置的若干鋼制邊肋固定連接而成；所述鋼制邊肋至少包括上端肋32、下端肋33、左邊肋(未示出)和右邊肋(未示出)，所述上端肋32與承重梁21固定連接，所述左邊肋與立柱11固定連接；所述立柱11與承重梁21采用焊接或螺栓連接。
[0035]在本實施例中，設置兩個鋼絲網(wǎng)片，分別為對稱分布在框架內側的后鋼絲網(wǎng)片341和前鋼絲網(wǎng)片342。
[0036]為提高生產效率、降低生產成本，所述鋼制邊肋采用C型冷彎薄壁型鋼，且開口朝向墻體內部。根據(jù)強度要求，所述上端肋32與承重梁21采用焊接、螺栓連接或栓焊連接；所述左邊肋與立柱11采用焊接、螺栓連接或栓焊連接。為提高墻體強度，所述加強筋35固定于左邊肋與右邊肋之間，均布于上端肋32與下端肋33之間；所述加強筋35為C型鋼。為提高墻體保溫效果、減輕墻體重量，所述墻板芯層為水泥聚苯顆粒復合層、水泥珍珠巖復合層、發(fā)泡水泥層、加氣混凝土層、水泥陶粒層中的一種。
[0037]為提高墻體防水性能，所述墻板還包括水泥砂漿防滲漏層37，覆蓋于墻板芯層外偵U。為提高墻體防火性能，所述墻板還包括防火層，覆蓋于墻板芯層外側。為方便構件安裝，所述構件包括至少兩個吊裝孔。
[0038]該預制鋼結構一體化裝配式綠色建筑構件的制備方法，包括以下步驟:
Si制作鋼結構:將立柱、承重梁以及墻板的鋼制框架及設置于框架內部的鋼絲網(wǎng)片、加強筋固定連接，所述鋼制框架包括按照墻板形狀設置的若干鋼制邊肋固定連接而成，所述鋼制邊肋至少包括上端肋、下端肋、左邊肋和右邊肋，所述上端肋與承重梁固定連接，所述左邊肋與立柱固定連接；
S2墻板填充:將上述鋼結構放置在底模上，填充墻板芯層；待墻板芯層初凝之前，在鋼絲網(wǎng)片的外部澆筑水泥砂漿防滲漏層；待墻板強度達到70%后，外涂防火層。
[0039]實施例二
參照圖4一5，該預制鋼結構一體化裝配式綠色建筑構件，該構件包括:一立柱11、一承重梁21和至少一墻板31 ;所述立柱11包括一方形鋼管，所述方形鋼管至少一端設置有連接法蘭12 ;所述承重梁21包括一工字鋼；所述立柱11與承重梁21固定連接；所述墻板31的兩邊緣分別與所述立柱11和所述承重梁21固定連接。為進一步降低墻板重量，提高強度和抗震能力，所述墻板31包括中空鋼制框架及設置于框架內部的鋼絲網(wǎng)片34、加強筋35、墻板芯層36 ;鋼絲網(wǎng)片34的邊緣、加強筋35的端部分別固定連接于該框架內側，墻板芯層36填充于框架內；所述鋼制框架包括按照墻板形狀設置的若干鋼制邊肋固定連接而成；所述鋼制邊肋至少包括上端肋32、下端肋33、左邊肋(未示出)和右邊肋(未示出)，所述上端肋32與承重梁21固定連接，所述左邊肋與立柱11固定連接；所述立柱11與承重梁21采用焊接或螺栓連接。
[0040]在本實施例中，設置兩個鋼絲網(wǎng)片，分別為對稱分布在框架內側的后鋼絲網(wǎng)片341和前鋼絲網(wǎng)片342。
[0041]為提高生產效率、降低生產成本，所述鋼制邊肋采用C型冷彎薄壁型鋼，且開口朝向墻體內部。根據(jù)強度要求，所述上端肋32與承重梁21采用焊接、螺栓連接或栓焊連接；所述左邊肋與立柱11采用焊接、螺栓連接或栓焊連接。為提高墻體強度，所述加強筋35固定于左邊肋與右邊肋之間，均布于上端肋32與下端肋33之間；所述加強筋35為角鋼。為提高墻體保溫效果、減輕墻體重量，所述墻板芯層為水泥聚苯顆粒復合層、水泥珍珠巖復合層、發(fā)泡水泥層、加氣混凝土層、水泥陶粒層中的一種。
[0042]為提高墻體防水性能，所述墻板還包括水泥砂漿防滲漏層37，覆蓋于墻板芯層外偵U。為提高墻體防火性能，所述墻板還包括防火層，覆蓋于墻板芯層外側。為方便構件安裝，所述構件包括至少兩個吊裝孔。
