一种螺栓连接全预制混凝土装配式住宅及其施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，尤其涉及一种螺栓连接全预制混凝土装配式住宅及其施工方法。

背景技术

由预制构件在工地装配而成的建筑，称为装配式建筑。装配式建筑主要分为混凝土装配式建筑和钢结构装配式建筑两种；目前，钢结构装配式建筑普遍存在防火性能差、冷桥热桥的问题；混凝土装配式建筑普遍存在竖向钢筋套筒灌浆质量难以保证、套筒灌浆连接成本高、安装困难、施工效率低、整体性差等问题。

另外，传统的混凝土装配式建筑中，只有部分结构构件实现了装配化，主体结构安装完成后，还需要进行窗户安装、保温施工、外墙涂料施工等后续工程，没有实现全预制构件安装。

发明内容

本发明提供了一种螺栓连接全预制混凝土装配式住宅及其施工方法，结合了混凝土装配式建筑与钢结构装配式建筑的优点，其构件连接节点安全可靠、施工方便、抗震性能好、工人劳动强度低、施工进度快、装配率高，并且适用范围广，能够实现标准化生产，进而降低了建造成本。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种螺栓连接全预制混凝土装配式住宅，包括梁、柱、楼板、墙及楼梯，所述墙分为剪力墙和隔墙；所述梁、柱、楼板、墙及楼梯全部为混凝土预制构件，其中隔墙为轻质混凝土墙，混凝土预制构件之间的连接均采用螺栓连接；所述柱为隐形柱。

所述隔墙采用ALC板。

所述柱包括标准柱及异型柱，标准柱包括一字型柱、丁字型柱及转角型柱，除标准柱外的其它柱均为异型柱；所述标准柱及异型柱的肢体宽度与其对应连接的梁或墙的宽度相同。

所述柱与梁的连接结构为：

上层柱的底部、下层柱的顶部对应梁的安装侧分别预留槽口，上层柱与下层柱对应的槽口共同组成梁安装孔；梁的两端分别坐落在下层柱上，并位于对应侧的槽口中；梁的端部低于梁的本体高度，梁的端部两侧分别预留缺口，多个预埋钢筋挂钩自梁内伸入缺口处，用于与下层柱的柱顶预埋螺栓相连；梁的端面预设梁端钢板，梁端钢板紧贴在柱的外侧；上层柱的底部预设柱底钢板，下层柱在对应缺口处设多个柱顶预埋螺栓，柱顶预埋螺栓向上穿过梁两侧的多个预埋钢筋挂钩及柱底钢板后通过螺母紧固；柱、梁及楼板安装完成后，将梁安装孔用与柱同标号的混凝土灌实抹平。

所述梁的两端预设模板对拉螺栓预留孔供模板对拉螺栓穿过；梁安装孔用混凝土灌实抹平时，在梁安装孔的两侧分别安装模板，两侧的模板通过模板对拉螺栓连接固定；模板上部预设灌浆孔和排气孔；所述梁端钢板的宽度与梁对应方向的宽度相等。

所述剪力墙设于梁与柱形成的框架之内；剪力墙与梁、柱的连接结构为：

剪力墙与梁之间通过多个梁顶预埋螺栓一连接；梁的顶部沿纵向设多个梁顶预埋螺栓一，剪力墙在对应梁顶预埋螺栓一的伸出处预设连接钢板一，连接钢板一内侧的剪力墙预设螺栓安装孔，梁顶预埋螺栓一依次穿过楼板、连接钢板一后伸入对应螺栓安装孔中，通过螺母紧固；与剪力墙连接前，将楼板与梁顶之间的缝隙灌实；

剪力墙与柱之间通过多个连接螺栓连接；对应剪力墙两侧的柱沿高度方向预设多个柱侧钢板，剪力墙在对应柱侧钢板处预设连接钢板二，柱侧钢板内侧的柱、连接钢板二内侧的剪力墙上分别预设螺栓安装孔；连接螺栓自一侧螺栓安装孔穿过对应的柱侧钢板及连接钢板二后伸入另一侧螺栓安装孔内，通过螺母紧固；

