本實用新型涉及一種墻板，特別是一種預制型鋼混凝土梁之梁墻一體外墻板。

背景技術：

一般預制外墻板與結構梁是分別制作，結構梁與結構主體的其它構件安裝完畢，再吊裝外墻板。外墻板懸掛于結構梁外側邊，室內往往因梁深過大，梁位置凈高而大幅減少，占用一定的建筑空間，觀感上稍不足，且外露梁為型鋼時，還需另設防火包覆。將梁外推至墻板上方，可用空間加大，外推的預制梁與預制墻板若作為單獨構件分別制作，安裝上需先將墻板調整就位，再吊裝預制梁構件，預制梁與預制墻現場豎拼縫精度要求甚高，且墻板上緣與梁下后置連接件的連接空間有限，施作困難。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種增加建筑使用空間、提高制作和吊裝效率的預制型鋼混凝土梁之梁墻一體外墻板，進一步提供一種經濟實用的抗震性、防水性好的預制鋼筋混凝土梁/預制型鋼梁之梁墻一體外墻板。

本實用新型為解決技術問題采用以下技術方案:

預制型鋼混凝土梁之梁墻一體外墻板,包括多個預制結構梁墻一體單元，所述預制結構梁墻一體單元包括結構梁以及分別位于結構梁上、下方的梁上混凝土墻墩和梁下混凝土外墻板，所述結構梁的梁端設有結構件用于剛接；所述梁下混凝土外墻板的上端和梁上混凝土墻墩的下端設有用于錨入結構梁內的豎向鋼筋；所述結構梁、梁下混凝土外墻板、梁上混凝土墻墩一體成型；所述結構梁為型鋼梁。

本實用新型的結構特點還在于:

所述結構梁為鋼筋混凝土梁時，所述結構梁梁端的結構件包括梁下層縱筋出筋段、梁上層縱筋出筋段和梁上層鋼筋續接器；所述梁下層縱筋出筋段由結構梁內下方的縱筋伸出形成，所述梁下層縱筋出筋段用于錨入結構梁與柱或墻的節點域中；所述梁上層縱筋出筋段由結構梁內上方的縱筋伸出形成，所述梁上層縱筋出筋段沿縱筋方向連接有梁上層鋼筋續接器，所述梁上層鋼筋續接器用于與同軸線、同標高的另一組預制結構梁墻一體單元中的梁端的上層縱筋剛接；在梁端位于梁下層縱筋出筋段和梁上層縱筋出筋段之間設有凹槽。

所述結構梁為鋼筋混凝土梁時，所述結構梁的梁端結構件包括梁下層縱筋出筋段、梁上層縱筋內嵌鋼筋續接器；所述梁下層縱筋出筋段由結構梁內下方的縱筋伸出形成，所述梁下層縱筋出筋段用于錨入結構梁與柱或墻的節點域中，所述梁上層縱筋內嵌鋼筋續接器由結構梁內上方的縱筋連接鋼筋續接器構成，所述梁上層縱筋內嵌鋼筋續接器用于與同軸線、同標高的另一組預制結構梁墻一體單元中的梁端的上層縱筋剛接；在梁端位于梁下層縱筋出筋段和梁上層縱筋內嵌鋼筋續接器之間設有凹槽。

所述結構梁為型鋼梁時，所述結構梁梁端的結構件包括無混凝土包裹的型鋼梁兩端伸出段，所述無混凝土包裹的型鋼梁兩端伸出段上設有連接板，所述無混凝土包裹的型鋼梁兩端伸出段、連接板與柱或墻中的型鋼焊接或螺栓連接，用于保證結構梁與柱或墻的節點內可傳遞彎矩。

所述梁下混凝土外墻板為單層混凝土墻或混凝土夾芯保溫墻；當所述梁下混凝土外墻板為混凝土夾芯保溫墻時，所述型鋼梁中的型鋼表面設有保溫板包覆，型鋼表面與型鋼梁混凝土包覆層直接接觸及粘結面積減少，型鋼上下表面上設有多個栓釘，所述栓釘用于保證所述型鋼梁、保溫板、型鋼梁混凝土包覆層變形協同。

