專(zhuān)利名稱(chēng)：鋼板-砌體組合受力建筑構(gòu)件及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼板-砌體組合受力建筑構(gòu)件及其生產(chǎn)方法，應(yīng)用于既有砌體承重結(jié)構(gòu) 房屋在進(jìn)行大空間改造時(shí)，需要對(duì)承重墻進(jìn)行拆除時(shí)增設(shè)的托換梁、柱，屬于結(jié)構(gòu)工程技 術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
為了滿(mǎn)足既有砌體承重結(jié)構(gòu)房屋在使用功能上的大空間需求，需要部分承重砌體(多數(shù) 為磚)墻被抽除進(jìn)行空間擴(kuò)展，導(dǎo)致原來(lái)墻體承受荷載的傳遞路線(xiàn)發(fā)生變化，必須設(shè)置有 效的托換梁、柱受力構(gòu)件，才能確保結(jié)構(gòu)的安全和正常使用。
目前，關(guān)于砌體承重結(jié)構(gòu)進(jìn)行大空間改造的工程，傳統(tǒng)上采用比較成熟的托換梁、柱 受力構(gòu)件為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼與混凝土等的組合結(jié)構(gòu)。 一般來(lái)說(shuō)，現(xiàn)有技術(shù)在施工工藝 上比較完善且安全可靠，但是，由于存在混凝土施工部分以及不能充分考慮原有墻體參加 工作，其存在如下不足之處(l)存在混凝土施工部分，混凝土的正常養(yǎng)護(hù)時(shí)間需要得到 保證，即使采用增加了早強(qiáng)等外加劑的混凝土，也需要一段時(shí)間后才能進(jìn)行拆模，正常投 入使用，因此，這種采用混凝土濕作業(yè)形成的托換梁、支承柱受力構(gòu)件，養(yǎng)護(hù)時(shí)間較長(zhǎng)， 延長(zhǎng)了施工工期；(2)新增加的梁、柱截面部分絕大多數(shù)是外包在殘留砌體墻的外部，要 么是在其滿(mǎn)足一定技術(shù)要求后，嵌在墻體內(nèi)部，現(xiàn)有技術(shù)中新增加的梁、柱不考慮殘留砌 體部分參與工作，同時(shí)為了滿(mǎn)足混凝土的施工質(zhì)量，新增加梁、柱的截面尺寸不能過(guò)小， 直接影響建筑物美觀(guān)和使用；(3)混凝土的澆筑成形需要大量的模板和腳手架支撐，增加 施工成本，同時(shí)易造成施工現(xiàn)場(chǎng)擁擠、發(fā)生安全事故，極大地危及施工人員安全。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鋼板-砌體組合受力建筑構(gòu)件。其采用既有的部 分墻體作為內(nèi)芯，并在該既有的部分墻體的外側(cè)安裝鋼板進(jìn)行加固，從而避免鋼板-砌體組 合受力構(gòu)件的構(gòu)筑過(guò)程中進(jìn)行濕作業(yè)，有效地縮短施工工期；同時(shí)，還減少現(xiàn)有技術(shù)中混 凝土澆筑所需要的大量模板和腳手架支撐架，節(jié)約施工成本；此外還避免出現(xiàn)構(gòu)件截面偏 大影響建筑物美觀(guān)和使用。
為了實(shí)現(xiàn)以上的技術(shù)目的，本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案