剪力墙与梁、柱之间的安装完成后，所有螺栓安装孔用混凝土抹平。

所述楼板设于由多个梁围成的空间内，楼板与柱不连接，只与梁连接；梁包括剪力墙侧的梁及隔墙侧的梁；所述楼板与梁的连接结构为：

楼板与剪力墙侧的梁通过梁顶预埋螺栓一连接；楼板与剪力墙侧的梁连接时，上层剪力墙的底部设连接钢板一，连接钢板一内侧的上层剪力墙预设螺栓安装孔，楼板的对应端横担在对应梁上，梁顶预埋螺栓一穿过楼板及连接钢板一后伸入对应的螺栓安装孔中，通过螺母紧固；

楼板与隔墙侧的梁通过梁顶预埋螺栓二连接；楼板与隔墙侧的梁连接时，楼板坐落在对应梁上，楼板的顶部预设螺栓安装槽，梁的顶部沿长向设多个梁顶预埋螺栓二，梁顶预埋螺栓二穿过楼板后伸入螺栓安装槽中，通过螺母紧固；楼板安装后，螺栓安装槽用混凝土灌实抹平。

所述楼梯与梁连接，连接方式与楼板与梁的连接方式相同。

一种螺栓连接全预制混凝土装配式住宅的施工方法，包括如下步骤：

1)按照设计图纸，制作包括梁、柱、楼板、剪力墙、隔墙及楼梯在内的混凝土预制构件；

2)住宅基础施工完毕回填后，开始安装混凝土预制构件；

3)进行底部柱与基础顶部预埋螺栓的连接，然后支模浇筑混凝土，对外露的基础顶部螺栓连接节点进行保护；

4)安装一层梁；

6)安装一层楼板；

7)安装一层柱；

8)安装一层剪力墙；

9)调整梁柱节点处与柱顶预埋螺栓连接的预埋钢筋挂钩，然后在梁柱连接节点处安装模板，模板通过模板对拉螺栓连接固定；梁安装孔浇筑与柱同标号的细石混凝土灌实抹平；

10)按照步骤5)-步骤9)相同的方法，安装二层梁、一层楼梯、二层楼板、二层柱、二层剪力墙；如此反复操作，直至住宅封顶；

12)安装隔墙，从底层向上顺序安装，与结构框架搭接施工；

13)进行住宅建筑工程及水暖电工程施工。

采用智能塔吊吊运、安装混凝土预制构件；混凝土预制构件集成有装饰装修部件，包括门、窗、百叶、保温板。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)有效地解决了现有混凝土装配式建筑存在的竖向钢筋套筒灌浆质量难以保证、套筒灌浆连接成本高、安装困难、施工效率低、整体性差等行业难题。

2)有效地解决了现有混凝土装配式建筑存在的叠合板上面需要现浇层，梁需要现浇，导致装配率低的问题。

3)有效地解决了现有混凝土建筑存在的垂直度、平整度差，需要后期抹灰找平的问题。

4)有效地解决了现有混凝土装配式建筑存在的只实现单一构件装配化，不能对包括建筑分项工程、装饰分项工程、装修分项工程在内的建筑整体实现装配化的问题，实现了一体化装饰装修。

5)构件连接节点安全可靠、施工方便、抗震性能好、工人劳动强度低、施工进度快。

6)适用范围广，能够实现标准化生产，进而降低了建造成本。

附图说明

图1是本发明实施例所述螺栓连接全预制混凝土装配式住宅的平面示意图。

图2是图1中的Ⅰ部节点放详图。

图3是图2中的A-A视图。

图4是图2中的B-B视图。

图5是图1中的C-C视图。

图6是图5中的Ⅱ部放大图。

图7是图1中的D-D视图。

图8是图1中的E-E视图。

图9是本发明所述柱的立体结构示意图。

图10是本发明所述梁的立体结构示意图。

图11是本发明所述楼板的立体结构示意图。

图中：1.梁 2.柱 2-1.一字型柱 2-2.丁字型柱 2-3.转角型柱 2-4.异型柱 2-5.下层柱 2-6.上层柱 3.楼板 4.剪力墙 4-1.上层剪力墙 5.隔墙 6.梁安装孔 7.预埋钢筋挂钩 8.柱顶预埋螺栓 9.梁端钢板 10.螺母 11.柱底钢板 12.钢筋套管 13.梁顶预埋螺栓一 14.连接钢板一 15.连接钢板二 16.柱侧钢板 17.连接螺栓 18.螺栓安装孔 19.梁顶预埋螺栓二 20.螺栓安装槽 21.模板 22.模板对拉螺栓