所述梁下混凝土外墻板設于結構梁正下方，使結構梁與梁下混凝土外墻板在同一平面，所述梁下混凝土外墻板寬度小于結構梁的凈跨；所述梁下混凝土外墻板的豎向鋼筋沿結構梁長度方向為中間密兩端稀疏；且所述結構梁的梁端部分留有一定長度與梁下混凝土外墻板不連接或弱連接。

所述梁下混凝土外墻板下緣設置調整鐵件，梁上混凝土墻墩上緣設有配合調整鐵件的接合鐵件，用于預制結構梁墻一體單元的上下組裝。

所述梁下混凝土外墻板下緣外側低，內側高；梁上混凝土墻墩上緣外側低，內側高；預制結構梁墻一體單元上下組裝時，梁下混凝土外墻板與梁上混凝土墻墩間形成臺階狀對接縫，所述臺階狀對接縫的外側由外向內的設有外側密封膠、彈性擋條，所述臺階狀對接縫的內側設有內側嵌入式橡膠條用于密封。

所述梁下混凝土外墻板兩側與柱或墻間形成豎拼縫，所述豎拼縫由外到內的設有外側密封膠、彈性擋條及內側嵌入式橡膠條用于密封；所述外側密封膠和相鄰的彈性擋條與內側嵌入式橡膠條相配合將豎拼縫密封并形成導水減壓空腔。

所述內側嵌入式橡膠條包括彈性密封部和連接根部。

與已有技術相比，本實用新型的有益效果體現在：

1、本實用新型結構一體成型，節省空間。本實用新型中的預制鋼筋混凝土梁/預制型鋼梁之梁墻一體外墻板，在不影響結構梁的結構性能的情況下，將梁下混凝土外墻板與結構梁作為一個預制單元進行整體制作，不僅具有良好的整體性，還節省了建筑空間，提高了制作和吊裝的效率，縮短了施工工期。

2、本實用新型經濟效益好。本實用新型中的預制鋼筋混凝土梁/預制型鋼梁之梁墻一體外墻板，由混凝土包裹，無需另設防火包覆，減少材料，節約成本，具有良好的經濟效益。

3、本實用新型保持了側向變形性能。本實用新型的預制鋼筋混凝土梁/預制型鋼梁之梁墻一體外墻板，梁下混凝土外墻板與同立面內的柱或墻之間預留豎拼縫，可保證主體結構的側向變形能力。

4、本實用新型抗震性能好。本實用新型的預制鋼筋混凝土梁/預制型鋼梁之梁墻一體外墻板，所述梁下混凝土外墻板與梁上混凝土墻墩有縫對接，并設有相互配合的調整鐵件與接合鐵件。在主體結構側向變位時，梁下混凝土外墻板與梁上混凝土墻墩仍可相對滑動位移，減小在地震作用下梁下混凝土外墻板對結構梁的不利限制。

5、本實用新型防水性好。本實用新型預制結構梁墻一體單元的上、下端設有臺階面，用于梁下混凝土外墻板與梁上混凝土墻墩之間上下連接；所述梁下混凝土外墻板與梁上混凝土墻墩之間上下連接時形成的臺階狀對接縫，采用外側密封膠、彈性擋條、內側嵌入式橡膠條用于密封。在梁下混凝土外墻板兩側形成的導水減壓空腔，保證梁下混凝土外墻板的墻面的防水功能。

