一种隐藏式线连接外墙挂板连接节点及其施工方法与流程

1.本发明涉及一种外墙挂板连接，特别是一种隐藏式线连接外墙挂板连接节点及其施工方法。


背景技术：

2.外墙挂板的连接节点，根据节点连接操作是否有现浇混凝土作业，目前分为湿式连接和干式连接两大类。湿式连接节点，外墙挂板的钢筋可以整排在主体结构楼板内可以有效锚固，属于线连接；而干式连接节点，外墙挂板仅在若干点与主体结构连接，属于点连接。点连接的节点，因节点数量有限(典型外墙挂板与主体结构连接的节点数量为四个)，当单个节点失效时，整个外墙挂板与主体结构的连接即受到很大程度削弱。而线连接节点，当个别钢筋受拉破坏或锚固失效时，外墙挂板与主体结构的连接仍有较高的安全储备。
3.现有的部分点支承干式连接节点，构造较为复杂，现场施工不便，个别节点型式存在设计缺陷，在地震作用下位移能力不足，造成墙板对主体结构贡献刚度，可能会增大地震作用，给结构安全带来隐患。
4.而且外墙挂板与主体结构的连接节点，在设计时要考虑尽量减小对建筑使用功能和室内装修的影响，尽可能设计成隐藏式节点，即在装修和正常使用状态下室内的人看不到这个节点。现有的隐藏式节点，主要有两种方法处理，一种是将节点隐藏在相邻的楼板内，另一种是通过楼面和墙体室内一侧的建筑做法或装修覆盖。按上述两种方法设计的部分节点，虽然能够基本实现隐藏节点、不影响建筑使用功能的目标，但前一种方法会导致楼板施工时增加工序，后一种方法会给建筑做法和装修施工带来不便。
5.因此，现有的隐藏式的外墙挂板的连接节点，存在安全隐患高、施工不便的问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于，提供一种隐藏式线连接外墙挂板连接节点及施工方法。本发明中的点连接节点，可以完全隐藏在墙体范围内，不影响相邻楼板或室内建筑做法、装修的施工，因此具有构造简单、施工方便、安全性高的优点。
7.本发明所提出的节点，适用于地震作用下，外墙挂板位移为平动型或平动加转动型的整间板以及竖条板的情况。
8.本发明的技术方案：一种隐藏式线连接外墙挂板连接节点，包括外墙挂板和楼板，外墙挂板的上部与上一层的楼板之间形成线支承湿式连接节点，所述外墙挂板的底部设有若干固定盒体，固定盒体靠近室内的一侧为开口状，固定盒体通过连接杆与下一层的外墙挂板或者下方的楼板连接，形成点支承干式连接节点。
9.前述的一种隐藏式线连接外墙挂板连接节点中，所述外墙挂板内设有多个连接钢筋，多个连接钢筋沿外墙挂板平面与楼板平面交线方向分布，每个连接钢筋的上端均横向弯曲并锚固在上一层的楼板内，形成线支承湿式连接节点。
10.前述的一种隐藏式线连接外墙挂板连接节点中，所述固定盒体的底部设有与连接
杆对应的扩孔，连接杆的上端穿过扩孔，连接杆的下端向下延伸至下一层的外墙挂板或者楼板内锚固。连接杆的规格根据外墙挂板所受风荷载和平面外地震作用计算确定。
11.前述的一种隐藏式线连接外墙挂板连接节点中，所述固定盒体的内底部设有加强板，加强板上设有长圆孔，连接杆穿过扩孔和长圆孔的中心并通过螺母固定。
12.前述的一种隐藏式线连接外墙挂板连接节点中，加强板与固定盒体之间通过焊接连接，焊缝长度和尺寸根据外墙挂板所受风荷载和平面外地震作用，通过计算确定。
13.前述的一种隐藏式线连接外墙挂板连接节点中，所述长圆孔的长度和扩孔的长度x(沿外墙挂板平面内的尺寸)均≥l (h
×
δ)
×
k 2
×
|e|，扩孔的宽度y(垂直于外墙挂板平面的尺寸)≥l 2
×
|e|，其中，l表示连接杆的直径，h表示楼层层高，δ表示结构容许层间位移角，|e|表示安装容许误差绝对值，k表示调整系数。
14.前述的一种隐藏式线连接外墙挂板连接节点中，所述固定盒体的开口侧设有盖板，盖板外侧设有密封网，密封网的外侧设有密封层。
15.上述的一种隐藏式线连接外墙挂板连接节点的施工方法，包括以下操作步骤：
16.s1、首先在固定盒体的底部预先设置扩孔，在靠近室内的侧面加工成开口状，在固定盒体上设置锚固件，然后将固定盒体安装在预制外墙挂板的底部，最后浇筑外墙挂板的混凝土；
