蜂窩鋼箱混凝土墻板模塊及其制作方法以及墻體技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種蜂窩鋼箱混凝土墻板模塊、該蜂窩鋼箱混凝土墻板模塊的制作方法、以及該蜂窩鋼箱混凝土墻板模塊拼裝建成的墻體，適用于地下工程中承擔(dān)水土壓力的建筑外墻及其他建筑中處于壓彎受力狀態(tài)的板形結(jié)構(gòu)構(gòu)件。本發(fā)明專利技術(shù)為蜂窩鋼箱混凝土組合結(jié)構(gòu)，可同時承擔(dān)平面內(nèi)和平面外荷載，剛度大、承擔(dān)復(fù)雜荷載的能力強(qiáng)，不受鋼筋混凝土構(gòu)件配筋率及軸壓比的限制，可用于承受重型荷載的構(gòu)件。實現(xiàn)了地下室墻板的模塊化建造，模塊可根據(jù)不同建造條件、要求自由組合為不同尺寸的墻體，可建造具有剛性轉(zhuǎn)角的墻體，適用范圍廣。模塊工廠化生產(chǎn)，質(zhì)量高，對施工現(xiàn)場周圍環(huán)境的影響小。墻板模塊可剛性連接，接縫簡便可靠，防水性能好。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種蜂窩鋼箱混凝土墻板模塊，以及該蜂窩鋼箱混凝土墻板模塊的制作方法，另外，還涉及一種由該蜂窩鋼箱混凝土墻板模塊拼裝成的墻體，適用于地下工程中承擔(dān)水土壓力的建筑外墻及其他建筑工程中處于壓彎受力狀態(tài)的板形結(jié)構(gòu)構(gòu)件。
技術(shù)介紹
目前，城市化進(jìn)程面臨綠地減少、交通擁堵、環(huán)境污染、內(nèi)澇頻發(fā)等嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，合理開發(fā)利用地下空間，是優(yōu)化城市空間結(jié)構(gòu)與管理格局、緩解城市土地資源緊張的必要措施，對提高城市綜合承載能力具有重要意義。在大中型城市，快速增長的軌道交通、地下綜合管廊以及眾多城市綜合體的建設(shè)，帶動了地下空間開發(fā)的迅速鋪開，呈現(xiàn)多樣化、深度化、復(fù)雜化的發(fā)展趨勢。建設(shè)“海綿城市”理念的提出，為地下空間開發(fā)提出了新課題。我國正逐步成為世界地下空間開發(fā)的大國，工程建設(shè)的未來將是地下空間發(fā)展的時代。地下結(jié)構(gòu)處于水土壓力、上部建筑的綜合作用下，承受荷載大、受力條件復(fù)雜，且由于地下工程的隱蔽性特點，要求結(jié)構(gòu)可靠度大，施工質(zhì)量高、防水性能好。此外，地下工程的施工占地大、周期長，對周圍居民的生產(chǎn)生活產(chǎn)生了較大影響。上述問題給地下工程的設(shè)計研發(fā)提出了更高的要求。采用預(yù)制裝配式建造方式，實現(xiàn)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)配件生產(chǎn)的工廠化，現(xiàn)場施工的機(jī)械化，可提高勞動生產(chǎn)率，加快建設(shè)速度，降低工程成本，提高工程質(zhì)量。當(dāng)前，地上建筑的工業(yè)化研究開展廣泛，成果豐富。與之相比，我國地下空間工業(yè)化建造的研究仍局限于隧道管線方向，建筑地下室外墻模塊化的研究基本處于空白狀態(tài)。建筑地下室外墻模塊化研究存在以下難題：1)如何合理的將地下室外墻分割為可拼裝模塊，以便于現(xiàn)場水平向和豎向的拼裝，且保證構(gòu)件拼裝后受力均勻，具有較大的承載力、剛度、整體性和耐久性；2)如何設(shè)計外墻模塊的接縫，使其能夠可靠傳遞剪力、彎矩、壓力，具有良好的防水性，且便于施工；3)如何在墻板厚度的限制下，使地下室墻板承擔(dān)較大的平面內(nèi)和平面外荷載；4)如何采用現(xiàn)有成熟技術(shù)制作模塊，確保制成的模塊質(zhì)量可靠，且盡可能節(jié)省材料、減少工序、降低造價。