基于纤维增强覆面木基板的装配式钢结构建筑及施工方法技术

本发明专利技术公开了一种基于纤维增强覆面木基板的装配式钢结构建筑及施工方法，包括柱、梁、墙和楼板，所述墙包括结构墙和非结构墙，所述非结构墙和楼板采用纤维增强覆面木基空腔板，所述结构墙、柱、梁包括置于外层的纤维增强覆面木基空腔板、置于纤维增强覆面木基空腔板内的钢结构构件和浇筑在纤维增强覆面木基空腔板与钢结构构件之间的填充材料层。其可减小建筑自重，提高建筑抗震性能、防潮、耐火、保温、隔声性能；可提高施工效率、能源消耗小、减小建筑垃圾。

Prefabricated steel structure building and construction method based on fiber-reinforced laminated wood base plate

【技术实现步骤摘要】
基于纤维增强覆面木基板的装配式钢结构建筑及施工方法
本专利技术涉及建筑领域，更具体的说是涉及一种基于纤维增强覆面木基板的装配式钢结构建筑及施工方法。
技术介绍
随着装配式钢结构建筑的推广与应用，装配式钢结构建筑围护体系、装配式楼板体系、钢结构防腐防火方案等逐渐成为了国家装配式钢结构建筑领域的研究重点，诸多专家与学者不断致力于上述新型体系的研发及改进，以希望开发出一套适合于装配式钢结构住宅的围护、楼板及防腐防火等技术，解决装配式钢结构建筑后期维护费用过高、舒适性偏低等缺点。现有装配式钢结构建筑外围护墙采用砌块和板材。在装配式钢结构建筑中，由于可工厂化生产各类轻质砌块作为填充墙，在工程中得到了大面积的推广应用，是目前装配式钢结构住宅中采用最多的墙体材料。砌块一般有蒸压加气砌块、混凝土加气砌块、粉煤灰砌块等。板材墙体可以采用标准尺寸设计、工厂生产，更加符合住宅工业化的发展，其采用的材料多种多样，可通过墙体的形式划分为工厂预制成型的墙体与现场组合安装的墙体。工厂预制成型的墙体通常在工厂直接预制生产为条板的形式，通常有混凝土条板、蒸压加气混凝土条板、石膏条板、水泥蜂窝条板、钢丝网架水泥夹芯板等；现场组合安装的板材类隔墙种类较少，其墙体一般由内部的骨架与骨架外的覆面材料构成，采用的部件采用工厂预制生产，现场进行组合安装，最常见的形式如轻钢龙骨轻质隔墙。现有的装配式楼板体系采用重型楼板和轻型楼板。重型楼板的楼板预制部分可以作为模板使用，从而减少了模板的用量。现场在预制叠合层或者连接处后浇混凝土，增强楼板与主体结构的整体性。装配式楼板形式有PK预应力叠合楼板、压型钢板组合楼板以及钢筋桁架楼承板、钢-混凝土组合扁梁楼板、空腹夹层楼板等。轻型楼板的轻钢结构楼板一般选用欧松板与冷弯薄壁型钢自攻螺丝连接。现有的钢结构防腐方案主要采用耐候钢、涂层保护（刷漆等）、金属热喷涂（热浸锌等）等。防火体系方案主要采用喷涂（抹涂）防火涂料、包覆防火板、包覆柔性毡状隔热材料及外包混凝土、金属网抹砂浆或砌筑砌体等。但是，采用上述方案存在以下缺陷：采用砌块时，现场湿作业太多，不能够满足装配式钢结构建筑工业化的要求；重量依然较大，与装配式钢结构轻质的特点不符；无法满足装配式钢结构建筑高效率施工的要求；施工过程中能源消耗大，且产生的建筑垃圾较多，不符合环境保护的要求。采用板材时，轻质墙板不防潮，墙面的吸水性很高，当空气中湿气很大时候墙体会吸收环境中的水汽，时间一长隔墙会变得潮湿有异味甚至会出现墙体松动倒塌的现象；暴露在外的墙体主要是轻钢龙骨构造，在自然环境中抗腐蚀性差，墙体的保质期一般不超过三年，可能3-5年就需要换一次，额外的开销大；轻钢龙骨板材造价相对便宜，但后期的维修费用高，全生命周期造价高于传统混凝土两倍。由于钢结构材质性质的不同，无法采用传统水泥砂浆粘接等简单的方式连接墙体与钢框架，施工速度慢，对工人技术要求高；轻质隔墙作为后期填充墙，其与主体结构的连接处较容易产生裂缝，已经成为钢结构中墙板的通病。采用工厂预制成型的板材类轻质隔墙，在建筑投入使用后的2-3年，轻质隔墙之间的连接处也较容易出现裂缝。重型楼板的PK预应力叠合楼板在施工过程中经常出现梁的纵筋与叠合板纵向钢筋（俗名胡子筋）“打架”现象；预应力板受制作工艺的限制，每块板跨中起拱度不能保持一致，安装后底板会有错台出现，增加了后期装修的难度和费用。压型钢板组合楼板由于组合楼板的强度和刚度设计的要求，通常会导致增加钢板厚度，造成不必要的浪费，同时也导致混凝土养护时间与现浇楼板相比没有优势，降低施工速度；钢筋桁架楼承板可以将模板做成可拆卸模板多次重复使用，但是底膜撕掉的过程中，容易对楼板底面造成破坏，增加底面处理工序。轻型楼板的楼面的防水做法、隔音做法都需要定期检修维护；楼板舒适度差，振动明显。