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，本发明所述一种螺栓连接全预制混凝土装配式住宅，包括梁1、柱2、楼板3、墙及楼梯，所述墙分为剪力墙4和隔墙5；所述梁1、柱2、楼板3、墙及楼梯全部为混凝土预制构件，其中隔墙5为轻质混凝土墙，混凝土预制构件之间的连接均采用螺栓连接；所述柱2为隐形柱。

所述隔墙5采用ALC板。

所述柱2包括标准柱及异型柱，标准柱包括一字型柱2-1、丁字型柱2-2及转角型柱2-3，除标准柱外的其它柱均为异型柱2-4；所述标准柱及异型柱的肢体宽度与其对应连接的梁或墙的宽度相同。

如图2-图4所示，所述柱2与梁1的连接结构为：

上层柱2-6的底部、下层柱2-5的顶部对应梁1的安装侧分别预留槽口，上层柱2-6与下层柱2-5对应的槽口共同组成梁安装孔6；梁1的两端分别坐落在下层柱2-6上，并位于对应侧的槽口中；梁的端部低于梁的本体高度，梁1的端部两侧分别预留缺口，多个预埋钢筋挂钩7自梁1内伸入缺口处，用于与下层柱2-5的柱顶预埋螺栓8相连；梁1的端面预设梁端钢板9，梁端钢板9紧贴在柱2的外侧；上层柱2-6的底部预设柱底钢板11，下层柱2-5在对应缺口处设多个柱顶预埋螺栓8，柱顶预埋螺栓8向上穿过梁1两侧的多个预埋钢筋挂钩7及柱底钢板11后通过螺母10紧固；柱2、梁1及楼板3安装完成后，将梁安装孔6用与柱同标号的混凝土灌实抹平。

所述梁1的两端预设模板对拉螺栓预留孔供模板对拉螺栓22穿过；梁安装孔6用混凝土灌实抹平时，在梁安装孔6的两侧分别安装模板21，两侧的模板21通过模板对拉螺栓22连接固定；模板21上部预设灌浆孔和排气孔；所述梁端钢板9的宽度与梁1对应方向的宽度相等。

如图5所示，所述剪力墙4设于梁1与柱2形成的框架之内；如图6所示，剪力墙4与梁1、柱2的连接结构为：

剪力墙4与梁1之间通过多个梁顶预埋螺栓一13连接；梁1的顶部沿纵向设多个梁顶预埋螺栓一13，剪力墙4在对应梁顶预埋螺栓一13的伸出处预设连接钢板一14，连接钢板一14内侧的剪力墙预设螺栓安装孔18，梁顶预埋螺栓一13依次穿过楼板3、连接钢板一14后伸入对应螺栓安装孔18中，通过螺母紧固；与剪力墙4连接前，将楼板3与梁顶之间的缝隙灌实；

剪力墙4与柱2之间通过多个连接螺栓17连接；对应剪力墙4两侧的柱2沿高度方向预设多个柱侧钢板16，剪力墙4在对应柱侧钢板16处预设连接钢板二15，柱侧钢板16内侧的柱2、连接钢板二15内侧的剪力墙4上分别预设螺栓安装孔18；连接螺栓17自一侧螺栓安装孔18穿过对应的柱侧钢板16及连接钢板二15后伸入另一侧螺栓安装孔18内，通过螺母紧固；

剪力墙4与梁1、柱2之间的安装完成后，所有螺栓安装孔18用混凝土抹平。

如图1所示，所述楼板3设于由多个梁1围成的空间内，楼板3与柱2不连接，只与梁1连接；梁1包括剪力墙侧的梁及隔墙侧的梁；所述楼板3与梁1的连接结构为：

如图7所示，楼板3与剪力墙侧的梁通过梁顶预埋螺栓一13连接；楼板3与剪力墙侧的梁连接时，上层剪力墙4-1的底部设连接钢板一14，连接钢板一14内侧的上层剪力墙预设螺栓安装孔18，楼板3的对应端横担在对应梁1上，梁顶预埋螺栓一13穿过楼板3及连接钢板一14后伸入对应的螺栓安装孔18中，通过螺母紧固；

如图8所示，楼板3与隔墙侧的梁通过梁顶预埋螺栓二19连接；楼板3与隔墙侧的梁连接时，楼板3坐落在对应梁1上，楼板3的顶部预设螺栓安装槽20，梁1的顶部沿长向设多个梁顶预埋螺栓二19，梁顶预埋螺栓二19穿过楼板3后伸入螺栓安装槽20中，通过螺母紧固；楼板3安装后，螺栓安装槽20用混凝土灌实抹平。