5)模塊如采用型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)，如何確保型鋼與混凝土協(xié)同受力以充分發(fā)揮材料強(qiáng)度。6)模塊如何應(yīng)對火災(zāi)、爆炸等偶然工況。我國對地上建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的研究已非常深入廣泛，出現(xiàn)了各類型鋼混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)。地上剪力墻結(jié)構(gòu)主要承擔(dān)豎向壓力和平面內(nèi)水平向剪力，墻體平面外不承受荷載，以抵抗抗震工況作用為主。與之不同的，地下室墻板結(jié)構(gòu)除了同地上剪力墻一樣承受豎向壓力和平面內(nèi)水平剪力外，還在使用階段承受較大的平面外水土壓力，其結(jié)構(gòu)受力兼具樓板和墻體的特性，相比地上剪力墻受力更為復(fù)雜。因此，現(xiàn)有地上剪力墻技術(shù)不適用于地下維護(hù)墻的設(shè)計。目前，地下建筑工程維護(hù)墻體模塊化的研究資料較少，未詳盡說明模塊制作、模塊拼裝、接縫構(gòu)造、墻體轉(zhuǎn)角處理、防火抗暴等技術(shù)措施，其性能可靠度無從論證，還未出現(xiàn)地下建筑工程維護(hù)墻體模塊化拼裝建造的成熟技術(shù)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是：提供一種蜂窩鋼箱混凝土墻板模塊，可承擔(dān)墻板平面內(nèi)和平面外荷載，承載能力大；制作與組裝簡便，適用范圍廣；接縫受力性能好，結(jié)構(gòu)可靠性高，特別適用于地下室外墻的工業(yè)化建造。相應(yīng)地，本專利技術(shù)同時提供該蜂窩鋼箱混凝土墻板模塊的制作方法，以及一種由該蜂窩鋼箱混凝土墻板模塊拼裝建成的墻體。為解決上述技術(shù)問題本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案是：對于蜂窩鋼箱混凝土墻板模塊，包括槽鋼底梁、沿豎直方向疊設(shè)的多件蜂窩梁，槽鋼底梁兩端連接有垂直于槽鋼底梁腹板、并在槽鋼底梁腹板寬度方向傾斜設(shè)置的斜向端板；蜂窩梁兩端連接有垂直于蜂窩梁腹板、并在蜂窩梁腹板寬度方向傾斜設(shè)置的斜向端板；相鄰兩件蜂窩梁之間翼緣板豎向焊接、相鄰兩件蜂窩梁之間同側(cè)斜向端板豎向焊接；最下層一件蜂窩梁的翼緣板與槽鋼底梁的翼緣板豎向焊接、最下層一件蜂窩梁的斜向端板與槽鋼底梁同一側(cè)的斜向端板豎向焊接，使得斜向端板、槽鋼底梁與蜂窩梁組合形成頂面敞開、外部封閉、內(nèi)部具有蜂窩隔板的鋼箱，鋼箱內(nèi)具有灌注滿并搗實的混凝土，槽鋼底梁腹板外側(cè)中間位置連接有鋼板制成的抗剪鍵，混凝土頂部設(shè)有與抗剪鍵相適配的混凝土凹槽，鋼箱兩端的斜向端板設(shè)有澆筑排氣孔。進(jìn)一步的是：相鄰兩件蜂窩梁之間的隔板孔在豎直方向?qū)R設(shè)置，形成豎直設(shè)置的澆筑孔；鋼箱內(nèi)部的水平區(qū)格內(nèi)設(shè)置有水平向鋼筋籠，澆筑孔內(nèi)設(shè)置有豎向鋼筋籠。進(jìn)一步的是：斜向端板傾斜角度根據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析計算得到，計算方式為:模塊分縫處為剛性連接，分縫點取在墻體水平跨度的彎矩反彎點，分縫點截面壓力為N,分縫點截面剪力為V，斜向端板傾斜角度a＝arcsin(V/N)；鋼箱整體為直線型或L型。