一種鋼板-砌體組合受力建筑構(gòu)件，包括外包鋼板殼體和砌體。所述砌體用待進(jìn)行大空 間改造以形成托換梁、支承柱的既有墻體制作而成，所述外包鋼板殼體設(shè)置于砌體的外圍，且外包鋼板殼體上開(kāi)設(shè)有用于灌注結(jié)構(gòu)膠的通孔，且外包鋼板殼體和砌體之間通過(guò)緊固件 以及通孔灌注結(jié)構(gòu)膠連接成一體。
外包鋼板殼體包括墻面外包鋼板和斷面外包鋼板。墻面外包鋼板為兩塊，該兩墻面外 包鋼板相對(duì)設(shè)置于構(gòu)筑成砌體的既有墻體的兩墻面上，且兩墻面外包鋼板與置于其間的砌 體通過(guò)緊固件固定連接，而斷面外包鋼板安裝在砌體的斷面上，且斷面外包鋼板與墻面外 包鋼板焊接封閉成一體。在施工過(guò)程中，應(yīng)該先進(jìn)行鋼板焊接后灌注結(jié)構(gòu)膠，不得顛倒施 工順序。
所述墻面外包鋼板與砌體之間設(shè)置水泥砂漿層，該水泥砂漿層粘接在砌體上，且該水 泥砂漿層上設(shè)置用于灌注結(jié)構(gòu)膠的溝槽。同時(shí)，結(jié)構(gòu)膠可沿溝槽由緊固件穿孔滲透進(jìn)內(nèi)部 砌體。
所述緊固件為雙頭螺栓，且該雙頭螺栓的螺帽與螺桿之間采用焊接固定。 根據(jù)以上的技術(shù)方案，可以實(shí)現(xiàn)以下的有益效果
1. 本發(fā)明所述的鋼板-砌體組合受力建筑構(gòu)件采用既有墻體來(lái)制作砌體，則一方面沒(méi)有 混凝土施工的濕作業(yè)，可以縮短施工工期，另一方面還減少現(xiàn)有技術(shù)中混凝土澆筑所需要 的大量模板和腳手架支撐，節(jié)約施工成本，同時(shí)還避免出現(xiàn)構(gòu)件截面偏大影響建筑物美觀(guān) 和使用，另外，構(gòu)成托換梁、支承柱砌體的既有墻體與外包鋼板殼體協(xié)同工作，充分發(fā)揮 殘留墻體的貢獻(xiàn)，有效地節(jié)約了材料成本；
2. 本發(fā)明墻面外包鋼板與置于該墻面外包鋼板之間的砌體通過(guò)緊固件固定連接，且墻 面外包鋼板與斷面外包鋼板通過(guò)焊接封閉，則進(jìn)一步加強(qiáng)外包鋼板殼體與砌體之間的緊固 連接，有效地提高兩者之間的協(xié)同工作；
3. 墻面外包鋼板與砌體之間設(shè)置水泥砂槳層，該水泥砂漿層粘接在砌體上，且該水泥 砂漿層上設(shè)置用于灌注結(jié)構(gòu)膠的溝槽，則可以方便結(jié)構(gòu)膠的灌注，有利于外包鋼板殼體與 砌體之間連接成一體，從而加強(qiáng)兩者的協(xié)同工作；
4. 灌注結(jié)構(gòu)膠可以通過(guò)水泥砂漿層的溝槽，沿著緊固件穿孔滲透到內(nèi)部砌體里面，可 以增強(qiáng)內(nèi)部砌體的整體性和強(qiáng)度。
本發(fā)明的另一發(fā)明目的是提供一種鋼板-砌體組合受力建筑構(gòu)件的生產(chǎn)方法，涉及待進(jìn) 行大空間改造以形成托換梁以及支承柱的既有墻體，通過(guò)在既有墻體的墻面上安裝板面設(shè) 置有通孔的墻面外包鋼板后安裝緊固件，拆除墻面外包鋼板相鄰的部分既有墻體以分別形 成托換梁和支承柱內(nèi)的砌體，然后再在砌體的斷面安裝斷面外包鋼板，將斷面外包鋼板和 墻面外包鋼板焊接封閉以形成外包鋼板殼體，最后在砌體和外包鋼板殼體之間壓力灌注結(jié)