所述楼梯与梁连接，连接方式与楼板与梁的连接方式相同。

一种螺栓连接全预制混凝土装配式住宅的施工方法，包括如下步骤：

1)按照设计图纸，制作包括梁1(如图9所示)、柱2(如图10所示)、楼板3(如图11所示)、剪力墙4、隔墙5及楼梯在内的混凝土预制构件；

2)住宅基础施工完毕回填后，开始安装混凝土预制构件；

3)进行底部柱与基础顶部预埋螺栓的连接，然后支模浇筑混凝土，对外露的基础顶部螺栓连接节点进行保护；

4)安装一层梁；

6)安装一层楼板；

7)安装一层柱；

8)安装一层剪力墙；

9)调整梁柱节点处与柱顶预埋螺栓8连接的预埋钢筋挂钩7，然后在梁柱连接节点处安装模板21，模板21通过模板对拉螺栓22连接固定；梁安装孔6浇筑与柱2同标号的细石混凝土灌实抹平；

10)按照步骤5)-步骤9)相同的方法，安装二层梁、一层楼梯、二层楼板、二层柱、二层剪力墙；如此反复操作，直至住宅封顶；

12)安装隔墙5，从底层向上顺序安装，与结构框架搭接施工；

13)进行住宅建筑工程及水暖电工程施工。

采用智能塔吊吊运、安装混凝土预制构件；混凝土预制构件集成有装饰装修部件，包括门、窗、百叶、保温板。

以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

【实施例】

本实施例中，螺栓连接全预制混凝土装配式住宅的平面图如图1所示。

采用全装配式结构，梁、楼板、柱、墙、楼梯全为混凝土预制构件，各构件之间全部采用螺栓连接。

螺栓连接节点主要包括：梁-柱连接节点、梁-楼板连接节点、墙与梁、板、柱连接节点、楼梯与梁连接节点。

各混凝土预制构件在构件生产厂家进行装饰装修集成化处理，比在隔墙上安装窗户、保温板，或预留门、窗、百叶等的安装孔等，然后运输至施工现场进行安装。

墙分为剪力墙和隔墙，剪力墙为承重墙。隔墙可采用ALC板(蒸压轻骨料混凝土预制板)，其与梁之间通过常规的螺栓连接。为方便隔墙安装，在隔墙安装处的楼板及梁上设预留孔或预埋件。

本实施例中，住宅的平面由墙划分为4个区域，4个区域分别铺设楼板；柱包括一字型柱、丁字型柱、转角型柱以及异型柱。柱设计成隐形柱，一字型柱、丁字型柱、转角型柱均为标准柱，柱的肢体宽度与墙宽度相同。除三种标准柱外，根据具体结构设计制作异型柱，异型柱的肢体宽度与墙宽相同。标准柱的中间区域不设螺栓，该区域的应力状态为受压；一字型柱的两侧区域、丁字型柱及转角型柱的墙肢区域为连接区域，分别设置预埋螺栓，上述区域的应力状态为受压也受拉；异形柱的受压区域及连接区域根据具体情况设计。

梁端预埋钢板，梁的端头两侧预设制缺口，用于供预埋螺栓穿过，缺口两侧甩出预埋钢筋挂钩，用于加强梁端节点的强度。

墙的底部及侧面分别预置钢板，用于连接底部的梁和两端的柱。梁内的预埋螺栓穿过楼板与墙连接，墙的侧面与柱之间采用连接螺栓连接，为方便操作，在墙和柱上分别设螺栓安装孔。对应隔墙侧，梁顶设螺栓安装槽，用于与楼板连接。

所有预埋螺栓的间距为400～600mm，具体根据结构计算确定。需要后期浇筑混凝土的连接节点处的预埋螺栓缩于对应孔洞中，以防止浇筑混凝土后露出。所有预埋螺栓连接处均进行防腐防锈处理，然后用同标号细石混凝土灌实。梁在模板对拉螺栓预留孔中设螺栓套管12。

住宅的底部通过底部柱与基础连接，底部柱的柱底设置的钢板宽出柱外，在柱外侧与基础预埋螺栓连接，然后支模灌浆对基础预埋螺栓进行保护。

混凝土预制构件安装过程中，采用智能建造技术，包括智能塔吊(在塔吊上安装各种传感器)进行安全限位控制，在构件上安装传感器，用于监测结构体系内力等。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。