進(jìn)一步的是：鋼箱內(nèi)表面具有花紋或焊接有抗剪栓釘。進(jìn)一步的是：斜向端板均為花紋鋼板，鋼箱一端的斜向端板外表面具有凸起花紋、另一端的斜向端板外表面具有凹陷花紋，凸起花紋與凹陷花紋形狀規(guī)格相適配。進(jìn)一步的是：鋼箱一端的斜向端板外表面設(shè)有橫向連接抗剪鍵，另一端的斜向端板外表面具有與橫向連接抗剪鍵相適配的凹槽。對于上述蜂窩鋼箱混凝土墻板模塊的制作方法，步驟為：步驟一、將帶有澆筑排氣孔的斜向端板、槽鋼底梁、蜂窩梁焊接形成外部封閉、頂面敞開、內(nèi)部具有蜂窩隔板的鋼箱，槽鋼底梁腹板外側(cè)中部焊接抗剪鍵；步驟二、采用混凝土輸送管，從中空蜂窩深入底部澆筑混凝土，并隨澆筑進(jìn)度逐漸提升混凝土輸送管，完成混凝土澆筑；澆筑過程中鋼箱內(nèi)氣體從兩端的澆筑排氣孔排出；澆筑過程中混凝土振動搗實，振動搗實通過設(shè)置振動臺或振搗棒或模板附著震動器實現(xiàn)；步驟三、混凝土養(yǎng)護(hù)，得到成品；混凝土養(yǎng)護(hù)過程中，其頂面采用具有凸起的模板封閉，混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后拆除模板，形成混凝土凹槽。進(jìn)一步的是：蜂窩梁的制作方法為：制作直線型的蜂窩梁時，將第一H型鋼斜向切割得到兩塊斜腹板H型鋼；將第二H型鋼沿鋸齒狀切割線分為上下兩個齒狀T型鋼；兩個齒狀T型鋼的腹板凸起部分對接，切除端部廢料，焊接得到直線型的蜂窩梁坯體，蜂窩梁坯體兩端焊接斜腹板H型鋼和帶有澆筑排氣孔的斜向端板，得到直線型的蜂窩梁；制作L型的蜂窩梁時，將直線型的蜂窩梁斜向切割得到一件長臂蜂窩梁和一件短臂蜂窩梁，長臂蜂窩梁和短臂蜂窩梁旋轉(zhuǎn)后在斜向切割面重新對接，焊接得到L型的蜂窩梁。對于墻體，由多件上述的蜂窩鋼箱混凝土墻板模塊拼接形成；在水平向拼接時，相鄰兩件蜂窩鋼箱混凝土墻板模塊通過斜向端板對接，然后將相鄰兩件蜂窩鋼箱混凝土墻板模塊的斜向端板的邊緣焊接成一整體；在豎向拼接時，相鄰兩件蜂窩鋼箱混凝土墻板模塊通過抗剪鍵與混凝土凹槽咬合對接，然后將相鄰兩件蜂窩鋼箱混凝土墻板的邊緣鋼板焊接成一整體。進(jìn)一步的是：相鄰兩件蜂窩鋼箱混凝土墻板模塊在拼接部的凹槽和凹紋內(nèi)填充結(jié)構(gòu)膠，通過結(jié)構(gòu)膠粘接后再焊接；在豎向拼接時，相鄰兩層的蜂窩鋼箱混凝土墻板模塊錯縫拼接。本專利技術(shù)的有益效果是：本專利技術(shù)是建立在建筑工業(yè)化拼裝結(jié)構(gòu)、蜂窩梁、型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)、花紋鋼板等成熟技術(shù)的基礎(chǔ)之上，技術(shù)可靠，施工簡便、工法完整精細(xì)、適用范圍廣。本專利技術(shù)模塊可同時承擔(dān)平面內(nèi)和平面外荷載，相比地上剪力墻結(jié)構(gòu)和樓板結(jié)構(gòu)僅承擔(dān)平面內(nèi)或平面外荷載相比，承擔(dān)復(fù)雜荷載的能力更強(qiáng)，特別適用于地下室外墻的建造。本專利技術(shù)實現(xiàn)了地下室墻板的模塊化建造，模塊可根據(jù)不同建造條件、要求進(jìn)行設(shè)計拼裝。模塊工廠化生產(chǎn)，質(zhì)量高，對施工現(xiàn)場周圍環(huán)境的影響小。本專利技術(shù)模塊可自由組本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