5構(gòu)膠，即可形成鋼板-砌體組合受力建筑構(gòu)件。
上述鋼板-砌體組合受力建筑構(gòu)件的生產(chǎn)方法包括以下步驟(1)對(duì)即將用于構(gòu)筑托換 梁以及支承柱砌體的既有墻體兩面進(jìn)行粉刷層清除，接著在已清除粉刷層的既有墻體兩表 面分別涂抹水泥砂漿層，然后于水泥砂漿凝固前，在水泥砂漿層的表層設(shè)置用于灌注結(jié)構(gòu) 膠的溝槽；(2)通過(guò)緊固件將兩墻面外包鋼板分別固定連接在水泥砂漿層的外側(cè)；(3)拆 除支承柱相鄰的部分既有墻體以獲取支承柱砌體，并對(duì)斷面有殘缺的采用混凝土進(jìn)行修補(bǔ)、 抹平，在支承柱砌體的斷面安裝斷面外包鋼板，同時(shí)拆除托換梁底部相鄰的部分既有墻體 以獲取托換梁砌體，斷面處理同支承柱，在該托換梁砌體底部斷面設(shè)置斷面外包鋼板，該 斷面外包鋼板與墻面外包鋼板采用焊接封閉以形成外包鋼板殼體；(4)托換梁、支承柱兩 者節(jié)點(diǎn)處的外包鋼板對(duì)接滿(mǎn)焊，且在托換梁與支承柱之間安裝加強(qiáng)肋板；(5)用壓力設(shè)備 通過(guò)外包鋼板殼體上設(shè)置的通孔灌注結(jié)構(gòu)膠，以填充水泥砂漿層與外包鋼板殼體之間的間 隙，以及通過(guò)緊固件穿孔填實(shí)內(nèi)部砌體的間隙；(6)在外包鋼板殼體表面做防銹、防火保 護(hù)層。
所述緊固件在墻面外包鋼板上采用梅花形或者矩形分布，且在托換梁跨中受壓區(qū)域以 及支承柱兩柱端區(qū)域的緊固件間距是15t 20t，而其余位置緊固件的間距是30t 60t， t表示 鋼板厚度，托換梁跨中受壓區(qū)域?yàn)橥袚Q梁中部受壓部位，長(zhǎng)度為托換梁跨度的三分之一， 而柱端區(qū)域則指分別與柱頂和柱腳相距400mm 500mm的區(qū)域。
根據(jù)以上的技術(shù)方案，可以實(shí)現(xiàn)以下的有益效果
1. 施工過(guò)程中，由于墻面外包鋼板先與既有墻體緊固連接，以形成整體參與工作，然 后再進(jìn)行墻面外包鋼板周?chē)募扔袎w整體拆除，所以不需要支護(hù)模板和安全支撐；
2. 外包鋼板殼體由于自身厚度很薄，因此，托換梁、支承柱的截面尺寸對(duì)外觀(guān)影響很
??；
3. 由于外包鋼板殼體包括焊接成一體的墻面外包鋼板和斷面外包鋼板，且外包鋼板殼 體安裝于砌體外圍，所以可以根據(jù)需要把支撐承柱截面做成矩形、T形或L形，類(lèi)似于薄 壁柱形式。


圖1是本發(fā)明所述鋼板-砌體組合受力建筑構(gòu)件的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1中的A-A視圖； 圖3是圖1中B-B視圖4是本發(fā)明所述鋼板-砌體組合受力建筑構(gòu)件的構(gòu)筑流程圖；其中，支承柱l柱端區(qū)域ll 托換梁2跨中受壓區(qū)域21雙頭螺栓3混凝土修 補(bǔ)層4斷面外包鋼板51墻面外包鋼板52通孔53水泥砂漿層6砌體7加強(qiáng)肋板8。
具體實(shí)施例方式
以下將結(jié)合附圖詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