钢结构防腐体系中：耐候钢价格高、产量低，限值了其大规模应用；涂层保护（刷漆等）涂料使用寿命在15年以内，与装配式住宅使用年限要求甚远；金属热喷涂（热浸锌等）造价高，适用于冷弯薄壁型钢等轻型钢结构住宅中。防火体系的喷涂（抹涂）防火涂料与防腐涂料配合使用，使用寿命在15年以内使用，与装配式建筑使用年限要求甚远；包覆防火板、包覆柔性毡状隔热材料及外包混凝土、金属网抹砂浆或砌筑砌体等现场施工量大，施工复杂。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述技术问题提供一种基于纤维增强覆面木基板的装配式钢结构建筑及施工方法。本专利技术通过下述技术方案实现：一种基于纤维增强覆面木基板的装配式钢结构建筑，包括柱、梁、墙和楼板，所述墙包括结构墙和非结构墙，所述非结构墙和楼板采用纤维增强覆面木基空腔板，所述结构墙、柱、包括一圈封闭外围结构的纤维增强覆面木基板、置于纤维增强覆面木基板内的钢结构构件和浇筑在纤维增强覆面木基板与钢结构构件之间的填充材料层；梁包括设在底面和两侧面纤维增强覆面木基板、置于纤维增强覆面木基板内的钢结构构件和浇筑在纤维增强覆面木基板与钢结构构件之间的填充材料层。本方案基于纤维增强覆面木基板、纤维增强覆面木基空腔板，两者材质相同，纤维增强覆面木基板为单层覆面结构板，纤维增强覆面木基空腔板为带肋双层覆面结构板。其重量轻，抗震性能好、防水、防潮、耐火性能佳，施工操作简便。纤维增强覆面木基板的使用寿命长，与混凝土填充材料层的粘连性好，不易脱落。纤维增强覆面木基板的主要构件可完全在工厂内加工完成，现场只需简单拼装并处理连接节点即可，提高施工效率、能源消耗小、减少建筑垃圾。该板材具有耐潮、耐火、保温、隔声、力学性能优异等各种优点，将其直接作为墙和楼板与柱、梁的外围防火板，可提高建筑的耐火、防潮、保温、隔声的性能，减小建筑整体的重量，提高建筑的抗震能力。结构墙、柱、梁均采用钢结构构件、填充材料层、纤维增强覆面木基板的结构，纤维增强覆面木基板不仅可增强其耐火、防潮、保温、隔声的性能，与内部填充材料层共同承担钢墙、柱、梁防火防腐功能，同主体结构设计寿命相同，从而避免在建筑使用过程中检测、维修等，打破了传统钢结构发展的桎梏，有利于钢结构在住宅等领域的拓展。纤维增强覆面木基板具有良好的力学性能，同混凝土粘接牢固，对于内部混凝土有良好的约束性能，从而能够保障混凝土与钢结构构件之间的有效连接，避免传统防火砂浆在高温下易从钢结构表面剥落等缺陷。纤维增强覆面木基板具有较高的刚度，将其作为钢结构构件外包填充材料层的浇筑模板，可以免除现场模板施工，能够节约工期并降低施工成本。纤维增强覆面木基板拥有良好的防水、保温性能，将其作为外围护墙体，无需额外的防水、保温构造。非结构墙和楼板采用纤维增强覆面木基空腔板，重量轻刚度大，在满足运输尺寸限制条件前提下，可按照建筑要求做成整体大板，减少现场施工拼装工作，对于保障外围护墙防水效果意义重大。纤维增强覆面木基空腔板表面平整，无需找平，可直接在其表面装修施工。纤维增强覆面木基空腔板保温性能好，无需额外设置保温层。采用该方案可减少大量施工工序。本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：1、本专利技术将纤维增强覆面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于纤维增强覆面木基板的装配式钢结构建筑，包括柱、梁、墙和楼板，所述墙包括结构墙和非结构墙，其特征在于，所述非结构墙和楼板采用纤维增强覆面木基空腔板，所述结构墙和柱包括一圈封闭外围结构的纤维增强覆面木基板、置于纤维增强覆面木基板内的钢结构构件和浇筑在纤维增强覆面木基板与钢结构构件之间的填充材料层；/n所述梁包括设在底面和两侧面的纤维增强覆面木基板、置于纤维增强覆面木基板内的钢结构构件和浇筑在纤维增强覆面木基板与钢结构构件之间的填充材料层。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于纤维增强覆面木基板的装配式钢结构建筑，包括柱、梁、墙和楼板，所述墙包括结构墙和非结构墙，其特征在于，所述非结构墙和楼板采用纤维增强覆面木基空腔板，所述结构墙和柱包括一圈封闭外围结构的纤维增强覆面木基板、置于纤维增强覆面木基板内的钢结构构件和浇筑在纤维增强覆面木基板与钢结构构件之间的填充材料层；
所述梁包括设在底面和两侧面的纤维增强覆面木基板、置于纤维增强覆面木基板内的钢结构构件和浇筑在纤维增强覆面木基板与钢结构构件之间的填充材料层。