[0043]應當理解的是，本發(fā)明的結構、應用、具體部件的選用等等不限于上述的舉例，對本領域技術人員來書，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，所有這些改進和變換都應屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種預制鋼結構一體化裝配式綠色建筑構件，其特征在于，該構件包括:至少一立柱、至少一承重梁和至少一墻板；所述立柱包括一方形鋼管，所述方形鋼管至少一端設置有連接法蘭；所述承重梁包括一工字鋼；所述立柱與承重梁固定連接；所述墻板的兩邊緣分別與所述立柱和所述承重梁固定連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的預制鋼結構一體化裝配式綠色建筑構件，其特征在于，所述墻板包括中空鋼制框架及設置于框架內部的鋼絲網(wǎng)片、加強筋、墻板芯層；鋼絲網(wǎng)片的邊緣、加強筋的端部分別固定連接于該框架內側，墻板芯層填充于框架內；所述鋼制框架包括按照墻板形狀設置的若干鋼制邊肋固定連接而成；所述鋼制邊肋至少包括上端肋、下端肋、左邊肋和右邊肋，所述上端肋與承重梁固定連接，所述左邊肋與立柱固定連接；所述立柱與承重梁采用焊接或螺栓連接。
3.根據(jù)權利要求2所述的預制鋼結構一體化裝配式綠色建筑構件，其特征在于，所述鋼制邊肋采用冷彎薄壁型鋼。
4.根據(jù)權利要求3所述的預制鋼結構一體化裝配式綠色建筑構件，其特征在于，所述鋼制邊肋采用C型冷彎薄壁型鋼，且開口朝向墻體內部。
5.根據(jù)權利要求2或3所述的預制鋼結構一體化裝配式綠色建筑構件，其特征在于，所述上端肋與承重梁采用焊接、螺栓連接或栓焊連接；所述左邊肋與立柱采用焊接、螺栓連接或栓焊連接。
6.根據(jù)權利要求2或3所述的預制鋼結構一體化裝配式綠色建筑構件，其特征在于，所述加強筋固定于左邊肋與右邊肋之間，均布于上端肋與下端肋之間；所述加強筋為C型鋼、Z型鋼、U型鋼、工字鋼、方鋼、鋼管或角鋼。
7.根據(jù)權利要求2所述的預制鋼結構一體化裝配式綠色建筑構件，其特征在于，所述墻板芯層為水泥聚苯顆粒復合層、水泥珍珠巖復合層、發(fā)泡水泥層、加氣混凝土層、水泥陶粒層中的一種。
8.根據(jù)權利要求2所述的預制鋼結構一體化裝配式綠色建筑構件，其特征在于，所述墻板還包括水泥砂漿防滲漏層和/或防火層，覆蓋于墻板芯層外側包括。
9.根據(jù)權利要求1或2所述的預制鋼結構一體化裝配式綠色建筑構件，其特征在于，所述構件包括至少兩個吊裝孔。
10.根據(jù)權利要求1一9任一項所述的預制鋼結構一體化裝配式綠色建筑構件的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: Si制作鋼結構:將立柱、承重梁以及墻板的鋼制框架及設置于框架內部的鋼絲網(wǎng)片、加強筋固定連接，所述鋼制框架包括按照墻板形狀設置的若干鋼制邊肋固定連接而成，所述鋼制邊肋至少包括上端肋、下端肋、左邊肋和右邊肋，所述上端肋與承重梁固定連接，所述左邊肋與立柱固定連接； S2墻板填充:將上述鋼結構放置在底模上，填充墻板芯層；待墻板芯層初凝之前，在鋼絲網(wǎng)片的外部澆筑水泥砂漿防滲漏層；待墻板強度達到70%后，外涂防火層。
【文檔編號】E04C2/38GK104389363SQ201410651601
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月17日 優(yōu)先權日:2014年11月17日
【發(fā)明者】許廣明 申請人:山東新世紀市政工程股份有限公司