如圖1至3所示，本發(fā)明所述的鋼板-砌體組合受力建筑構(gòu)件，包括外包鋼板殼體和砌 體7，所述砌體7用待進(jìn)行大空間改造以形成托換梁2或者支承柱1的既有墻體制作而成， 所述外包鋼板殼體設(shè)置于砌體7的外圍，且外包鋼板殼體上開(kāi)設(shè)有用于灌注結(jié)構(gòu)膠的通孔 53，且外包鋼板殼體和砌體7之間通過(guò)緊固件以及通孔53灌注的結(jié)構(gòu)膠連接成一體。
外包鋼板殼體包括墻面外包鋼板52和斷面外包鋼板51，墻面外包鋼板52為兩塊，該 兩墻面外包鋼板52相對(duì)設(shè)置于構(gòu)筑成砌體7的既有墻體的兩墻面上，且兩墻面外包鋼板52 與置于其間的砌體7通過(guò)緊固件固定連接，所述緊固件為雙頭螺栓3，且該雙頭螺栓3的螺 帽與螺桿之間采用焊接固定，從而可以有效地防止螺帽的脫落，而斷面外包鋼板51安裝在 砌體7的斷面上，且斷面外包鋼板51與墻面外包鋼板52焊接封閉成一體。
所述墻面外包鋼板52與砌體7之間設(shè)置水泥砂漿層6，該水泥砂漿層6粘接在砌體7 上，且水泥砂漿層6上設(shè)置用于灌注結(jié)構(gòu)膠的溝槽，另外，斷面外包鋼板51與拆除部分既 有墻體所留下的墻體斷面之間設(shè)置有混凝土修補(bǔ)層，以將墻體斷面修補(bǔ)平整。
如圖4所示，本發(fā)明所述鋼板-砌體組合受力建筑構(gòu)件的生產(chǎn)方法，涉及待進(jìn)行大空間 改造以形成托換梁2以及支承柱1的既有墻體，通過(guò)在既有墻體的墻面上安裝板面設(shè)置有 通孔53的墻面外包鋼板52后安裝緊固件，拆除墻面外包鋼板52相鄰的部分既有墻體以分 別形成托換梁2和支承柱1內(nèi)的砌體7，然后再在砌體7的斷面安置斷面外包鋼板51，并 將斷面外包鋼板51和墻面外包鋼板52焊接封閉以形成外包鋼板殼體，最后在砌體7和外 包鋼板殼體之間壓力灌注結(jié)構(gòu)膠，即可形成鋼板-砌體7組合受力建筑構(gòu)件。
上述鋼板-砌體7組合受力建筑構(gòu)件的生產(chǎn)方法包括以下步驟(1)根據(jù)托換梁2、支 承柱1的截面尺寸，將需要的墻面外包鋼板52、斷面外包鋼板51和雙頭螺栓3準(zhǔn)備好；(2) 對(duì)需要用于構(gòu)筑托換梁2以及支承柱1砌體7的既有墻體兩面進(jìn)行粉刷層清除，接著在已 清除粉刷層的既有墻體兩表面分別涂抹水泥砂漿層6，然后于水泥砂槳凝固前，在水泥砂槳 層6的表層設(shè)置用于灌注結(jié)構(gòu)膠的溝槽，且溝槽為正交斜向溝槽；(3)通過(guò)緊固件將兩墻 面外包鋼板52分別固定連接在水泥砂漿層6的外側(cè)，本發(fā)明采取對(duì)拉螺栓將置于墻面兩側(cè) 的墻面外包鋼板52擰緊固定，且用電焊焊死螺帽防止松動(dòng)，考慮到托換梁2跨中受壓區(qū)域 以及支承柱l的柱端更容易因局部壓曲失穩(wěn)而受到破環(huán)，則緊固件在墻面外包鋼板52上采用梅花形或者矩形分布，且在托換梁2跨中受壓區(qū)域以及支承柱1兩柱端區(qū)域的緊固件間 距是15t 20t，而其余位置緊固件的間距是30t 60t， t表示鋼板厚度，托換梁2跨中受壓區(qū) 域?yàn)橥袚Q梁2中部受壓部位，長(zhǎng)度為托換梁2跨度的三分之一，而柱端區(qū)域則指分別與柱 頂和柱腳相距400mm 500mm的區(qū)域；(4)拆除支承柱1相鄰的部分既有墻體以獲取支承 柱1砌體7，并于支承柱1砌體7的斷面安裝斷面外包鋼板51，該斷面外包鋼板51與墻面 