2.根据权利要求1所述的一种基于纤维增强覆面木基板的装配式钢结构建筑，其特征在于，所述纤维增强覆面木基空腔板包括两平行设置的覆面结构板、置于两覆面结构板之间的格栅和连接在两覆面结构板端部的封边肋板。


3.根据权利要求2所述的一种基于纤维增强覆面木基板的装配式钢结构建筑，其特征在于，所述楼板边缘的封边肋板置于梁上，还包括用于连接楼板与梁的第一连接结构，所述第一连接结构包括固定于梁上的连接件、穿过封边肋板且一端与连接件相连的螺栓、现浇的混凝土层，所述混凝土层置于封边肋板与较近格栅之间的间隙、楼板与梁之间的间隙、相邻两个楼板之间的间隙。


4.根据权利要求3所述的一种基于纤维增强覆面木基板的装配式钢结构建筑，其特征在于，所述连接件为Z型钢，所述梁为工字钢梁，所述Z型钢的一翼缘板固定在工字钢梁的翼缘板上且设置有卡设螺栓的凹槽。


5.根据权利要求3所述的一种基于纤维增强覆面木基板的装配式钢结构建筑，其特征在于，所述连接件为花篮钢筋连接器，所述梁为工字钢梁，混凝土通过焊接在工字钢梁翼缘板上的栓钉加强连接。

【专利技术属性】
技术研发人员：刘小荣，杨涛，王东方，刘明辉，刘冶，
申请(专利权)人：西藏涛扬新型建材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：西藏;54