6、本實用新型更為環保。本實用新型為預制結構梁墻一體單元，現場無模板作業，無需搭設外腳手架，能達到無塵環保綠色施工。

附圖說明

圖1(a)為本實用新型四個梁墻一體單元組裝示意圖中的鋼筋混凝土結構梁與無窗外墻的梁墻一體組合外墻板的示意圖

圖1(b)為本實用新型四個梁墻一體單元組裝示意圖中的鋼筋混凝土結構梁與有窗外墻的梁墻一體組合外墻板的示意圖

圖1(c)為本實用新型四個梁墻一體單元組裝示意圖中的型鋼梁與無窗外墻的梁墻一體組合外墻板的示意圖

圖2(a)為本實用新型梁墻一體組合圍護墻單元正視圖中的鋼筋混凝土結構梁墻一體外墻板的正視圖

圖2(b)為本實用新型梁墻一體組合圍護墻單元正視圖中的型鋼梁墻一體外墻板的正視圖

圖3(a)為本實用新型梁墻一體組合圍護墻單元側視圖中的鋼筋混凝土結構梁墻一體外墻板的側視圖

圖3(b)為本實用新型梁墻一體組合圍護墻單元側視圖中的型鋼梁墻一體外墻板的側視圖

圖4(a)為本實用新型梁墻一體組合圍護墻單元軸視圖中的鋼筋混凝土結構梁與無窗外墻的梁墻一體組合外墻板的軸視圖

圖4(b)為本實用新型梁墻一體組合圍護墻單元軸視圖中的鋼筋混凝土結構梁與有窗外墻的梁墻一體組合外墻板的軸視圖

圖4(c)為本實用新型梁墻一體組合圍護墻單元軸視圖中的型鋼梁與無窗外墻的梁墻一體組合外墻板的軸視圖

圖5(a)為本實用新型梁墻一體組合圍護墻單元梁端詳圖中的鋼筋混凝土結構梁墻一體端節點詳圖(上層鋼筋內嵌續接器)

圖5(b)為本實用新型梁墻一體組合圍護墻單元梁端詳圖中的鋼筋混凝土結構梁墻一體端節點詳圖(上層鋼筋外接續接器)

圖5(c)為本實用新型梁墻一體組合圍護墻單元梁端詳圖中的型鋼梁墻一體端節點詳圖

圖5(d)為本實用新型梁墻一體組合圍護墻單元梁截面詳圖中的型鋼梁墻一體梁截面節點詳圖

圖6(a)為本實用新型的梁墻一體組合圍護墻單元上下豎拼縫詳圖

圖6(b)為本實用新型的梁墻一體組合圍護墻單元側縫俯視詳圖

圖中附圖標記對照表:結構梁1、梁下混凝土外墻板2、梁上混凝土墻墩3、無混凝土包裹的型鋼梁兩端伸出段4、栓釘41、保溫板42、型鋼梁混凝土包覆層43、連接板5、調整鐵件6、接合鐵件7、豎向鋼筋8、柱或墻9、導水減壓空腔10、內側嵌入式橡膠條11、外側密封膠12、彈性擋條13、彈性密封部14、連接根部15、梁下層縱筋出筋段16、梁上層縱筋出筋段17、梁上層鋼筋續接器18、梁上層縱筋內嵌鋼筋續接器19、節點域20、凹槽21。

具體實施方式

如圖1(a)-圖5(d)所示，預制鋼筋混凝土梁/預制型鋼梁之梁墻一體外墻板,包括多個預制結構梁墻一體單元，所述預制結構梁墻一體單元包括結構梁1以及分別位于結構梁上、下方的梁上混凝土墻墩3和梁下混凝土外墻板2，所述結構梁的梁端設有結構件用于剛接；所述梁下混凝土外墻板的上端和梁上混凝土墻墩的下端設有用于錨入結構梁內的豎向鋼筋8；所述結構梁、梁下混凝土外墻板、梁上混凝土墻墩一體成型；所述結構梁為鋼筋混凝土梁或型鋼梁。所述豎向鋼筋錨入梁內的長度，達到鋼筋錨固長度要求，且錨入結構梁的豎向鋼筋的數量由梁下混凝土外墻板承載力計算確定。所述梁下混凝土外墻板的中跨的下緣位置的水平向受拉鋼筋，需能抵抗結構梁跨中彎矩值。梁下混凝土外墻板設計時，按常規計算，并考慮豎向荷載對梁下混凝土外墻板所產生的偏向彎矩效應。按以上所述內力效應配置鋼筋，保證了結構梁的抗震性能，同時保證了梁下混凝土外墻板與結構梁之間的連接更為穩固可靠。