17.s2、吊装预制外墙挂板至设计位置，使下一层的外墙挂板或楼板内预埋的连接杆的上端穿过扩孔，并使外墙挂板的连接钢筋延伸至上一层的楼板内，形成线支承湿式连接节点；
18.s3、在固定盒体内安装带有长圆孔的加强板，令长圆孔的中心与扩孔中心对齐，安装并拧紧螺母，形成点支承干式连接节点；
19.s4、在固定盒体的开口侧安装盖板，并密封隐藏；
20.s5、重复s2～s4步骤，直至所有楼层的外墙挂板安装完成。
21.与现有技术相比，本发明所提出的连接节点，将干式连接和湿式连接相结合，可以根据不同的地震水准，调节外墙挂板对结构刚度的影响，实现以下性能目标：外墙挂板在遭受不高于预设水准的地震作用时，上下层外墙挂板之间可以在水平方向上发生相对位移和竖直方向上的变形，外墙挂板不参与结构抗震和抗风受力，不会对主体结构的刚度产生影响。在遭受高于预设水准的地震作用时，外墙挂板的隐藏式点支承干式连接节点容许发生破坏，使外墙挂板发生损伤或局部破坏，但外墙挂板上部的线支承湿式连接节点部分能够保证外墙挂板与主体结构的可靠连接，使外墙挂板不会发生整体破坏或脱落，安全冗余度高。
22.而且该节点构造简单、便于施工、施工效率高，不影响相邻楼板或室内建筑做法、装修的施工，适用于整间板或竖向条板形式的外墙挂板。连接节点位于外墙挂板内部，是隐藏式节点，在连接施工完成后封闭，不会暴露在外影响建筑的室内观感，也不会占用室内空间，避免影响室内正常使用空间和功能。
附图说明
23.图1是本发明连接杆锚固情况1的外墙挂板结构示意图；
24.图2是图1中1-1的截面示意图；
25.图3是本发明连接杆锚固情况2的外墙挂板结构示意图；
26.图4是图3中1-1的截面示意图；
27.图5是本发明连接杆锚固情况3的外墙挂板结构示意图；
28.图6是图5中1-1的截面示意图；
29.图7是图1中1-1不同于图2的防火封堵的另一种情况示意图；
30.图8是本发明中固定盒体的内底面结构示意图。
31.附图中的标记为：1、外墙挂板；2、楼板；3、固定盒体；31、连接钢筋；32、连接杆；33、扩孔；34、螺母；35、加强板；36、长圆孔；37、锚固件；4、盖板；41、密封网；42、密封层；5、楼面梁；51、柔性材料；52、防火封堵；53、接缝；54、密封胶；55、发泡聚乙烯棒；6、反坎。
32.下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例：
33.一种隐藏式线连接外墙挂板连接节点，包括外墙挂板1和楼板2，外墙挂板1为预制混凝土外墙挂板，楼板2为混凝土楼板。
34.所述外墙挂板1内设有多个连接钢筋31，多个连接钢筋31沿外墙挂板平面与楼板平面交线方向均匀分布，每个连接钢筋31的上端向上延伸并横向弯曲锚固在上一层的楼板2内，形成线支承湿式连接节点。
35.所述外墙挂板1的底部靠近室内一侧设有固定盒体3，固定盒体3靠近室内一侧为开口状，为安装操作预留空间。固定盒体3通过连接杆32与下一层的外墙挂板1或者楼板2连接，形成点支承干式节点。
36.所述固定盒体3的底部设有与连接杆32对应的扩孔33，连接杆32的上端穿过扩孔33，连接杆32的下端锚固分三种情况，根据施工图设计具体情况确定：一是当上下层外墙挂板相接，存在水平接缝时(情况1，如图1-2所示)，连接杆32采用螺杆，在下一层的外墙挂板1内锚固；二是当上下层的外墙挂板1被楼板2分隔开时，可在楼板2内锚固，此时又分两种情况：当楼板2内的直锚长度不满足锚固要求时，连接杆32采用钢筋，上端剥肋并车丝，车丝的钢筋在楼板内弯折锚固(情况2，如图3-4所示)；也可在楼板2上设置反坎(情况3，如图5-6所示)，连接杆32采用螺杆，保证连接杆32的直锚长度满足要求。
37.所述固定盒体3的内底部设有加强板35，加强板35上设有长圆孔36，连接杆32的上端穿过扩孔33和长圆孔36的中心并通过螺母34与加强板35连接。长圆孔36和扩孔33的开孔形状均为长圆状。这种构造保证了上下层之间的外墙挂板可以在地震作用下发生相对水平位移。
38.长圆孔36和扩孔33的长度均≥l (h
×
δ)
×
k 2
×
|e|，扩孔33的宽度≥l 2
×