外包鋼板52之間采用焊接封閉以形成外包鋼板殼體，另外，拆除支承柱1相鄰的部分既有 墻體時(shí)，為保持?jǐn)嗝娴钠秸景l(fā)明在斷面上涂抹混凝土修補(bǔ)層，以方便斷面外包鋼板51 與砌體7斷面之間的有效連接，而且還節(jié)約結(jié)構(gòu)膠的用量；拆除托換梁2底部相鄰的既有 墻體以獲取托換梁2砌體7，斷面處理同支承柱l，并在該托換梁2砌體7底部斷面設(shè)置斷 面外包鋼板51，同樣將斷面外包鋼板51與墻面外包鋼板52之間采用焊接封閉以形成外包 鋼板殼體；(5)托換梁2、支承柱1兩者節(jié)點(diǎn)處的外包鋼板對(duì)接滿(mǎn)焊，且在托換梁2與支承 柱1之間安裝加強(qiáng)肋板8; (6)用壓力設(shè)備通過(guò)外包鋼板殼體上設(shè)置的通孔53灌注結(jié)構(gòu)膠， 以填充砌體7與外包鋼板殼體之間的間隙，以及沿緊固件穿孔滲透填實(shí)內(nèi)部砌體7的間隙； (7)在外包鋼板殼體表面做防銹、防火保護(hù)層。
權(quán)利要求
1.一種鋼板-砌體組合受力建筑構(gòu)件，包括外包鋼板殼體和砌體，其特征在于所述砌體用待進(jìn)行大空間改造以形成托換梁或者支承柱的既有墻體制作而成，所述外包鋼板殼體設(shè)置于砌體的外圍，且外包鋼板殼體上開(kāi)設(shè)有用于灌注結(jié)構(gòu)膠的通孔，且外包鋼板殼體和砌體之間通過(guò)通孔灌注的結(jié)構(gòu)膠連接成一體。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼板-砌體組合受力建筑構(gòu)件，其特征在于，外包鋼板殼體包括墻 面外包鋼板和斷面外包鋼板，墻面外包鋼板為兩塊，該兩墻面外包鋼板相對(duì)設(shè)置于構(gòu)筑 成砌體的既有墻體的兩墻面上，且兩墻面外包鋼板與置于其間的砌體通過(guò)緊固件固定連 接，而斷面外包鋼板安裝在砌體的斷面上，且斷面外包鋼板與墻面外包鋼板焊接封閉成 一體。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼板-砌體組合受力建筑構(gòu)件，其特征在于，所述墻面外包鋼板與砌體之間設(shè)置水泥砂槳層，該水泥砂漿層粘接在砌體上，且該水泥砂漿層上設(shè)置用于灌 注結(jié)構(gòu)膠的溝槽。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的鋼板-砌體組合受力建筑構(gòu)件，其特征在于，所述緊固件為雙 頭螺栓，且該雙頭螺栓的螺帽與螺桿之間采用焊接固定。
5. —種鋼板-砌體組合受力建筑構(gòu)件的生產(chǎn)方法，涉及待進(jìn)行大空間改造以形成托換梁以及 支承柱的既有墻體，其特征在于，通過(guò)采用緊固件在既有墻體的墻面上安裝板面設(shè)置有 通孔的墻面外包鋼板后，拆除與墻面外包鋼板相鄰的既有墻體以分別形成托換梁和支承 柱內(nèi)的砌體，然后再在砌體的斷面安置斷面外包鋼板焊，并將斷面外包鋼板和墻面外包 鋼板焊接封閉以形成外包鋼板殼體，最后在砌體和外包鋼板殼體之間壓力灌注結(jié)構(gòu)膠， 即可形成鋼板-砌體組合受力建筑構(gòu)件。