所述結構梁為鋼筋混凝土梁時，所述結構梁梁端的結構件包括梁下層縱筋出筋段16、梁上層縱筋出筋段17和梁上層鋼筋續接器18；所述梁下層縱筋出筋段由結構梁內下方的縱筋伸出形成，所述梁下層縱筋出筋段用于錨入結構梁與柱或墻9的節點域20中；所述梁上層縱筋出筋段由結構梁內上方的縱筋伸出形成，所述梁上層縱筋出筋段沿縱筋方向連接有梁上層鋼筋續接器，所述梁上層鋼筋續接器用于與同軸線、同標高的另一組預制結構梁墻一體單元中的梁端的上層縱筋剛接；在梁端位于梁下層縱筋出筋段和梁上層縱筋出筋段之間設有凹槽。

所述結構梁為鋼筋混凝土梁時，所述結構梁的梁端結構件包括梁下層縱筋出筋段、梁上層縱筋內嵌鋼筋續接器19；所述梁下層縱筋出筋段由結構梁內下方的縱筋伸出形成，所述梁下層縱筋出筋段用于錨入結構梁與柱或墻的節點域中，所述梁上層縱筋內嵌鋼筋續接器由結構梁內上方的縱筋連接鋼筋續接器構成，所述梁上層縱筋內嵌鋼筋續接器用于與同軸線、同標高的另一組預制結構梁墻一體單元中的梁端的上層縱筋剛接；在梁端位于梁下層縱筋出筋段和梁上層縱筋內嵌鋼筋續接器之間設有凹槽。

梁上層鋼筋續接器或梁上層縱筋內嵌鋼筋續接器可以保證結構梁的受力縱筋錨固于結構梁與柱或墻的節點域中，保證結構梁的梁端保持抗彎承載能力。所述梁端的凹槽，增加了預制結構梁墻一體單元中結構梁的梁端截面的抗剪承載力。

如圖2(b)所示，所述結構梁為型鋼梁時，所述結構梁梁端的結構件包括無混凝土包裹的型鋼梁兩端伸出段4，所述無混凝土包裹的型鋼梁兩端伸出段上設有連接板5，所述連接板與柱或墻中的型鋼焊接或螺栓連接，用于保證結構梁與柱或墻的節點內可傳遞彎矩。

所述梁與柱或墻節點域內的混凝土澆筑可以預留到現場進行。

如圖5(c)、圖5(d)所示，所述梁下混凝土外墻板為單層混凝土墻或混凝土夾芯保溫墻；當所述混凝土外墻板為混凝土夾芯保溫墻時，所述型鋼梁中的型鋼表面設有保溫板42包覆，型鋼表面與型鋼梁混凝土包覆層43直接接觸及粘結面積減少，型鋼上下表面上設有多個栓釘41，所述栓釘用于保證所述保溫板、型鋼梁混凝土包覆層變形協同。

如圖2(a)、圖2(b)所示，所述梁下混凝土外墻板設于結構梁正下方，使結構梁與梁下混凝土外墻板在同一平面，所述梁下混凝土外墻板寬度小于結構梁的凈跨；所述結構梁的梁端部分留有一定長度與梁下混凝土外墻板不連接或弱連接。所述梁下混凝土外墻板及梁上混凝土墻墩的豎向鋼筋插入結構梁的混凝土內時，梁端位置設梁下混凝土外墻板與結構采用梁弱連接措施時，梁的兩端插入的豎向鋼筋的數量相比中間部分適當減少，在梁端可能塑性鉸長度內，連接鋼筋按規范中板的防裂設計要求的鋼筋間距及最小配筋率進行設置，塑性鉸長度按當前常規設計經驗取值為梁柱節點外梁端約為1倍梁高。在非性鉸長度內連接鋼筋均勻設置。在做梁下混凝土外墻板的配筋設計時，靠近梁端的梁下混凝土外墻板約束釋放，釋放長度大約為結構梁的高度，約為梁端塑性鉸長度。所述梁下混凝土外墻板寬度比結構梁的凈跨小至少20mm，提高梁柱框架的變形能力，提高抗震能力。