|e|，长圆孔36的宽度≥l；其中，l表示连接杆的直径，h表示楼层层高，|e|表示安装容许误差绝对值，δ表示结构容许层间位移角，k表示调整系数。扩孔33和长圆孔36的长度指在外墙挂板1的平面内方向的尺寸，宽度指垂直于外墙挂板平面的尺寸。考虑安装方便，扩孔33的宽度，一般为l (1～2)mm(如图8所示)。
39.关于结构容许层间位移角δ的取值，此处可根据抗震设防要求，取多遇地震或设防地震水准下的结构容许层间位移角。关于调整系数k的取值，可根据设计者要求的外墙挂板和主体结构的抗震性能水准确定，举例如下：一种可能的方式是按结构多遇地震容许层
间位移角乘以放大系数，放大系数优选设防地震和多遇地震的水平地震影响系数比值；另一种可能的方式是按设防地震性能水准要求的结构容许层间位移角取值。
40.根据上述尺寸，并综合考虑为施工操作预留一定空间，确定固定盒体3的尺寸。
41.所述加强板35与固定盒体3之间通过焊接连接。
42.所述固定盒体3的开口侧设有盖板4，使得固定盒体3内部形成密闭的空腔，便于上下层的墙体之间沿平面发生相对位移。盖板4外侧设有密封网41，密封网优选钢丝网，密封网41的外侧设有密封层42，密封层材料可选用高性能抗裂砂浆。密封层42的范围不超过外墙挂板1的表面，确保不影响建筑的室内观感。
43.进一步，如图2所示，外墙挂板1与相邻的楼面梁5之间填充有柔性材料51和防火封堵52。接缝53的内部两侧从外向内依次设有密封胶54和发泡聚乙烯棒55，接缝53内还可以设置企口，形成多重防水密封结构。
44.或者，外墙挂板1与相邻的楼面梁5之间填充有柔性材料51，外墙挂板1的上下层的接缝53的室外侧从外向内依次设有密封胶54和发泡聚乙烯棒55，接缝53的室内侧从外向内依次设有防火封堵52和发泡聚乙烯棒55，接缝53内还可以设置企口，形成多重防水密封结构。如图7所示。
45.对于上述的隐藏式线连接外墙挂板连接节点的施工方法，具体可分为设计阶段、外墙挂板工厂预制阶段和现场施工阶段。
46.设计阶段：根据外墙挂板平面外的风荷载和地震作用，依据相关规范计算外墙挂板所受的平面外方向水平力设计值，确定连接杆32的等级和直径。
47.根据外墙挂板所受竖向力和水平力设计值，确定连接钢筋31的数量、等级和直径。也可采用外墙挂板竖向分布钢筋兼做连接钢筋31，此时需校核钢筋配筋量是否满足外墙挂板所受竖向力和水平力设计值。
48.根据单个固定盒体3上全部锚固件37的抗剪强度总和不低于单个连接杆32抗剪强度的原则，计算确定锚固件37的规格和数量。锚固件37选用带肋钢筋时，根据相关规范计算确定钢筋与固定盒体间的焊接长度，以及钢筋在外墙挂板1内的锚固长度。
49.根据单个固定盒体3内角焊缝抗剪强度不低于单个连接杆32抗剪强度的原则，计算确定加强板35和固定盒体3之间角焊缝的长度和焊脚高度。
50.外墙挂板1工厂预制阶段：首先加工固定盒体3，在固定盒体3的底部预先设置扩孔33，在靠近室内的侧面加工成开口状，在固定盒体3上设置用于与外墙挂板1连接的锚固件37，再安装外墙挂板1内的连接钢筋31，并将加工好的固定盒体3放置在外墙挂板1底部靠室内一侧的指定位置，并浇筑混凝土，完成外墙挂板1的生产。
51.所述锚固件37可选材料为带肋钢筋或栓钉，优选带肋钢筋。
52.现场施工阶段：先在下一层的外墙挂板1(或者楼板2)顶部放置若干垫块，再将外墙挂板1吊装至设计位置。吊装过程中，在外墙挂板1的底部，令下一层的外墙挂板1(或者楼板2)顶部预埋的连接杆32的上端穿过本层的外墙挂板1的底部的固定盒体3的扩孔33；在本层的外墙挂板1顶部，令连接钢筋31的上端伸入上一层的楼板2内，并保证足够的锚固长度。通过临时支撑调整好外墙挂板1的标高和垂直度后，浇筑楼板2的混凝土，待混凝土硬化后，形成线支承湿式连接节点。
53.在固定盒体3内安装加强板35，加强板上开有长圆孔36，令预埋连接杆32再穿过长
圆孔36的中心，再在预埋连接杆32的顶部安装螺母34并拧紧。接下来将加强板35与固定盒体3焊接连接，形成点支承干式连接节点。
54.在固定盒体3内部、加强板35、连接杆32、螺母34表面采取防腐防锈处理措施，如喷涂环氧树脂等。
55.在固定盒体3的开口侧安装盖板4，并密封隐藏。
56.重复上述步骤，直至所有楼层预制的外墙挂板1安装完成。