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋼板-砌體組合受力建筑構(gòu)件的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括以下 步驟(1)對(duì)用于構(gòu)筑托換梁以及支承柱砌體的既有墻體兩面進(jìn)行粉刷層清除，接著在 已清除粉刷層的既有墻體兩表面分別涂抹水泥砂漿層，然后于水泥砂漿凝固前，在水泥 砂槳層的表層設(shè)置用于灌注結(jié)構(gòu)膠的溝槽；(2)通過(guò)緊固件將兩墻面外包鋼板分別固定 連接在水泥砂漿層的外側(cè)；(3)拆除與墻面外包鋼板相鄰的既有墻體以分別獲取支承柱 和托換梁砌體，并于支承柱和托換梁砌體的斷面安裝斷面外包鋼板，該斷面外包鋼板與 墻面外包鋼板采用焊接封閉以形成外包鋼板殼體，且于墻面外包鋼板上施焊以形成用于 灌注結(jié)構(gòu)膠的通孔；(4)托換梁、支承柱兩者節(jié)點(diǎn)處的外包鋼板對(duì)接滿(mǎn)焊，且在托換梁 與支承柱之間安裝加強(qiáng)肋板；(5)用壓力設(shè)備通過(guò)外包鋼板殼體上設(shè)置的通孔灌注結(jié)構(gòu) 膠，以填充砌體與外包鋼板殼體之間的間隙，以及通過(guò)緊固件的穿孔灌注結(jié)構(gòu)膠填實(shí)內(nèi)部砌體的間隙；(6)在外包鋼板表面做防銹、防火保護(hù)層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋼板-砌體組合受力建筑構(gòu)件的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述緊固 件在墻面外包鋼板上采用梅花形或者矩形分布，且在托換梁跨中受壓區(qū)域以及支承柱兩 柱端區(qū)域的緊固件間距是15t 20t，而其余位置緊固件的間距是30t 60t， t表示鋼板厚度， 托換梁跨中受壓區(qū)域?yàn)橥袚Q梁中部受壓部位，長(zhǎng)度為托換梁跨度的三分之一，而柱端區(qū) 域則指分別與柱頂和柱腳相距400mm 500mm的區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明涉及鋼板-砌體組合受力建筑構(gòu)件及其生產(chǎn)方法，屬于結(jié)構(gòu)工程技術(shù)領(lǐng)域，其通過(guò)在既有墻體的墻面上安裝板面設(shè)置有通孔的墻面外包鋼板后，拆除墻面外包鋼板相鄰的部分既有墻體以分別形成托換梁和支承柱的砌體，然后再在砌體的斷面上安裝斷面外包鋼板，將斷面外包鋼板和墻面外包鋼板焊接封閉以形成外包鋼板殼體，最后在砌體和外包鋼板殼體之間壓力灌注結(jié)構(gòu)膠即可形成。因此本發(fā)明采用既有墻體作為砌體，并在該既有墻體兩墻面通過(guò)安裝鋼板進(jìn)行加固，從而避免構(gòu)筑過(guò)程中進(jìn)行濕作業(yè)，有效地縮短施工工期；另一方面還減少現(xiàn)有技術(shù)中混凝土澆筑所需要的大量模板和腳手架支撐，節(jié)約施工成本；同時(shí)還避免構(gòu)件截面偏大影響建筑物美觀(guān)和使用。
文檔編號(hào)E04G23/02GK101672108SQ200910035259
公開(kāi)日2010年3月17日 申請(qǐng)日期2009年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月27日
發(fā)明者敬登虎, 曹雙寅, 郭華忠 申請(qǐng)人:東南大學(xué)