所述梁下混凝土外墻板下緣設置調整鐵件6，梁上混凝土墻墩上緣設有配合調整鐵件的接合鐵件7，用于預制結構梁墻一體單元的上下組裝。所述調整鐵件與接合鐵件對接時，對接節點僅限制梁下混凝土外墻板下緣平面外變位，但并不影響梁下混凝土外墻板下緣邊平面內有滑動能力。

如圖6(a)、圖6(b)所示，所述梁下混凝土外墻板下緣外側低，內側高；梁上混凝土墻墩上緣外側低，內側高；預制結構梁墻一體單元上下組裝時，梁下混凝土外墻板與梁上混凝土墻墩間形成臺階狀對接縫，所述臺階狀對接縫的外側由外向內的設有外側密封膠12、彈性擋條13，所述臺階狀對接縫的內側設有內側嵌入式橡膠條11用于密封。

所述梁下混凝土外墻板兩側與柱或墻間形成豎拼縫，所述豎拼縫由外到內的設有外側密封膠、彈性擋條及內側嵌入式橡膠條用于密封；所述外側密封膠和相鄰的彈性擋條與內側嵌入式橡膠條相配合將豎拼縫密封并形成導水減壓空腔10。

所述內側嵌入式橡膠條包括彈性密封部14和連接根部15。所述用于密封的內側嵌入式橡膠條的彈性密封部是通過相互擠壓來密封的。所述彈性密封部為彈性中空結構件。

具體實施時，本實用新型的預制鋼筋混凝土梁/預制型鋼梁之梁墻一體外墻板，在工廠平板模臺上制作時，混凝土梁鋼筋籠、型鋼梁包覆層鋼筋籠及型鋼梁與梁下混凝土外墻板內的鋼筋網分別制作，入模時，墻板豎直鋼筋插入梁鋼筋籠內。當梁下混凝土外墻板為保溫夾芯墻板時，混凝土分層澆筑，梁下混凝土外墻板的下層鋼筋網、梁鋼筋籠、調整鐵件和接合鐵件設置就位后，澆筑與外葉墻等厚度的混凝土層，放置保溫材料，再放置梁下混凝土外墻板上層鋼筋網，最后澆筑上層混凝土層；當梁下混凝土外墻板為單層混凝土墻時，梁鋼筋籠、梁內型鋼、梁下混凝土外墻板內的鋼筋網、調整鐵件和接合鐵件放置就位后，整體澆筑，一體成形。其中梁上混凝土墻墩可以預留到現場澆筑。

本實用新型的預制鋼筋混凝土梁/預制型鋼梁之梁墻一體外墻板根據各種可能的豎向荷載及水平荷載，梁下混凝土外墻板平面外荷載等工況條件,計算分析梁下混凝土外墻板對結構變形的影響，同時對相應工況下的梁下混凝土外墻板的內力效應，進行的鋼筋配置，能夠保證本實用新型的性能滿足結構體系設計概念要求。保證梁下混凝土外墻板適應主體結構變形要求，并滿足強柱弱梁概念設計要求，具體數據如下：

梁下混凝土外墻板設于結構梁正下方，使結構梁與梁下混凝土外墻板在同一平面，梁下混凝土外墻板寬度比結構梁的凈跨小，以保證結構側向變形能力。按規范JGJ3及JGJ99，混凝土框架結構的彈性位移角限值是1/550,塑性位移角限值是1/50；鋼結構框架結構的彈性位移角限值是1/250,塑性位移角限值是1/70；混凝土框架－剪力墻結構或鋼框－混凝土剪力墻結構彈性位移角限值1/800,塑性位移角限值是1/100；層高2.9m-4.5m的混凝土框架建筑，層間彈性位移限值為5.3-8.2mm,塑性層間位移限值為58-90mm；鋼框架建筑，層間彈性位移限值為11.6-18mm,塑性層間位移限值為41-64mm；而框剪結構建筑，彈性位移角限值在3.7-5.7mm，層間塑性位移限值為29-45mm。參照主體結構側移限值及施工條件，進行豎拼縫寬度設計。考慮豎拼縫過大，不利于密封打膠，設計時，梁下混凝土外墻板的墻面間的分割豎拼縫一般預留取20-25mm的寬度，該設計足于保證設防地震作用時，主體結構彈性變形不受梁下混凝土外墻板影響。