蜂窩鋼箱混凝土墻板模塊，其特征在于：包括槽鋼底梁(1)、沿豎直方向疊設(shè)的多件蜂窩梁(2)，槽鋼底梁(1)兩端連接有垂直于槽鋼底梁(1)腹板、并在槽鋼底梁(1)腹板寬度方向傾斜設(shè)置的斜向端板(3)，蜂窩梁(2)兩端連接有垂直于蜂窩梁(2)腹板、并在蜂窩梁(2)腹板寬度方向傾斜設(shè)置的斜向端板(3)，相鄰兩件蜂窩梁(2)之間翼緣板豎向焊接、相鄰兩件蜂窩梁(2)之間同側(cè)斜向端板(3)豎向焊接、最下層的一件蜂窩梁(2)的翼緣板與槽鋼底梁(1)的翼板豎向焊接、最下層的一件蜂窩梁(2)的斜向端板(3)與槽鋼底梁(1)同一側(cè)的斜向端板(3)豎向焊接，使得斜向端板(3)、槽鋼底梁(1)與蜂窩梁(2)組合形成頂面敞開、外部封閉、內(nèi)部具有蜂窩隔板的鋼箱(4)，鋼箱(4)內(nèi)具有灌注滿并搗實的混凝土(5)，槽鋼底梁(1)腹板外側(cè)中間位置連接有鋼板制成的抗剪鍵(6)，混凝土(5)頂部設(shè)有與抗剪鍵(6)相適配的混凝土凹槽(7)，鋼箱(4)兩端的斜向端板(3)設(shè)有澆筑排氣孔。

【技術(shù)特征摘要】
1.蜂窩鋼箱混凝土墻板模塊，其特征在于：包括槽鋼底梁(1)、沿豎直方向疊設(shè)的多件蜂窩梁(2)，槽鋼底梁(1)兩端連接有垂直于槽鋼底梁(1)腹板、并在槽鋼底梁(1)腹板寬度方向傾斜設(shè)置的斜向端板(3)，蜂窩梁(2)兩端連接有垂直于蜂窩梁(2)腹板、并在蜂窩梁(2)腹板寬度方向傾斜設(shè)置的斜向端板(3)，相鄰兩件蜂窩梁(2)之間翼緣板豎向焊接、相鄰兩件蜂窩梁(2)之間同側(cè)斜向端板(3)豎向焊接、最下層的一件蜂窩梁(2)的翼緣板與槽鋼底梁(1)的翼板豎向焊接、最下層的一件蜂窩梁(2)的斜向端板(3)與槽鋼底梁(1)同一側(cè)的斜向端板(3)豎向焊接，使得斜向端板(3)、槽鋼底梁(1)與蜂窩梁(2)組合形成頂面敞開、外部封閉、內(nèi)部具有蜂窩隔板的鋼箱(4)，鋼箱(4)內(nèi)具有灌注滿并搗實的混凝土(5)，槽鋼底梁(1)腹板外側(cè)中間位置連接有鋼板制成的抗剪鍵(6)，混凝土(5)頂部設(shè)有與抗剪鍵(6)相適配的混凝土凹槽(7)，鋼箱(4)兩端的斜向端板(3)設(shè)有澆筑排氣孔。2.如權(quán)利要求1所述的蜂窩鋼箱混凝土墻板模塊，其特征在于：相鄰兩件蜂窩梁(2)之間的隔板孔在豎直方向?qū)R設(shè)置，形成豎直設(shè)置的澆筑孔(8)；鋼箱(4)內(nèi)部的水平區(qū)格內(nèi)設(shè)置有水平向鋼筋籠，澆筑孔(8)內(nèi)設(shè)置有豎向鋼筋籠。3.如權(quán)利要求1所述的蜂窩鋼箱混凝土墻板模塊，其特征在于：斜向端板(3)傾斜角度根據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析計算得到，計算方式為:模塊分縫處為剛性連接，分縫點取在墻體水平跨度的彎矩反彎點，分縫點截面壓力為N,分縫點截面剪力為V，斜向端板(3)傾斜角度a＝arcsin(V/N)；鋼箱(4)整體為直線型或L型。4.如權(quán)利要求1所述的蜂窩鋼箱混凝土墻板模塊，其特征在于：鋼箱內(nèi)表面具有花紋或焊接有抗剪栓釘。5.如權(quán)利要求1所述的蜂窩鋼箱混凝土墻板模塊，其特征在于：斜向端板(3)均為花紋鋼板，鋼箱(4)一端的斜向端板(3)外表面具有凸起花紋、另一端的斜向端板(3)外表面具有凹陷花紋，凸起花紋與凹陷花紋形狀規(guī)格相適配。6.如權(quán)利要求1所述的蜂窩鋼箱混凝土墻板模塊，其特征在于：鋼箱(4)一端的斜向端板(3)外表面設(shè)有橫向連接抗剪鍵，另一端的斜向端板(3)外表面具有與橫向連接抗剪鍵相適配的凹槽。7.蜂窩鋼箱混凝土墻板模塊的制作方法，其...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：黃竟強(qiáng)，馬寧，陳靜，
申請(專利權(quán))人：陳靜，
類型：發(fā)明
國別省市：四川;51