以下采用Ansys有限元程序，將混凝土及鋼板模擬成塊體單元(三維6面體20節點)，采用C40混凝土強度及Q345鋼材參數，對結構梁墻一體外墻板的構件進行彈性分析，作用力取自某26層混凝土框剪結構住宅建筑整體計算分析相應內力。該建筑物位于地震加速度0.10g地區，抗震等級為二級。取單層某一單榀單跨框架進行模型模擬，柱上和結構梁上均有豎向荷載作用，柱頂有水平荷載作用，本計算主要驗證，在考慮梁下混凝土外墻板剛度影響時，結構梁、柱和梁下混凝土外墻板各構件間的內力分配。計算結果如下：該單榀單跨的結構梁墻一體外墻板的框架模型，在考慮7度設防烈度的地震作用下，最大水平側移為0.446mm,且此時混凝土梁端梁下皮應力最大，為最先達到開裂。軟件分析結果說明：框架側移量遠小于豎拼縫預留的20-25mm的寬度。結構梁墻一體單元中的梁下混凝土外墻板，不影響框架側移變位，保持了強柱弱梁概念設計要求。

考慮進一步減小梁下混凝土外墻板對梁端截面剛度及框架變形的影響，采用框架梁端的塑鉸區截面剛度不宜加強的設計概念，配筋構造作法是梁下混凝土外墻板的豎向鋼筋在伸入結構梁內的設置為：沿結構梁方向中間密且兩端稀疏，且梁端部分留有一定長度與梁下混凝土外墻板不連接或弱連接。在計算模擬時，梁端位置與梁下混凝土外墻板設不連接水平縫，梁下混凝土外墻板與梁端位置的連接釋放，加載模型同上，分析結果如下：此時最大水平側移略有加大為0.463mm，此時梁下混凝土外墻板為最先達到開裂，其次是結構梁，最后是柱。框架側移量遠小于豎拼縫一般預留寬度。結構梁墻一體單元中的梁下混凝土外墻板，不影響框架側移變位。梁端與梁下混凝土外墻板間留縫，框架變形能力增強，結構梁構件的承載力仍可保持小于柱構件的承載力，保持了結構梁和柱構成的結構形式即框架結構體系的強柱弱梁特性。

同樣情況下，對于型鋼梁在結構梁墻一體單元中構件，繼續采用Ansys有限元軟件進行模擬計算，加載計算結果如下：無混凝土包裹的型鋼梁兩端伸出段通過連接板與柱中的型鋼通過焊接及螺栓進行剛接連接，考慮同樣的地震作用組合工況，所述軟件分析結果顯示，此時最大水平側移0.749mm，而型鋼梁的應力仍大于鋼柱，框架側移量遠小于豎拼縫一般預留的20mm寬度。計算結果說明，型鋼梁墻一體墻板構件中的梁下混凝土外墻板，不影響框架側移變位，且可保持強柱弱梁概念。

如僅考慮豎向荷載作用，無地震作用組合設計時。計算結果如下：僅豎向荷載作用時，梁跨中截面有可能全截面受壓，截面受拉區轉移至梁下混凝土外墻板跨中下皮。因此，無地震組合設計中，考慮結構梁墻一體構件的截面中跨受拉配筋與獨立梁跨中配筋均應能抵抗此工況下的彎矩作用，并避免梁下混凝土外墻板下皮過早開裂。結構梁墻一體構件的截面受拉鋼筋的作用力臂較大，梁下混凝土外墻板跨中截面配筋需求相對較小，本領域技術人員排布受拉鋼筋無困難。

以上就本實用新型較佳的實施例做了說明，但不能理解為是對權利要求的限制。本實用新型不僅局限于以上實施例，其具體結構允許有變化，本領域技術人員可以根據本實用新型做出各種改變和變形，只要不脫離本實用新型的精神，均屬于本實用新型所附權利要求所定義的范圍。